材料科學基礎-名詞解釋
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材料科學基礎名詞解釋(上海交大第二版)
第一章原子結構
結合鍵?結合鍵分為化學鍵和物理鍵兩大類,化學鍵包括金屬鍵、離子鍵和共價鍵;物理鍵即范德華力。
化學鍵?是指晶體內相鄰原子(或離子)間強烈的相互作用。
金屬鍵?金屬中的自由電子與金屬正離子相互作用所構成的鍵合稱為金屬鍵。
離子鍵?陰陽離子之間通過靜電作用形成的化學鍵叫作離子鍵
共價鍵?由兩個或多個電負性相差不大的原子間通過共用電子對而形成的化學鍵。
范德華力?是借助臨近原子的相互作用而形成的穩(wěn)定的原子結構的原子或分子結合為一體的鍵合。
氫鍵?氫與電負性大的原子(氟、氧、氮等)共價結合形成的鍵叫氫鍵。
近程結構?高分子重復單元的化學結構和立體結構合稱為高分子的近程結構。它是構成高分子聚合物最底層、最基本的結構。又稱為高分子的一級結構
遠程結構?由若干個重復單元組成的大分子的長度和形狀稱為高分子的遠程結構
第二章 ?固體結構
1、晶體:原子在空間中呈有規(guī)則的周期性重復排列的固體物質。晶體熔化時具固定的熔點,具有各向異性。
2、非晶體:原子是無規(guī)則排列的固體物質。熔化時沒有固定熔點,存在一個軟化溫度范圍,為各向同性。
3、晶體結構:原子(或分子、離子)在三維空間呈周期性重復排列,即存在長程有序。
4、空間點陣:陣點在空間呈周期性規(guī)則排列,并具有完全相同的周圍環(huán)境,這種由它們在三維空間規(guī)則排列的陣列稱為空間點陣,簡稱點陣。
5、陣點:把實際晶體結構看成完整無缺的理想晶體,并將其中的每個質點抽象為規(guī)則排列于空間的幾何點,稱之為陣點。
6、晶胞:為了說明點陣排列的規(guī)律和特點,在點陣中取出一個具有代表性的單基本元(最小平行六面體)作為點陣的組成單元,稱為晶胞。
7、晶系:根據(jù)六個點陣參數(shù)間的相互關系,將全部空間點陣歸屬于7中類型,即7個晶系,分別為三斜、單斜、正交、六方、菱方、四方和立方。
13、晶帶軸:所有平行或相交于某一晶向直線的晶面構成一個晶帶,此直線稱為晶帶軸。屬于此晶帶的晶面稱為共帶面。
14、晶面間距:晶面間的距離。
18、點群:點群是指一個晶體中所有點對稱元素的集合。
19、空間群:用以描述晶體中原子組合所有可能的方式,是確定晶體結構的依據(jù),它是通過宏觀和微觀對稱元素在三維空間的組合而得出的。
20、晶胞原子數(shù):一個晶胞體積內的原子數(shù)。
21、點陣常數(shù):晶胞的大小一般是由晶胞的棱邊長度來衡量的,它具有表征晶體結構的一個重要基本參數(shù)。
22、配位數(shù):指晶體結構中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。
23、致密度:指晶體結構中原子體積占總體積的百分數(shù)。
24、多晶型:有些固態(tài)金屬在不同的溫度和壓力下具有不同的晶體結構,即具有多晶型,轉變產(chǎn)物為同素異形體。
25、合金:指由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)熔煉、燒結或其他方法組合而成并具有金屬特性的物質。
26、相:指合金中具有同一聚集狀態(tài)、同一晶體結構和性質并以界面相互隔開的均勻組成部分。
27、固溶體:是以某一組元為溶劑,在其晶體點陣中溶入其他組元原子(溶質原子)所形成的均勻固態(tài)溶體,它保持著溶劑的晶體結構類型。
28、中間相:兩組元?A和B組成合金時,除了可形成以A為基或以B為基的固溶體(端際固溶體)外,還可能形成晶體結構與A,B兩組元不同的新相,由于它們在二元相圖上位置總是位于中間,故通常把這些相稱為中間相。
29、置換固溶體:當溶質原子溶入溶劑中形成固溶體時,溶質原子占據(jù)溶劑點陣的陣點,或者說溶質原子置換了溶劑點陣的部分溶劑原子,這種固溶體就稱為置換固溶體。
30、間隙固溶體:溶質原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體。
31、有限固溶體:金屬元素彼此之間形成有限溶解的稱為有限固溶體。
32、無限固溶體:金屬元素彼此之間能形成無限溶解的稱為無限固溶體。
33、無序固溶體:溶質原子統(tǒng)計式分布在溶劑晶格的結點上,它們或占據(jù)著與溶劑原子等同的位置,或占據(jù)著溶劑原子間隙的位置,看不出有什么次序性或規(guī)律性,這類固溶體叫無序固溶體。
34、有序固溶體:有些固溶體結構在高溫時形成無序固溶體,但在緩慢冷卻或低溫退火時,溶質原子按適當比例并按一定順序和方向,圍繞著溶質原子重新排列.使溶質,溶劑原子在晶格中占據(jù)一定的位置,這一過程稱為固溶體的有序化.溶質和溶劑原子呈有序排列的固溶體稱為有序固溶體或稱超結構:
35、正常價化合物:在元素周期表中,一些金屬與電負性較強的IVA,VA,VIA族的一些元素按照化學上的原子價規(guī)律所形成的化合物稱為正常價化合物。
36、電子化合物:電子化合物是由第一族或過渡族?元素?與第二至第四元素構成的?化合物?,他們不遵守化合價規(guī)律,但滿足一定的電子濃度,雖然電子化合物可用?化學式?表示,但實際成分可在一定的范圍變動,可溶解一定量的?固溶體?。
38、間隙相:原子半徑較小的非金屬元素如C,H,N,B等可與金屬元素(主要是過渡族金屬),當非金屬X和金屬M原子半徑比小于0.59時,形成具有簡單晶體結構的相,稱為間隙相。
39、間隙化合物:原子半徑較小的非金屬元素如C,H,N,B等可與金屬元素(主要是過渡族金屬),當非金屬X和金屬M原子半徑大于0.59時,形成具有復雜晶體結構的相,通常稱為間隙化合物。
第三章晶體缺陷
點缺陷:點缺陷是最簡單的晶體缺陷,它是在結點上或鄰近的微觀區(qū)域內偏離晶體結構正常排列的一種缺陷。其特征是在三維空間的各個方向上尺寸都很小,尺寸范圍約為一個或幾個原子尺寸,故稱零維缺陷,包括空位、間隙原子、雜質或溶質原子等。
線缺陷:其特征是在兩個方向上尺寸很小,另外一個方向上延伸較長,也稱一維缺陷,如各類位錯。
面缺陷:其特征是在一個方向尺寸上很小,另外兩個方向上擴展很大,也稱二維缺陷,晶界、相界、孿晶界和堆垛層錯都屬于面缺陷。
空位:一個原子具有足夠大的振動能而使振幅增大到一定限度時,就可能克服周圍原子對它的制約作用,跳離其原來的位置,使點陣中形成空結點。
間隙原子:從空位中跳離,擠入點陣的空隙位置的原子。
刃型位錯:一種位錯在晶體中有一個刀刃狀的多余半原子面的位錯形式。
螺型位錯:原來與位錯線相垂直的品而都將由平而變成螺旋的一種位錯形式。
混合位錯:滑移矢量既不平行也不垂直于位錯線,而與位錯線相交成任意角度的位錯。
全位錯:把伯氏矢量等于點陣矢量或其整數(shù)倍的位錯稱為“全位錯”
不全位錯:柏氏矢量不等于點陣矢量的不全位錯。
柏氏回路:在實際晶體中,西歐那個任一原子出發(fā),圍繞位錯(避開位錯線附近的嚴重畸變區(qū))以一定的步數(shù)作一右旋閉合回路,稱為柏氏回路。
柏氏矢量:通常將形成一個位錯的晶體的相移矢量定義為該位錯的柏氏矢量,用b表示。
柏氏矢量的物理意義:同一晶體中,位錯的柏氏矢量愈大,位錯強度也愈大,表明該位錯導致的點陣畸變愈嚴重,它所具有的能量也愈高。
柏氏矢量的守恒性:不論所做柏氏回路的大小、形狀、位置如何變化,怎樣任意擴大、縮小或移動,只要它不與其他位錯線相交,對給定的位錯所確定的柏氏矢量是一定的。
位錯的滑移:在外加應力作用下,通過位錯中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不斷地作少量的位移的過程。
交滑移:當某一螺型位錯在原滑移面上受阻時,從滑移面轉移到與之相交的另一滑移面上的過程叫做交滑移。
位錯的攀移:刃型位錯在垂直于滑移面的方向上運動,把多余半原子面向上或向下運動的過程。
位錯的交割:一個位錯在某一滑移面上運動時,會與穿過滑移面的其他位錯發(fā)生相互作用的過程。
割階:垂直于位錯滑移面得曲折滑移曲線。
扭折:在滑移面上的曲折滑移曲線。
位錯密度:單位體積晶體中所含的位錯線的總長度。
位錯增殖:晶體在受力過程中,位錯發(fā)生運動,位錯數(shù)目增加,位錯密度變大的過程。
擴展位錯:通常把一個全位錯分解為兩個不全位錯,中間夾著一個堆垛層錯的整個位錯組稱為擴展位錯。
層錯能:層錯破壞晶體的完整結構和爭產(chǎn)的周期性,使電子發(fā)生反常的衍射效應,使晶體增加的能量。
擴展位錯交滑移:位錯束集呈全螺型位錯,然后再由該全位錯滑移到另一個滑移面上的過程。
晶界:屬于同一固相但位向不同的晶粒之間的界面稱為晶界。
亞晶界:相鄰亞晶粒之間的界面稱為亞晶界。
晶界能:形成單位面積界面時系統(tǒng)的自由能變化。
孿晶界:兩個晶體沿一個公共晶面構成晶面對稱的位向關系,這兩個晶體的公共晶面就稱為孿晶面。
相界:具有不同結構的兩相之間的分界面稱為相界。按結構特點,相界面可分為共格相界、半共格相界和非共格相界三種類型。
第四章固體中原子及分子的運動
質量濃度?單位體積混合物中某組分的質量稱為該組分的質量濃度。
擴散?物質分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉移,直到均勻分布的現(xiàn)象。
間隙擴散?原子從一個晶格中間隙位置遷移到另一個間隙位置。
空位擴散?通過空位進行跳動的擴散稱為空位擴散。
下坡擴散?物質從高濃度向低濃度的擴散。
上坡擴散?物質從低濃度向高濃度的擴散。
穩(wěn)態(tài)擴散?質量濃度不隨時間變化而變化的擴散稱為穩(wěn)態(tài)擴散。
非穩(wěn)態(tài)擴散?質量濃度隨時間變化而變化的擴散稱為非穩(wěn)態(tài)擴散。
擴散系數(shù)?擴散系數(shù)是描述物質擴散難易程度的重要參量。
擴散通量?表示單位時間內通過垂直于擴散方向x的單位面積的擴散物質質量。(J表示)
表面擴散?在樣品自由表面發(fā)生的擴散稱為表面擴散。
第五章 材料的形變和再結晶
1、彈性變形:指外力去除后能夠完全恢復的那部分,可從原子間結合力的角度來了解它的物質本性。
2、彈性模量:材料(金屬、陶瓷和部分高分子材料)不論是加載還是卸載時,只要在彈性形變的比稱為彈性模量。
3、包申格效應::材料經(jīng)預先加載產(chǎn)生少量塑性變形(小于4%),而后通向加載則σ升高,反向加載則σ下降,此現(xiàn)象稱之為包申格效應。
4、彈后效應:一些實際晶體,在加載或卸載時,應變不是瞬時達到其平衡,而是通過一種馳豫過程來完成其變化,在彈性極限σ范圍內,應變滯后于外加應力,并和時間有關的現(xiàn)象稱為彈性后效或彈滯性。
5、粘彈性:一些晶體,有時甚至多晶體,在比較小的應力時可以同時表現(xiàn)出彈性和黏性,這就是黏彈性現(xiàn)象。
6、塑性變形:應力超過彈性極限,材料發(fā)生塑性變形,即產(chǎn)生不可逆的永久變形。
孿生:孿生是塑性變形的另一種形式,它常作為滑移不易進行時的補充。
孿晶面:發(fā)生均勻切變的那組晶面稱為孿晶面(即(111面))。
孿生方向:孿生面的移動方向稱為孿生方向。
孿晶:變形與未變形兩部分晶體合稱為孿晶。
扭折:在孿生過程中阻力很大,如果繼續(xù)增大壓力,則為了使晶體的形狀與外力相適應,當外力超過某一臨界值時晶體將會產(chǎn)生局部彎曲,這種變形方式稱為扭折。
固溶強化:溶質原子的存在及其固溶度的增加,使基體金屬的變形抗力隨之提高。
加工硬化:金屬材料經(jīng)過另加工變形后,強度(硬度)顯著提高,而塑性則很快下降,即產(chǎn)生了加工硬化現(xiàn)象。
彌散強化:當?shù)诙嘁约毿浬⒌奈⒘>鶆蚍植加诨w當中時,將會產(chǎn)生顯著的強化作用,稱為彌散強化。
形變織構:在塑性變形中,隨著形變程度的增加,各個晶粒的滑移面和滑移方向都要向主形變方向轉動,逐漸使多晶體中原來取向互不相同的各個晶粒在空間取向上呈現(xiàn)一定程度的規(guī)律性,這一現(xiàn)象稱為擇優(yōu)取向,這種組織狀態(tài)則稱為形變織構。
回復:回復是一種形核和長大過程,是指新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結構和性能變化的階段。
再結晶:是指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程。
晶粒長大:晶粒長大是指再結晶結束之后晶粒的繼續(xù)長大。
冷加工:而把再結晶溫度以下而又不加熱的加工稱為冷加工。
熱加工:工程上常將再結晶溫度以上的加工稱為熱加工。
動態(tài)再結晶:熱加工時,由于變形溫度高于再結晶溫度,故在變形的同時伴隨著再結晶過程。
再結晶溫度:冷變形金屬開始進行再結晶的最低溫度稱為再結晶溫度。
臨界變形量:在給定溫度下發(fā)生再結晶需要一個最小變形量(臨界變形度)低于此變形度,不發(fā)生再結晶。
再結晶織構:通常具有變形織構的金屬經(jīng)再結晶后的新晶粒仍具有擇優(yōu)取向,稱為再結晶織構。
第六章單組元相圖及純晶體的凝固
結晶:原子由不規(guī)則排列狀態(tài)過渡到規(guī)則排列狀態(tài)的過程。
結構起伏:液態(tài)結構中原子排列長程無序,短程有序,并且短程有序原子集團不是固定不變的結構,這種現(xiàn)象稱為結構起伏。
能量起伏:能量起伏是指體系中每個微小體積所實際具有的能量,會偏離體系平均能量水平而瞬時漲落的現(xiàn)象
過冷度:熔點與實際凝固溫度T之差。
均勻形核:新相晶核是在母相中均勻生產(chǎn)的,即晶核由液相中的一些原子團直接形成,不受雜質粒子或外邊面的影響。
非均勻形核:新相優(yōu)先在母相中存在的異質處形核,即依附于液相中的雜質或外表面來形核。
晶胚:在液相中時聚時散的短程有序原子集團。
晶核:晶胚長大體系自由能降低的穩(wěn)定單元。
亞穩(wěn)相:含自由能比平衡相高的相。
臨界晶粒:達到臨界半徑的晶粒。
臨界形核功:形成臨界晶核所需的功。
溫度梯度:溫度隨時間的變化率。
平面狀:在正的溫度梯度下,晶體的生長已接近平面狀向前推移。
樹枝狀:液—固界面不保持平面狀而會形成許多伸向液體的分枝,同時在這些晶枝上又可能會長出二次晶枝,在二次晶枝上再長出三次晶枝的結晶形狀。
第七章二元系相圖及其合金的凝固
相律?熱力學平衡條件下,系統(tǒng)的組分數(shù)、相數(shù)和自由度數(shù)之間的相互關系
平衡凝固?物質在平衡條件下由液態(tài)至固態(tài)的轉變。
非平衡凝固?物質在非平衡條件下由液態(tài)至固態(tài)的轉變。
共晶體 共晶合金在共晶溫度下凝固時同時結晶出的兩個故鄉(xiāng)混合物稱為共晶組織,或共晶體。
偽晶體?成分在共晶點附近的亞共晶合金或過共晶合金在非平衡條件下獲得的共晶組織稱為偽晶體。
離異晶體?在先共晶相數(shù)量較多而共晶組織甚少的情況下,有時共晶組織中與先共晶相相同的那一相會依附于先共晶相生長,剩下的另一相則單獨存在與晶界處,從而使共晶組織的特征消失,這種兩相分離的共晶稱為離異共晶。
穩(wěn)定化合物?是指具有一定的熔點,而且在熔點以下都能保持自身固有的結構而不發(fā)生分解的化合物
鐵素體?鐵素體是碳在α-Fe中形成的間隙固溶體。(體心立方晶格)
奧氏體?奧氏體是碳在γ-Fe中形成的間隙固溶體。(面心立方晶格)
滲碳體?鐵盒碳相互作用形成的具有復雜晶格的間隙化合物。
珠光體?珠光體是由鐵素體盒滲碳體組成的機械混合物。
萊氏體?由奧氏體盒滲碳體組成的機械混合物。
正常凝固?將固溶體合金整體熔化后進行的定向凝固稱為正常凝固。
區(qū)域熔煉?將固溶體合金局部熔化后進行的定向凝固稱為區(qū)域熔煉。
成分過冷?純金屬凝固時,其理論凝固溫度(Tm)不變,當液態(tài)金屬實際溫度低于Tm引起的過冷稱為成分過冷。
第八章三元相圖
等邊成分三角形:等邊三角形的三個頂點分別表示三個組員,三角形的邊分別表示三個二元系的成分坐標,則三角形內的任意一點都代表三元系的某一成分。
水平截面:三元相圖中的溫度軸和濃度三角形垂直,所以固定溫度的截面圖必定平行于濃度三角形,這樣的截面稱為水平截面,也稱為等溫截面。
垂直截面:固定一個成分變量并保留溫度變量的截面,必定與濃度三角形垂直,所以稱為垂直截面,或稱為變溫截面。
第九章材料的亞穩(wěn)態(tài)
平衡態(tài):材料體系自由能最低的狀態(tài)。
亞穩(wěn)態(tài):材料以高于平衡態(tài)時自由能的狀態(tài)存在,處于一種非平衡的狀態(tài)。
準晶:原子聚集狀態(tài)的固體被稱為準晶。
非晶:非結晶態(tài),即為玻璃態(tài)。
固態(tài)相變:材料體系在固態(tài)時發(fā)生的同素異構轉變、共析轉變、包析轉變、固溶體的脫溶分解、合金有序化等變化過程。
擴散型相變:相變過程需要通過原子擴散來進行的相變過程。
無擴散型相變:在相變過程中原子不發(fā)生擴散,僅藉切變重排行程亞穩(wěn)態(tài)新相的相變過程。
時效:使固溶體脫溶的處理過程。
過時效:將固熔處理得到的亞穩(wěn)態(tài)臺了再加熱到100~200攝氏度保溫,過飽和的固溶體發(fā)生脫溶分解的過程
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名詞解釋一百單八將
1、晶體原子按一定方式在三維空間內周期性地規(guī)則重復排列,有固定熔點、各向異性。2、中間相兩組元A?和B?組成合金時,除了形成以A?為基或以B?為基的固溶體外,還可能形成晶體結構與A,B?兩組元均不相同的新相。由于它們在二元相圖上的位置總是位于中間,故通常把這些相稱為中間相。3、亞穩(wěn)相亞穩(wěn)相指的是熱力學上不能穩(wěn)定存在,但在快速冷卻成加熱過程中,由于熱力學能壘或動力學的因素造成其未能轉變?yōu)榉€(wěn)定相而暫時穩(wěn)定存在的一種相。4、配位數(shù)晶體結構中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。5、再結晶冷變形后的金屬加熱到一定溫度之后,在原變形組織中重新產(chǎn)生了無畸變的新晶粒,而性能也發(fā)生了明顯的變化并恢復到變形前的狀態(tài),這個過程稱為再結晶(指出現(xiàn)無畸變的等軸新晶粒逐步取代變形晶粒的過程)6、偽共晶非平衡凝固條件下,某些亞共晶或過共晶成分的合金也能得到全部的共晶組織,這種由非共晶成分的合金得到的共晶組織稱為偽共晶。7、交滑移當某一螺型位錯在原滑移面上運動受阻時,有可能從原滑移面轉移到與之相交的另一滑移面上去繼續(xù)滑移,這一過程稱為交滑移。8、過時效鋁合金經(jīng)固溶處理后,在加熱保溫過程中將先后析出GP?區(qū),θ?”,θ?’,和θ。在開始保溫階段,隨保溫時間延長,硬度強度上升,當保溫時間過長,將析出θ?’,這時材料的硬度強度將下降,這種現(xiàn)象稱為過時效。9、形變強化金屬經(jīng)冷塑性變形后,其強度和硬度上升,塑性和韌性下降,這種現(xiàn)象稱為形變強化。10、固溶強化由于合金元素(雜質)的加入,導致的以金屬為基體的合金的強度得到加強的現(xiàn)象。11、彌散強化許多材料由兩相或多相構成,如果其中一相為細小的顆粒并彌散分布在材料內,則這種材料的強度往往會增加,稱為彌散強化。12、不全位錯柏氏矢量不等于點陣矢量整數(shù)倍的位錯稱為不全位錯。13、擴展位錯通常指一個全位錯分解為兩個不全位錯,中間夾著一個堆垛層錯的整個位錯形態(tài)。14、螺型位錯位錯線附近的原子按螺旋形排列的位錯稱為螺型位錯。15、包晶轉變在二元相圖中,包晶轉變就是已結晶的固相與剩余液相反應形成另一固相的恒溫轉變。16、共晶轉變由一個液相生成兩個不同固相的轉變。17、共析轉變由一種固相分解得到其他兩個不同固相的轉變。18、上坡擴散溶質原子從低濃度向高濃度處擴散的過程稱為上坡擴散。表明擴散的驅動力是化學位梯度而非濃度梯度。19、間隙擴散這是原子擴散的一種機制,對于間隙原子來說,由于其尺寸較小,處于晶格間隙中,在擴散時,間隙原子從一個間隙位置跳到相鄰的另一個間隙位置,形成原子的移動。20、成分過冷界面前沿液體中的實際溫度低于由溶質分布所決定的凝固溫度時產(chǎn)生的過冷。21、一級相變凡新舊兩相的化學位相等,化學位的一次偏導不相等的相變。22、二級相變:從相變熱力學上講,相變前后兩相的自由能(焓)相等,自由能(焓)的一階偏導數(shù)相等,但二階偏導數(shù)不等的相變稱為二級相變,如磁性轉變,有序-無序轉變,常導-超導轉變等23、共格相界如果兩相界面上的所有原子均成一一對應的完全匹配關系,即界面上的原子同時處于兩相晶格的結點上,為相鄰兩晶體所共有,這種相界就稱為共格相界。24、調幅分解過飽和固溶體在一定溫度下分解成結構相同、成分不同的兩個相的過程。25、回火脆性淬火鋼在回火過程中,一般情況下隨回火溫度的提高,其塑性、韌性提高,但在特定的回火溫度范圍內,反而形成韌性下降的現(xiàn)象稱為回火脆性。對于鋼鐵材料存在第一類和第二類回火脆性。他們的溫度范圍、影響因素和特征不同。26、再結晶退火所謂再結晶退火工藝,一般是指將冷變形后的金屬加熱到再結晶溫度以上,保溫一段時間后,緩慢冷卻至室溫的過程。27、回火索氏體淬火剛在加熱到400-600℃溫度回火后形成的回火組織,其由等軸狀的鐵素體和細小的顆粒狀(蠕蟲狀)滲碳體構成。28、有序固溶體當一種組元溶解在另一組元中時,各組元原子分別占據(jù)各自的布拉維點陣的一種固溶體,形成一種各組元原子有序排列的固溶體,溶質在晶格完全有序排列。29、非均勻形核新相優(yōu)先在母相中存在的異質處形核,即依附于液相中的雜質或外來表面形核。30、馬氏體相變鋼中加熱至奧氏體后快速淬火所形成的高硬度的針片狀組織的相變過程。31、貝氏體相變鋼在珠光體轉變溫度以下,馬氏體轉變溫度以上范圍內(550℃-230℃)的轉變稱為貝氏體轉變。32、鋁合金的時效經(jīng)淬火后的鋁合金強度、硬度隨時間延長而發(fā)生顯著提高的現(xiàn)象稱之為時效,也稱鋁合金的時效。33、熱彈性馬氏體馬氏體相變造成彈性應變,而當外加彈性變性后可以使馬氏體相變產(chǎn)生逆轉變,這種馬氏體稱為熱彈性馬氏體?;蝰R氏體相變由彈性變性來協(xié)調。這種馬氏體稱為熱彈性馬氏體。34、柯肯達爾效應反映了置換原子的擴散機制,兩個純組元構成擴散偶,在擴散的過程中,界面將向擴散速率快的組元一側移動。35、熱彈性馬氏體相變當馬氏體相變的形狀變化是通過彈性變形來協(xié)調時,稱為熱彈性馬氏體相變。36、非晶體原子沒有長程的周期排列,無固定的熔點,各向同性等。37、致密度晶體結構中原子體積占總體積的百分數(shù)。38、多滑移當外力在幾個滑移系上的分切應力相等并同時達到了臨界分切應力時,產(chǎn)生同時滑移的現(xiàn)象。39、過冷度相變過程中冷卻到相變點以下某個溫度后發(fā)生轉變,平衡相變溫度與該實際轉變溫度之差稱過冷度。40、間隙相當非金屬(X)和金屬(M)原子半徑的比值rX/rM<0.59?時,形成的具有簡單晶體結構的相,稱為間隙相。41、全位錯把柏氏矢量等于點陣矢量或其整數(shù)倍的位錯稱為全位錯。42、滑移系晶體中一個滑移面及該面上一個滑移方向的組合稱一個滑移系。43、離異共晶共晶體中的α相依附于初生α相生長,將共晶體中另一相β推到最后凝固的晶界處,從而使共晶體兩組成相相間的組織特點消失,這種兩相分離的共晶體稱為離異共晶。44、均勻形核新相晶核是在母相中存在均勻地生長的,即晶核由液相中的一些原子團直接形成,不受雜質粒子或外表面的影響。45、刃型位錯晶體中的某一晶面,在其上半部有多余的半排原子面,好像一把刀刃插入晶體中,使這一晶面上下兩部分晶體之間產(chǎn)生了原子錯排,稱為刃型位錯。46、細晶強化晶粒愈細小,晶界總長度愈長,對位錯滑移的阻礙愈大,材料的屈服強度愈高。晶粒細化導致晶界的增加,位錯的滑移受阻,因此提高了材料的強度。47、雙交滑移如果交滑移后的位錯再轉回和原滑移面平行的滑移面上繼續(xù)運動,則稱為雙交滑移。48、單位位錯把柏氏矢量等于單位點陣矢量的位錯稱為單位位錯。49、反應擴散伴隨有化學反應而形成新相的擴散稱為反應擴散。50、晶界偏聚由于晶內與晶界上的畸變能差別或由于空位的存在使得溶質原子或雜質原子在晶界上的富集現(xiàn)象。51、柯氏氣團通常把溶質原子與位錯交互作用后,在位錯周圍偏聚的現(xiàn)象稱為氣團,是由柯垂爾首先提出,又稱柯氏氣團。52、形變織構多晶體形變過程中出現(xiàn)的晶體學取向擇優(yōu)的現(xiàn)象叫形變織構。53、點陣畸變在局部范圍內,原子偏離其正常的點陣平衡位置,造成點陣畸變。54、穩(wěn)態(tài)擴散在穩(wěn)態(tài)擴散過程中,擴散組元的濃度只隨距離變化,而不隨時間變化。55、包析反應由兩個固相反應得到一個固相的過程為包析反應。56、非共格晶界當兩相在相界處的原子排列相差很大時,即錯配度δ很大時形成非共格晶界。同大角度晶界相似,可看成由原子不規(guī)則排列的很薄的過渡層構成。57、置換固溶體當溶質原子溶入溶劑中形成固溶體時,溶質原子占據(jù)溶劑點陣的陣點,或者說溶質原子置換了溶劑點陣的部分溶劑原子,這種固溶體就稱為置換固溶體。58、間隙固溶體溶質原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱為間隙固溶體。59、二次再結晶再結晶結束后正常長大被抑制而發(fā)生的少數(shù)晶粒異常長大的現(xiàn)象。60、偽共析轉變非平衡轉變過程中,處在共析成分點附近的亞共析、過共析合金,轉變終了組織全部呈共析組織形態(tài)。61、肖脫基空位在個體中晶體中,當某一原子具有足夠大的振動能而使振幅增大到一定程度時,就可能克服周圍原子對它的制約作用,跳離其原來位置,遷移到晶體表面或內表面的正常結點位置上而使晶體內部留下空位,稱為肖脫基空位。62、弗蘭克爾空位離開平衡位置的原子擠入點陣中的間隙位置,而在晶體中同時形成相等數(shù)目的空位和間隙原子。63、非穩(wěn)態(tài)擴散擴散組元的濃度不僅隨距離x?變化,也隨時間變化的擴散稱為非穩(wěn)態(tài)擴散。64、時效過飽和固溶體后續(xù)在室溫或高于室溫的溶質原子脫溶過程。65、回復指新的無畸變晶粒出現(xiàn)之前所產(chǎn)生的亞結構和性能變化的階段。66、相律相律給出了平衡狀態(tài)下體系中存在的相數(shù)與組元數(shù)及溫度、壓力之間的關系,可表示為:f=C+P-2,f?為體系的自由度數(shù),C?為體系的組元數(shù),P?為相數(shù)。67、合金兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)熔煉、燒結或其他方法組合而成并具有金屬特性的物質。68、孿晶孿晶是指兩個晶體(或一個晶體的兩部分)沿一個公共晶面構成鏡面對稱的位向關系,這兩個晶體就稱為孿晶,此公共晶面就稱孿晶面。69、相圖描述各相平衡存在條件或共存關系的圖解,也可稱為平衡時熱力學參量的幾何軌跡。70、孿生晶體受力后,以產(chǎn)生孿晶的方式進行的切變過程叫孿生。71、晶界晶界是成分結構相同的同種晶粒間的界面。72、晶胞在點陣中取出一個具有代表性的基本單元(最小平行六面體)作為點陣的組成單元,稱為晶胞。73、位錯是晶體內的一種線缺陷,其特點是沿一條線方向原子有規(guī)律地發(fā)生錯排;這種缺陷用一線方向和一個柏氏矢量共同描述。74、偏析合金中化學成分的不均勻性。75、金屬鍵自由電子與原子核之間靜電作用產(chǎn)生的鍵合力。76、固溶體是以某一組元為溶劑,在其晶體點陣中溶入其他組元原子(溶劑原子)所形成的均勻混合的固態(tài)溶體,它保持溶劑的晶體結構類型。77、亞晶粒一個晶粒中若干個位相稍有差異的晶粒稱為亞晶粒。78、亞晶界相鄰亞晶粒間的界面稱為亞晶界。79、晶界能不論是小角度晶界或大角度晶界,這里的原子或多或少地偏離了平衡位置,所以相對于晶體內部,晶界處于較高的能量狀態(tài),高出的那部分能量稱為晶界能,或稱晶界自由能。80、表面能表面原子處于不均勻的力場之中,所以其能量大大升高,高出的能量稱為表面自由能(或表面能)。81、界面能界面上的原子處在斷鍵狀態(tài),具有超額能量。平均在界面單位面積上的超額能量叫界面能。82、淬透性淬透性指合金淬成馬氏體的能力,主要與臨界冷速有關,大小用淬透層深度表示。83、淬硬性淬硬性指鋼淬火后能達到的最高硬度,主要與鋼的含碳量有關。84、慣習面固態(tài)相變時,新相往往在母相的一定晶面開始形成,這個晶面稱為慣習面。85、索氏體中溫段珠光體轉變產(chǎn)物,由片狀鐵素體滲碳體組成,層片間距較小,片層較薄。86、珠光體鐵碳合金共析轉變的產(chǎn)物,是共析鐵素體和共析滲碳體的層片狀混合物。87、萊氏體鐵碳相圖共晶轉變的產(chǎn)物,是共晶奧氏體和共晶滲碳體的機械混合物。88、柏氏矢量描述位錯特征的一個重要矢量,它集中反映了位錯區(qū)域內畸變總量的大小和方向,也使位錯掃過后晶體相對滑動的量。89、空間點陣指幾何點在三維空間作周期性的規(guī)則排列所形成的三維陣列,是人為的對晶體結構的抽象。90、范德華鍵由瞬間偶極矩和誘導偶極矩產(chǎn)生的分子間引力所構成的物理鍵。91、位錯滑移在一定應力作用下,位錯線沿滑移面移動的位錯運動。92、異質形核晶核在液態(tài)金屬中依靠外來物質表面或在溫度不均勻處擇優(yōu)形成。93、結構起伏液態(tài)結構的原子排列為長程無序,短程有序,并且短程有序原子團不是固定不變的,它是此消彼長,瞬息萬變,尺寸不穩(wěn)定的結構,這種現(xiàn)象稱為結構起伏。94、重心法則處于三相平衡的合金,其成分點必位于共軛三角形的重心位置。95、應變時效第一次拉伸后,再立即進行第二次拉伸,拉伸曲線上不出現(xiàn)屈服階段。但第一次拉伸后的低碳鋼試樣在室溫下放置一段時間后,再進行第二次拉伸,則拉伸曲線上又會出現(xiàn)屈服階段。不過,再次屈服的強度要高于初次屈服的強度。這個試驗現(xiàn)象就稱為應變時效。96、枝晶偏析固溶體在非平衡冷卻條件下,勻晶轉變后新得的固溶體晶粒內部的成分是不均勻的,先結晶的內核含較多的高熔點的組元原子,后結晶的外緣含較多的低熔點的組元原子,而通常固溶體晶體以樹枝晶方式長大,這樣,枝干含高熔點組元較多,枝間含低熔點組元原子多,造成同一晶粒內部成分的不均勻現(xiàn)象。97、臨界變形度給定溫度下金屬發(fā)生再結晶所需的最小預先冷變形量。98、電子化合物電子化合物是指由主要電子濃度決定其晶體結構的一類化合物,又稱休姆-羅塞里相。凡具有相同的電子濃度,則相的晶體結構類型相同。99、同質異構體化學組成相同由于熱力學條件不同而形成的不同晶體結構。100、再結晶溫度形變金屬在一定時間(一般1h)內剛好完成再結晶的最低溫度。101、布拉菲點陣除考慮晶胞外形外,還考慮陣點位置所構成的點陣。102、配位多面體原子或離子周圍與它直接相鄰結合的原子或離子的中心連線所構成的多面體,稱為原子或離子的配位多面體。103、施密特因子亦稱取向因子,為cosΦcosλ,?Φ為滑移面與外力F?中心軸的夾角,λ為滑移方向與外力F?的夾角。104、拓撲密堆相由兩種大小不同的金屬原子所構成的一類中間相,其中大小原子通過適當?shù)呐浜蠘嫵煽臻g利用率和配位數(shù)都很高的復雜結構。由于這類結構具有拓撲特征,故稱這些相為拓撲密堆相。105、間隙化合物當非金屬(X)和金屬(M)原子半徑的比值rX/rM>0.59?時,形成具有復雜晶體結構的相,通常稱為間隙化合物。106、大角度晶界多晶材料中各晶粒之間的晶界稱為大角度晶界,即相鄰晶粒的位相差大于10o的晶界。107、小角度晶界相鄰亞晶粒之間的位相差小于10?o,這種亞晶粒間的晶界稱為小角度晶界,一般小于2?o,可分為傾斜晶界、扭轉晶界、重合晶界等。108、臨界分切應力滑移系開動所需的最小分切應力;它是一個定值,與材料本
身性質有關,與外力取向無關。
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1?材料引言
玻璃
玻璃是由熔體過冷所制得的非晶態(tài)材料。
水泥
水泥是指加入適量水后可成塑性漿體,既能在空氣中硬化又能在水中硬化,并能夠將砂,石等材料牢固地膠結在一起的細粉狀水硬性材料。
耐火材料
耐火材料是指耐火度不低于1580攝氏度的無機非金屬材料。硅質耐火材料,鎂質耐火材料,熔鑄耐火材料,輕質耐火材料,不定形耐火材料。
高聚物
高聚物是由一種或幾種簡單低分子化合物經(jīng)聚合而組成的分子量很大的化合物。
膠粘劑
膠粘劑是指在常溫下處于粘流態(tài),當受到外力作用時,會產(chǎn)生永久變形,外力撤去后又不能恢復原狀的高聚物。
合金
合金是由兩種或兩種以上的金屬元素,或金屬元素與非金屬元素形成的具有金屬特性的新物質
固溶體
當合金的晶體結構保持溶質組元的晶體結構時,這種合金成為一次固溶體或端際固溶體,簡稱固溶體。
電子化合物
電子化合物是指具有一定(或近似一定)的電子濃度值,且結構相同或密切相關的相。
間隙化合物
間隙化合物(或間隙相)是由原子半徑較大的過渡金屬元素(Fe,Cr,Mn,Mo,W,V等)和原子半徑較小的非(準)金屬元素(H,B,C,N,Si,等)形成的金屬間化合物。
傳統(tǒng)無機非金屬材料
主要是指由SiO2及其硅酸鹽化合物為主要成分制成的材料,包括陶瓷,玻璃,水泥和耐火材料等。
新型無機非金屬材料
是用氧化物,氮化物,碳化物,硼化物,硫化物,硅化物以及各種無機非金屬化合物經(jīng)特殊的先進工藝制成的材料。
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2?晶體結構
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晶體
晶體是離子,原子或分子按一定的空間結構排列所組成的固體,其質點在空間的分布具有周期性和對稱性,因而,晶體具有規(guī)則的外形。
晶胞
晶胞是從晶體結構中取出來的反應晶體周期性和對稱性的重復單元。
晶體結構
晶體結構是指晶體中原子或分子的排列情況,由空間點陣+結構基元而構成,晶體結構的形式是無限多的。
空間點陣
空間點陣是把晶體結構中原子或分子等結構基元抽象為周圍環(huán)境相同的陣點之后,描述晶體結構的周期性和對稱性的圖像。
晶面
可將晶體點陣在任何方向上分解為相互平行的節(jié)點平面,這樣的結點平面成為晶面。
晶面指數(shù)
結晶學中經(jīng)常用(h k l)來表示一組平行晶面,成為晶面指數(shù)。
晶面族
在對稱性高的晶體(如立方晶系)中,往往有并不平行的兩組以上的晶面,它們的原子排列狀況是相同的,這些晶面構成一個晶面族。
晶向族
晶體中原子排列周期相同的所有晶向為一個晶向族,用{u v w}表示。
晶帶或晶帶面
在結晶學中,把同時平行某一晶向[u v w]的所有晶面成為一個晶帶(Zone)或晶帶面[Plane of a Zone],該晶向[u v w]成為這個晶帶的晶帶軸(Zone Axis),一個晶帶中任一晶面(h k l)與其晶帶軸[u v w]之間的關系滿足晶帶軸定理:hu+kv+lw=0
離子鍵
離子鍵是正,負離子依靠靜電庫侖力而產(chǎn)生的鍵合。
共價鍵
共價鍵是原子之間通過共用電子對或通過電子云重疊而產(chǎn)生的鍵合。
金屬鍵
金屬鍵是失去最外層電子(價電子)的原子實和自由電子組成的電子云之間的靜電庫侖力而產(chǎn)生的鍵合。
范德華鍵(分子鍵)
范德華鍵(分子鍵)是通過“分子力”而產(chǎn)生的鍵合。
氫鍵
氫鍵是指氫原子同時與兩個電負性很大而原子半徑較小的原子(O,F,N等)相結合所形成的鍵。
晶體的結合能
晶體的結合能Eb定義為:組成晶體的N個原子處于“自由”狀態(tài)時的總能量EN與晶體處于穩(wěn)定狀態(tài)時的總能量E0的差值,即Eb=EN-E0
晶格能
對于離子晶體而言,其晶格能EL定義為:1mol離子晶體中的正負離子,由相互遠離的氣態(tài)結合成離子晶體時所釋放出的能量。
空間利用率(原子堆積系數(shù))——晶胞中原子體積與晶胞體積的比值。
孤立態(tài)原子半徑
從原子核中心到核外電子的幾率分布趨向于零的位置間的距離。這個半徑亦稱為范德華半徑。
金屬原子半徑
相鄰兩原子面間距離的一半。如果是離子晶體,則定義正,負離子半徑之和等于相鄰兩原子面間的距離。
配位數(shù)
一個原子(或離子)周圍同種原子(或異號離子)的數(shù)目成為原子或離子的配位數(shù),用CN來表示。
離子極化
在離子緊密堆積時,帶電荷的離子所產(chǎn)生的電場,必然要對另一個離子的電子云產(chǎn)生吸引或排斥作用,使之發(fā)生變形,這種現(xiàn)象稱為極化。
哥希密特化學定律
晶體結構取決于其組成基元(原子,離子或離子團)的數(shù)量關系,大小關系及極化性能。
同質多晶
這種化學組成相同的物質,在不同的熱力學條件下形成結構不同的晶體的現(xiàn)象,成為同質多晶。由此所產(chǎn)生的每一種化學組成相同但結構不同的晶體,成為變體。
類質同晶
化學組成相似或相近的物質,在相同的熱流條件下,形成的晶體具有相同的結構,這種現(xiàn)象稱為類質同晶現(xiàn)象。
位移性轉變
僅僅是結構畸變,轉變前后結構差異小,轉變時并不打開任何鍵或改變最鄰近的配位數(shù),只是原子的位置發(fā)生少許位移,使次級配位有所改變。
重建性轉變
不能簡單地通過原子位移來實現(xiàn),轉變前后結構差異大,必須破壞原子間的鍵,形成一個具有新鍵的結構。
Hume-Rothery規(guī)則
如果某非金屬元素的原子能以單鍵與其他原子共價結合形成單質晶體,則每個原子周圍共價單鍵的數(shù)目為8減去元素所在周期表的族數(shù)(m),即共價單鍵數(shù)目為(8-m)。這個規(guī)則亦稱為(8-m)規(guī)則。
解理
晶體沿某個晶面劈裂的現(xiàn)象稱為解理。
熱釋電性
熱釋電性是指某些像六方ZnS型的晶體,由于加熱使整個晶體溫度變化,結果在與該晶體c軸垂直方向的一端出現(xiàn)正電荷,在相反的一端出現(xiàn)負電荷的性質。晶體的熱釋電性與晶體內部的自發(fā)極化有關。
聲電效應
通過半導體進行聲電相互轉換得現(xiàn)象稱為聲電效應。
反螢石結構
堿金屬元素的氧化物R2O、硫化物R2S、硒化物R2Se、碲化物R2Te等A2X型化合物為反螢石結構,它們的正負離子位置剛好與螢石結構中的相反,即堿金屬離子占據(jù)F-離子的位置,O2-或其他離子占據(jù)Ca2+的位置。這種正負離子位置顛倒的結構,叫做反同形體。
電光效應
電光效應是指對晶體施加電場時,晶體的折射率發(fā)生變化的效應。
鐵電晶體
鐵電晶體是指具有自發(fā)極化且在外電場作用下具有電滯回線的晶體。
聲光效應
聲光效應是指光波被聲光介質中的超聲波所衍射或散射的現(xiàn)象。
正尖晶石和反尖晶石
在尖晶石結構中,如果A離子占據(jù)四面體空隙,B離子占據(jù)占據(jù)八面體空隙,則稱為正尖晶石。反之,如果半數(shù)的B離子占據(jù)四面體空隙,A離子和另外半數(shù)的B離子占據(jù)八面體空隙,則稱為反尖晶石。正尖晶石(A)[B2]O4?反尖晶石(B)[AB]O4
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同晶取代
[SiO4]四面體中心的Si4+離子可部分地被Al3+所取代,取代后的結構本身并不發(fā)生大的變化,即所謂的同晶取代,但晶體的性質卻可以發(fā)生很大的變化。
壓電效應
某些晶體在機械力作用下發(fā)生變形,使晶體內正負電荷中心相對位移而極化,致使晶體兩端表面出現(xiàn)符號相反的束縛電荷,其電荷密度與應力成比例。這種由“壓力”產(chǎn)生“電”的現(xiàn)象稱為正壓電效應。反之,如果具有壓電效應的晶體置于外電場中,電場使晶體內部正負電荷中心位移,導致晶體產(chǎn)生形變。這種由“電”產(chǎn)生“機械形變”的現(xiàn)象稱為逆壓電效應。
高分子
高分子是指其分子主鏈上的原子都直接以共價鍵連接,且鏈上的成鍵原子都共享成鍵電子的化合物。
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3?晶體結構缺陷
晶體結構缺陷
通常把晶體點陣結構中周期性勢場的畸變成為晶體的結構缺陷。
點缺陷
點缺陷亦稱為零維缺陷,缺陷尺寸處于原子大小的數(shù)量級上,即三維方向上缺陷的尺寸都很小。點缺陷包括空位、間隙質點、雜志質心和色心等。
線缺陷
線缺陷也稱為一維缺陷,是指在一維方向上偏離理想晶體中的周期性、規(guī)則性排列所產(chǎn)生的缺陷,即缺陷尺寸在一維方向較長,另外二維方向上很短。如各種位錯。
面缺陷
面缺陷又稱為二維缺陷,是指在二維方向上偏離理想晶體中的周期性、規(guī)則性排列而產(chǎn)生的缺陷,即缺陷尺寸在二維方向上延伸,在第三位方向上很小。如晶界、表面、堆積層錯、鑲嵌結構等。
體缺陷
體缺陷亦稱為三維缺陷,是指在局部的三維空間偏離理想晶體的周期性、規(guī)則性排列而產(chǎn)生的缺陷。如第二相粒子團、空位團等。
熱缺陷
熱缺陷稱為本征缺陷,是指由熱起伏的原因所產(chǎn)生的空位和(或)間隙質點(原子或離子)。熱缺陷包括弗倫克爾缺陷和肖特基缺陷。弗倫克爾缺陷是質點離開正常格點后進入到晶格間隙位置,其特征是空位和間隙質點成對出現(xiàn)。肖特基缺陷是質點由表面位置遷移到新表面位置,在晶體表面形成新的一層,同時在晶體內部留下空位,其特征是正負離子空位成比例出現(xiàn)。
滑移
在外力作用下,晶體的一部分相對于另一部分,沿著一定晶面的一定晶向發(fā)生平移,使晶面上的原子從一個平衡位置平移到另一個平衡位置,此過程稱為滑移。
滑移系統(tǒng)
一個滑移面和該面上的一個確定的滑移方向,構成一個一個滑移系統(tǒng),以(h k l)[u v w]來表示。
孿生
晶體塑性形變的另一種機制是孿生,即在外力作用下,晶體的一部分相對于另一部分,沿著一定的晶面和晶向發(fā)生切變,切變之后,兩部分晶體的位向以切變面為鏡面成對稱關系。發(fā)生切變的晶面和方向分別叫孿晶面和孿生方向。變形后發(fā)生切變的部分和與其呈晶面對稱的部分構成孿晶,其界面是共格晶面。
位錯滑移
位錯滑移是指在外力作用下,位錯線在其滑移面(即位錯線和伯氏矢量b構成的晶面)上的運動,結果導致晶體永久變形。
位錯攀移
位錯攀移是指在熱缺陷或外力作用下,位錯線在垂直其滑移面方向上的運動,結果導致晶體中空位或間隙質點的增殖或減少。
位錯的線張力
線張力是一種組態(tài)力,定義為使位錯線增加單位長度所需要的能量,所以線張力在數(shù)值上等于單位長度位錯線的應變能,即T=W=αGb2。
固溶體
將外來組元引入晶體結構,占據(jù)基質晶體質點位置或間隙位置的一部分,仍保持一個晶相,這種晶體成為固溶體。
置換式固溶體
亦稱替代固溶體,其溶質原子位于點陣結點上,替代(置換)了部分溶劑原子。
間隙式固溶體
亦稱間隙型固溶體,其溶質原子位于點陣的間隙中。
非化學計量缺陷
按照化學中定比定律,化合物中的不同原子的數(shù)量要保持固定的比例,但在實際的化合物中,有一些化合物并不符合定比定律,其中負離子與正離子的比例并不是固定的比例關系,這些化合物稱為非化學計量化合物。這是在化學組成上偏離化學計量而產(chǎn)生的一種缺陷。
色心
色心是由于電子補償而引起的一種缺陷。一些電子體受到X射線、γ射線、中子或電子輻照,往往會產(chǎn)生顏色。
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4?非晶態(tài)結構與性質
熔體,玻璃體
熔體或液體是介于氣體和固體(晶體)之間的一種物質狀態(tài)。熔體特指加熱到較高溫度才能液化的物質的液體,即較高熔點物質的液體。熔體快速冷卻則變成玻璃體。
縮聚
由分化過程產(chǎn)生的低聚合物不是一成不變的,它可以相互發(fā)生作用,形成級次較高的聚合物,同時釋放出部分Na2O。這過程成為縮聚。
硼反?,F(xiàn)象
這種由于B3+離子配位數(shù)變化引起性能曲線上出現(xiàn)轉折的現(xiàn)象,稱為硼反反?,F(xiàn)象。
混合堿效應
熔體中同時引入一種以上的R2O或RO時,粘度比等量的一種R2O或RO高,稱為“混合堿效應”,這可能和離子的半徑、配位等結晶化學條件不同而相互制約有關。
單鍵強度
通過測定各種化合物(MOx)的離解能(MOx離解為氣態(tài)原子時所需要的總能量),將這個能量除以該種化合物正離子M的氧配位數(shù),可得出M—O單鍵強度(單位是kJ/mol)。
晶子學說
玻璃結構是一種不連續(xù)的原子集合體,即無數(shù)“晶子”分散在無定形介質中;“晶子”的化學性質和數(shù)量取決于玻璃的化學組成,可以是獨立原子團或一定組成的化合物和固體等微觀多相體,與該玻璃物系的相平衡有關;“晶子”不同于一般微晶,而是帶有晶格極度變形的微笑有序區(qū)域,在“晶子”中心質點排列較有規(guī)律,愈遠離中心則變形程度愈大;從“晶子”部分到無定形部分的過渡是逐步完成的,兩者之間無明顯界線。
無規(guī)則網(wǎng)絡學說
玻璃的結構與相應得晶體結構相似,同樣形成連續(xù)的三維空間網(wǎng)絡結構。但玻璃的網(wǎng)絡與晶體的網(wǎng)絡不同,玻璃的網(wǎng)絡是不規(guī)則的、非周期的,因此玻璃的內能比晶體的內能要大。由于玻璃的強度與晶體的強度屬于同一個數(shù)量級,玻璃的內能與相應晶體的內能相差并不多,因此它們的結構單元(四面體或三角體)應是相同的,不同之處在于排列的周期性。
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5?表面結構與性質
弛豫表面
為使體系能量盡可能降低,表面上的原子常常會產(chǎn)生相對于正常位置的上、下位移,結果表面相中原子層的間距偏離體相原子層的間距,產(chǎn)生壓縮或膨脹。表面上原子的這種位移稱為表面弛豫。
重構表面
重構是指表面原子層在水平方向上的周期性不同于體內,但垂直方向的層間距離體內相同。
吸附表面
吸附表面有時也稱界面。它是在清潔表面上有來自體內擴散到表面的雜質和來自表面周圍空間吸附在表面上的質點所構成的表面。根據(jù)原子在基底上的吸附位置,一般可分為四種吸附情況,即頂吸附、橋吸附、填充吸附和中心吸附等。
表面偏析
表面的許多現(xiàn)象如催化、腐蝕、摩擦等,都與表面的組成和結構有關。不論表面進行多么嚴格的清潔處理,總有一些雜質由體內偏析到表面上來,從而使固體表面組成與體內不同。
固體表面力
晶體中每個質點周圍都存在著一個力場。由于晶體內部質點排列是有序和周期重復的,故每個質點力場是對稱的。但在固體表面,質點排列的周期重復性中斷,使處于表面邊界上的質點力場對稱性破壞,表現(xiàn)出剩余的鍵力,這就是固體表面力。
范德華力
分子引力,一般是指固體表面與被吸附質點(例如氣體分子)之間相互作用力。
粘附功
是指把單位粘附界面拉開所需的功。
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?????? 6?相平衡和相圖
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凝聚系統(tǒng)
沒有氣相或雖有氣相但其影響可忽略不計的系統(tǒng)稱為凝聚系統(tǒng)。
相
系統(tǒng)中具有相同物理與化學性質的完全均勻部分的總和成為相。
組元
系統(tǒng)中每一個能單獨分離出來并能獨立存在的化學純物質稱為組元。
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獨立組元
足以表示形成平衡系統(tǒng)中各相組成所需要的最少數(shù)目的物質(組元)成為獨立組元。
自由度
在一定范圍內,可以任意改變而不引起舊相消失或新相產(chǎn)生的獨立變量稱為自由度。
可逆與不可逆多晶轉變
多晶轉變根據(jù)其進行的方向是否可逆,分為可逆的轉變和不可逆的轉變兩種類型??赡孓D變又稱為雙向轉變,不可逆轉變稱為單向轉變。
獨立析晶
獨立析晶通常是在轉熔過程中發(fā)生的,由于冷卻速度較快,被回吸的晶相有可能會被新析出的固相包裹起來,使轉熔過程不能繼續(xù)進行,從而使液相進行另一個單獨的析晶過程,這就是所謂的獨立析晶。
7?基本動力學過程——擴散
擴散
擴散是物質內質點運動的基本方式,當溫度高于絕對零度時,任何物系內的質點都在做熱運動。當物質內有梯度(化學位、濃度、應力梯度等)存在時,由于熱運動而觸發(fā)(導致)的質點定向遷移即所謂的擴散。
穩(wěn)態(tài)擴散與非穩(wěn)態(tài)擴散
穩(wěn)態(tài)擴散的特征是空間任意一點的濃度不隨時間變化,擴散通量不隨位置變化;非穩(wěn)態(tài)擴散的特征是空間任意一點的濃度隨時間變化,擴散通量隨位置變化。
穩(wěn)態(tài)擴散
在擴散系統(tǒng)中,若對于任一體積元,在任一時刻流入的物質量與流出的物質量相等,即任一點的濃度不隨時間變化,則稱這種狀態(tài)為穩(wěn)態(tài)擴散。
本征擴散與非本征擴散
本征擴散是由本征點缺陷(即熱缺陷)引起的擴散;非本征擴散是由非本征點缺陷引起的擴散,又包括摻雜點缺陷和非化學計量化合物兩種情況。
自擴散與互擴散
自擴散是指不伴有濃度變化的擴散,與濃度梯度無關,只能發(fā)生在純金屬或均勻固溶體中;互擴散是指伴有濃度變化的擴散,與濃度差有關。
克肯達爾效應
由于多元系統(tǒng)中各組元擴散速率不同而引起的擴散偶原始界面向擴散速率快的一側移動的現(xiàn)象稱為克肯達爾效應。
8?材料中的相變
一級相變
在臨界溫度、臨界壓力時,兩相化學位相等,但化學位的一階偏導數(shù)不相等的相變。
二級相變
相變時化學位及其一階偏導數(shù)相等,而二階偏導數(shù)不相等的相變。
擴散型相變
在相變時,依靠原子(離子)的擴散來進行的相變成為擴散型相變。
非擴散型相變
相變過程不存在原子(離子)的擴散,或雖存在擴散但不是相變所必需的或不是主要過程的相變即為無擴散型相變。
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共格應變能
對于大多數(shù)晶態(tài)固體來說,其點陣常數(shù)總是隨成分而改變的,如果這種固溶體發(fā)生調幅分解時,點陣保持共格,必須使點陣發(fā)生彈性畸變而引起應變能。
比體積應變能
由切變產(chǎn)生的應變能與由體積變化產(chǎn)生的應變能之和。
10?燒結
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燒結
壓制成型后的粉狀物在低于熔點的高溫作用下,通過坯體間顆粒相互粘結和物質傳遞,氣孔派出,體積收縮,強度提高,逐漸變成具有一定的幾何形狀和堅固整個的過程。
初次再結晶
是指從塑性變形的、具有應變的基質中,生長出新的無應變晶粒的成核和長大過程。
二次再結晶
正常的晶粒長大是晶界移動,晶粒的平均尺寸增加。如果晶界受到雜質等第二相質點的阻礙,正常的晶粒長大便會停止。但是當坯體中若有大晶粒存在時,這些大晶粒變數(shù)較多,晶界曲率較大,能量較高,使晶界可以越過雜質或氣孔而繼續(xù)移向鄰近小晶粒的曲率中心。晶粒的進一步生長,增大了晶界的曲率使生長過程不斷加速,直到大晶粒的邊界互相接觸為止。這個過程稱為二次再結晶或異常的晶粒長大。
11?腐蝕與氧化
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全面腐蝕
是常見的一種腐蝕,是指整個金屬表面均發(fā)生腐蝕,它可以是均勻的也可以是不均勻的。
應力腐蝕(SCC)
是指金屬材料在特定腐蝕介質和拉應力共同作用下發(fā)生的脆性斷裂。
應力腐蝕開裂門檻值
一般認為當拉伸應力低于某一個臨界值時,不再發(fā)生斷裂破壞,這個臨界應力稱應力腐蝕開裂門檻值,用KISCC表示。
晶間腐蝕
是金屬材料在特定的腐蝕介質中沿著材料的晶界發(fā)生的一種局部腐蝕。
氧化
廣義的金屬氧化是金屬在一定溫度條件下與環(huán)境介質O2(還有S2、Cl2、N2、C等)間發(fā)生化學反應而引起材料損耗的不可逆腐蝕過程。
12?材料的疲勞與斷裂
疲勞破壞
材料或構件在交變應力(應變)作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞或疲勞失效。
熱疲勞
由于溫度的變化形成的變動熱應力引起的疲勞稱為熱疲勞。
氫腐蝕
材料在高溫高壓環(huán)境下使用較長時間后,有時在晶界附近能產(chǎn)生很多氣泡或裂紋,從而引起構件的失效,這種不可逆損傷一般稱為氫腐蝕。
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