材料科學簡答題

1、1孿晶和滑移的特點:相同點:●宏觀上都是切應(yīng)力作用下發(fā)生的剪切變形●微觀上都是晶體塑性變形的基本形式是晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對另一部分的移動過程●兩者都不會改變晶體結(jié)構(gòu)●從機制上看都是位錯運動結(jié)果.不同點:●滑移不改變晶體的位相孿生改變了晶體位向●滑移是全位錯運動的結(jié)果而孿生是不全位錯運動的結(jié)果●滑移是不均勻切變過程而孿生是均勻切變過程●滑移比較平緩應(yīng)力應(yīng)變曲線較光滑連續(xù)孿生則呈鋸齒狀●兩者發(fā)生的條件不同孿生所需臨界分切應(yīng)力值遠

2、大于滑移因此只有在滑移受阻情況下晶體才以孿生方式形變.●滑移產(chǎn)生的切變較大(取決于晶體的塑性)而孿生切變較小取決于晶體結(jié)構(gòu).2回復(fù)機制:1)低溫回復(fù)(0.10.3Tm)點缺陷(空位和間隙原子)運動至晶界出或位錯處消失空位和間隙原子結(jié)合消失空位結(jié)合成空位對.結(jié)果導致點缺陷密度降低.2)中溫回復(fù)(0.30.5Tm)位錯可以在滑移面上滑移或交滑移使異號位錯相遇相消位錯密度下降位錯纏結(jié)內(nèi)部重新排列組合使變形亞晶規(guī)整化.3)高溫回復(fù)(0.5Tm)

3、位錯除滑移外還可獲得足夠的能量產(chǎn)生攀移使滑移面上不規(guī)整的位錯重新分布形成亞晶界和亞晶粒使彈性畸變能降低.位錯攀移(滑移)→位錯垂直排列(亞晶界)→多邊化(亞晶粒)→彈性畸變能降低.4)位錯反應(yīng)形成亞晶肖脫基缺陷離開平衡位置的原子遷移至晶體表面的正常格點位置而晶體內(nèi)僅留有空位晶體中形成了肖特基缺陷3滑移:滑移:是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對于另一部分發(fā)生滑動位移的現(xiàn)象.4固溶強化:是指由于溶質(zhì)原子的固溶而引起的強化效應(yīng).5擴散:擴

4、散:由于物質(zhì)中原子(或者其他的微觀粒子)的微觀熱運動所引起的強化效應(yīng).影響擴散的因素1.溫度升高擴散原子獲得能量超越勢壘幾率增大且空位濃度增大有利擴散.2.原子結(jié)合鍵越弱Q越小D越大.3.在間隙固溶體中擴散激活能較小原子擴散較快在置換固溶體中擴散激活能比間隙擴散大得多.4.晶體的致密度越高原子擴散時的路徑越窄產(chǎn)生的晶格畸變越大同時原子結(jié)合能也越大使得擴散激活能越大擴散系數(shù)減小.5.晶粒尺寸越小金屬的晶界面積越多晶界擴散對擴散系數(shù)的貢獻就

5、越大.6.晶體中的位錯對擴散也有促進作用7.化學成分影響:若增加濃度能使原子的Q減小而D0增加則D增大.6多晶體塑性變形的過程主要為變形的傳遞和協(xié)調(diào)1變形的傳遞當多晶體中少數(shù)取向有利的晶粒開始滑移時當一個晶粒位錯在某滑移系上動作后位錯遇到晶粒便塞積起來位錯的塞積便會產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中應(yīng)力集中使臨近晶粒的位錯源啟動原來取向不利的經(jīng)理開始變形相鄰晶粒的變形時位錯塞積產(chǎn)生的應(yīng)力集中得以松弛滑移傳遞.2變形的協(xié)調(diào)假如多晶體在變形時各個晶粒的自身

6、變形都像單晶體一樣彼此獨立變形互相不約束那么在晶界附近變形將是不連續(xù)的會出現(xiàn)空隙或裂縫為了適應(yīng)變形的協(xié)調(diào)要求臨近晶粒的晶界附近區(qū)域有幾個滑移系動作就是已變形晶粒自身除了變形的主滑移系外在晶界附件也要求有幾個滑移系同時動作.當有大量晶粒發(fā)生滑移后金屬便顯示出明顯的塑性變形.7多晶體金屬塑性變形的特點1.各晶粒變形的不同時性和不均勻性.2.各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性需要五個以上的獨立滑移系同時動作.3.滑移的傳遞必須激發(fā)相鄰晶粒的位錯源.4.多

7、晶體的變形抗力比單晶體大變形更不均勻.5.塑性變形時導致一些物理化學性能的變化.6.時間性多晶體金屬塑性變形需要一個過程.8晶粒大小對材料強度和塑性的影響材料晶粒越細室溫強度越高塑性越好稱為細晶強化.位錯理論解釋材料晶粒越細強度越高塑性越好.在外加切應(yīng)力作用下位錯沿著某個滑移面運動當位錯運動至晶界受阻便塞積起來產(chǎn)生了應(yīng)力集中.由于粗品粒晶界塞積的位鍺數(shù)多產(chǎn)生的應(yīng)力集中較大更容易使相鄰晶粒的位錯源開動即在較低的外力下就開始塑性交形因而粗品

8、粒的屈服強度較低.9回復(fù)再結(jié)晶的組織和化學性能的變化1.組織的變化回復(fù)階段:顯微組織仍為纖維狀無可見變化高溫回復(fù)階段胞狀位錯結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喚?3，回復(fù)，再結(jié)晶和晶粒長大的定義和驅(qū)動力答：再結(jié)晶的定義：當冷變形金屬加熱到足夠高的溫度以后會在變形最劇烈的區(qū)域產(chǎn)生新的等軸晶粒來代替原來的變形晶粒這個過程稱為再結(jié)晶.冷變形金屬再結(jié)晶后其冷變形組織完全消失加工硬化狀態(tài)也隨之消失金屬重新獲得冷變形前的性能。24鑄件三晶區(qū)的形成原因？答：25聚合物按工

9、藝分為哪五種？答：塑料，橡膠，纖維i，膠粘劑，涂料26復(fù)合材料按增強材料分為哪三種？答：纖維增強復(fù)合材料，粒子增強復(fù)合材料，疊層復(fù)合材料。27試述形變度對金屬材料結(jié)晶后晶粒大小的影響規(guī)律？答：28何為臨界溫度？在工業(yè)生產(chǎn)中有何意義？答：形變量很小時，儲存能少，不足以發(fā)生再結(jié)晶，故退火后晶粒尺寸不變；能發(fā)生再結(jié)晶的最小形變度通常在2%8%范圍內(nèi)，此時驅(qū)動力小，行核率低，最終能長大的晶粒個數(shù)少，再結(jié)晶退火晶粒特別粗大，稱為“臨界溫度”28改

10、善陶瓷脆性的途徑有哪些？是說明機理？答：1.降低陶瓷的微裂紋尺寸，斷裂力學將裂紋擴展時的σ，稱為斷裂韌性K。及σ=K，K是材料固有的性能。由上式可知，斷裂強度σ與斷裂尺寸的平方根成反比，裂紋尺寸越大，斷裂強度越低。所以提高強度的方法是：獲得細小晶粒，防止晶界應(yīng)力過大產(chǎn)生裂紋，并降低裂紋尺寸。此外，降低氣孔所占分數(shù)，降低氣孔尺寸喲課提高強度。2.陶瓷的相變韌性3.纖維補強，利用強度及彈性模量均較高纖維，使之均勻分布于陶瓷基體中。當這種復(fù)合

11、材料受到外加負荷時，可將一部分負荷傳遞到纖維上去，減輕了陶瓷本身的負擔，其次，瓷體中的纖維可阻止裂紋的擴散，從而改善瓷體的脆性。29、測定擴散系數(shù)的方法。測定擴散系數(shù)的方法。示蹤原子擴散方法、化學擴散方法、弛豫方法、核方法。30、產(chǎn)生柯肯達爾效應(yīng)的原因產(chǎn)生柯肯達爾效應(yīng)的原因由于兩種原子以不同速度相對擴散而造成標記面的漂移。31、影響擴散系數(shù)的因素：、影響擴散系數(shù)的因素：溫度、晶體結(jié)構(gòu)及固溶體類型、各向異性、第三組元、晶體缺陷、32、穩(wěn)定