材料基础知识介绍
材料科学基础知识
材料科学基础知识一、概述材料科学是一门涉及材料的结构、性能、制备和应用的学科。
在现代科学技术发展中，材料科学起着重要的作用。
材料科学的发展涉及多个学科领域，如物理学、化学、工程学等。
本文将介绍材料科学的基础知识，包括材料分类、结构与性能关系、制备方法等。
二、材料分类根据材料的组成和性质，可以将材料分为金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料四大类。
1. 金属材料：金属材料具有良好的导电性和导热性，常见的金属材料有铁、铝、铜等。
金属材料的特点是强度高、可塑性好。
2. 陶瓷材料：陶瓷材料具有较高的熔点和硬度，常见的陶瓷材料有瓷器、玻璃等。
陶瓷材料的特点是脆性大、电绝缘性好。
3. 聚合物材料：聚合物材料是由高分子化合物组成的，常见的聚合物材料有塑料、橡胶等。
聚合物材料的特点是具有良好的可塑性和耐腐蚀性。
4. 复合材料：复合材料是由两种或多种不同种类材料组合而成的材料，常见的复合材料有纤维增强复合材料、金属基复合材料等。
复合材料的特点是综合性能优良。
三、结构与性能关系材料的结构对其性能有着重要的影响。
以下是常见的结构与性能关系。
1. 晶体结构：晶体是由离子、原子或分子按照一定规律排列而成的有序结构。
晶体的结构确定了材料的硬度、导电性等性能。
2. 硬度与强度：材料的硬度和强度与其原子、分子的排列有关。
晶体结构和材料的晶粒大小会影响材料的硬度和强度。
3. 导电性与绝缘性：材料的导电性与其电子的运动有关。
金属材料具有良好的导电性，而陶瓷材料则具有较好的绝缘性。
4. 磁性与非磁性：材料的磁性与其原子或分子的磁矩有关。
铁、镍等金属具有磁性，而大部分非金属材料则是非磁性的。
四、材料制备方法材料的制备方法经过了长期的发展和探索，现在已经有许多成熟的制备方法。
以下是常见的材料制备方法。
1. 熔融法：熔融法是通过加热材料使其熔化，然后再进行浇铸、凝固等操作来制备材料。
熔融法广泛应用于金属和玻璃等材料的制备过程。
2. 沉积法：沉积法利用化学反应、物理吸附等方法，将原料分子沉积到基材上，形成所需的材料。
材料基础知识
材料基础知识一、金属材料的性能：包括使用性能和加工工艺性能两个方面，1、使用性能：金属材料在使用条件下所表现的性能。
它包括材料的物理、化学和力学性能。
（1）、物理、化学性能：密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性、抗氧化性、耐腐蚀性等。
（2）力学性能：是指金属在外力作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能，或金属在外力作用时表现出来的性能。
它是反映金属抵抗各种损伤作用能力的大小，是衡量金属材料使用性能的重要指标。
力学性能指标主要包括强度、塑性、韧性、硬度和断裂力学等。
2、加工工艺性能：材料承受各种冷、热加工的能力。
（1）冷加工：切削性能等。
达到规定的几何形状和尺寸，公差配合，表面粗糙度等的要求。
（2）热加工：铸造性能、压力加工性能、焊接性能、热处理等。
二、影响金属材料性能的因素：化学万分、组织结构及加工工艺等的影响。
1、化学万分（1）含碳量C%增加，则强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。
（2）合金元素各有不同的作用：Mn增加可提高强度（但应控制＜1.9%），强化元素。
V、Ti 、Nb等元素可以细化晶粒，提高韧性及材料致密度。
Mo提高钢的热强性能、在高温时保持足够强度、细化晶粒，防止钢的过热倾向。
Cr、Ni提高钢的热强性能、高温氧化性和耐腐蚀性。
（3）有害元素：P、S形成低熔点化学物，导致热脆性和冷脆性，使塑性、韧性下降。
（4）、微量元素Re、稀土元素，综合力学性能有所提高。
2、组织结构、晶粒度及供贷状态等。
A、常见的显微组织：B、晶粒度C、热轧、调质、正火状态供货，以正火状态组织性能最好。
3、加工工艺对组织性能影响冷作变形会带来纤维组织、加工硬化及残余内应力。
热变形会提高材料塑性变形能力及降低变形抗力。
三、金属材料性能方面的名词术语：1、强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力。
常用的强度判据如屈服强度、抗拉强度。
（1）屈服强度：当金属材料呈屈服现象时，在试验期间达到塑性变形发生而力不增加的应力点。
材料科学基础知识
材料科学基础知识材料科学是一门研究材料结构、性能和制备的学科，涉及广泛的领域，包括金属、陶瓷、塑料、纤维、半导体等材料的研究与应用。
本文将介绍一些材料科学的基础知识，包括材料分类、晶体结构和材料性能等内容。
一、材料分类根据组成和结构特征，材料可以分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料三大类。
金属材料主要由金属元素构成，具有优秀的导电、导热和强度等性能；无机非金属材料包括陶瓷、玻璃、水泥等，其特点是高硬度、高耐热性和电绝缘性；有机高分子材料由含有大量碳元素的高分子化合物构成，如塑料、橡胶和纤维等，具有良好的可塑性和可拉伸性。
二、晶体结构晶体是材料学中一种有序排列的结构形态，具有规则的周期性。
晶体结构由原子、离子或分子按照一定的几何规则排列而成。
根据晶格的不同，晶体可分为立方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系、斜方晶系、菱方晶系和三斜晶系等。
其中，立方晶系是晶体结构中最简单的一种，其晶格具有等边、等角的特点。
三、材料性能材料的性能决定了其在实际应用中的表现。
常见的材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能等。
力学性能体现了材料的强度、韧性和硬度等特点，如抗拉强度、屈服强度和冲击韧性；热学性能包括导热性、热膨胀系数和导电性等，这些性能对材料的热稳定性和导热导电能力有重要影响；电学性能和磁学性能则与材料的导电性和导磁性相关。
四、材料制备材料的制备过程对于最终材料的性能和结构有重要影响。
常见的材料制备方法包括熔融法、沉积法、固相反应法和溶液法等。
熔融法是指将材料加热至熔点后进行冷却的过程，常用于金属材料的制备；沉积法则是通过气相或溶液中的化学反应沉积材料薄膜；固相反应法是指两个或多个固体物质在一定条件下发生化学反应生成新的化合物；溶液法是将材料溶解于溶剂中，通过溶液的蒸发或化学反应生成新材料。
总结材料科学是一门涉及广泛的学科，研究的内容包括材料分类、晶体结构、材料性能和材料制备等方面。
了解这些基础知识对于深入学习和应用材料科学具有重要意义。
材料学基础知识
材料学基础知识1. 材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性。
2. 材料在弹性范围内，应力与应变的比值εσ/称为弹性模量E （单位MPa ）。
E 标志材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。
3. 强度是指材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。
4. 塑性是材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力。
5. 韧性是材料在塑性应变和断裂全过程中吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现。
6. 硬度是指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。
7. 应力场强度因子I K ，这个I K 的临界值，称为材料的断裂韧度，用C K I 表示。
换言之，断裂韧度C K I 是材料抵抗裂纹失稳扩展能力的力学性能指标。
8. 晶体是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一类物质。
9. 非晶体是指原子在其内部沿三维空间呈紊乱、无序排列的一类物质。
10. 把原子看成空间的几何点，这些点的空间排列称为空间点阵。
用一些假想的空间直线把这些点连接起来，就构成了三维的几何格架称为晶格。
从晶格中取出一个最能代表原子排列特征的最基本的几何单元，称为晶胞。
11. 体心立方晶格（bcc ）；面心立方晶格（fcc ）；密排六方晶格（hcp ）12. 在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面。
任意两个原子的连线称为原子列，其所指的方向称为晶向。
立方晶系中，凡是指数相同的晶面与晶向是相互垂直的。
13.在晶体中，不同晶面和晶向上原子排列方式和密度不同，则原子间结合力的大小也不同，因而金属晶体不同方向上性能不同，这种性质叫做晶体的各向异性。
14.所谓位错是指晶体中一部分晶体沿一定晶面与晶向相对另一部分晶体发生了一列或若干列原子某种有规律的错排现象。
位错的基本类型有两种，即刃型位错和螺旋位错。
15.由于塑性变形过程中晶粒的转动，当形变量达到一定程度（70%以上）时，会使绝大部分晶粒的某一位向与外力方向趋于一致，形成特殊的择优取向。
择优取向的结果形成了具有明显方向性的组织，称为织构。
材料科学基础重点知识
第5章 纯金属的凝固1、金属结晶的必要条件：过冷度-理论结晶温度与实际结晶温度的差；结构起伏-大小不一的近程有序排列的此起彼伏；能量起伏-温度不变时原子的平均能量一定，但原子的热振动能量高低起伏的现象；成分起伏-材料内微区中因原子的热运动引起瞬时偏离熔液的平均成分，出现此起彼伏的现象。
结晶过程：形核和长大过程交替重叠在一起进行2、过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。
从热力学看，没有过冷度结晶就没有趋动力。
根据T R k ∆∝1可知当过冷度T ∆=0时临界晶核半径R *为无穷大，临界形核功（21T G ∆∝∆）也为无穷大，无法形核，所以液态金属不能结晶。
晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。
孕育期：过冷至实际结晶温度，晶核并未立即产生，结晶开始前的这段停留时间3、均匀形核和非均匀形核均匀形核：以液态金属本身具有的能够稳定存在的晶胚为结晶核心直接成核的过程。
非均匀形核：液态金属原子依附于固态杂质颗粒上形核的方式。
临界晶核半径：ΔG 达到最大值时的晶核半径r *=-2γ/ΔGv 物理意义：r<rc 时， ΔGs 占优势，故ΔG>0，晶核不能自动形成。
r>rc 时， ΔGv 占优势，故ΔG<0，晶核可以自动形成，并可以稳定生长。
临界形核功：ΔGv *=16πγ3/3ΔGv 3 形核率：在单位时间单位体积母相中形成的晶核数目。
受形核功因子和原子扩散机率因子控制。
4、正的温度梯度：靠近型壁处温度最低，凝固最早发生，越靠近熔液中心温度越高。
在凝固结晶前沿的过冷度随离界面距离的增加而减小。
纯金属结晶平面生长。
负的温度梯度：过冷度随离界面距离的增加而增加。
纯金属结晶树枝状生长。
5、光滑界面即小平面界面：液固两相截然分开，固相表面为基本完整的原子密排面，微观上看界面光滑，宏观上看由不同位向的小平面组成故呈折线状的界面。
粗糙界面即非小平面界面：固液两相间界面微观上看高低不平，存在很薄的过渡层，故从宏观上看界面反而平直，不出现曲折小平面的界面。
(完整版)材料科学基础基础知识点总结
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式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。
图1-5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。
（2）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 晶胞图1－6（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。
（3）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。
材料工程基础知识点总结
材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能，如：σS，σb，σe，σP 等所表示的含义，弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度（HB、HR、HV）测量方法。
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
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错（及点缺陷）密度的变化对材料性能（主要是力学性能）的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类，晶界的特性；相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用（如：工业渗碳为何在奥氏体状态下进行）
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义，二元匀晶、共晶相图分析，杠杆定律的应用计算；相图与合金使用性（强度、硬度）和工艺性（铸造）的关系
2、铁碳相图（简化版）及其标注上面主要的成分点和温度及相；不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化，利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量（主要针对C%<2.11%的合金，即钢）第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点，过冷度及其与冷却速率的关系?。
材料基础知识
铸造铝合金：ZLD101（铝硅系）、ZLD202（铝铜 系）、ZLD302（铝镁系）、ZLD404（铝锌系）， 阿拉伯数第一位表示合金系列,后两位表示顺序号。 铜合金分为：加工铜合金和铸造铜合金
有色金属材料：除钢铁以外的其余金属材料为有色 金属材料，外观大多具有不同的色泽，也称非铁金 属材料。
有色金属材料分类：
有色轻金属材料：比重小于4.5g/cm3，铝、镁、 钠、钾、钙、锶、钡等纯金属及其合金。
有重轻金属材料：比重大于4.5g/cm3，铜、镍、 铅、锡、锌、锑、钴、铬、汞、铋等纯金属及其合 金。
用“03”表示碳量，含碳量
上限为0.01%时，用“01”
表示含碳量
生铁的分类：分为炼钢生铁、铸造生铁、含 钒生铁、球墨铸铁用生铁等。
铸铁：以铸造生铁做原料，重新熔炼严格控 制化学成分而得，用于浇注一定性能的机 器零件，称为铸铁。
铸铁的分类：
按断口颜色分为：灰口铸铁、白口铸铁、 麻口铸铁
按化学成分分为：普通铸铁、合金铸铁
金属材料的分类：分为黑色金属材料和有色 金属材料。
黑色金属材料：指铁、铬、锰及它们的合金， 因外观呈黑色或灰黑色故称黑色金属材料， 通常又称钢铁材料。
钢的分类：钢铁产品牌号的表示和钢铁的分 类方法有着密切的关系。通常钢号的表示 方法大多都是在钢分类的基础上制订出来 的。
钢的分类方法很多，最常见和常用的有五类。
3. 按质量分类：普通钢、优质钢、高级优质 钢
4. 按金相组织分类： 5. 按用途分类：
结构钢：分为建筑及工程用结构钢和机械 制造用结构钢
工具钢按成分分为：碳素工具钢、合金工 具钢、高速工具钢
特殊性能钢：分为耐热钢、耐酸钢、电热 合金、精密合金、高温合金等
材料员基础必学知识点
材料员基础必学知识点
1. 材料分类和特性：了解常见材料的分类（如金属、非金属、塑料、橡胶等）以及其特性（如强度、硬度、耐腐蚀性等）。
2. 材料的采购和供应：了解材料采购的流程和要点，包括与供应商的沟通、材料质量的检验、采购合同的签订等。
3. 材料的储存和保管：了解材料的储存和保管方法，包括分仓储存、标识和记录、保管环境要求等。
4. 材料的测量和计量：了解材料测量和计量方法，如重量、体积、长度的测量，以及单位换算。
5. 材料的标识和识别：了解材料的标识方法，如标牌、标签的制作和粘贴，以及材料的识别方法，如颜色、纹理、磁性等特征。
6. 材料的混合和配比：了解材料的混合和配比方法，如不同材料的配比计算、搅拌比例控制等。
7. 材料的加工和处理：了解常见材料的加工和处理方法，如金属的切削、焊接，塑料的注塑成型等。
8. 材料的检验和质量控制：了解材料的检验方法，如外观检查、物理性能测试，以及质量控制措施，如抽样检验、不合格品处理等。
9. 材料的报废和回收：了解材料的报废和回收方法，如分类回收、再利用、环保处理等。
10. 材料安全和环保：了解材料使用的安全注意事项，如防止火灾、爆炸等事故，并关注材料的环保性能，如是否含有有害物质等。
以上是材料员基础必学的知识点，掌握这些知识可以帮助材料员更好地管理和使用材料，确保项目的顺利进行。
材料科学基础知识点
材料科学基础知识点
1. 结晶学：研究晶体的形成、结构和性质。
包括晶体生长、晶体结构分析、晶体缺陷等。
2. 材料力学：研究材料的力学性质，包括材料的强度、韧性、塑性、蠕变等。
3. 材料热学：研究材料的热传导、热膨胀、热稳定性等热学性质。
4. 材料电学：研究材料的电导率、介电性质、磁性等电学性质。
5. 材料化学：研究材料的化学成分、结构和化学反应。
包括材料的合成方法、表面改性、材料的腐蚀与防护等。
6. 材料物理学：研究材料的物理性质，包括光学性质、磁性、声学性质等。
7. 材料加工：研究材料的加工方法、工艺和性能改善。
包括材料的铸造、焊接、锻造、热处理等。
8. 材料性能测试：研究材料的各种性能指标的检测和测试方法。
9. 材料选择：根据工程要求和材料性能，选择最合适的材料。
10. 材料应用：研究材料在各种实际应用中的性能和适用范围，包括材料的耐久性、可靠性等。
材料科学基础知识点总结
一、基本知识点 1．结合键与晶体学基础（1）化学键包括离子键：静电吸引作用共价键金属键：金属正离子与自由电子之间的相互作用构成的金属原子间的结合力。
没有方向性和饱和性。
（理论包括自由电子模型和能带理论）物理键包括范德华键：包括3种，静电力、诱导力、色散力。
特点有：1、存在于分子或原子间的一种较弱的吸引力 2、作用能约为几十个kj/mol，比化学键小1-2数量级 3、一般没有方向性和饱和性。
氢键：存在于含氢的物质，与范德华健不同的是，氢键是有方向性和饱和性的较强的分子间力。
（2）晶体：是内部质点（原子、分子或离子）在三维空间以周期性重复方式作有规则的排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体（1、有确定的熔点2、各向异性，即不同方向性能不同）。
非晶体：原子散乱分布或仅有局部区域的短程规则排列。
玻璃相：相：材料中均匀而具有物理特性的部分，并和体系的其他部分有明显界面的称为“相”（3）空间点阵：把由一系列在三维空间周期性排列的几何点阵成为一个空间点阵晶胞：组成各种晶体构造的最小体积单位晶面：在晶体结构内部中，由物质质点所组成的平面晶向：穿过物质的质点所组成的直线方向晶格：晶系：晶向族晶面族：在晶体中有些晶面上原子排列和分布规律是完全相同的，晶面间距相同，而晶面在空间的位向不同，这样一组等同晶面称为一个晶面族同素异构（4）八面体间隙四面体间隙配位数：指在晶体结构中，该原子或离子的周围与其直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数致密度：一个晶胞中原子所占体积与晶胞体积的比值晶胞中的原子数 2、材料的结构固溶体：将外来组元引入晶体结构，占据主晶相质点位置一部分或间隙位置一部分，仍保持一个晶相，这种晶体称为固溶体（即溶质溶解在溶剂中形成固溶体）。
根据外来组元在主晶相中所处位置，可分为置换固溶体和间隙固溶体。
按外来组元在主晶相中的固溶度，可分为有限固溶体和无限固溶体。
置换固溶体：溶质取代了溶剂中原子或离子所形成的固溶体聚合度（等规度）：在聚合物中的有规立构聚合的百分含量 3、晶体结构缺陷肖脱基缺陷：离位原子迁移到外表面或内界面处，这种空位称肖脱基空位弗兰克尔缺陷（空位）：离位原子迁移到晶体点阵的间隙中，则称为弗兰克尔空位间隙原子：形成弗兰克尔空位的同时将形成等量的间隙原子，间隙原子可以是晶体本身固有的同类原子（称自间隙原子），也可以是外来的异类间隙原子。
材料学基础知识
晶型转变
应力 亚稳态四方晶型氧化锆 → 单斜晶型氧化锆
镍钛合金晶型转变—镍钛合金丝的超弹性
奥氏体相 (面心立方)
降温 受力
升温 卸载
马氏体相 (体心立方)
弹性模量大 刚性强
弹性模量小 刚性弱，柔软
超弹性：
非晶体
是从一种过冷状态液体中得到的
一、金第属二的结节构 金属材料基本知识
腐蚀：与周围介质发生化学或电化学反应而破坏的现象。
1. 化学腐蚀 金属和介质直接反应（化学）使金属损坏。
2.电化学腐蚀 金属与电解质 溶液接触，形成原电池而发生 腐蚀损坏现象。
容易形成电化学腐蚀的情况:
(1) 不同金属或合金间的接触; (2) 金属化学成分、组织结构和物理状态的不均匀性等。
如： 合金内有两种不同组成的合金相; (3) 表面裂纹、铸造缺陷、污物覆盖等，降低该处唾液 中氢离子浓度而成为正极。
第三节 陶瓷材料基本知识 一、陶瓷的概念及分类
陶瓷的定义： 以黏土、长石、石英为主要原料， 经过粉碎、混炼、成型、煅烧等制作的产品。
广义陶瓷：用陶瓷生产方法制造的无机非金属固 体材料。
粉体
成型
坯体
烧结
陶瓷
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分类：
❖ 普通陶瓷(传统陶瓷) ❖ 特种陶瓷(精细陶瓷、高技术陶瓷)
二、陶瓷的结构 通常由晶相、玻璃相和气相组成
获得具有一定形状和尺寸锻件的加工方法。
（三）机械切削
（四）粉末冶金 特点：适合于难熔金属，具有多孔结构。
粉料压 制成型
烧结
金+铂+有机 赋形剂
（五）电铸
知道电镀吗？
成型产品
(六) 激光选择性快速烧结成型
(selective Laser sintering)
材料科学基础知识点
材料科学基础知识点第一章1.1原子的结合有哪些?1.2工程材料可分为哪几类?1.3晶向指数、晶面指数能画图，给图能写出。
1.4金属常见的晶格类型、配位数、致密度、原子密排面、密排晶向、结构中的间隙。
1.5晶体中缺陷的种类。
1.6位错的种类、位错方向与柏氏矢量的关系、位错的运动方式。
1.7位错反应条件及计算。
1.8晶界的种类，界面能与晶界的关系。
第二章2.1影响置换固溶体溶解度有哪些因素?有何规律?1、原子尺寸因素：溶质和溶剂的尺寸差别越小越容易形成置换固溶体2、晶体结构因素：同一种间隙原子在fcc的固熔度大于bcc的3、负电性因素;负电性相差很大时，即亲和力很大，往往比较容易形成比较稳定的化合物; 负电性差不大时，随负电性值增加，有利于增大固溶度4、电子浓度因素：溶质元素的原子价越高，形成固溶体的极限固溶度越小。
2.2间隙固溶体与间隙相之间的关系。
间隙固熔体式固熔体的一种，间隙相是一种金属间化合物两者的晶体结构也各不相同。
2.3金属间化合物的种类及特点金属间化合物分为正常价化合物，电子价化合物和间隙化合物;正常价化合物：电负性差值越大，稳定性越高;电子价化合物：间隙化合物：主要受组元的原子尺寸因素控制。
通常是由渡族金属与原子半径很小的非金属元素组成，分为简单间隙化合物与复杂间隙化合物，非金属元素处于化合物晶格的间隙中。
第三章3.1金属结晶的热力学条件是什么?热力学第二定律：在等温等压条件下物质系统总是自发地从自由能较高的状态向自由能较低的状态转变，就是说只有伴随着自由能降低的过程才能自发的进行。
3.2金属结晶的能量条件是什么?能量起伏详细看书P85-86固态金属自由能低于液态金属自由能。
当温度低于Tm时液态的自由能Gl高于固态的自由能，由液态转为固态时，将释放出那份能量而是系统自由能降低，所以过程才能够自动进行。
凝固过程一定要在低于熔点温度时才能进行。
3.3金属结晶的结构条件是什么?结构起伏详细看书P86-873.4金属结晶时的形核有哪些方式?均匀形核、非均匀形核3.5根据凝固理论，如何细化晶粒?单位体积中的晶粒数取决于两个因素：形核率N和长大速度V;增加过冷度;小制件：增加冷却速度，大制件：采用形核剂;振动。
材料科学基础第一章材料结构的基本知识
1、对物理性能的影响 1) 熔点：共价键、离子键的最高
，高分子材料
的最低． 2) 密度：金属键的25 最高，共价键
2、对力学性能的影响 （1） 强度：结合键强，则强度
也高，但还受组织的影响． （2） 塑韧性：金属键最好，共
价键、离子键最低. （3） 弹性模量：共价键、离子
键最高，金属键次之，二次键 最低
26
第三节 原子排列方式
• 晶体与非晶体 • 原子排列的研究方法 一、晶体与非晶体 1、晶体
原子(原子团或分子)在空间有规则的周期 性重复排列的固体。
一般情况下，金属、大多数陶瓷、少 数高分子材料为晶体。
27
• 非晶体：
排列无序，不存在长程的周期 规则排列。
二氧化硅结构示意图 28
• 材料最终得到什么结构，必须综合考虑 结构形成的热力学条件和动力学条件。
1、热力学条件 结构形成时必须沿着36 能量降低的方向进
• 等温等容过程：
亥姆过霍程兹自由能变化A，T, V 0
自发
•吉布等斯温自等由压能过变程化：G，T, P 0
程
自发过
2、动力学条件
反应速度。
化学反应动力学的Arhennius方程：
一、一次键 1、离子键 • 通过正负离子间相互吸引力
使原子结合的结10 合键．
• 例如：NaCl, MgO 对于 NaCl： Na：1S22S22P63S1 Cl： 1S22S22P63S23P5 Na 原子失去一个外层电子，变成
正离子，带正电 Cl 原子得到一个外层电子，变成
负离子，带负电
11
12
第一章 材料结构的基本知识
结构分4个层次： • 原子结构 • 结合键 • 原子的排列 • 显微组织
材料专业必备的基础知识
材料专业必备的基础知识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。
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。
材料科学基础知识点大全
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。
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PC基础知识介绍
❖工艺说明：无明显熔点，在 220-230℃ 呈熔融状态. 加工之前必须预干燥，干 燥温度120°，2-4小时，水分含量应低 于0.02%。微量水份在高温下加工会使 制品产生白浊色泽，银丝和气泡。
PC基础知识介绍
❖ 应用范围：它们广泛用于制造大型灯罩、防 护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等。还可广 泛用于飞机上的透明材料。PC是优良的E （120℃）级绝缘材料，用于制造绝缘接插件、 线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及 零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作尺寸 精度很高的零件，如光盘、电话、电子计算 机、视频录像机、电话交换器、信号继电器 等通讯器材。
PC/ABS基础知识介绍
❖ 基本性质：在化工业的 中文名字叫塑料合金， 之所以命名为PC/ABS， 是因为这种材料既具有 PC树脂的优良耐热耐 候性、尺寸稳定性和耐 冲击性能，又具有ABS 树脂优良的加工流动性。
PC/ABS基础知识介绍
❖ 基本性质：PC/ABS一 般是不透明的，外观呈 浅象牙色、无毒、无味， 兼有韧、硬、刚的特性， 燃烧缓慢，火焰呈黄色， 有黑烟，燃烧后塑料软 化、烧焦，发出特殊的 肉桂气味，但无熔融滴 落现象。
PC/ABS基础知识介绍
❖ 应用范围：可广泛使用在汽车内部零件、事 务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。 典型应用范围:计算机和商业机器壳体、电器 设备、草坪园艺机器、汽车零件仪表板、内 部装修以及车轮盖。
PP基础知识介绍
❖ 基本性质：中文名称为聚丙 烯。密度为0.90 g/cm3～ 0.91g/cm3，是通用塑料中 最轻的一种。聚丙烯树脂具 有优良的机械性能和耐热性 能，使用温度范围-30℃～ 140℃。同时具有优良的电 绝缘性能和化学稳定性，几 乎不吸水，与绝大多数化学 品接触不发生作用。
PC/ABS基础知识介绍
❖ 工艺说明：它的成型温度取于它们俩者原料的之间
温度,就是240--265度,温度太高ABS会分解,太低PC 料的流动性不良。我们公司做的PC/ABS属于共混 改性，共混可以提高冲击强度和尺寸稳定性，改善 物料加工的流动性，降低成本。例如ABS的易加工 特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率 将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合 材料还显示了优异的流动特性,收缩率在0.5%左右。
PC,ABS,PC/ABS,PP,PA 基础知识介绍
PC基础知识介绍
❖ 基本性质：PC中文名称是 聚碳酸酯，是一种无定型、 无臭、高度透明的无色或微 黄色热塑性工程塑料，具有 优良的物理机械性能，在较 宽的温度范围内具有稳定的 力学性能，尺寸稳定性，电 性能和阻燃性，可在 60~120℃下长期使用。
PP基础知识介绍
❖ 应用范围：可用作工程塑料，适用于制电视 机、收音机外壳、电器绝缘材料、防腐管道、 板材、贮槽等，也用于生产扁丝、纤维、包 装薄膜等。主要使用含金属添加剂的PP：挡 泥板、通风管、风扇等。器械：洗碗机门衬 垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰 箱门衬垫等。日用消费品：草坪和园艺设备 如剪草机和喷水器等。
❖ 玻璃纤维增强PA 在PA 加入30% 的玻璃纤维，PA 的力学 性能、尺寸稳定性、耐热性、耐老化性能有明显提高，耐疲 劳强度是未增强的2.5 倍。
❖ 阻燃PA 由于在PA中加入了阻燃剂，大部分阻燃剂在高温 下易分解，释放出酸性物质，对金属具有腐蚀作用，因此， 塑化元件（螺杆、过胶头、过胶圈、过胶垫圈、法兰等）需 镀硬铬处理。工艺方面，尽量控制机筒温度不能过高，注射 速度不能太快，以避免因胶料温度过高而分解引起制品变色 和力学性能下降
PA基础知识介绍
❖ 基本性质：PA中文名 称为聚酰胺，俗称尼龙。 聚酰胺为韧性角状半透 明或乳白色结晶性树脂， 作为工程塑料的聚酰胺 分子量一般为1.5-3万。 尼龙中的主要品种是尼 龙6和尼龙66性的特点，吸湿性强，尺寸稳定性 差，但可以通过改性来改善。
❖ ABS依据用途和性能的特点，还可分 为：通用级、耐热级、电镀级、阻燃 级、透明级、抗静电、挤出板材级、 管材级等品种。
ABS基础知识介绍
❖ 工艺说明：ABS是一种加工性能优良的 热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 ABS的熔体流动性比PVC和PC好，但比 PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似； 其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有 关系，但对剪切速率更为敏感。
ABS基础知识介绍
❖ 基本性质：中文名称丙烯腈-丁二烯苯乙烯共聚物。ABS外观为不透明呈 象牙色粒料，其制品可着成五颜六色， 并具有高光泽度。
❖ ABS根据冲击强度可分为：超高抗冲 型、高抗冲击型、中抗冲型等品种；
❖ ABS根据成型加工工艺的差异，又可 分为：注射、挤出、压延、真空、吹 塑等品种；
ABS基础知识介绍
❖ 应用范围：ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子 电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车 身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险 杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于 电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印 机等电子电器中。建材方面，ABS管材、ABS卫生 洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS 还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机 械和仪表工业中。
ABS基础知识介绍
❖ 工艺说明：ABS的热变形温度为93~118℃， 制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS 在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在40~100℃的温度范围内使用。 ABS的热稳定 性好，不易出现降解现象。ABS的吸水率较 高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干 燥条件为温度80~85℃，时间2~4h 。ABS可 以和PVC,PA,PBT,PC等材料进行共混改性， 得到有不同性能的新材料。
PP基础知识介绍
❖ 工艺说明:通常，采用加入玻璃纤维、滑石粉、金属 添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流 动率MFR范围在1~60。低MFR的PP材料抗冲击特 性较好但延展强度较低。我们公司现在做的改性PP 属于填充改性，通过填充滑石粉能够提高塑料的刚 性，高温下的抗蠕变形及热变形温度，可以赋予填 充塑料优良的表面性能，低的成型收缩率，还可起 到熔体流动促进剂的作用，使填充塑料成型加工容 易实施。