表面与界面-北京科技大学
北京科技大学《材料科学基础》考研真题强化教程
考点1：金属键，离子键，共价键，氢键，范德瓦耳斯力的定义。
例1（名词解释）：离子键。
例2：解释金属键。
例3：大多数实际材料键合的特点是（）。
A．几种键合形式同时存在B．以离子键的形式存在C．以金属键的形式存在考点2：金属键，离子键，共价键的特征。
例4：化学键中既有方向性又有饱和性的为（）。
A．共价键B．金属键C．离子键例5：原子的结合键有哪几种？各有什么特点？考点3：依据结合键对于材料的分类。
例6：解释高分子材料与陶瓷材料。
例7：试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
例8：何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。
考点1：以米勒指数描述晶向和晶面1.1 晶面族例1：什么是晶面族？{111}晶面族包含哪些晶面？例2：请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。
1.2 晶面夹角和晶面间距例：面心立方结构金属的[100]和[111]晶向间的夹角是多少？{100}面间距是多少？1.3 晶带定理例1（名词解释）：晶带定理。
例4：晶面（110）和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为（）。
1.4 HCP的米勒指数例1：写出如图所示六方晶胞中EFGHIJE面的密勒-布拉菲晶面指数，以及EF、FG、GH、HI、IJ、JE各晶向的密勒-布拉菲晶向指数。
例2：写出如图所示六方晶胞中EFGHIJE晶面、EF晶向、FG晶向、CH晶向、JE晶向的密勒-布拉菲指数。
例3：六方晶系的[100]晶向指数，若改用四坐标轴的密勒指数标定，可表示为（）。
1.5 画晶向和晶面，面密度的求法例2：bcc结构的金属铁，其（112）晶面的原子面密度为9.94×1014atoms/cm3。
（1）请计算（110）晶面的原子面密度；（2）分别计算（112）和（110）晶面的晶面间距；（3）确定通常在那个晶面上最可能产生晶面滑移？为什么？（bcc结构铁的晶格常数为a=0.2866nm）1.6 晶向指数的意义例：一组数[uvw]，称为晶向指数，它是用来表示（）。
北京科技大学再结晶实验报告
冷变形金属再结晶组织的观察和分析1、实验目的了解回复、再结晶组织和性能的关系。
了解再结晶动力学的相关知识。
掌握晶粒长大规律。
2、实验样品光学显微镜不同变形量和退火后的纯铜晶相样一组压缩形变和退火后的α-Fe金相样一组3、实验内容3.1观察和画出变形60％的纯铜：没有退火，350︒Ｃ，550 ︒Ｃ，750 ︒Ｃ退火30min的组织形貌；结合画的图叙述再结晶组织的特点。
如下图所示分别为变形60％的纯铜没有退火，350︒Ｃ，550 ︒Ｃ，750 ︒Ｃ退火30min的组织形貌。
再结晶组织的特点：在金相显微镜下观察得到再结晶的晶粒细小而白亮，未再结晶者成狭长状，且呈暗灰色。
对于纯铜而言，再结晶组织内存在退火孪晶，两边界面平直的小块便是退火孪晶。
随着退火温度的增加，再结晶组织逐渐长大，并且退火孪晶也随着晶粒长大而长大。
在短暂的退火时间内，再结晶颗粒在形变的滑移带上形成细小的再结晶核心，随着保温温度的增加，再结晶颗粒长大吞食变形的基体的量越多，并且有更多的再结晶晶粒形成，并且随着保温温度的提高，在350℃还可以看见变形的具有纤维状组织的基体，而在550℃以后则完全再结晶，再结晶形成的晶粒比较均匀。
3.2 观察变形68％的纯铁，变形后在560℃分别保温12’，20’，27’，38’，42’试样的组织形貌；画出42’试样的组织形貌，讨论经形变后的Cu, Fe的再结晶组织的区别。
变形68％的纯铁，变形后在560℃分别保温42’试样的组织形貌图如下图所示：铜的形变再结晶组织有退火孪晶，而铁的形变再结晶组织没有退火孪晶。
铜是面心立方结构，其层错能较低，因此在一次再结晶的过程中会出现两边界面平直的退火孪晶片。
退火孪晶常在晶粒长大的晶界出现。
体心立方金属的孪晶界面能较高，例如铁，不易出现退火孪晶。
铁的再结晶完成后的组织为均匀的等轴晶粒，而铜再结晶完成后为具有退火孪晶的均匀晶粒。
3.3 测定再结晶体积分数随保温时间变化曲线，要求有自己测试的原始数据以及误差分析。
02-06年北京科技大学考研814材料科学基础真题答案
2002答案：一，1，点阵畸变：在局部范围，原子偏离其正常的点阵位置，造成点阵畸变。
2，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，也是位错扫过后晶体相对滑动的量。
3，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。
4，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。
5，形变织构：多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。
6，二次再结晶：再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。
7，滑移系：晶体中一个滑移面及该面上的一个滑移方向的组合称一个滑移系。
8，孪生：晶体受力后，以产生孪晶的方式进行的切变过程。
二，立方晶系中（111）面、（435）面图略。
立方晶系空间点阵特征是点阵参数有如下关系：a=b=c, α=β=γ=90°。
也可用具有哪类对称元素表示，若有四个三次转轴，则对应立方点阵。
三，分为三晶区：激冷区、柱状晶区、中心等轴晶区。
影响铸锭结晶组织的因素：1，液体过冷度，越小越好。
2，凝固温度范围，越大越好，有利于枝晶的破碎。
3，温度梯度，越小越有利于等轴晶。
4，合金熔点低，温度梯度小。
5，搅拌或加孕育剂。
四，frank-read源机制，图略见课本。
滑移面上一个在A，B两点被钉扎的位错AB，在应力作用下弓出（状态2），弓出到3状态时，下方相邻部分反号相吸，并局部合并，完成一次增殖过程放出一位错环（状态4）。
在应力作用下，继续重复前面1-4过程。
五，一维下，J=-D ；J：扩散流量，单位时间通过单位面积扩散的物质量，D：扩散系数，：浓度梯度，：其意义为物质扩散量与该物质的浓度梯度成正比，方向相反。
影响扩散的因素：1，温度，满足D=D0e 的关系，T升高，D增加。
2，界面表面及位错，是扩散的快速通道。
3，第三组元，可对二元扩散有不同影响，如Mo、W降低C在r-Fe 中的扩散系数，Co、Si加速C扩散，Mn影响不大。
材料科学与工程教育部学科评估院校排名
材料科学与工程教育部学科评估院校排名本一级学科在全国高校中具有“博士一级”授权的单位共42个，本次参评34个；具有“博士点”授权的单位共35个，本次参评15个；还有10个具有“硕士一级”授权和10个具有“硕士点”授权的单位也参加了本次评估。
参评高校共69所。
材料科学与工程：材料科学技术是国民经济发展的重要支撑，是航天、航空、信息、国防等高新技术进步的基础。
材料科学与工程学院培养从事金属、无机非金属、高分子材料的制备与加工和电子封装技术领域的高级研究和工程技术人才。
材料科学与工程专业以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
该专业学生既掌握材料科学与工程领域的基本理论与技术，又具备无机非金属材料及其复合材料科学与工程领域的扎实基础，还具有较强的实践动手能力，从业的适应面广，能在材料科学与工程及其相关领域从事教学、科研、技术开发及管理工作。
高分子材料与工程专业培养目标：培养在石油化工、高分子功能材料及特种复合材料领域从事科研、技术开发及管理工作的研究发展型复合人才。
专业内容：本专业以化学和材料科学与工程为主干学科，学习高分子的分子设计、合成、结构与性能、应用等方面的基础理论、专业知识和实验技能以及计算机的应用等现代科技和设计手段；强调对学生进行坚实的理论基础、创新的思维方法和熟练的实践动手能力的培养。
主要课程：开设无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物合成工艺、聚合物结构与性能表征、特种复合材料、功能高分子材料等专业基础和专业课程。
就业与深造：毕业生可在石化、航空航天、化工、轻工等领域相关科研、企业等部门从事高分子合成与应用的理论研究、技术开发及管理等工作，也可进一步深造攻读研究生。
2007年，本专业毕业生一次就业率和应届攻读研究生率合并达100％。
学制及授予学位：本专业学制四年、授予工学学士学位。
北京科技大学硕士研究生培养方案
北京科技大学硕士研究生培养方案（学科门类：工学一级学科代码：0805 一级学科名称：材料科学与工程）（二级学科代码：080500 二级学科名称：)一、学科简介材料科学与工程是研究材料成分、组织结构、制备或合成工艺、材料性能和材料服役之间关系（理论与模型）的科学，致力于材料的性能优化、工艺优化、新材料研发与材料合理应用。
在国务院学位委员会颁布的学科目录中，材料科学与工程属于工学门类的一级学科，下设材料物理与化学、材料学和材料加工工程等3个二级学科。
北京科技大学材料科学与工程学科由全国最早设立的金相及热处理专业（1952年）、金属压力加工专业（1952年）、金属物理专业（1956年）和冶金物理化学专业（1956年）发展而来，是全国首批一级学科博士、硕士学位授权学科，拥有全部所属3个二级学科，且均为全国首批二级学科博士、硕士学位授权学科、首批国家重点学科和首批博士后流动站，同时为新金属材料国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心和国家材料服役安全科学中心（筹）等的依托学科。
目前设有材料科学与工程、材料物理、材料化学、无机非金属材料、材料成型与控制工程和纳米材料与技术等6个本科专业。
北京科技大学材料科学与工程学科拥有一流的师资队伍，包括中国科学院院士3名，中国工程院院士2名，教育部长江学者计划特聘教授8名，国家杰出青年基金获得者7名，教授110余名，副教授60余名，其中博士研究生导师98名。
二、学位类型及培养目标本学科授予工学博士学位、工学硕士学位。
本学科以培养学术型研究生为主，兼顾培养应用型研究生。
工学博士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出创造性的成果；工学硕士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
三、学制、学习年限与学分要求全日制博士研究生：学制3年，学习年限一般为3~5年，最低学分要求为10学分；硕博连读博士研究生：学制3年，学习年限自硕士入学起一般为5~6年，最低学分要求为34学分；学士直攻博士研究生：学制5年，学习年限一般为5~6年，最低学分要求为34学分；全日制硕士研究生：学制 2.5 年，学习年限一般为2~3年，最低学分要求为26学分。
材料科学基础(北京科技大学)54讲
宏观偏析—指和工件尺寸相当的尺度范围内的成分不均匀性 ； 显微偏析—指在二次枝晶轴间距尺度范围内的成分不均匀性 。
显微偏析 分为胞状偏析、枝晶偏析和晶界偏析三种 。 ①胞状偏析。单相合金凝固当组分过冷不大时，界面以胞状前沿 推进。k0<1时，在胞状晶边界接点处溶质富集最严重；当k0>1时情 况恰好相反。称胞状偏析。实验研究表明，在胞状晶边界接点处 的溶质浓度比平均浓度可能大2个数量级。但是，由于实际条件的 复杂性，至今尚无满意的理论来定量讨论胞状偏析。胞状偏析可 以通过扩散退火来减轻或消除 。
焊速v越大，越大，柱晶主 轴的成长方向越垂直于焊缝的中 心线；相反，当v越小柱晶的主轴 越弯曲。但无论v多大，开始结晶 时即熔池边缘处总是最大，故晶 体成长速度R也最小，而在中心 线处（ 0°）R最大，这里的温度梯度最低，界面前沿组分过冷 很大，从而导致自由树枝晶的形成。根据不同的焊接工艺，除了 柱状晶外，还可能有等轴晶区。
①外壳层凝固速度很大，成分和钢的平均 成分相同。
②在柱状晶形成和成长期间，杂质和合金 元素富集在柱状晶间的隧道中。同时在钢 锭中液相发生扩散以及钢液的循环流动， 把柱状晶前沿富集杂质和合金元素的钢液 带到锭子的心部，形成正偏析。
பைடு நூலகம்
③在中心等轴晶形成期间，发生游离晶体 下沉，游离晶体含杂质及合金元素少，它 的下沉引起钢锭下部的负偏析。
④锭子的上部最后凝固，浓集了杂质和溶
质，发生正偏析。
钢锭的宏观偏析分布
⑤钢锭心部大小不同枝晶的沉积，沉积层发生凝固收缩时，枝晶的
沉积层妨碍钢液穿过，于是形成∨形偏析带。
⑥中心等轴晶带结晶初期晶体下沉时，被排挤的一部分钢液上升， 此时，这部分富集杂质及合金元素的钢液被仍在生长的柱晶带留住， 形成了∧形偏析带。
北科大考博辅导班：2019北京科技大学(工程技术研究院)材料科学与工程考博难度解析及经验分享
北科大考博辅导班：2019北京科技大学材料科学与工程考博难度解析及经验分享根据教育部学位与研究生教育发展中心最新公布的第四轮学科评估结果可知，在科教评价网版2017-2018材料科学与工程专业大学排名中，材料科学与工程专业排名第一的是清华大学，排名第二的是北京航空航天大学，排名第三的是武汉理工大学。
作为北京科技大学实施国家“211工程”和“985工程”的重点学科，工程技术研究院的材料科学与工程一级学科在历次全国学科评估中均名列第四。
下面是启道考博辅导班整理的关于北京科技大学材料科学与工程考博相关内容。
一、专业介绍材料科学与工程，在国务院学位委员会学科评议组制定和颁布的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》中，材料科学与工程属于工学学科门类之中的其中一个一级学科，下设3个二级学科，分别是:材料物理与化学、材料学、材料加工工程。
材料科学与工程专业是研究材料成分、结构、加工工艺与其性能和应用的学科。
在现代科学技术中，材料科学是国民经济发展的三大支柱之一。
主要专业方向有金属材料、无机非金属材料、高分子材料、耐磨材料、表面强化、材料加工工程等等。
北京科技大学工程技术研究院的材料科学与工程在博士招生方面，划分为18个研究方向080500 ★材料科学与工程研究方向：01 高性能不锈钢、硅钢组织性能控制理论与技术02 高性能金属材料强韧化机理研究与控制技术03 金属材料深加工工艺过程中的技术开发与组织调控技术04 基于材料计算与模拟的产品开发和组织性能预测05 高强汽车用钢的工艺技术开发及其微观机理研究06 高强金属板材的成形性、焊接性、延迟开裂等应用技术与缺陷研究07 有色金属材料加工及组织性能控制08 金属材料力学行为及性能表征09 金属塑性加工成形理论及数值模拟10 金属材料强韧塑化理论与方法11 材料加工新工艺、新技术与新装备12 材料加工过程的计算机模拟、仿真与控制理论13 先进金属材料设计理论及组织性能调控14 钢材及有色金属加工及组织性能控制15 金属基复合材料设计及制备方法16 材料高精度加工方法与控制理论17 组合结构材料的制备与高效加工18 材料表面质量形成与控制考试科目：①1001 外语水平考核②2001 专业水平考核③3001 综合素质考核二、考试内容北京科技大学材料科学与工程专业博士研究生招生考试的考核阶段，其中，综合考核内容为:按“硕博连读”和“申请考核制”方式报考的考生均需参加由工研院组织的考核。
第十八届全国凝聚态理论与统计物理学术会议
目录
1． 会议日程简表 2． 会议详细日程安排 3． 大会邀请报告、分会邀请报告、分会一般报告和张贴报告编码规则 4． 大会邀请报告: 题目与摘要 5． 分会邀请报告和一般报告: 题目与摘要 6． 张贴报告: 题目与摘要 7． 通讯录
第十八届全国凝聚态理论与统计物理学术会议
日
日期 2014 年 7 月 26 日 2014 年 7 月 27 日 时间 全天 签到、注册
午餐&小憩 地点：重庆大学学生第 1 食堂 2 楼大厅（见校园引导标识、或会 议相关地图）
2014 年 7 月 27 日第二单元：分会报告（第一分会场） 地点：民主湖报告厅 13:30-14:00 主题：1 主持人：罗洪刚（兰州大学）
分会邀请报告：Three Component Ultracold Fermi Gases Under Spin-orbit Coupling 报告人：易为（中国科技大学）
14:00-14:20
口 头 报 告 ： Braiding of Majorana Edge States in One-dimensional Decorated
XY-model
报告人：董召阳（南京大学） 14:20-14:40 口头报告：Exotic Fractional Topological States in a Two-dimensional Organometallic
12:00-13:30 13:30-14:40
午餐、小憩 分会报告（含分会邀请报告）
14:40-15:00 15:00-16:10
茶歇 分会报告（含分会邀请报告）
16:10-17:30 17:30-18:30 18:30 20:00-21:00 2014 年 7 月 29 日 8:30 9:00-10:30 10:30-11:00 11:00-12:00
北京科技大学硕士研究生培养方案
北京科技大学研究生培养方案（学科门类：工学一级学科代码：0805 一级学科名称：材料科学与工程）（二级学科代码：二级学科名称：)一、学科简介材料科学与工程是研究材料成分、组织结构、制备或合成工艺、材料性能和材料服役之间关系（理论与模型）的科学，致力于材料的性能优化、工艺优化、新材料研发与材料合理应用。
在国务院学位委员会颁布的学科目录中，材料科学与工程属于工学门类的一级学科，下设材料物理与化学、材料学和材料加工工程等3个二级学科。
北京科技大学材料科学与工程学科由全国最早设立的金相及热处理专业（1952年）、金属压力加工专业（1952年）、金属物理专业（1956年）和冶金物理化学专业（1956年）发展而来，是全国首批一级学科博士、硕士学位授权学科，拥有全部所属3个二级学科，且均为全国首批二级学科博士、硕士学位授权学科、首批国家重点学科和首批博士后流动站，同时为新金属材料国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心和国家材料服役安全科学中心（筹）等的依托学科。
目前设有材料科学与工程、材料物理、材料化学、无机非金属材料、材料成型与控制工程和纳米材料与技术等6个本科专业。
北京科技大学材料科学与工程学科拥有一流的师资队伍，包括中国科学院院士3名，中国工程院院士2名，教育部长江学者计划特聘教授8名，国家杰出青年基金获得者7名，教授110余名，副教授60余名，其中博士研究生导师98名。
二、学位类型及培养目标本学科授予工学博士学位、工学硕士学位。
本学科以培养学术型研究生为主，兼顾培养应用型研究生。
工学博士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出创造性的成果；工学硕士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
三、学制、学习年限与学分要求全日制博士研究生：学制3年，学习年限一般为3~5年，最低学分要求为10学分；硕博连读博士研究生：学制3年，学习年限自硕士入学起一般为5~6年，最低学分要求为34学分；学士直攻博士研究生：学制5年，学习年限一般为5~6年，最低学分要求为34学分；全日制硕士研究生：学制 2.5 年，学习年限一般为2~3年，最低学分要求为26学分。
硕士研究生导师北京科技大学化学与生物工程学院
化学与化学工程系化学是现代科学体系的重要基础学科之一，其应用也与人类生产生活息息相关。
它的发展支撑了人类社会的可持续发展，引领了科学与技术进步，架起了生命科学的桥梁，推动了新材料的开发和应用。
目前，化学还在能源、环境、制药、信息等领域得到了广泛的发展。
北京科技大学化学学科世界排名连续3年进前1%，学校每年发表的高水平论文中近一半来自于化学学科。
化学学科现有专任教师52人，其中中组部“千人计划”两人，“有突出贡献中青年专家”1人，教育部长江学者1人，国家杰出青年基金项目获得者2人，教育部新世纪人才6人，北京市科技新星4人。
化学专业依托化学一级学科博士点（理学），化学一级学科硕士点（理学），化学工程与技术一级硕士点（工学），化学工程硕士点（工学）。
现有北京市重点交叉学科“光电信息材料与器件”和北京市重点实验室“功能分子与晶态材料科学与应用”等实验室。
另外，还有材料化学、环境化学、药物合成化学、能源化学、发光材料、计算化学等研究与开发平台。
实验室总面积约2500m2，各种仪器设备总值近3500余万元。
1979年化学学科开始招收硕士研究生。
在几十年的办学过程中，不仅重视对学生专业知识的传授，更注重学生综合素质和研发能力的培养。
学生基础扎实，动手能力强，社会认可度高。
除到国外和国内读博进一步深造外，学生毕业时通常到外资企业和国内大型企事业单位工作，涉及的行业包括化学和化工领域、材料领域、环保领域、制药行业、以及行政管理单位等。
就业率达到100%。
研究生招生的具体情况请见我校研究生院网站：。
热烈欢迎热爱化学、充满理想的年轻学子报考我系的研究生！导师研究方向简介以下导师均在化学、化学工程与技术、化学工程（专业学位）招生。
有关导师的详细资料请见化学与生物工程学院网站。
，或直接和导师联系。
边永忠（化学系，化学专业和化学工程与技术专业）教授，博士生导师。
E-mail：。
主要研究方向：卟啉酞菁类化合物、富勒烯及纳米碳管的配位化学和超分子化学，以及这些大型共轭体系在功能分子材料及器件方面的应用基础研究。
界面与胶体化学13 胶体制备 北京科技大学
υ1 ? υ 2
生成许多晶核；得到粒子小的胶体。
S对v1的影响大于v2；溶解度越小，越易形成胶体
粒子大小与浓度关系
• 溶胶：溶液浓度较低时，有 足够过饱和度，v1足够大， v2较小 • 凝胶：浓度很大时，虽然v1 很大，生成极多晶核，但过 饱和度急剧减小，使v2减小 ，晶核太多，粒子间距很小 ，易形成半固体状的凝胶 • 沉淀：中等程度的浓度，v1 小，v2大，易得大粒子沉淀 物 沉淀 粒 子 大 小 溶胶 浓度 凝胶
1）水解法制备氢氧化铁溶胶：
沸水中加入FeCl3溶液 煮沸
FeCl3 + H2O
Fe(OH)3（溶胶）+ 3HCl
因通常情况下FeCl3过量，因而可形成带正电荷的胶体粒子。
2）氧化还原法制备金溶胶 2HAuCl4(稀溶液) + 3HCHO（少量）+ 11KOH
加热
2Au（溶胶）+ 3HCOOK +8KCl + 8H2O
• 按溶胶稳定性将溶胶分类
Perin和Freundlich分类(1909)，源于Graham的定义
性质
稳定性 电解质的存在
憎液溶胶 多相，不稳定 必要的稳定因素 低 不可逆 可见 与溶剂差别小 小 固定，不易变
亲液溶胶 单相，稳定 非必要的稳定因素 很高 可逆 不可见 比溶剂大许多 显著 电荷随pH而变
c）体均直径 d V ：由密度测求粒子的平均体积
d V = (6V / π )1/ 3 = (∑ f i di3 )1/ 3
多分散体系：d V
> dS > dn
i
差别越大，分布越宽
溶胶与纳米粒子的制备
§1 溶胶的制备 §2 单分散溶胶 §3 胶体晶体 §4 纳米粒子
材料科学基础(北京科技大学)68讲
ES( )
S( )
a 2a 2
1[10] [01]
n
2[11] [1 1] n
1 2a
1(cos
sin
)
22
sin
7.1.6 表面吸附及分凝
表面吸附 固（或液）相和气相的两相系统中，分子或原子从气 相到固（或液相）/气相界面上的堆积； 表面分凝 从固（或液）相中溶质从凝聚相到固（或液）相/气相 界面上的堆积。
半导体锗和硅等金刚石结构的晶体的表面都会产生明显的再 构。
另外，同一种材料的同一种晶面的表面，根据它所经历的过 程不同，表面弛豫的方式和弛豫的距离是不同的。如果发生再构 表面，它们的再构结构也会不同。
除了因表面原子在表面法线方向弛豫而引起表面再构外，如 果表面受其它原子的作用，甚至其它原子（这些原子可以来自 外部，也可以来自内部）进入到表面中，也会引起表面的再构。 再构后的这种表面称为覆盖表面。
但是，没有物质的数学面，却有只有用原子构成的物理体才 有的热容，这一矛盾是吉布斯纯热力学方法必然出现的。要避开 这种矛盾，应从更接近表面实际情况的统计物理方法来考虑，更 详细的情况，这里不作讨论了。
7.1.4 晶体外形Wulff定律
晶体的表面张力s取决于表面的晶面类型（hkl）。 常采用一个矢量来表示表面张力s，矢量的方向平行于表面 法向，矢量的长度（模）与所描述表面的表面张力成正比。
金刚石结构的锗的{111}清洁表面弛豫状况
用低能电子衍射（Low-Energy Electron Diffraction，LEED）研究清 洁晶体表面的原子弛豫和再构，这些研究主要是针对FCC金属表 面。
铝和镍这2种金属的{001}、{110}和{111}表面的研究表明：
北京科技大学硕士研究生培养方案
北京科技大学硕士研究生培养方案（学科门类：工学一级学科代码：0805 一级学科名称：材料科学与工程）（二级学科代码：080500 二级学科名称：)一、学科简介材料科学与工程是研究材料成分、组织结构、制备或合成工艺、材料性能和材料服役之间关系（理论与模型）的科学，致力于材料的性能优化、工艺优化、新材料研发与材料合理应用。
在国务院学位委员会颁布的学科目录中，材料科学与工程属于工学门类的一级学科，下设材料物理与化学、材料学和材料加工工程等3个二级学科。
北京科技大学材料科学与工程学科由全国最早设立的金相及热处理专业（1952年）、金属压力加工专业（1952年）、金属物理专业（1956年）和冶金物理化学专业（1956年）发展而来，是全国首批一级学科博士、硕士学位授权学科，拥有全部所属3个二级学科，且均为全国首批二级学科博士、硕士学位授权学科、首批国家重点学科和首批博士后流动站，同时为新金属材料国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心和国家材料服役安全科学中心（筹）等的依托学科。
目前设有材料科学与工程、材料物理、材料化学、无机非金属材料、材料成型与控制工程和纳米材料与技术等6个本科专业。
北京科技大学材料科学与工程学科拥有一流的师资队伍，包括中国科学院院士3名，中国工程院院士2名，教育部长江学者计划特聘教授8名，国家杰出青年基金获得者7名，教授110余名，副教授60余名，其中博士研究生导师98名。
二、学位类型及培养目标本学科授予工学博士学位、工学硕士学位。
本学科以培养学术型研究生为主，兼顾培养应用型研究生。
工学博士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出创造性的成果；工学硕士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。
三、学制、学习年限与学分要求全日制博士研究生：学制3年，学习年限一般为3~5年，最低学分要求为10学分；硕博连读博士研究生：学制3年，学习年限自硕士入学起一般为5~6年，最低学分要求为34学分；学士直攻博士研究生：学制5年，学习年限一般为5~6年，最低学分要求为34学分；全日制硕士研究生：学制 2.5 年，学习年限一般为2~3年，最低学分要求为26学分。
混合润滑状态下粗糙界面法向接触刚度计算模型与特性研究
混合润滑状态下粗糙界面法向接触刚度计算模型与特性研究肖会芳;孙韵韵;徐金梧;邵毅敏【摘要】机械装备系统的静态特性和动力学特性取决于系统接触界面法向接触刚度.基于粗糙表面形貌的Greenwood-Williamson统计模型描述与液体润滑界面的油膜共振模型和弹簧模型,推导了机械结构混合润滑粗糙界面固体接触刚度和液体润滑介质接触刚度,并实现粗糙微凸体固体接触刚度与液体润滑介质接触刚度的耦合,提出了一种混合润滑状态下粗糙界面法向接触刚度的计算模型,分析了接触界面形貌参数、润滑介质和接触基体材料属性对界面法向接触刚度的影响规律.结果表明:润滑介质的声阻抗是影响液体接触刚度的主要因素,声阻抗增大时,液体接触刚度减小;接触基体材料的表面形貌和弹性模量是影响固体接触刚度的主要因素,界面粗糙度和弹性模量增大时,固体接触刚度增大.混合润滑粗糙界面接触刚度计算模型的提出,为机械结构润滑接触界面的刚度计算、性能预测与优化提供理论和实验参考.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)024【总页数】10页(P106-114,147)【关键词】混合润滑;粗糙界面;固体接触刚度;液体介质接触刚度【作者】肖会芳;孙韵韵;徐金梧;邵毅敏【作者单位】北京科技大学机械工程学院,北京100083;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;北京科技大学机械工程学院,北京100083;北京科技大学机械工程学院,北京100083;重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044【正文语种】中文【中图分类】TH113机械设备中广泛存在着相互接触的各类界面，例如齿轮的轮齿啮合界面、轴承的滚动体-滚道界面、机床螺栓连接界面、轧制过程的轧辊与带钢形成的轧制界面、高速列车的车轮-轨道形成的轮轨界面等[1-4]。
各种类型复杂多样的接触界面的共性特征是相互接触的表面具有粗糙形貌，同时界面工作在混合润滑状态。
对混合润滑粗糙界面而言，界面的法向载荷由润滑油膜和粗糙体共同承担。
燃料电池中的表界面问题
×质子交换膜燃料电池不锈钢双极板的表面改性左锦荣s2******* 国重硕20111)北京科技大学新金属材料国家重点实验室, 北京1000832)通讯作者, E-mail:387680119@摘要质子交换膜燃料电池(Protonexehangemembranefueleell，PEMFC)是一种能高效地将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的装置。
PEMFC以其能量密度高、环境友好及能量转化率高等优点，可望广泛应用于未来移动电源及固定电站等领域。
PEMFC的关键部件之一是双极板。
双极板质量的好坏将直接决定燃料电池堆输出功率的大小和使用寿命的长短，要求其不仅具有高的导电率、耐腐蚀性、低密度、高的机械强度和耐气体渗透性，而且必须具备材料成本低、易加工、良好的尺寸稳定性等特点，同时还应是热的良导体，以保证电池堆内部温度分布均匀和废热的顺利排出。
不锈钢以其优良的机加工及气体不透过性特别适合作为双极板材料，但由于其耐腐蚀性较差，表面钝化膜的存在又增大接触电阻，使不锈钢不能直接应用，需要进行表面改性，以提高抗腐蚀性和减小接触电阻。
关键词质子交换膜燃料电池；不锈钢(SS)；双极板；接触电阻；耐腐蚀The surface modification of bipolar plate in Proton exchange membrane fuel cellzuojinorngSchool of amm, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, ChinaABSTRACTPEMFC15adevieethateantranslatechemiealenergyinfuelandoxidanteffeetivelyinioelectrieenergydirecuy.PEMFCmaybePoPularusedonel ectriealsourceintheareaofmobilePowersuPPlyandinunobilePowerPlantinthefuttirebeeauseofitshighenergyeonsistencyandlowpollution.A soneoftheeritiealeomPonenisbiPolarPlateseandeterminetheoutPutPowerandlifeofPEMFC.50itneednotonlyhigheonductivity,wellantieor msionability,lowdensity,highmeehealPerformaneeandresistaneePermeatingofasbutalsolowmaterialeostgoodmachinabilityandstabilityon size.SimultaneoubiPolarPlatemustbeawelleonduetorofheat,inordertoensurehomo geneoustemperattire,distributionandgetridofsup,uoush eat.Presently,metalbiPolarPlatehastakenuPabroadmarketofthisareabyitsexeellenimachinabilityandantiPermeatingofgas.Buttheexistenee ofeonduetivityandeormsionresistaneeblocksitsdeveloPmentinbiPolarPlatearea。
清华大学材料科学基础目录及第一章题解
《金属学原理》习题解答北京科技大学余永宁目录第一章．晶体学 3 第二章．晶体结构19 第三章．相图22 第四章．金属和合金中的扩散45 第五章．凝固56 第六章．位错65 第七章．晶态固体的表面和界面79 第八章．晶体的塑性形变86 第九章．回复和再结晶92 第十章．固态转变98第1章1. 把图1-55的图案抽象出一个平面点阵。
解：按照等同点的原则，右图(图1-55)黑线勾画出的点阵就是由此图案抽象出的平面点阵。
2. 图1-56的晶体结构中包含两类原子，把这个晶体结构抽象出空间点阵，画出其中一个结构基元。
解：下右图(图1-56)的结构单元是由一个黑点和一个白点组成，按照等同点原则，抽象除的空间点阵如下左图所示，它的布拉喇菲点阵是面心立方。
3. 在图1-57的平面点阵中，指出哪些矢量对是初基矢量对。
请在它上面再画出三个不同的初基矢量对。
解：根据初基矢量的定义，由它们组成的平面初基单胞只含一个阵点，右图(图1-57)中的①和②是初基矢量对，③不是初基矢量对。
右图的黑粗线矢量对，即④、⑤和⑥是新加的初基矢量对。
4. 用图1-58a 中所标的a 1和a 2初基矢量来写出r 1，r 2，r 3和r 4的平移矢量的矢量式。
用图1-58b 中所标的初基矢量a 1，a 2和a 3来写出图中的r 矢量的矢量式。
解：右图(图1-58)a 中的a 1和a 2表示图中的各矢量：r 1=a 1+2a 2 r 2=-2a 2 r 3=-5a 1-2a 2 r 4=2a 1-a 2右图b 中的a 1、a 2和a 3表示图中的r 矢量： r =-a 1+a 2+a 35. 用矩阵乘法求出乘积{2[100]⋅4[001]}的等价操作，再求{4[001]⋅2[100]}的等价操作，这些结果说明什么? 解：因−−=100010001}2{]100[−=100001010}4{]001[{2[100]⋅4[001]}的等价操作为−−−= −⋅−−=⋅100001010100001010100010001}4{}2{]001[]100[这组合的操作和}2]011[{操作等效。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
材料的表面与界面
Surfaces and Interfaces in Materials
一、总学时：32
二、学分：2
三、先修课程：物理、材料物理、晶体学、电镜基础
四、教学目的：
材料科学发展到今天，材料和器件的宏观性能、可靠性及寿命的决定因素已经从材料的体相性能转变为材料的表面和界面结构，材料的表面与界面的作用不论是对金属或陶瓷等传统结构材料，还是对于复合、薄膜、电子、生物等现代材料的性能控制都十分重要。
表面与界面的知识是理解和控制材料的组织－工艺－性能－行为的重要基础。
本课程主要向研究生介绍有关理解表面与界面性质的基础知识。
主要包括表面的特性，各种界面的结构和能量模型，表面和界面的物理化学。
此外还简要介绍典型材料中表面和界面的前沿知识。
五、考核方式：
专题报告、大型作业（约1万字）
六、内容概要
1.材料的表面与界面概述：包括表面科学的定义，晶体及其表面的物理、化学特性，表面化学的发展过程，固体表面与界面的定义，界面及界面的本质，表面科学与其他科学的关系，表面科学研究领域中的重要国内外期刊的介绍等。
4学时
2.表面行为：包括固体表面、表面二维结构（表面结构、半导体表面结构、氧化物表面结构、薄膜表面结构等）、固体表面的不均匀性、固体表面结构（离子晶体表面、粉体表面结构、玻璃体表面结构等）、材料表面的振动，金属表面的电子态，表面能，固体表面吸附。
8学时
3．界面行为：包括液固界面（接触角与杨氏方程、润湿现象、润湿现象的应用），固体的界面（晶体与非晶体、实际金属的结构、固体的界面、晶界、界面能、多晶体的组织、晶界应力、晶界迁移、再结晶等）。
8学时
4. 液体表面：包括表面张力、表面功、表面Gibbs函数、热力学公式、温度对界面张力的影响、压力及其它因素的影响、弯曲表面上的附加压力、毛细管现象、杨-拉普拉斯公式、界面行为等。
4学时
5. 表面与界面现代分析方法：表面测试的技术要求，表面分子技术概况，电子与表面的相互作用，探测深度，离子与固体表面的作用，光子与固体表面的作用，中性离子与固体表面的作用，场与固体表面的作用，原位分析与离位分析，显微术，分辨率，样品处理，表面分析内容，膜层分析内容，表面力学分析，常见的表面分析方法等。
4学时
6. 表面工程技术：包括表面工程的定义，应用表面工程的定义，现代表面工程学，表面工程基础理论，表面工程技术，表面工程设计，表面工程应用等。
4学时
七、参考书：
1、表面与界面物理，恽正中等，电子科技大学出版社，1993。
2、材料表面与界面，胡福增，华东理工大学出版社，2008。
3、材料表面科学，曹立礼，清华大学出版社，2009。