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材料科学基础知识点总结 授课教师：曲明洋 材科1101 王健1章 原子结构与键合 - 1 - 1.1原子结构 - 1 - 1.1.1物质的组成 - 1 - 1.1.2原子的结构 - 1 - 1.1.3原子的电子结构 - 1 - 1.1.4元素周期表 - 1 - 1.2原子间的键合 - 1 - 1.2.1金属键 - 1 - 1.2.2离子键 - 1 - 1.2.3共价键 - 1 - 1.2.4范德瓦耳斯力 - 1 - 1.2.5氢键 - 1 - 第2章 固体结构 - 2 - 2.1晶体学基础 - 2 - 2.1.1 空间点阵和晶胞 - 2 - 2.1.2晶向指数和晶面指数 - 2 - 2.1.3晶体的对称性 - 3 - 2.2金属的晶体结构 - 4 - 2.2.1三种典型的金属晶体结构 - 4 - 2.2.3多晶型性 - 4 - 2.3合金相结构 - 4 - 2.3.1固溶体 - 4 - 2.3.2中间相 - 5 - 2.4离子晶体结构 - 5 - 2.4.1离子晶体的结构规则(鲍林规则)【P57】 - 5 - 附：高分子相关知识点 - 6 - 第三章 晶体缺陷 - 10 - 3.1点缺陷 - 10 - 3.1.1点缺陷的形成 - 10 - 3.1.2点缺陷的平衡浓度 - 10 - 3.1.3点缺陷的运动 - 10 - 3.2位错 - 10 - 3.2.1为错的基本类型和特征 - 10 - 3.2.2伯氏矢量 - 11 - 3.2.3位错的运动(P94) - 11 - 3.2.4位错的弹性性质 - 11 - 3.2.5位错的生成和增殖 - 12 - 3.2.6实际晶体结构中的位错 - 13 - 3.3表面及界面 - 13 - 3.3.2晶界和亚晶界 - 13 - 3.3.3孪晶界 - 13 - 3.3.4相界 - 13 - 第四章 固体中原子及分子的运动 - 14 - 4.1表象理论 - 14 - 4.1.1菲克第一定律 - 14 - 4.1.2菲克第二定律 - 14 - 4.1.3扩散方程的解 - 14 - 4.1.4置换型固溶体中的扩散 - 16 - 4.2扩散的热力学分析 - 16 - 4.3扩散的原子理论 - 17 - 4.3.2原子跳跃和扩散系数 - 17 - 4.6影响扩散的因素 - 18 - 第五章 材料的形变和再结晶 - 20 - 5.1弹性和黏弹性 - 20 - 5.1.1弹性形变的本质 - 20 - 5.1.2弹性形变的特征和弹性模量 - 20 - 5.1.3弹性的不完整性 - 20 - 5.2晶体的塑性变形 - 20 - 5.2.1单晶体的塑性变形 - 20 - 5.2.2多晶体的塑性变形 - 22 - 5.2.3合金的塑性变形 - 23 - 5.2.4塑性变形对材料组织与性能的影响 - 24 - 5.3回复和再结晶 - 24 - 5.3.1冷变形金属在加热时的组织与性能变化 - 24 - 5.3.2回复 - 25 - 5.3.3再结晶 - 25 - 第1章 原子结构与键合 材料科学与工程：基于组织结构与性能关系，来设计组织结构，以获得性能的学科。 决定材料性能的最根本的因素：①组成材料的各元素的原子结构 ②原子间的相互作用、相互结合 ③原子或分子在空间的排列分布和运动规律 ④原子集合体的形貌特征。 1.1原子结构 1.1.1物质的组成 分子：能单独存在，且保持物质化学特性的一种微粒。 1.1.2原子的结构 原子：由质子和中子组成的原子核、以及核外的电子所构成的，呈电中性。 1.1.3原子的电子结构 (1)主量子数n——决定原子中电子能量以及与核的平均距离即表示电子所处的量子壳层(2)轨道角动量量子数——给出电子在同一最子壳层内所处的能级(电子亚层)，与电子运动的角动量有关，取值为0,1,2,…,n-1。 (3)磁量子数——给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。每个下的磁量子数的总数为2+1。 (4)自旋角动量量子数——反映电子不同的自旋方向。规定为和，反映电子顺时针和逆时针两种自旋方向，通常用“↑”和“↓”表示。 核外电子排布三个原则： (1)能量最低原理：电子的排布总是尽可能使体系的能量最低。 (2)泡利(Pauli)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。即不能有上述四个量子数都相同的两个原子。 (3)洪德(Hund)规则：在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋方向相同。 1.1.4元素周期表 元素：具有相同核电核数的同一类原子的总称。 1.2原子间的键合 结合键可分为化学键和物理键两大类。化学键即主价键，包括金属键、离子键和共价键；物理键即次价键，也称范德瓦尔斯(van der Waals)力。此外，还有氢键。 1.2.1