材料科学基础考点答案.doc

金属间化合物分类：电负性决定的原子价化合物、电子浓度决定的电子化合物、原子尺寸决定的尺寸因素化合物。 材料科学与工程四要素：组成与结构、使用性能、性质、合成与加工。 晶胞：是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复单元。 七大晶系、十四种布拉菲格子：三斜（简单三斜）、单斜（简单、底心）、斜方（简单、体心、底心、面心）、三方（简单）、四方（简单、体心）、六方（简单）、立方（简单、体心、面心）。 晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。 晶向指数：用[uvw]来表示。 6.1mol离子晶体中的正负离子，由相互远离的气态结合成离子晶体时所释放的能量。 球体最紧密堆积原理：晶体中各离子间的相互结合，可以看作是球体的堆积。按照晶体中质点的结合应遵循势能最低的原则，从球体堆积的几何角度来看，球体堆积的密度越大，系统的势能越低，晶体越稳定。 晶体结构中正、负离子的配位数的大小由结构中正、负离子半径的比值来决定。 哥希密特结晶化学定律：晶体结构取决于其组成基元（原子、离子或离子团）的数量关系、大小关系及极化性能。 多晶转变分类：根据转变时速度快慢和晶体结构变化的不同，可将多晶转变分为两类：位移性转变和重建性转变。①位移性转变：仅仅是结构畸变，转变前后结构差异小，转变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数，只是原子位置发生少许位移，使次级配位有所改变。 ②重建性转变：不能简单地通过原子位移来实现，转变前后结构差异大，必须破坏原子间的键，形成一个具有新键的结构。 极化：在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之发生变形，这种现象称为极化。 同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体的现象，称为同质多晶现象。 热释电性：热释电性是指某些像六方ZnS型的晶体，由于加热使整个晶体温度变化，结果在与该晶体c轴垂直方向的一端出现正电荷，在相反的一端出现负电荷的性质。（晶体的热释电性与晶体内部的自发极化有关） 硅酸盐晶体中[SiO4]四面体的五种结合方式：岛状、组群状、链状、层状和架状。 缺陷按其产生的原因分为：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷、电荷缺陷和辐照缺陷等。 热缺陷分类，各自特点：热缺陷包括弗伦克尔缺陷和肖特基缺陷。①弗伦克尔缺陷是质点离开正常格点后进入到晶格间隙位置，其特征是空位和间隙质点成对出现。②肖特基缺陷是质点由表面位置迁移到新表面位置，在晶体表面形成新的一层，同时在晶体内部留下空位，其特征是正负离子空位成比例出现。 形成肖特基缺陷和弗伦克尔缺陷的一般规律：当晶体中剩余空隙比较小，比如NaCl型结构，容易形成消极特缺陷；当晶体中剩余空隙比较大时，如萤石CaF2型结构等，容易产生弗伦克尔缺陷。 根据原子的滑移方向和位错线取向的几何特征不同，位错分为：刃位错、螺位错和混合位错。 刃位错、螺位错的定义、性质（与原子滑移方向的关系）：①刃位错：晶体已滑移部分和未滑移部分的交线犹如砍入晶体的一把刀的刀刃，则成为刃位错。其几何特征是位错线与原子滑移方向（即伯氏矢量b）相垂直；滑移面上部位错线周围原子受压应力作用，原子间距小于正常晶格间距；滑移面下部位错线周围原子受张应力作用，原子间距大于正常晶格间距。 ②螺位错：由于位错线周围的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。其几何特征是位错线与原子滑移方向相平行；位错线周围原子的配置是螺旋状的，几形成螺位错后，原来与位错线垂直的晶面，变成以位错线i中心轴的螺旋面。 位错应变能：位错使其周围点阵畸变，点阵能量增加，点阵所增加的能量。包括两部分：①位错核心能，在位错核心几个原子间距r0=2|b|=2b以内的区域，滑移面两侧原子间的错排能即相当于位错核心能。由于位错中心处原子位移太大，线弹性理论不适应，不能采取连续介质模型，而需要借助于点阵模型直接考虑晶体结构和原子间的相互作用。据估计，错排能约占位错能的1/10.②弹性应变能，在位错核心区以外，长程应力场作用范围所具有的能量，约占位错能的9/10。 位错能否发生反应，取决于两个条件：其一，必须满足伯氏矢量的守恒性，即反应前后各位错的伯氏矢量之和相等， 其二，必须满足能量条件，即反应后各位错的总能量应低于反应前各位错的总能量， 小角度晶界：晶界的结构和性质与相邻晶粒的取向差有关，当取向差θ﹤θ0（10°≤ θ0≤15°）时，称为小角度晶界；θ﹥θ0（10°≤θ0≤15°）时，称为大角度晶界。 倾斜晶界：一个晶粒相对于另一个晶粒以平行于晶界的某轴线旋转一定角度所形成的晶界称为倾斜晶界。 扭转晶界：一个晶粒相对于另一个晶粒以垂直于晶界的某轴线旋转一定角度而形成的晶界称为扭转晶界。 小角度晶界的结构：①倾斜