整理后的材料科学基础名词解释要点.docx
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整理后的材料科学基础名词解释要点
第二章固体结构
1、晶体:
是指原子（或分子）在三维空间按一定规律作周期性排列的固体。
非晶体:
原子杂乱分布，或仅有局部区域为短程规则排列。
2、晶体结构（晶体点阵）:
晶体中，实际原子、分子、离子或原子集团按一定几何规律的具体排列方式。
5、空间点阵：
由周围环境相同的阵点在空间排列的三维阵列。
3、晶格：
用直线将空间点阵的各阵点连接起来，构成一个三维空间格架。
这种用于描述晶体中原子排列规律的空间格架称为晶格。
4、晶胞：
晶格中，能完全反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞。
6、结构晶胞：
如果在点阵晶胞的范围内，标出相应晶体结构中各原子的位置，这部分原子构成了晶体结构中有代表性额部分，含有这一附加信息的晶胞称为结构晶胞。
8、晶体结构与空间点阵的区别：
空间点阵只有14种，晶体结构是无限多的；
9、结构晶胞与点阵晶胞的区别：
点阵晶胞—仅反映周期性最小的，体积最小，但不一定反映点阵的对称性，只含一个结点。
结构晶胞--具有较高对称性的最小重复单元，既反映周期性，也反映对称性，但不一定最小。
10、晶向：
晶体中，穿过两个以上阵点的任意直线，都代表晶体中一个原子列的空间位向，称为晶向.
晶面：
晶体中，某些原子构成的原子平面，称为晶面.
11、密勒指数:
国际通用、用以表示晶向和晶面空间位置的符号,分晶向指数和晶面指数.
12、晶向族：
原子排列相同但空间位向不同的所有晶向。
13、面心立方结构（A1）Al,贵金属,α-Fe,Ni,Pb,Pd,Pt等
体心立方结构（A2）碱金属,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,-Fe等
密排六方结构（A3）α-Ti,Be,Zn,Mg,Cd等
14、配位数CN—晶体中，与任一原子最近邻且等距离的原子数
致密度：
晶体结构中原子体积占总体积的百分数。
k=nv/Vn：
晶胞原子数v：
单原子的体积V：
晶胞体积
15、晶体的多晶型性（同素异构）：
化学组成相同的物质在不同温度或压力条件下具有不同的晶体结构的现象，称为多晶型性（同素异构）。
1、肖脱基空位:
离位原子迁移到晶体的外表面or内界面，这种空位叫肖脱基空位。
2、弗兰克尔空位:
原子跳入点阵的间隙中形成的空位.
3、柏氏矢量:
描述位错特征的一个重要矢量，它集中反映了位错区域内畸变总量的大小和方向，也使位错扫过后晶体相对滑动的量。
4、位错强度：
单位体积晶体中所含的位错线的总长度or晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
（1/m2）
5、界面能：
由于晶界上的原子排列不规则，产生点阵畸变，引起能量升高，这部分能量称为界面能。
6、
1、固体中的不同相从结构上分为固溶相、金属间化合物、陶瓷晶体相、玻璃相、分子相5类。
2、固溶体:
一种组元（溶质）溶解在另一种组元（溶剂）中形成的保持溶剂晶格类型的固相。
3、固溶度：
溶质原子在溶剂中的最大含量（极限溶解度，摩尔分数）。
4、若随溶质量的增加，固溶体的电子浓度始终小于极限值，则有可能形成无限固溶体。
5、置换固溶体中，溶质和溶剂原子尺寸相差越大，固溶强化越显著。
6、间隙固溶体：
原子半径较小（小于0.1nm）的非金属元素溶入金属晶体的间隙。
7、间隙化合物：
过渡族元素+原子半径很小的非金属元素,金属原子排列成某种点阵，非金属原子则填充在间隙位置。
8、金属间化合物（中间相）:
金属与金属或金属与类金属元素形成的化合物（新相）,也称为中间相。
由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。
28、有序固溶体：
当一种组元溶解在另一组元中时，各组元原子分别占据各自的布拉维点阵的一种固溶体，形成一种各组元原子有序排列的固溶体，溶质在晶格完全有序排列。
40、间隙相:
当非金属（X）和金属（M）原子半径的比值rX/rM<0.59时，形成的具有简单晶体结构的相，称为间隙相。
53、点阵畸变:
在局部范围内，原子偏离其正常的点阵平衡位置，造成点阵畸变。
57、置换固溶体:
当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。
101、布拉菲点阵:
除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置所构成的点阵。
106、大角度晶界:
多晶材料中各晶粒之间的晶界称为大角度晶界，即相邻晶粒的位相差大于10º的晶界。
10、固溶强化：
由于溶质原子的溶入而引起的强化效应
98、电子化合物:
电子化合物是指由主要电子浓度决定其晶体结构的一类化合物，又称休姆-罗塞里相。
凡具有相同的电子浓度，则相的晶体结构类型相同。
第七章相图
1、相：
指在一个物质系统中，具有同一聚集状态、同一结构、成分和性质均匀的组成部分。
不同相之间有明显的界面分开。
2、组织：
用肉眼、放大镜or显微镜所观察到的材料内部的形貌（包括各组成物的种类、数量、大小、形状和分布）
3、平衡凝固:
合金由液相无限缓慢地冷却，原子充分扩散—时时达到相平衡的凝固过程。
4、匀晶转变：
由液相直接析出单相固溶体的过程。
5、晶内偏析：
晶粒内化学成分不均匀的现象称为晶内偏析。
由于固溶体（不平衡结晶）一般以树枝状方式结晶，主干与枝间化学成分不同，故又称枝晶偏析。
消除：
铸态合金加热到略低于固相线的温度，长时间均匀化退火
6、宏观偏析：
宏观区域范围内因结晶先后不同而出现的成分不均匀现象。
7、热温过冷：
纯金属结晶时熔点不变，液体过冷度完全取决于实际温度的分布；
8、成分过冷：
固溶体不平衡结晶时,固液界面前沿液相中溶质浓度发生变化，液相的熔点也随之变化；液相各微区熔点的连线与实际温度分布曲线之间所包围的区域就是成分过冷区。
这种由于液相成分改变而形成的过冷，称为成分过冷。
9、区域熔炼：
沿合金圆棒长度方向逐渐从一端向另一端顺序地进行局部熔化。
10、脱熔转变：
由过饱和固溶体分离出另一种相的过程。
11、包晶转变：
在一定温度下中，由一个特定成分的固相和液相生成另一个特定成分固相的转变
12、共晶转变：
由一个液相生成两个不同固相的转变。
13、共析转变：
由一种固相分解得到其他两个不同固相的转变。
15、包析反应:
由两个固相反应得到一个固相的过程为包析反应。
20、伪共析转变:
非平衡转变过程中，处在共析成分点附近的亚共析、过共析合金，转变终了组织全部呈共析组织形态。
21、伪共晶组织：
非平衡凝固时，成分在共晶点附近的合金也可以获得全部的共晶组织，由非共晶成分合金所得到的完全共晶组织称为伪共晶。
（与共晶组织区别:
成分不同,组织细密,强度、硬度较高。
）
22、离异共晶：
某些成分点远离共晶点的亚共晶与过共晶合金，由于初晶的量很多，而共晶体的量很少，在共晶转变中，若晶体中与初晶相同的那个相将依附在初晶上生长，而剩下的一相则单独存在于初晶的晶界处，从而使共晶组织特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。
23、包晶偏析:
因包晶转变不能充分进行而导致的组织变化和成分偏析现象。
（不平衡）扩散退火消除
66、相律:
相律给出了平衡状态下体系中存在的相数与组元数及温度、压力之间的关系，可表示为：
f=C+P-2,f为体系的自由度数，C为体系的组元数，P为相数。
86、珠光体:
铁碳合金共析转变的产物，是共析铁素体和共析渗碳体的层片状混合物。
87、莱氏体:
铁碳相图共晶转变的产物，是共晶奥氏体和共晶渗碳体的机械混合物。
88、杠杆定律：
在两相区内，若温度一定，则该温度下两平衡相的成分及两平衡相的相对量是一定的，且两相相对量之比等于各自相距较远的线段之比。
89、（三元系）直线法则：
在一定温度下，合金处于两相平衡时，两平衡相的成分点和合金的成分点位于同一条直线上，而且合金成分点必在两平衡相的成分点之间。
94、重心法则：
在一定温度下，合金处于三相平衡时，合金的成分点为三个平衡相的成分点组成的三角形的质量重心。
95、相区相邻规则:
相邻相区中相的数目差1（通用规则）。
立体相图：
各相区以曲（平）面为界；
等温截面图和垂直截面图上相区以线为界。
96、等温截面图（水平截面）：
用途:
确定在一定温度下，合金中的相组成、各平衡相的成分和相对量。
97、
24、调幅分解：
过饱和固溶体在一定温度下分解成结构相同、成分不同的两个相的过程。
第六章凝固
6、伪共晶:
非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织称为伪共晶。
20、成分过冷；界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷。
29、非均匀形核:
新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来表面形核。
39、过冷度:
相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。
（3）影响过冷度的因素
纯度：
金属越纯，过冷度越大;
冷却速度：
冷却速度越大，过冷度越大。
40、临界过冷度：
形核所需要的最小过冷度，用T*表示。
41、有效过冷度ΔTp：
液态金属均匀形核时有一有效形核温度,在达到该温度前基本不形核,而在该温度晶核突然大量产生;熔点与有效形核温度之差为有效过冷度;ΔTp≈0.2Tm—实验结果
42、动态过冷度：
晶核长大所必需的界面过冷度:
Tk在液固界面前沿液体中有一定的过冷，即Tm-Ti（Ti—界面温度）达一定值。
动态过冷度远小于形核所需的临界过冷度
44、均匀形核:
新相晶核是在母相中存在均匀地生长的，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。
67、合金:
两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。
69、相图:
描述各相平衡存在条件或共存关系的图解，也可称为平衡时热力学参量的几何轨迹。
74、偏析:
合金中化学成分的不均匀性。
92、异质形核:
晶核在液态金属中依靠外来物质表面或在温度不均匀处择优形成。
93、结构起伏:
液态结构的原子排列为长程无序，短程有序，并且短程有序原子团不是固定不变的，它是此消彼长，瞬息万变，尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏。
第三章晶体缺陷
11、弥散强化：
许多材料由两相或多相构成，如果其中一相为细小的颗粒并弥散分布在材料内，则这种材料的强度往往会增加，称为弥散强化。
12、不全位错：
柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为不全位错。
13、扩展位错：
通常指一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错形态。
14、螺型位错：
位错线附近的原子按螺旋形排列的位错称为螺型位错。
41、全位错:
把柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错称为全位错。
42、滑移系:
晶体中一个滑移面及该面上一个滑移方向的组合称一个滑移系。
45、刃型位错:
晶体中的某一晶面，在其上半部有多余的半排原子面，好像一把刀刃插入晶体中，使这一晶面上下两部分晶体之间产生了原子错排，称为刃型位错。
46、细晶强化:
晶粒愈细小，晶界总长度愈长，对位错滑移的阻碍愈大，材料的屈服强度愈高。
晶粒细化导致晶界的增加，位错的滑移受阻，因此提高了材料的强度。
47、双交滑移:
如果交滑移后的位错再转回和原滑移面平行的滑移面上继续运动，则称为双交滑移。
48、单位位错:
把柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。
50、晶界偏聚:
由于晶内与晶界上的畸变能差别或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象。
68、孪晶:
孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为孪晶，此公共晶面就称孪晶面。
71、晶界:
晶界是成分结构相同的同种晶粒间的界面。
73、位错:
是晶体内的一种线缺陷，其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排；这种缺陷用一线方向和一个柏氏矢量共同描述。
77、亚晶粒:
一个晶粒中若干个位相稍有差异的晶粒称为亚晶粒。
78、亚晶界:
相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界。
79、晶界能:
不论是小角度晶界或大角度晶界，这里的原子或多或少地偏离了平衡位置，所以相对于晶体内部，晶界处于较高的能量状态，高出的那部分能量称为晶界能，或称晶界自由能。
80、表面能:
表面原子处于不均匀的力场之中，所以其能量大大升高，高出的能量称为表面自由能（或表面能）。
81、界面能:
界面上的原子处在断键状态，具有超额能量。
平均在界面单位面积上的超额能量叫界面能。
107、小角度晶界:
相邻亚晶粒之间的位相差小于10º，这种亚晶粒间的晶界称为小角度晶界，一般小于2º，可分为倾斜晶界、扭转晶界、重合晶界等。
70、孪生:
晶体受力后，以产生孪晶的方式进行的切变过程叫孪生。
第四章扩散
18、上坡扩散；溶质原子从低浓度向高浓度处扩散的过程称为上坡扩散。
表明扩散的驱动力是化学位梯度而非浓度梯度。
20、下坡扩散：
溶质原子从高浓度向低浓度处扩散的过程称为上坡扩散。
19、间隙扩散：
这是原子扩散的一种机制，对于间隙原子来说，由于其尺寸较小，处于晶格间隙中，在扩散时，间隙原子从一个间隙位置跳到相邻的另一个间隙位置，形成原子的移动。
34、柯肯达尔效应:
在置换固溶体中，由于两组元的原子以不同的速率相对扩散而引起的标记面漂移的现象。
49、反应扩散:
伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散。
54、稳态扩散:
在稳态扩散过程中，扩散组元的浓度只随距离变化，而不随时间变化。
56、非共格晶界:
当两相在相界处的原子排列相差很大时，即错配度δ很大时形成非共格晶界。
同大角度晶界相似，可看成由原子不规则排列的很薄的过渡层构成。
63、非稳态扩散:
扩散组元的浓度不仅随距离x变化，也随时间变化的扩散称为非稳态扩散。
23、共格相界：
如果两相界面上的所有原子均成一一对应的完全匹配关系,即界面上的原子同时处于两相晶格的结点上,为相邻两晶体所共有,这种相界就称为共格相界。
第六章塑性变形
1.滑移:
在切应力作用下,晶体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）产生相对位移,且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。
（滑移后晶体位向不变）
2.滑移线:
晶体滑移后将在表面产生台阶,这些台阶在电镜下呈现为一系列直线;
3.滑移带:
抛光金属表面经塑性变形后产生的平行或成一定角度的线条（光镜下或肉眼可观察）;
每个滑移带实际是一组滑移线.
4.滑移系:
一个滑移面和该面上一个滑移方向组成一个滑移系.
5.临界分切应力的定义:
作用于滑移系上并使其沿滑移方面开始滑移的最小分切应力。
6.单滑移—只有一组滑移系取向最有利,进行单系滑移,出现一组平行的滑移带;
7.多滑移:
当外力在几个滑移系上的分切应力相等并同时达到了临界分切应力时，产生同时滑移的现象。
8．交滑移:
当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，有可能从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面上去继续滑移，这一过程称为交滑移。
机制:
螺位错的交滑移—螺位错从一个滑移面转移到与之相交的另一滑移面的过程;
螺位错的双交滑移—交滑移后的螺位错再转回到原滑移面的过程.
Ps：
a体心立方最易交滑移（滑移面多,方向均为[111]）;
b层错能高的材料易发生交滑移;
c交滑移必须是螺位错（滑移面多）.
d交滑移产生的滑移线为波纹状.
7、孪生:
在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面（孪晶面）和晶向（孪生方向）发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系,孪生变形所得成镜面对称的晶体称为孪晶.
8、应变时效:
低碳钢经少量塑性变形后在常温下放置较长时间或稍经加热后再拉伸，则屈服点又重新出现，且屈服应力提高的现象。
9、点阵畸变（储存能的80-90%）：
位错、空位等缺陷造成,使金属处于热力学不稳定状态,是"回复和再结晶"的驱动力.去应力退火可消除.
12、加工硬化（应变硬化）:
金属经冷塑性变形后，其强度硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为加工硬化。
消除:
再结晶退火.
13、细晶强化：
多晶体的强度随晶粒细化儿提高，这种用细化晶粒来提高材料强度的方法称为细晶强化。
s=0+kd-1/2高塑形韧性
14、固溶强化:
固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象.
15、时效强化（沉淀强化）：
如果第二项相微粒是通过过饱和固溶体时效处理时沉淀析出的，又称为时效强化（沉淀强化）
16、弥散强化：
如果第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将产生显著的强化效果。
19、变形织构：
多晶体材料由塑性变形导致的各晶粒取向趋于一致,呈择优取向的组织.
24、柯氏气团：
晶体中溶质原子的溶入，引起了点阵畸变，形成了应力场。
若晶体中同时存在位错，则位错的应力场与溶质原子相互作用，溶质原子倾向于聚集到位错周围，形成比较稳定的分布。
通常把溶质原子在位错周围的聚集叫柯氏气团（柯垂尔气团）。
再结晶退火：
将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保温一段时间后，缓慢冷却至室温的过程。
51、柯氏气团:
通常把溶质原子与位错交互作用后，在位错周围偏聚的现象称为气团，是由柯垂尔首先提出，又称柯氏气团。
52、形变织构:
多晶体形变过程中出现的晶体学取向择优的现象叫形变织构。
5、再结晶:
冷变形后的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
59、二次再结晶:
再结晶完成后，在一定的条件下会有少数晶粒突然迅速长大，使晶粒之间尺寸相差悬殊，这种晶粒不均匀不连续的长大称为异常长大，又称二次再结晶。
64、时效:
过饱和固溶体后续在室温或高于室温的溶质原子脱
溶过程。
65、回复:
指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段。
9597、临界变形度:
给定温度下金属发生再结晶所需的最小预先冷变形量。
100、再结晶温度:
形变金属在一定时间（一般1h）内刚好完成再结晶的最低温度。
103、施密特因子:
亦称取向因子，为cosΦcosλ,Φ为滑移面与外力F中心轴的夹角，λ为滑移方向与外力F的夹角。
108、临界分切应力:
滑移系开动所需的最小分切应力；它是一个定值，与材料本身性质有关，与外力取向无关。
第十章固态相变及热处理
1、本质晶粒度：
2、起始晶粒度：
3、实际晶粒度：
二次硬化——若钢中Cr、W、Mo、V等较强碳化物形成元素含量较多时，在400℃以上回火时还会弥散析出特殊碳化物（如VC、Mo2C、W2C等），使硬度重新升高，直至500～600℃硬度达到最高值，出现所谓的二次硬化现象。
56、淬透性：
钢淬火时获得淬硬层深度的能力，可以用规定条件（工件的形状尺寸，淬火介质）下的淬硬层深度表示。
78、淬硬性：
钢在淬火后能达到的最高硬度。
【Wc上升，淬硬性升高】
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