知识梳理
第一章:金属与合金的晶体结构
① 1)金属键, 2)离子键, 3)共价键
考点:金属键(2001年,2004年,2007年)简述什么是金属键?5分
剖析:金属中自由电子和原子核之间靠静电作用产生的键合力。
② 晶体学基础 10分
- 空间点阵(2008年)在空间中由几何阵点周期性规则排列并具有完全相同的周围环境,在三维空间规则排列的阵列成为空间点阵,简称点阵。5分
- 晶系及布喇菲点阵(2007年,2004年)
考点:7中晶系的点阵参数,14种布喇菲点阵,晶体结构与布喇菲点阵的区别。
剖析:布喇菲点阵中每个阵点周围环境相同,法国数学家布喇菲经过推倒只可能有14种,也可表诉为除考虑晶胞外形外,还考虑阵点位置构成的点阵。
难点:空间点阵与晶体结构的区别
⑶ 晶向指数与晶面指数(2008,2007,2006,2005,2004,2003,2002)
画出fcc中(110)晶面原子的排列情况,在体心立方中画出一个最密排方向并表明晶向指数,再画出过该方向的两个不同的低指数晶面,写出对应的晶面指数,这两个面与其平行的密排方向构成什么关系?20分
③ 金属的晶体结构(年年考)20分
1)典型的金属晶体结构 fcc,bcc,hcp,年年考重中之重,考察晶胞中的原子数,点阵常数与原子半径,配位数和致密度,要烂熟于胸。
2)原子的堆垛方式 体心立方:ABABABA或ACACACAC,
面心立方:ABCABCABC或ACBACBACB
3)晶体结构中的间隙:四面体间隙和八面体间隙画图(2008)20分
④ 合金相结构 20分
- 置换固溶体,2)间隙固溶体,3)影响固溶体溶解度的主要因素(2007,2006,,2005,2004,2003,2001,2000)
所谓固溶体是指溶质原子以原子态溶入金属溶剂的点阵晶格中所组成的单一均匀固体,其特点是保持溶剂的点阵结构类型。置换固VS间隙固溶体?
影响固溶度的因素有:
ⅰ:原子尺寸因素。当溶剂、溶质原子直径尺寸相对差小于±15℅有利于形成大的代为固溶体,当两组元的直径相对差大于41℅时,有利于形成高的间隙固溶体。
ⅱ:负电性因素。溶剂、溶质的负电性差越小溶解度越大,一般小于0.4~0.5会有较大的溶解度。
ⅲ:电子浓度因素。有两方面的含义:一是原子价效应,即同一溶剂金属中,溶质的原子价越高,溶解度越小:而是相对价效应即高价溶质融入低价溶剂是的高于相反的情况。
4)中间相(2006,2004,)合金中组元之间形成的、与纯组元结构均不同的新相,处在相图的中间区域。
⑤ 晶体缺陷 20分
- 点缺陷:点缺陷的几种基本类型,空位,间隙,杂质,溶质原子等
- 晶体缺陷的基本类型和特征:点缺陷,线缺陷即位错,面缺陷即晶界相界
(2007,2006,2005)
07:点缺陷和线缺陷为何会发生交互作用?这种交互作用如何影响力学性能?举例说明或画图说明什么是小角度晶界的为错模型?描述大角度晶界有何模型?其含义是什么?
解析答案:1:点缺陷产生畸变,是局部能量升高,附近有弹性应变场,为错也是如此,但为错周围应力场状态不同,有的为压应力,有的为拉应力;点缺陷会聚集到为错上是应变能降低,使系统能量降低,吸附溶质的为错是一种稳定的组态,此时为错被钉扎而难以运动,使强度提高,会产生上下屈服点效应。
2:小角度晶界可看成是由大量的、两侧原子完全对应的好区和一组平行或相互垂直的位错组成,取向差完全是靠为错产生的;晶界能是位错能量的加和。大角度晶界模型有非晶模型、小岛模型、重合位置点阵模型,后者的含义是特殊的打角度晶界内一部分原子同属界面两侧点阵,重合点本身构成一超点阵,晶界过其密排面是能量最低。
第二章:金属与合金的凝固
1.金属凝固的热力学条件:△G<0,对任何一个反应,只有放出能量反应才能发生,金属的凝固和相变同样如此。
2.形核
1)均匀形核,2)非均匀形核