2005物理冶金原理思考题.docVIP

《物理冶金原理》复习思考题（来自：龙鹕谷QQ:171975803） 晶体学基础、金属及合金相结构、固体金属原子扩散 1、简述题及基本概念： 1）、金属键及金属的性能特点； 在金属晶体中，自由电子是所有金属晶体所共有，并在金属正离子之间运动，形成所谓电子云，金属键就是电子云和金属正离子之间的静电引力。 金属键特点：自由电子公有化；无方向性；无饱和性；不选择结合对象；→种类及潜力无穷；→塑性变形及加工硬化 金属性能特点： 优异的物理性能：磁、光、电子、信息、储能等；优良的导电性及正的电阻温度系数；优异的导热性；……………. 优异的力学性能配合：优异的强韧性配合（高强度～4000MPa；高塑性及加工硬化；高韧性及损伤容限）；使用温度范围宽广(高温、中温、室温、低温)且力学性能优异；优异的耐蚀、耐摩、抗氧化、抗热腐蚀等性能 优异的成形加工性能Processing ability：优异与灵活的凝固加工成型性能（铸造成型：各种复杂形状及各种重量的零件；焊接成型：同种及异种金属材料的连接制造）；独特的塑性变形及加工硬化特性与优异的冷加工成型能力（冷轧、冷冲压、冷旋压、冷拔、冷挤压…；冷加工过程中同时实现零件及材料的强化）；优异的热加工成型能力（锻造、热轧、热挤压） 独特的抗过载能力及使用安全性(加工硬化)：零件局部过载à塑性变形à加工硬化à材料强度提高à不但不会失效、承载能力反而提高、使用安全；加工硬化à避免变形集中、均匀变形、均匀承载、零件材料潜力得以充分利用；加工硬化à避免变形集中、材料均匀变形à冷加工热加工成型成为可能。 2）、金属晶体及其性质； 晶体: 原子或原子集团在三维空间周期性无限重复排列的物质 性质：高的热力学稳定性；各向异性 ( Anisotropy of Properties)；宏观性质的均匀性；一定的熔点；规则的外形（外表面为往往低表面能的特殊晶面） 3）、金属非晶及性能特点； 原子排列长程无序或短程有序Long-range disorder or short-range order 无晶界、无成分偏析、成分完全均匀 没有固定熔点(玻璃转化温度） 各向同性（Isotropic ) 高强度、无加工硬化、低塑性 高弹性、高耐蚀、高耐磨 优异的磁性、储氢性能、 4）、材料分类方法及各类材料的优缺点； 按功能分类：结构材料（按组成、性质、用途……）；功能材料（磁性材料、电子材料、超导材料、光电子信息材料、催化材料、储能材料、含能材料……）。 陶瓷材料的性能优点： 共价键及离子键原子间结合键强、化学稳定性高 高温强度高、耐蚀性好、高温抗氧化性能好 硬度高、耐磨性优异 导热系数低、隔热性能好 (TBCs) 不导电，绝缘材料 高分子材料的性能缺点： 使用温度范围窄 (高温软、低温脆)； 高温力学性能低、高温老化；低温韧性差、低温脆化； 长期化学及力学性能稳定性低à性能退化 (Degradation)； 回收问题 (Recycling ) 5）、复合材料性能特点及存在的问题； 复合材料的性能优点 有机结合充分发挥各种材料的性质 凭借高明的设计加工合成灵活控制各种性质 实现任何单一组成无法达到的性能 6）、空间点阵、晶胞及点阵常数； 把基元看成几何点，这些点在三维空间构成空间点阵（Space Lattice） 在晶格中，能表现出其结构的一切特征的最小部分称为晶胞。 以三个平移基矢为棱所作的平行六面体称为点阵晶胞，或称简单晶胞。 如果在点阵晶胞的范围内，标出相应晶体结构中各原子的位置，这部分原子构成了晶体结构中具有代表性的部分，含有这一附加信息的晶胞称为结构晶胞。 三个棱长a\b\c,和棱间夹角?\?\?共六个参数叫做点阵常数或晶格常数。 8）、晶面指数及晶向指数的求法； 晶向指数及其求法 过坐标原点作晶向的平行线或将该晶向平移至坐标原点 在该晶向上任取一点并以晶格常数为单位求位置坐标值 将坐标值化成最小整数并放入方括号中[uvw] 负号写在数字上方，符号相反的两晶向方向相反： [112]与[112] 9）、晶面族与晶向族； 晶面族（Family of Crystallographic Planes） 晶体中原子排列规律相同、位向不同的所有晶面（数字相同但次序及负号不同的所有晶面）表示符号：{hkl} 晶向族（Family of Crystallographic Directions）原子排列特征相同、位向不同的全部晶向: uvw 10）、晶带、晶带轴及晶带定理； 如果一系列非平行晶面都平行于或包含某一特定方向，则这些晶面(hkl)同属于一个晶带，这个特定方向称为晶带轴[uvw]。 晶带定理：hu + kv + lw = 0 11）、配位数、致密度、原子半径; 晶体结构中任意原子最近邻的原子数目叫做该晶体结构