清华大学材料系物理化学辅导讲义.doc

目 录 第一讲 清华大学材料系综合信息介绍 5 第二讲 复习规划指导 7 第三讲 重难点分析 9 第一部分 材料科学基础 9 第一章 晶体学基础及晶体结构 9 1.1 要点扫描 9 1.1.1 空间点阵和晶胞 9 1.1.2 常见纯金属（FCC、BCC、HCP）的晶体结构（★★★★★常考点） 11 1.1.3 晶面指数和晶向指数及其标注（★★★★★一定要熟练掌握多做练习） 14 1.1.4 标准投影 17 1.1.5 倒易点阵和晶体学公式 18 1.1.6 离子晶体结构 20 1.2 难点释疑 22 1.2.1 7大晶系包含的点阵类型为什么不是28种，而是14种？ 22 1.2.2 为什么没有底心正方和面心正方点阵？ 22 1.2.3 确定晶面指数时应注意哪些问题？ 23 1.3 解题示范 24 第二章 晶体的范性形变 26 2.1 要点扫描 26 2.1.1 金属及合金的变形 26 2.1.2 单晶体的塑性变形 26 2.1.3 多晶体的塑性变形与细晶强化 32 第三章 晶体中的缺陷 33 3.1 要点扫描 33 3.1.1 点缺陷及其平衡浓度（★★） 33 3.1.2 位错的基本类型及柏氏矢量 35 3.1.3 位错的应力场（若考到，会给出应力场公式） 39 3.1.4 位错的弹性能和线张力 41 3.1.5 作用在位错上的力和Peach-Koehler公式 42 3.1.6 位错间的交互作用（★★★★） 45 3.1.7 位错交割 51 3.1.8 合金的塑性变形与固溶强化和第二相强化 54 3.1.9 FCC晶体中的位错（★★★★） 56 3.1.10 位错反应 60 第四章 相图与材料热力学 61 4.1 材料热力学 61 4.2 相图（★★★） 61 4.2.1 相图的定义及类型结构 61 4.2.2 相图的建立（热分析法-画冷却曲线） 61 4.2.3 相律和杠杆定律 62 4.2.4 匀晶相图 63 4.2.5 二元共晶相图 64 4.2.6 离异共晶及伪共晶 65 4.2.7 相图与性能的关系 66 4.2.8 相区接触法则（用于判断相图正误。★★★） 66 4.3 铁碳合金相图（★★★★★） 66 第五章 扩散 69 5.1 扩散定律 69 5.1.1菲克第一定律 69 5.1.2菲克第二定律 70 5.2 扩散方程的解及应用 71 5.2.1 稳态扩散 71 5.2.2 非稳态扩散 73 5.3 克根达耳效应及达肯公式（★★★★★） 74 5.4 扩散的微观机制 76 5.5 反应扩散（★★★★） 77 5.5.1 反应扩散动力学 77 5.5.2 反应扩散（多相扩散）的特点 77 5.5.3 反应扩散实例 77 第六章 凝固与结晶 78 6.1 结晶的一般过程 78 6.2 纯金属晶体的长大 78 6.3 单相固溶体晶体的长大 79 6.4 金属和合金铸锭组织的形成与控制 82 第七章 回复与再结晶 83 7.1 回复过程的特征 83 7.2 回复动力学 83 7.3 再结晶过程的特征 84 7.4 再结晶动力学 84 7.5 再结晶温度 84 7.6 在实际生产的应用 84 第八章 固态相变 86 8.1 时效 86 8.2 时效先析出亚稳相的原因 87 8.3 Al-Cu时效过程硬度变化与位错理论的关系 87 第二部分 物理化学（材料化学） 89 第一章 热力学第一定律 89 1.1 热力学概论（名词解释常考点★★★） 89 1.1.1 体系与环境 89 1.1.2 体系的性质 89 1.1.3 状态函数 89 1.1.4 热和功 89 1.1.5 准静态过程和可逆过程 90 1.2 热力学第一定律 90 1.3 热容 91 1.3.1 定义 91 1.3.2 理想气体的与之差 91 1.3.3 绝热过程的功和过程方程式 91 1.3.4 赫斯定律 92 1.4 几种热效应 92 1.4.1 化合物的生成焓 92 1.4.2 燃烧焓 93 1.4.3 溶解热 93 1.4.4 稀释热 93 第二章 热力学第二定律 93 2.1 什么是热力学第二定律 93 2.2 熵变 93 2.3 克劳修斯不等式与熵增加原理 93 2.3.1 克劳修斯不等式 93 2.3.2 熵增加原理 94 2.4 亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能 94 2.4.1 亥姆霍兹自由能 94 2.4.2 吉布斯自由能 94 2.5 几个热力学函数的关系(★★★★)（常出热力学证明题） 95 2.5.1 基本公式 95 2.5.2 麦克斯韦关系式 95 2.5.3 吉布斯-亥姆霍兹方程式 96 2.5.4 克拉