材料物理考试知识点_终.docVIP

决定材料强度的关键因素是原子之间的结合力。除了原子间的键合类型和结合力外,对材料强度影响最大的因素是位错。 如果在高温下给材料施加一个应力，即使这个应力小于该温度下的材料屈服强度，材料也可能发生塑性变形，以至断裂。这种现象就称为蠕变。 引起材料在较低温度下发生塑性变形的主要原因是位错的滑移，而引起材料在高温下发生蠕变的主要原因则是位错的攀移。位错攀移，即位错能够在与滑移面垂直而不是平行的平面上移动。 加工硬化，又称为应变硬化，是由于位错增值所引起的。所以能够产生加工硬化的材料必须是位错能够滑移的塑性材料。通过使金属发生塑性变形的方式，可以使其屈服强度增高。这就是所谓的加工硬化。经过了冷加工的金属材料中的位错密度可增殖至1012cm/cm3 ，比初始的位错密度大近百万倍。位错密度越大，位错之间的相互作用也越大，对位错进行滑移的阻力也随之增大。这就是加工硬化的原理。 位错增殖方式，参照增殖图（4.20）P65 当外加应力超过屈服强度时，位错开始滑移。如果位错在滑移面上遇到障碍物，就会被障碍物钉住而难以继续滑移。a图表示的就是一段位错线的两端被障碍物钉住的情况。继续增大的应力将使位错线不断弯曲（c、d图）并扩展，以求滑移。最后，相互接近的两段位错刚好具有相反的性质（伯氏矢量相同、位错线方向相反），它们会相互靠近，以至消失。这样的结果是原来的一段位错线仍然被钉在障碍物上，但在这段位错线的外围却多出来一个位错环（图d），这就是Fr位错原理。 固溶体与混合物的区别：混合物：混合物中含有2种以上的相，混合物中的这些相依然保持自己的特性。 固溶体：固溶体本身只是一个相，组成固溶体的各个组元都已经相互溶解，不再保持组元自己的特性。 固溶强化的效果决定因素：1. 溶剂原子和溶质原子的尺寸差别越大，固溶强化的效果越大 ；2. 添加的合金元素越多，固溶强化的效果也越大。 所谓弥散强化，是指将多相组织混合在一起所获得的材料强化效应。如果材料中添加的合金元素太多，以致超过了其溶解度，就会出现第二相，形成两相合金。在这两种相之间的界面上的原子排列不再具有晶格完整性。在金属等塑性材料中，这些相界面会阻碍位错的滑移，从而使材料得到强化,这就是弥散强化的由来 共晶反应：从一个液相生成α相和β相两种固相的反应。共析反应： 从一个固相S1转变成两个固相S2和S3的反应。共析反应与共晶反应不同之处：共晶反应是从一个液相转变成两个固相的，且不同通过热处理的方式来实现。而共析反应是固相之间的反应，是由一个固相转变为两个固相的反应。需要热处理的方式来实现。 可以用来强化材料的固态相变有：时效强化、共析反应，非平衡态的马氏体相变。 能够携带电荷的粒子称为载流子。 在金属、半导体和绝缘体中携带电荷的载流子是电子 ；在离子化合物中，携带电荷的载流子则是离子。 控制材料的导电性能实际上就是控制材料中的载流子的数量和这些载流子的移动速率。对于金属材料来说，载流子的移动速率特别重要。 从连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动，到不连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动，再到不连续能量分布的价电子在周期性势场中的运动，分别是经典自由电子论、量子自由电子论、能带理论这三种分析材料导电性理论的主要特征。 未填满电子的能带称为导带。由价电子能级分裂而成的能带称为价带。在能带之间没有可能量子态的能量区域叫禁带。 费米能级：能带中有一半的能级被电子占据的能级称为费米能级。 由于钠只有1个3s电子，所以在3s价带上，只有一半的能级被电子所占据。这些被电子占据的能级应该是能量较低的能级。当温度为绝对零度时，只有下面一半的能级被电子占据，上面一半的能级没有电子占据。而当温度大于绝对零度时，有一些电子获得了能量，跳到价带里的较高能级，而在相对应的较低的能级上失去了电子，产生了相同数量的空穴。因此钠能导电。 镁这样的周期表ⅡA族元素的最外层3s轨道有2个电子，它的3s能带就会被电子全部占满。由于固体镁的3p能带与3s能带有重叠，这种重叠使得电子能够激发到3s和3p的重叠能带里的高能级，所以镁具有导电性。 铜中的内层3d能带已经被电子充满，这些电子被原子紧紧束缚，不能与4s能带相互作用。由于铜中的3d能带和4s能带之间基本没有相互作用，所以铜的导电性非常好。银和金的情况与铜类似。 超导体与理想导体之间的差别：（1）理想导体定义为在它里面不存在任何散射电子机制的一种导体。超导体：这种在一定低温条件下电阻突然失去的物质称为超导体。（2）理想导体没有迈斯纳效应，而超导体具有迈斯纳效应（磁力线不能穿过超导材料）。相同点：都是零电阻。 马基申规则：金属固溶体中溶质原子的浓度较小，以致可以略去它们之间的相互影响，把固溶体的电阻看成由金属的基本电阻和残余电阻组成。这实际上表