【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)生塑性形變而破壞母相界面共格。長大方式：熱彈性馬氏體爆發(fā)形核并迅速長到一定的大小，但并不長至極限尺寸。非熱彈性馬氏體變溫爆發(fā)形核、恒溫瞬時(shí)長大，長大速率極快，迅速長到極限尺寸。逆轉(zhuǎn)變：熱彈性馬氏體的馬氏體轉(zhuǎn)變及其逆轉(zhuǎn)變只是馬氏體長大和縮小，沒有重新形核的過程，因此逆轉(zhuǎn)變不僅恢復(fù)了母相的晶格結(jié)構(gòu)，還恢復(fù)了原來母相的位相。非熱彈性馬氏體由于馬氏體和母相奧氏體界面的共格關(guān)系已經(jīng)遭到破壞，奧氏體只能在馬氏體中重新形核，因此逆轉(zhuǎn)變后新生成的奧氏體原來奧氏體的位向。1簡要說明上貝氏體和下貝氏體的形態(tài)和亞結(jié)構(gòu)。上貝氏體在光學(xué)顯微鏡下的典型特征為羽毛狀。上貝氏體的羽毛是由鐵素體和滲碳體兩相組成，成束的、大致平行的鐵素體板條自奧氏體晶界一側(cè)或兩側(cè)向奧氏體晶粒內(nèi)部長大，滲碳體呈桿狀分布于鐵素體板條間，沿鐵素體板條的長軸方向排列成行，但不能像在珠光體內(nèi)那樣連續(xù)成片狀。顯微鏡下看到的上貝氏體中的鐵素體多為條狀或針狀，少數(shù)為橢圓狀或矩形，其立體形狀應(yīng)為板條狀，所見到的形狀不過是板條的不同截面。鐵素體中有高密度的位錯(cuò)。下貝氏體在光學(xué)顯微鏡下的典型特征是針狀。下貝氏體是一種兩相組織，由鐵素體和碳化物組成，下貝氏體的立體形狀與片狀馬氏體類似，也是片狀的，觀察到的針狀為其截面的形狀。下貝氏體晶核大多在奧氏體的晶界形成，也有相當(dāng)多的奧氏體晶粒內(nèi)部形成。下貝氏體片平行的情況很少，絕大多數(shù)相鄰的下貝氏體之間有一定的交角。下貝氏體中的碳化物呈細(xì)片狀或顆粒狀，排列成行，與下貝氏體的長軸呈55176。60176。，并且僅分布在鐵素體內(nèi)部而不出現(xiàn)在鐵素體之間。下貝氏體的鐵素體也有位錯(cuò)糾纏存在，其位錯(cuò)密度比上貝氏體的鐵素體中更高。1貝氏體類型組織有哪幾種？它們在形成條件、組織形態(tài)方面有何特點(diǎn)？類型：上貝氏體和下貝氏體。 形成條件：上貝氏體出現(xiàn)的溫度比下貝氏體高，所以又稱高溫貝氏體。下貝氏體出現(xiàn)的溫度比上貝氏體低，所以又稱低溫貝氏體。組織形態(tài)：參考上一問。1畫圖說明玻璃化溫度的意義，為什么這一溫度不易測定？實(shí)際上它是如何規(guī)定的？1）玻璃化溫度：，曲線斜率變化，即熱膨脹系數(shù)變化，表明生成另一種結(jié)構(gòu)，即非晶態(tài)晶體。溫度Tg稱為玻璃化溫度。2）為什么不以測定：雖然玻璃化溫度的物理意義是明確的，但在技術(shù)上是不容易確定的。雖然在體積—溫度曲線上過冷液體和非晶態(tài)固體的斜率是不同的，但二者之間的分界并不明顯，而有一過渡區(qū)，因此Tg有一范圍。而Tg隨冷卻速率變化而變化的。 3）實(shí)際上如何規(guī)定：一般規(guī)定Tg為黏度超過1012Pas的溫度。1說明合金獲得非晶態(tài)的條件和方法。條件：1）改變外部條件。提高冷卻速率，使之超過非晶態(tài)形成的臨界冷速。2）改變內(nèi)部條件。通過改變合金成分來降低其非晶形形成的臨界冷速。方法：1）改變外部條件。目前常用的超快速冷卻方法有離心急冷法和軋制急冷法等。2）改變內(nèi)部條件。通過改變合金成分可以降低Tm或提高Tg。從共晶相圖的特點(diǎn)可知，共晶成分的合金具有最低的熔點(diǎn)，所以非晶態(tài)合金一般具有接近共晶的成分。通過合適的成分匹配，還可以增大液態(tài)合金的黏度，從而提高Tg。3）其他方法。通過機(jī)械合金化，如球磨等方法通過沖擊使原子擴(kuò)散重排，形成非晶態(tài)金屬。氣象沉積法。五、材料的固態(tài)擴(kuò)散 表述擴(kuò)散第一定律，寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式，并說明各符號的意義。表述：在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散條件下，擴(kuò)散通量與截面處的體積濃度成正比，擴(kuò)散方向與濃度梯度的方向相反。表達(dá)式及意義：設(shè)擴(kuò)散是沿著x軸方向進(jìn)行，則擴(kuò)散第一定律的表達(dá)式為：J=D(dC/dx) 式中，J為擴(kuò)散通量；比例系數(shù)D稱為擴(kuò)散系數(shù)，C為體積濃度。負(fù)號表示擴(kuò)散方向從高濃度到低濃度。給出無限長棒擴(kuò)散偶的初始條件和邊界條件，用通解C=Aπ2erfx2Dt+B解出C(x,t) ,并以之說明擴(kuò)散偶焊接面的濃度C(0,t) 有何規(guī)律？ P111用erf(β)=2/∫0βeβ。β 通解C=[x/2(Dt)]+B解得：C(x,t)= 給出滲碳過程的初始條件和邊界條件，用通解C=Aπ2erfx2Dt+B解出C(x,t) 。P112 由通解C=Aπ2erfx2Dt+B 解得： B=(C1+C2)/2 ,A=(C1C2)/ ，所以擴(kuò)散偶的通解為:C(x,t)= (C1C2)/2 exf( x/2(Dt) )+ (C1+C2)/2 為什么置換擴(kuò)散的機(jī)制不是直接換位和環(huán)形換位？（1）當(dāng)兩個(gè)原子直接換位的回旋余地太小，且當(dāng)兩個(gè)原子跳動過程中達(dá)到與原來位置垂直的位置時(shí)的能壘極高，計(jì)算得到的擴(kuò)散激活能太大，難以實(shí)現(xiàn)，結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值不符。（2）環(huán)形機(jī)制換位的結(jié)果必然使通過垂直與擴(kuò)散方向的流入和流出的原子數(shù)目相等，不會產(chǎn)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)。 為什么晶界擴(kuò)散速度一般比體擴(kuò)散快？這一規(guī)律在什么情況下才成立？原因：晶界上的原子排列不規(guī)則，原子的自由能較高，由于晶界能得存在，統(tǒng)計(jì)上單位體積的自由能也比晶內(nèi)高，且晶界上局部原子排列稀疏，所以晶界上原子跳動頻率大，擴(kuò)散激活能小，使其擴(kuò)散系數(shù)大。情況：上述結(jié)論只適用于純金屬和置換固溶體。對于間隙固溶體，由于溶質(zhì)原子的尺寸較小，易于擴(kuò)散，故晶界與晶內(nèi)的擴(kuò)散系數(shù)差別不太顯著。 簡述溫度、固溶體類型、晶體結(jié)構(gòu)、晶體學(xué)各向異性、濃度、晶體缺陷、第三元對擴(kuò)散系數(shù)的影響及其原因。(1) 溫度升高，原子的自由能升高，在平衡位置附近的振動加劇，易于從一個(gè)平衡位置跳動到另一平衡位置，導(dǎo)致擴(kuò)散系數(shù)增大。(2) 間隙固溶體的擴(kuò)散激活能小，所以擴(kuò)散系數(shù)較大；而置換固溶體的擴(kuò)散激活能中包含空位形成能，擴(kuò)散激活能較大，所以擴(kuò)散系數(shù)較小。(3) 有些材料有多晶形性轉(zhuǎn)變，晶體結(jié)構(gòu)改變后擴(kuò)散系數(shù)D也明顯改變；另一方面，不同的溶劑對溶質(zhì)的溶解度不同，形成的濃度梯度不同，也會影響擴(kuò)散；(4) 晶體學(xué)的各向異性也會影響擴(kuò)散。點(diǎn)陣對稱性較差的晶體，其各個(gè)晶體學(xué)方向的擴(kuò)散系數(shù)是有差別的。(5) 無論是置換固溶體還是間隙固溶體，其溶質(zhì)原子的擴(kuò)散系數(shù)都是隨濃度的改變而改變的。如C在αFe中和C在γFe中的擴(kuò)散，含C量升高，擴(kuò)散系數(shù)增大，在含C量較高時(shí)這種影響更明顯。(6) 一般來說，晶體缺陷處是自由能較高的部位，原子通過缺陷進(jìn)行擴(kuò)散的激活能較低，所以晶體缺陷均可促進(jìn)擴(kuò)散。(7) 如果第三元不均勻分布，則不僅影響擴(kuò)散速度，還可能影響擴(kuò)散方向。 C在αFe中的擴(kuò)散系數(shù)大還是在γFe中的擴(kuò)散系數(shù)大？滲碳是在αFe中進(jìn)行還是在γFe 中進(jìn)行？％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。雖然溫度相同時(shí) C在αFe中的擴(kuò)散系數(shù)也比γFe中的高得多，但滲碳總是在γFe中進(jìn)行。 以知1100℃和1300℃時(shí)鎵在硅中的擴(kuò)散系數(shù)分別為81017㎡/s和11014㎡/s ，求該擴(kuò)散的擴(kuò)散常數(shù)和擴(kuò)散激活能。擴(kuò)散系數(shù)與溫度和擴(kuò)散激活能有關(guān)，表示為： D=D0exp(Q/RT) 式中，D為擴(kuò)散系數(shù)，D0為擴(kuò)散常數(shù)，R為氣體常數(shù)，Q為擴(kuò)散激活能，T為溫度。列兩個(gè)等式，解出兩個(gè)未知數(shù)D0和Q 。第六章 材料的電子理論敘述馬西森定律的內(nèi)容并說明為什么電阻分為與溫度有關(guān)和無關(guān)的兩項(xiàng)。（p125）電阻率：ρ=1σ=m*vFe2n*lF∝1lF,對理想晶體，由于只有聲子散射電子，所以電子的平均自由程lF由聲子數(shù)目決定。聲子數(shù)目隨溫度升高而增多，在不同的溫度范圍有不同的規(guī)律?？梢酝茖?dǎo)，在溫度T23θD的高溫，有：ρ∝T。式中θD為德拜溫度，即具有原子間距的波長的聲子被激發(fā)的溫度。在TθD的低溫，有：ρ∝T5而在2K以下的極低溫，聲子對電子的散射效應(yīng)變得很微弱，電子電子之間的散射構(gòu)成了電阻的主要機(jī)制，此時(shí)有：ρ∝T2?？梢姡M管規(guī)律不同，但是理想晶體的電阻總是隨溫度的升高而升高的。定義m=1lF為散射系數(shù)，則有：ρ=m*vFe2n*μ。由于實(shí)際材料總是有雜質(zhì)和缺陷的，所以對實(shí)際材料散射系數(shù)可表示為：μ=μT+?μ。式中，μT代表聲子引起的電子散射，與溫度有關(guān)；Δμ代表雜質(zhì)和缺陷引起的電子激射，只與其濃度有關(guān)，與溫度無關(guān)。所以電阻率可以表示為：ρ=ρ0+ρ(T)。即電阻率分為與溫度有關(guān)的部分ρ(T)和與溫度無關(guān)的部分ρ0。該規(guī)律稱為馬西森定律。說明霍爾效應(yīng)的現(xiàn)象、原因及其應(yīng)用。將導(dǎo)體和半導(dǎo)體放置在磁場中通以垂直于磁場的電流，則導(dǎo)體和半導(dǎo)體內(nèi)將產(chǎn)生一個(gè)與電流和磁場方向都垂直的電場，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。原因是半導(dǎo)體和導(dǎo)體的載流子是電子，在磁場中產(chǎn)生洛倫茲力，在半導(dǎo)體和導(dǎo)體中產(chǎn)生偏移，從而在兩端產(chǎn)生電場。利用霍爾效應(yīng)可以制成磁強(qiáng)計(jì)，霍爾元件，用來制作非接觸開關(guān)和傳感器等。舉出電導(dǎo)功能材料的三個(gè)實(shí)例。廣義的電導(dǎo)功能材料包括導(dǎo)電