材料科學(xué)基礎(chǔ) 第五章

1、第五章晶體缺陷一、學(xué)習(xí)目的材料的性質(zhì)決定于其組成原子的性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)（原子空間位置和相互作用關(guān)系）。絕對理想化的晶體材料由于其原子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)都是唯一確定的，所以其性質(zhì)也是唯一確定的。這樣一來材料理想化晶體材料的性質(zhì)就非常容易研究，材料世界中也會(huì)非常單調(diào)古板。慶幸的是實(shí)際材料中存在很多對理想晶體的偏離（所謂晶體缺陷）。這些偏離使實(shí)際材料的性質(zhì)產(chǎn)生了許多變數(shù)，造就了我們面前的多彩的材料世界。可以說材料的性質(zhì)決定于其中晶體缺陷的種類和分布（結(jié)構(gòu)

2、）。因此材料科技工作者必須要掌握材料中已知缺陷的種類、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、表征方法和這些缺陷對材料的各種性質(zhì)的影響規(guī)律。從而解釋為什么這種材料在經(jīng)過這樣處理之后會(huì)有這樣的性質(zhì)。應(yīng)該說，我們對晶體缺陷的認(rèn)識還不全面。隨著理論深化、表征手段的完善，晶體缺陷的知識在增加。本章的另外一個(gè)重要目的是向同學(xué)展示晶體缺陷相關(guān)問題的研究思路和方法，培養(yǎng)大家對此類問題的研究能力。二、本章的主要內(nèi)容1、描述空位和自空隙原子晶體缺陷。2、已知相關(guān)的常數(shù)，計(jì)算具體溫度

3、下材料中的平衡空位數(shù)。3、說出兩種固溶體類型，并且簡要寫出各自的定義，畫出草圖。4、說出并描述在陶瓷化合物中發(fā)現(xiàn)的八種不同的離子點(diǎn)缺陷。5、已知一金屬的分子質(zhì)量以及其中兩種或兩種以上元素的原子量，計(jì)算每一種元素的質(zhì)量百分比和原子百分比。6、對于刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)和混合位錯(cuò)：(a)描述并且畫出每一種位錯(cuò)；(b)標(biāo)出位錯(cuò)線的位置；(c)標(biāo)明位錯(cuò)線的延伸方向。7、描述(a)晶界(b)孿晶界附近區(qū)域內(nèi)的原子結(jié)構(gòu)。三、重要術(shù)語和概念A(yù)lloy:合

4、金合金Ametallicsubstancethatiscomposedoftwomeelements.由兩種及以上元素組成的金屬材料。Weightpercent(wt%)：質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：質(zhì)量百分?jǐn)?shù)Concentrationspecificationonthebasisofweight(mass)ofaparticularelementrelativetothetotalalloyweight(mass).Stoichiometry:正常價(jià)

5、化合物正常價(jià)化合物Fioniccompoundsthestateofhavingexactlytheratioofcationstoanionsspecifiedbythechemicalfmula.在離子化合物中，正、負(fù)離子的比例嚴(yán)格遵守化學(xué)公式定義的化合價(jià)關(guān)系。Imperfection:缺陷，不完整性缺陷，不完整性Adeviationfromperfectionnmallyappliedtocrystallinematerialsw

6、hereinthereis相對尺寸較小的溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑或晶格原子之間間隙位置所形成的固溶體。Solidsolution:固溶體固溶體Ahomogeneouscrystallinephasethatcontainstwomechemicalspecies.Bothsubstitutionalinterstitialsolidsolutionsarepossible.包含兩種或兩種以上元素的均勻單相。固溶體可以以置換固溶體或間隙固溶體的形

7、式存在。Solidsolutionstrengthening:固溶體強(qiáng)化固溶體強(qiáng)化Hardeningstrengtheningofmetalsthatresultfromalloyinginwhichasolidsolutionisfmed.Thepresenceofimpurityatomsrestrictsdislocationmobility.由于形成固溶體的合金化過程引起的金屬硬化和強(qiáng)化，其機(jī)制是異類原子的存在限制了位錯(cuò)的可動(dòng)性

8、。Solute:溶質(zhì)溶質(zhì)Onecomponentelementofasolutionpresentinaminconcentration.Itisdissolvedinthesolvent.溶液（固溶體）中，含量較少的組元或元素。溶質(zhì)溶解在溶劑中。溶液（固溶體）中，含量較少的組元或元素。溶質(zhì)溶解在溶劑中。Solutionheattreatment:固溶處理，均勻化退火固溶處理，均勻化退火Theprocessusedtofmasolids

9、olutionbydissolvingprecipitateparticles.Oftenthesolidsolutionissupersaturatedmetastableatambientconditionsasaresultofrapidcoolingfromanelevatedtemperature.讓沉淀物融解而形成固溶體的熱處理過程。通常情況下，從固溶處理溫度下快速冷卻，形成室溫下亞穩(wěn)態(tài)過飽和固溶體。Solvent:溶劑溶劑

10、Thecomponentofasolutionpresentinthegreatestamount.Itisthecomponentthatdissolvesasolute.溶液（固溶體）中，含量最大的組元，此組元溶解了溶質(zhì)。溶液（固溶體）中，含量最大的組元，此組元溶解了溶質(zhì)。Burgersvect():柏氏矢量柏氏矢量b?Avectthatdenotesthemagnitudedirectionoflatticedisttionass

11、ociatedwithadislocation.表示位錯(cuò)引起晶格畸變程度和方向的矢量。矢量。Composition(Ci):成分，組成成分，組成Therelativecontentofaparticularelementconstituent(i)withinanalloyusuallyexpressedinweightpercentatompercent.合金中某一元素或組分的相對含量，通常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或原子百分?jǐn)?shù)來表示。Defect