材料科学与工程基础期末复习知识点总结
材料科学基础复习重点
几种强化1、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。
强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。
2、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。
强化机制：晶格畸变，阻碍位错运动。
3、细晶强化：通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法，4、弥散强化：在材料中引入第二相后材料的强度提高的现象几种概念1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。
2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。
3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。
4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高，这种现象就称为低碳钢的应变时效。
5、形变结构：各晶粒的某个相同的滑移系，在变形量较大时逐渐转向趋于与拉力轴平行，这种原来晶粒取向任意，现在由于外力的作用使晶粒转动，晶粒的取向趋于一致，形成了晶体的择优取向，我们称之为形变织构。
变形量越大，择优取向程度越大，表现出织构越强。
滑移和孪晶的区别滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。
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和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。
伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。
伪共晶区有如下规律：两组元有相近的熔点时，出现对称伪共晶区；两组元的熔点相差较大时，共晶点通常偏向低熔点组元一方，而伪共晶区则偏向高熔点组元一方。
最全的大学材料科学基础复习要点
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
（2）特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（3）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（4）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
材料科学与工程基础期末考试复习解答题汇总 (2)
3 比较键能大小和各种结合键的主要特点。
化学键能 >物理键能， 共价键能 ≥离子键能 > 金属键能 > 氢键能> 范氏键能 共价键中：叁键键能 > 双键键能 > 单键键能 金属键，由金属正离子和自由电子，靠库仑引力结合，电 子的共有化，无饱和性，无方向性； 离子键以离子为结合单元，无饱和性，无方向性； 共价键共用电子对，有饱和性，有方向性； 范德华力，原子或分子间偶极作用，无方向性，无饱和性； 氢键，分子间作用力，氢桥，有方向性和饱和性。
7 简述影响置换型固溶体置换的因素
( 8分 )
1）离子大小: 同晶型时，Δr ＜15％，有可能完全互溶；Δr = 15～30%，部分互溶；Δr > 30%， 难置换，不能形成固溶体。 ( 2分 )
2）键性（极化）：两元素间电负性相近，有利于固溶体的生 成；电负性差别大，固溶度减小，倾向于生成金属化合物。 ( 2分 ) 3)晶体结构和晶胞大小：相同晶体结构，固溶度较大；晶体结 构不同，最多只能形成有限型固溶体。 ( 2分 )
1 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什 么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性 质如何递变？
同一周期元素具有相同原子核外电子层数，从左到右，核 电荷增多，原子半径逐渐减小，电离能增加，失电子能力降低， 得电子能力增加，金属性减弱，非金属性增强； 同一主族元素核外电子数相同，从上向下，电子层数增 多，原子半径增大，电离能降低，失电子能力增加，得电子能 力降低，金属性增强，非金属性降低。
面心立方化合物氧化镁, 氯化钠的致密度为： 4（4ЛR3/3）+4（4Лr3/3）/（2 R+2 r）3＝
材料科学基础复习资料整理
一.名词解释塑性韧性强度弹性比功分子键（空间）点阵固溶体间隙固溶体固溶强化位错多晶体单晶体反应扩散柯肯达尔效应二次结晶共晶转变包晶转变共析转变铁素体（非）均匀形核结构起伏成分过冷过冷度加工硬化再结晶淬透性（过）时效回火脆性调幅分解二. 需掌握的知识点1. 延性断裂和脆性断裂的区分标准—断裂前有无明显塑性变形。
2. 原子核外电子分布规律遵循的三个原则。
3. 金属键、离子键、共价键、分子键的特点。
4. 混合键比例计算与电负性差的关系。
5. fcc、bcc、hcp的常见金属、一个晶胞内原子数、配位数、致密度、常见滑移系等。
6. 固态合金相分为两大类：固溶体（间隙固溶体与置换固溶体）和中间相（区别点）。
7.影响固溶体溶解度的因素。
8.间隙相和间隙化合物的区别。
9. 晶体缺陷几何特征分类-点、线、面缺陷。
10. 点缺陷的种类及其区别（肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷）。
11.获得过饱和点缺陷的方法及原因。
12. 各类位错运动方向与柏氏矢量、切应力、位错线的位向关系。
13. 位错的主要运动方式；常温下金属塑性变形的方式。
14. 位错的增殖机制：F-R位错增殖机制、双交滑移增殖机制的主要内容。
15.说明柏氏矢量的确定方法。
掌握利用柏氏矢量和位错线的位向关系来判断位错类型。
16.两根平行的螺型位错相遇时的相互作用情况。
17.刃型位错和螺型位错的不同点。
18. 大小角度晶界的位向差、常见类型、模型描述、能量等。
19. 扩散第一定律、第二定律的数学表达式及其字母的物理含义。
20. 体扩散的主要机制、适用对象、扩散激活能大小等；短路扩散等；反应扩散与原子扩散；多晶材料的三种扩散途径—晶内、晶界、表面扩散。
21.柯肯达尔效应的含义及说明的问题（重要意义）。
22. 上坡扩散：物质由低浓度→高浓度，说明扩散的真正原因是化学势梯度而非浓度梯度。
23. 反应扩散定义、特点、扩散层增厚速度的决定因素。
24. 影响扩散的主要因素简述及分别叙述。
材料工程基础考试重要知识点
材料工程基础考试重要知识点材料工程基础考试重要知识点 (1)第一章、材料的性能及应用 (2)第二章、原子结构和结合键 (4)第三章、晶体结构 (4)第四章、晶体缺陷 (7)第五章、固体材料中原子的扩散 (8)第六章、相平衡与相图原理 (9)第七章、材料的凝固 (10)第八章、材料的变形与回复再结晶 (12)第一章、材料的性能及应用1、常用的力学性能：（屈服点和屈服强度）：在外力作用下，材料产生屈服现象的极限应力值即为屈服点C 0（抗拉强度）：材料在受力过程中，所能承受的最大载荷Fb时所对应的应力值。
（弹性极限）：是指在完全卸载后不出现任何明显的微量塑性变形的极限应力值。
（比例极限）：在弹性形变阶段，应力与应变关系完全符合胡克定律的极限应力。
弹性模量E及其主要影响因素：1、原子结构的影响；2、温度的影响；3、变形的影响；4、合金元素的影响。
刚度：材料对弹性变形的抵抗能力。
强度：材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。
塑性：指材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。
硬度：是指材料抵抗其他硬物体压入其表面的能力。
塑性指标的意义：塑性指标有伸长率和断面收缩率1、消减应力峰、缓和应力集中，防止零件出现未能预测的早期破坏；2、遭受不可避免的偶然过载时，发生塑性变形和随之而引起的形变强化可保证零件的安全以避免断裂，即具有抵抗过载的能力；3、零件遭受意外过载时，零件可以发生塑性变形过渡而不至于发生突然断裂，即使最终要断裂，但在此之前也要吸收大量的能量（即塑性变形功）4、材料具有一定塑性可保证某些成形工艺和修复工艺的顺利进行；5、塑性指标还能反映材料的冶金质量的好坏。
不同材料所适用的硬度（HB、HR、HV）测量方法：布氏硬度：优点：测量误差小；缺点：压痕面积大。
洛氏硬度：优点：压痕小，操作简洁，缺点：数据分散度大。
维氏硬度：可采用统一的硬度指标，测量从很软到很硬的材料的硬度，但测量麻烦。
第二章、原子结构和结合键1、结合键的类型（主要为金属键、离子键、共价键）及其主要特点，它们对材料性能的主要影响金属键：没有饱和性和方向性。
材料科学基础108个重要知识点
材料科学基础108个重要知识点1.晶体--原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点、各向异性。
2.中间相--两组元A 和B 组成合金时，除了形成以A 为基或以B 为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A，B 两组元均不相同的新相。
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。
3.亚稳相--亚稳相指的是热力学上不能稳定存在，但在快速冷却成加热过程中，由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转变为稳定相而暂时稳定存在的一种相。
4.配位数--晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
5.再结晶--冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态，这个过程称为再结晶。
（指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程）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。
7.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。
8.过时效--铝合金经固溶处理后，在加热保温过程中将先后析出GP 区，θ”，θ’，和θ。
在开始保温阶段，随保温时间延长，硬度强度上升，当保温时间过长，将析出θ’，这时材料的硬度强度将下降，这种现象称为过时效。
9.形变强化--金属经冷塑性变形后，其强度和硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为形变强化。
10.固溶强化--由于合金元素（杂质）的加入，导致的以金属为基体的合金的强度得到加强的现象。
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。
923_材料科学与工程基础 相关知识点
材料科学与工程基础相关知识点材料科学与工程的定义及其基本要素；金属材料、陶瓷材料、高分子材料的基本特性及其分类。
原子结构及原子量；原子的电子排布式；核外电子的排布应遵循的原则；在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点，从左到右或从上到下元素结构有什么区别，性质如何递变；配位数及其影响配位数的因素。
离子键、金属键、共价键等化学键的主要特点；混合键及其相关实例，电负性对化学键的影响；结合键类型及键能大小对材料（金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的）的熔点﹑密度﹑导电性﹑导热性﹑弹性模量和塑性影响；金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别；从结合键的角度解释金属材料、陶瓷材料、高分子材料所具有的特殊性能。
派生结合或物理键合（分子间作用力、氢键）。
空间点阵；配位数；致密度；晶向指数、晶面指数的标注。
典型金属结构晶体学特点及其相关计算；同素异构转变及其有关计算；晶面间距及其计算公式；布拉格定律公式。
置换型固溶体；间隙型固溶体；影响形成置换型固溶体的因素；非化学计量化合物及其正（负）离子空缺（空位）情况的判断；晶体缺陷分类；位错基本类型；肖脱基缺陷；弗仑克尔缺陷；金属晶体和离子晶体中的肖脱基缺陷和弗仑克尔缺陷；点缺陷类型及其相关判据和计算公式。
固态相变；同素异构转变；非晶态材料结构特征及其非晶态结构模型。
体积（晶格）扩散的微观机制类型；影响扩散系数的因素（温度﹑化学键﹑晶体结构﹑固溶体类型）。
扩散系数（率）及其公式；稳态扩散；菲克第一定律及其计算；菲克第二定律在钢件渗碳工艺中应用的计算公式。
固体表面结构的主要特点；固体表面对外来原子的吸附及其主要特征；表面张力和表面能；影响表面能的因素（键性﹑温度﹑杂质）；润湿过程及分类；润湿的本质和润湿方程。
铁碳合金中的基本组织（铁素体﹑奥氏体﹑渗碳体﹑珠光体﹑马氏体﹑高温莱氏体﹑低温（变态）莱氏体）；按含碳量、室温平衡组织对铁碳合金分类；典型铁碳合金结晶过程分析及其组织组成物或相组织物含量的计算；铁碳合金中碳的存在形式；各类铸铁（白口铸铁﹑灰口铸铁﹑球墨铸铁﹑可锻铸铁﹑蠕墨铸铁）的组织特点和性能区别；黄铜；青铜。
材料工程基础复习要点及知识点整理
材料工程基础复习要点及知识点整理材料工程是一门研究材料的性能与结构、制备与应用的学科。
在进行材料工程的复习时，可以从以下几个方面进行重点整理：1.材料的分类与性质：了解材料的基本分类，包括金属材料、无机非金属材料、有机材料和复合材料等。
每种材料都有其独特的性质和特点，例如金属具有高强度、导电性和塑性等特点；无机非金属材料具有高温性能和耐腐蚀性能等；有机材料具有低密度和良好的绝缘性能等。
2.材料的结构：掌握材料的晶体结构和非晶结构。
晶体结构可分为立方晶系、六方晶系、正交晶系等，不同结构对材料的性能有着重要影响。
非晶结构指材料的原子排列无规则，常见的非晶结构包括玻璃和塑料等。
3.材料的制备与工艺：了解常见的材料制备方法，包括熔融法、溶液法、气相法和固相法等。
掌握不同制备方法对材料性能的影响，以及材料的烧结、热处理、涂覆等工艺方法。
4.材料的物理性能：熟悉材料的物理性能，包括力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能等。
了解不同材料的硬度、强度、韧性、导热性、导电性和磁性等方面的性能。
5.材料的化学性能：了解材料与环境的相互作用，包括腐蚀、腐蚀疲劳、氧化、烧蚀等现象。
熟悉不同材料的耐蚀性，以及如何通过表面涂层和防护措施来改善材料的化学性能。
6.材料的性能测试与评价：了解材料性能的测试方法和评价标准，例如拉伸试验、硬度测试、电阻测试等。
熟悉不同测试方法的原理和应用，并能够分析测试结果。
7.材料的应用：掌握材料在各个领域的应用，例如航空航天、汽车工业、电子技术和生物医药等。
了解材料的选择原则和设计原则，以及如何根据具体应用要求选择合适的材料。
除了上述基本要点和知识点，还可以参考相关教材和课堂笔记，结合习题和案例进行练习和思考，加深对材料工程的理解和应用。
同时，关注国内外的最新研究进展和材料工程的新技术，及时了解和学习材料工程领域的前沿知识。
不断提升自己的综合素质，掌握科学研究和工程实践中的材料选择、设计和改性等技术能力。
材科基知识点范文
材科基知识点范文材料科学与工程（Materials Science and Engineering，简称MSE）是一门研究材料的基本原理、性能、结构和制备工艺的学科。
在现代科学技术中，材料科学与工程的研究内容十分丰富和广泛，包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料等。
以下是关于材料科学与工程的一些基本知识点。
1.材料的分类：-金属材料：如钢、铝等。
具有良好的导电性、导热性和机械性能。
-无机非金属材料：如陶瓷、玻璃等。
具有高温耐性、绝缘性等特点。
-有机高分子材料：如塑料、橡胶等。
具有良好的可塑性和可拉伸性。
-复合材料：由两种或两种以上的材料组合而成，具有优异的力学性能。
2.结构与性能：-结晶结构：材料中的原子按照一定的顺序排列形成有序的晶格结构。
晶格结构的不同对材料的性能有重要影响。
-缺陷结构：包括点缺陷、面缺陷和体缺陷，是材料中的非正常原子或原子排列方式。
-物理性能：包括力学性能（如强度、硬度等）、热学性能（如导热性、热膨胀系数等）和电学性能（如导电性、绝缘性等）等。
-化学性能：材料的化学稳定性、耐腐蚀性等。
3.材料制备工艺：-熔炼：将原材料加热至液体状态，使其均匀混合，再通过冷却凝固，得到所需形状和尺寸的材料。
-粉末冶金：通过机械粉碎，将金属或非金属制成细小颗粒，然后通过压制、烧结等工艺获得材料。
-涂覆技术：通过把材料表面涂覆上其他材料，提高材料的性能和耐用性。
-复合制备：通过将两种或两种以上具有不同性能的材料组合在一起，形成新的复合材料，发挥各材料的优点。
4.特种材料：-高温材料：能在高温环境下保持稳定性能的材料，如高温合金等。
-磁性材料：具有磁性质的材料，如铁、钴、镍等。
-光学材料：对光的传播和反射有特殊性能的材料，如玻璃、晶体等。
-生物材料：用于医学和生物领域的材料，如人工关节、植入材料等。
5.材料测试与表征：-X射线衍射：通过测量X射线的衍射图案，确定材料的晶体结构和晶格参数。
材料工程基础复习要点及知识点整理(全)
材料工程基础复习要点第一章粉体工程基础粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。
*粉末：最大线尺寸介于0.1～500μm的质粒。
*粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。
粉体颗粒的粒度及粒径的表征方法：1.网目值表示——（目数越大粒径越小）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时可用单一粒度表示。
2.投影径——用显微镜测试，对于非球形颗粒测量其投影图的投影径。
①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平行线之间的距离②马丁（Martin）径D M：在一定方向上将颗粒投影面积分为两等份的直径③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在一定方向上颗粒投影的最大尺度④投影面积相当径D H：与颗粒投影面积相等的圆的直径⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径3.轴径——被测颗粒外接立方体的长L、宽B、高T。
①二轴径长L与宽B②三轴径长L与宽B及高T4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表示方法。
（容易处理）*粉体的工艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。
*粉体的基本物理特性：1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料高得多的能量。
2.分体颗粒间的作用力——高表面能，固相颗粒之间容易聚集（分子间引力、颗粒间异性静电引力、固相侨联力、附着水分的毛细管力、磁性力、颗粒表面不平滑引起的机械咬合力）。
3.粉体颗粒的团聚。
第二章粉体加工与处理粉体制备方法：1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法。
①脆性大的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、气流喷射粉碎法、高能球磨法②塑性较高材料：切磨法、涡旋磨法、气流喷射粉碎法③超细粉与纳米粉：气流喷射粉碎法、高能球磨法2.物理化学法①物理法（雾化法、气化或蒸发-冷凝法）：只发生物理变化，不发生化学成分的变化，适于各类材料粉末的制备②物理-化学法：用于制备的金属粉末纯度高，粉末的粒度较细③还原法：可直接利用矿物或利用冶金生产的废料及其他廉价物料作原料，制的粉末的成本低④电解法：几乎可制备所有金属粉末、合金粉末，纯度高3.化学合成法——指由离子、原子、分子通过化学反应成核和长大、聚集来获得微细颗粒的方法①固相法：以固态物质为原始原料（热分解反应法、化合反应法、水热法等）②液相沉淀法：最常见的方法沉淀法（直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法）、溶胶-凝胶法影响颗粒粉碎的因素：易碎性、碰撞速度（碎料例子碰撞速度、粉碎介质碰撞速度）粉体的分级：把粉体材料按某种粒度大小或不同种类颗粒进行分选的操作。
材料工程基础复习要点及知识点整理全
材料工程基础复习要点及知识点整理全材料工程是工科的一个重要领域，它研究材料的特性、性能和结构，以及材料的制备、改性和应用。
在材料工程的学习和研究中，掌握基础的知识和复习要点是非常重要的。
本文将从材料的分类、性能和结构、制备方法以及常见材料的特点等方面进行全面的整理，帮助读者回顾和巩固材料工程的基础知识。
一、材料的分类材料可以根据其组成和性质的不同进行分类。
常见的材料分类有金属材料、非金属材料和复合材料。
1. 金属材料金属材料具有良好的导电性、导热性和可塑性。
常见的金属材料有铁、铜、铝等。
金属材料常用于制造机械、汽车等工业产品。
2. 非金属材料非金属材料分为有机材料和无机材料。
有机材料具有较高的灵活性和可塑性，如塑料、橡胶等；无机材料具有较高的硬度和稳定性，如陶瓷、玻璃等。
非金属材料广泛应用于建筑、电子等领域。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成，具有优异的综合性能。
常见的复合材料有纤维增强复合材料、层状复合材料等。
复合材料在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用。
二、材料的性能和结构材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和热性能等。
1. 力学性能力学性能是材料的力学特征。
常见的力学性能有强度、韧性、硬度等。
强度表示材料抗拉、抗压、抗弯等载荷作用下的能力；韧性表示材料的抗断裂性能；硬度表示材料抵抗表面形变和划伤的能力。
2. 物理性能物理性能描述材料在物理方面的特性。
常见的物理性能有导电性、导热性、磁性等。
导电性表示材料传导电流的能力；导热性表示材料传导热量的能力；磁性表示材料受磁场作用的特性。
3. 化学性能化学性能是材料对外界化学物质的反应特性。
常见的化学性能有耐腐蚀性、稳定性等。
耐腐蚀性表示材料抵抗酸碱等侵蚀的能力；稳定性表示材料在不同条件下的性能变化情况。
4. 热性能热性能描述材料在温度变化下的特性。
常见的热性能有热导率、热膨胀系数等。
热导率表示材料传导热量的能力；热膨胀系数表示材料在温度变化下的膨胀程度。
材料科学与工程基础知识
材料科学与工程基础知识材料科学与工程是一门涵盖材料的结构、性能、制备、应用及其相关科学原理和工程技术的学科。
在现代科技领域，材料科学与工程发挥着重要的作用，其知识基础涵盖了许多领域，包括材料结构和性能、固态物理、化学、能源、机械、电子、环境等。
以下是关于材料科学与工程的基础知识：1.材料的分类材料可以根据其组成、性质和应用分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
金属材料具有良好的导电性和导热性，适用于制造结构件、导热元件和电子器件等。
陶瓷材料具有优良的耐高温、耐磨损和绝缘特性，主要应用于制造电子陶瓷、建筑陶瓷和磁性材料等。
高分子材料具有较好的可塑性和绝缘性能，广泛应用于塑料、橡胶和纤维等领域。
复合材料是由两种或多种材料按一定比例混合而成，具有优异的性能，例如碳纤维增强复合材料具有高强度和轻质的特点。
2.材料的晶体结构材料的晶体结构是由原子或离子按照一定的空间排列规则而构成的。
晶体被分为晶格和晶胞，晶格是由原子或离子堆积而成的三维结构，而晶胞是晶格中最小的重复单元。
常见的晶体结构有立方晶系、六方晶系、正交晶系、四方晶系等。
材料的晶体结构直接影响着其力学性能、热学性能和电学性能等。
3.材料的性能材料的性能包括力学性能、热学性能、电学性能、化学性能等。
力学性能包括强度、韧性、硬度等，这些性能能够反映材料在外力作用下的抗变形和抗破坏能力。
热学性能包括热传导性、线膨胀系数等，这些性能决定了材料的热稳定性和导热性。
电学性能包括导电性、绝缘性等，这些性能决定了材料在电子器件中的应用。
化学性能决定了材料在不同环境下的耐腐蚀性能和反应活性。
4.材料的制备与加工材料的制备包括化学合成、物理制备和机械制备等多种方法。
化学合成是通过化学反应来制备材料，如溶胶-凝胶法、溶液法、气相沉积等。
物理制备是通过物理方法改变材料的结构和性质，如溅射法、激光熔凝法、热处理等。
机械制备是通过机械加工方法来制备材料，如铸造、锻造、挤压等。
大学期末总复习——材料科学基础知识点汇总
大学期末总复习——材料科学基础知识点汇总一、名词解释1、空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。
2、配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。
3、对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。
4、超结构：长程有序固溶体的通称。
5、固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。
6、致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。
7、正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态,以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态,当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附。
8、晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能。
9、小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界。
10、晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。
11、肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。
12、弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。
13、刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。
螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。
14、柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。
15、单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错。
16、派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。
17、过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。
18、过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。
19、均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。
20、过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。
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《材料科学与工程基础》期末复习知识点第二章物质结构基础名词解释：取向力、诱导力、色散力、费米能级、置换固溶体、间隙固溶体、肖脱基缺陷、弗仑克尔缺陷、稳态扩散、扩散通量、同素异构转变、结构弛豫、自由度、泡利不相容原理、洪特规则原子中电子的空间位置和能量1、电子的统计形态法描述四个量子数n, 第一量子数n:决定体系的能量l, 第二量子数l:决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性m l, 第三量子数m l:决定体系角动量在磁场方向的分量m s, 第四量子数m s：决定电子自旋的方向+l/2，-l/22、电子分布遵从的基本原理：（1）泡利不相容原理：在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子，即同一原子中，最多只能有两个电子处于同样能量状态的轨道上，且自旋方向必定相反。
n=1时最多容纳2个电子n=2时最多容纳8个电子主量子数为n的壳层中最多容纳2n2个电子。
（2）能量最低原理：原子核外的电子是按能级高低而分层分布，在同一电子层中电子的能级依s、p、d、f的次序增大。
（3）洪特规则：简并轨道（相同能量的轨道）上分布的电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
结合方式基本结合：离子键、金属键、共价键------化学键合派生结合：分子间作用力、氢键-------物理键合基本结合：1. 离子键合离子键：原子核释放最外层电子变成的正离子与接收其放出电子而变成的负离子相互之间的吸引作用（库仑引力）所形成的一种结合。
典型的离子化合物有NaCl、MgCl2等。
特点：①电子束缚在离子中；②正负离子吸引，达到静电平衡，电场引力无方向性和饱和性----产生密堆积，取决于正负离子的电荷数和正负离子的相对大小。
③构成三维整体-晶体结构；④在溶液中离解成离子。
2. 共价键合共价键：两个原子共享最外层电子的键合。
典型的例子有H2、O2、F2、SiC等。
特点：①两个原子共享最外层电子对；②两原子相应轨道上的电子各有一个，自旋方向必须相反；③有饱和性和方向性，电子云最大重叠，一共价键仅两个电子。
3. 金属键合金属键：金属原子通过游离电子用库仑引力将原子结合到一起的键合。
即各原子都贡献出其价电子而变成外层为八电子的金属正离子，所贡献出来的价电子为所有金属原子（正离子）所共用，金属晶体的结合力就是价电子集体（自由电子气）与金属正离子间的静电引力。
特点：①由正离子排列成有序晶格；②各原子最外层电子释放，在晶格中随机、自由、无规则运动，无方向性；③原子最外层有空轨道或未配对电子，既容易得到电子，又容易失去电子；价电子不是紧密结合在离子芯上，键能低，具有范性形变4. 混合键合在某些化合物中，存在着既有离子键合又有共价键合，即介于离子键和共价键之间的混合键。
如氯化氢。
电负性：元素的原子在化合物中把电子引向自己的能力，（表示吸引电子的能力）同一周期左——右电负性增高同一族上——下电负性降低电负性对化学键的影响:同种原子间无影响异种原子相互作用时:两元素电负性相差较大: 非金属—非金属成极性共价键电负性相差很大: 金属—非金属成离子键派生结合物理键合的作用力也是库仑引力，但在键合过程中不存在电子的交换，是电子在其原子或分子中的分布受到外界条件的影响产生分布不均匀而引起原子或分子的极性结合。
物理键合的大小直接影响物质的许多物理性质，如熔点、沸点、溶解度、表面吸附等。
包括分子间作用力、氢键等。
1、分子间作用力分子（或电中性原子）间的结合力，又称范氏力。
特点：无方向性和饱和性；键能最小。
按原因和特性可分为：取向力；诱导力；色散力分子间作用力A. 取向力：极性分子永久偶极间静电相互作用B. 诱导力：被诱导的偶极与永久偶极间作用C. 色散力：电中性原子与非极性分子的瞬时偶极间的作用2、氢键质子给予体（如H）与强电负性原子X（如O、N、F、Cl）结合再与另一强电负性原子Y（质子接受体）形成键的键合方式。
特点a.有方向性，饱和性。
b.分为分子内氢键和分子间氢键两种。
c.键能一般为几到十几千卡/摩。
形成氢键必须满足的条件(1)分子中必须含氢(2)另一个元素必须是电负性很强的非金属元素(F、O、N)。
各种键型的比较一般说来，化学键（离子，共价，金属）最强，氢键次之，分子键最弱。
（后两者属于物理键）2-4 多原子体系电子的相互作用和稳定性杂化轨道和分子轨道理论A、杂化轨道理论杂化：在一个原子中不同原子轨道的线性组合称为原子轨道的杂化。
杂化轨道：杂化后的原子轨道。
杂化轨道理论：原子在化合中，受其他原子的作用，原来的状态发生改变，从而使能量相似、轨道类型不同的原子轨道重新组合成新的杂化轨道，在组合过程中，轨道的数目不变，轨道在空间的分布方向和分布情况发生改变，轨道的能量状态也改变。
杂化的本质：量子力学态叠加原理，一种数学方法，而不是物理过程。
杂化：能级相近的单中心原子轨道的线形组合。
杂化的目的：更有利于成键。
杂化的动力：受周围原子的影响。
杂化的规律：轨道数目守恒，空间取向改变；杂化轨道能与周围原子形成更强的σ键，或安排孤对电子，而不会以空的杂化轨道存在。
等性杂化轨道和不等性杂化轨道：杂化轨道中，参与杂化的s、p、d等成分相等，称为等性杂化轨道；如果不相等，称为不等性杂化轨道。
B、分子轨道理论（1）分子中每个电子是在由各个原子核和其余电子组成的势场中运动，它的运动状态可用分子轨道描述。
（2）分子轨道可近似地用能量相似的原子轨道组合得到。
原子轨道通过线性组合成分子轨道时，轨道数不变，轨道能量改变。
（3）分子中的电子根据泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则增填在分子轨道上。
组合成分子轨道的条件1）能量相近2）轨道最大重叠3）对称性匹配能量低于原子轨道-成键轨道能量高于原子轨道-反键轨道能量等于原子轨道-非键轨道1、σ轨道和σ键-“头碰头”相对于分子中键轴呈圆柱形对称的分子轨道称为σ轨道。
由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键，叫做σ键。
σ键是原子轨道沿轴方向重叠而形成的，具有较大的重叠程度，因此σ键比较稳定。
σ键能围绕对称轴旋转，而不影响键的强度以及键跟键之间的角度（键角）。
2、轨道和键- “肩并肩”成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价键，叫做π键。
π键是由两个p轨道从侧面重叠而形成的，重叠程度比σ键小，所以π键不如σ键稳定。
当形成π键的两个原子以核间轴为轴作相对旋转时，会减少p轨道的重叠程度，最后导致π键的断裂。
3、δ轨道和δ键- “面对面”具有两个通过分子轴对称节面的分子轨道称为δ轨道。
凡是一个原子的d轨道与另一个原子相匹配的d轨道（例如d xy与d xy）以“面对面”的方式重叠（通过键轴有两个节面），所成的键就称为δ键。
δ轨道不能由s或p原子轨道组成。
费米能级费米能级是金属在绝对零度时电子的最高填充能级。
金属内的电子因泡利不相容原理故而不能每一个电子都在最低的能级，因此便一个一个依序往高能级填直到最后一个填进的那个能级即所谓费米能级。
T=0K（基态）时，最高的被电子充满的能级能量为E F，E F以下能级全满，以上能级全空。
T>0K时，某些电子受到激发，移到费米能级以上的能级，达到平衡的分布。
固体中的能带能级分裂：n个同种原子接近时，相同的原子能级分裂成n个能量不同的能级（分子轨道）。
能带：由许多聚集在一起的原子的许多分子轨道组成的近乎连续的能级带。
带宽：能带中最高能级与最低能级的能量差。
其与原子数目无关，仅取决于原子间距，间距小，带宽大。
价带：价电子能级展宽成的能带。
(可满可不满)满带：添满电子的价带。
空带：价电子能级以上的空能级展宽成的能带。
导带：0K时最低的可接受被激发电子的空带。
禁带：两分离能带间的能量间隔，又称为能隙(Eg)能带理论是研究固体中电子运动规律的一种近似理论。
固体由原子组成，原子又包括原子实和最外层电子，它们均处于不断的运动状态中。
为使问题简化，首先假定固体中的原子实固定不动，并按一定规律作周期性排列，然后进一步认为每个电子都是在固定的原子实周期势场及其他电子的平均势场中运动，这就把整个问题简化成单电子问题。
能带理论就属这种单电子近似理论能带理论的应用-导体、绝缘体、半导体导体具有很好的导电性，能带分为两种类型，一种是价带没有填满，因此在很小的外电场作用下最高的被填充能级（费米能级）上的电子就能跃迁到相邻的空能级上，从而其下层能级上的电子又能跃迁到上一层，从而形成定向电流。
另一种是价带和导带重叠，没有能隙，因而在外电场作用下电子能填入导带。
半导体具有一定的导电性，其能带分为三种类型：（1）△Eg非常小，热激活就足以使价带中费米能级上的电子跃迁到导带底部，同时在价带中留下“电子空穴”。
在外电场作用下，导带中的电子和价带中的电子空穴都可以向相邻的能级迁移，形成导电，此类为本征半导体。
（2）△Eg比较小，在基体中有少量的高价杂质，在能隙中存在着由高价杂质元素产生的新能级。
热激活中电子从杂质能级跃迁到导带底部，从而形成导电电流，此称为N型半导体。
（3）△Eg比较小，在基体中有少量的低价杂质，在价带附近形成掺杂的能级，热激活使价带中费米能级上的电子跃迁到杂质能级，从而在价带中留下电子空穴，在外电场作用下，通过价带中的电子空穴的迁移产生电流，这类半导体称为P型半导体。
绝缘体的各外层轨道都被电子充满，使晶体中相应的能带填满，而且能带与能带之间的能隙较大，电子需要很大的能量才能从价带跃迁至导带，因此导电性很差。
2-5 固体中的原子有序结晶与晶体1、结晶特性•晶体：原子(团)沿三维空间呈周期性长程有序排列的固体物质(金属、大多陶瓷及一些聚合物)。
•非晶体：原子(团)无周期性长程有序排列的物质(包括气体、液体和部分固体)。
•结晶：形成晶体的过程。
晶体的性质–具有确定的熔点–能自发形成规则的多面体外形–稳定性（晶体的化学成分处于热力学的能量最低状态）–各向异性（不同的方向具有不同的物理性质）–均匀性（晶体各部分的宏观性质相同）晶体是一种均匀而各向异性的结构稳定性固体1、晶体的对称元素2、点阵•点阵：晶体结构的微观特征。
•某种结构单元（基元）在三维空间作周期性规则排列。
•基元：原子、分子、离子或原子团(组成、位形、取向均同)3、晶胞、晶系和空间点阵型式晶胞：代表晶体内部结构的基本重复单位。
晶胞一定是一个平行六面体，但三条边的长度不一定相等，也不一定互相垂直。
晶胞的基本要素：A.大小和形状 B.各原子坐标位置晶轴上晶胞三个边的长度a，b，c 和其夹角，，称为晶格常数。
4、晶向指数和晶面指数A、晶向指数晶向：原点出发通过某点的射线（或通过若干结点的直线方向）。
晶向指数：晶胞各轴上投影的最低整数（可以是负值）。
[u v w] 表示晶向，其中u v w 即晶向指数。
一个晶向代表了一系列相互平行的阵点构成的直线。