湖大材料学院研究生入学考试复习讲义.ppt

严红革制作2008 * 严红革制作2008 位错运动方式 滑移 攀移 条件 高浓度的空位 高温 正应力 攀移的特点： 通过空位迁移和原子扩散来实现，必然引起晶体体积的变化，称之为非保守运动或非守恒运动。 严红革制作2008 在金属晶体中的滑移面和滑移方向 晶体的低温塑性变形方式：位错滑移、孪生 晶体的高温塑性变形方式：位错攀移、晶界滑动 刃型位错的运动方式：滑移、攀移 螺型位错的运动方式：滑移、交滑移 严红革制作2008 FCC晶体结构中的滑移面和滑移方向 严红革制作2008 一般来讲，纯金属的塑性取决于其滑移系的数目、这些滑移面是否相交以及其面密度。 FCC结构有12个独立并且彼此相交的滑移系，滑移面都是密排面，所以，具有这种结构的材料一般呈现塑性行为。 BCC材料在高温也是呈现良好塑性，但是在某些情况下，会出现低温的低塑性。 HCP金属的滑移复杂得多。 严红革制作2008 第3节 面缺陷 面缺陷: 原子偏离理想状态的区域在二维方向上都较大，而在第三维方向上很小的晶体缺陷。包括晶界、相界、外表面、层错、孪晶面等等。 表面与界面的理论是非常重要的基础理论之一，而且具有广泛的应用价值。 严红革制作2008 严红革制作2008 * 第5节 金属中的强化机制 金属强化的基本原理 消除位错 (如理想晶体、晶须) 充分提高晶体中的位错密度 钉扎位错 提高位错移动的阻力 严红革制作2008 一、固溶强化 固溶强化的本质：位错被溶质原子气团钉扎而难于启动，增加了位错滑移的阻力。 固溶强化的机理 溶质原子与位错的弹性交互作用而形成 科垂耳(Cotrell)气团，对位错滑移的阻碍作用 溶质原子偏聚区和短程有序对位错运动的阻碍作用。 溶质原予与扩展位错的化学交互作用而形成铃木气团(溶质原子在堆跺层错内偏聚)，对扩展位错的束集和交滑移的阻碍作用。 溶质原子与位错的电交互作用，导致溶质原子在刃位错周围偏聚，这也对位错的滑移产生阻力，引起强化。但其强化效果不很显著。 严红革制作2008 * 二、应变硬化 位错密度升高，位错形成缠结，位错的运动能力降低。形成位错胞和亚晶粒。 三、晶粒细化强化 晶粒越细，屈服极限及硬度越高。 FCC晶体在变形量不太大时，晶粒越细，硬化越快，曲线也越陡。但在大变形量时，晶粒度影响就不大了。 对HCP晶体来说，由于硬化的主要原因是晶界阻碍滑移，故晶粒越细，硬化越快。硬化曲线随着晶粒度减小而急剧上升(变陡)。 对BCC晶体来说，硬化曲线的形状主要取决于间隙式杂质元素。 严红革制作2008 四、沉淀硬化 不难变形颗粒的强化作用 可变形颗粒的强化作用 切割机制 严红革制作2008 A? B 密排结构 fcc和hcp结构的异同点 每一层内的原子排列一样 层与层间的堆垛顺序不同 致密度均为0.74 fcc的堆垛顺序ABCABC… hcp的堆垛顺序ABAB… A 严红革制作2008 第6节 间隙位置及尺寸 一、fcc晶格中的间隙 间隙尺寸定义为可以放入间隙的最大球半径rB 严红革制作2008 八面体间隙数：6×?＋12×?＝6四面体间隙数：4×?×6＝12 O1 O2 O3 O4 A B A-O1O2O3O4-B八面体 二、bcc结构中的间隙 严红革制作2008 * 110方向 100方向 Bcc晶格八面体间隙尺寸的计算方法 严红革制作2008 三、HCP中的间隙 6个八面体间隙 12个四面体间隙 严红革制作2008 三种晶体结构中间隙特点的总结 严红革制作2008 * 第7 节 每个阵点含多个原子的晶体 一、每个阵点含有两个原子的晶体 1. CsCl结构 2. NaCl结构 3.钻石立方结构 4.闪锌矿结构 二、每个阵点有3个原子的晶体 1. 萤石(CaF2)结构 2. 白石英结构 三、其它晶体结构 严红革制作2008 第八节 液晶 液晶态是晶态向液态转化的中间态，既具有晶态的有序性(导致各向异性)，又具有液态的连续性和流动性。 根据形成条件的不同分为： 热致性液晶：受热熔融形成各向异性熔体 溶致性液晶：溶于某种溶剂而形成的各向异性溶液 高分子液晶形成条件 聚合物要形成液晶，必须满足以下条件： 分子链具有刚性或一定刚性，并且分子的长度与宽度之比R1，即分子是棒状或接近于棒状的构象。 分子链上含有苯环或氢键等结构 若形成胆甾型液晶还必须含有不对称碳原子 严红革制作2008 高分子液晶的分类 近晶型 向列型 胆甾型 严红革制作2008 晶体缺陷的分类 点缺陷 空位、间隙原子、置换原子 线缺陷－位错