【文章內(nèi)容簡介】 于肖脫基（空位）缺陷。點缺陷對晶體性質(zhì)的影響：點缺陷存在和空位運動，造成小區(qū)域的晶格畸變。1）使材料電阻增加定向流動的電子在點缺陷處受到非平衡力，使電子在傳導中的散射增加；2）加快原子的擴散遷移空位的遷移伴隨原子的反向運動；3）使材料體積增加，密度下降4）比熱容增大附加空位生成焓5）改變材料力學性能間隙原子和異類原子的存在，增加位錯運動阻力,使強度提高，塑性下降。2．柏氏矢量的物理意義。解：表示晶體形成位錯的滑移方向和大小。3． 簡述刃型位錯、螺型位錯與位錯線、柏氏矢量和位錯滑移方向之間的關系。解：①刃型位錯滑移方向與位錯線垂直；②螺型位錯滑移方向與位錯線平行。4． 位錯的運動及其特點。解：①位錯的滑移：在外力作用下，位錯線在滑移面（即位錯線和柏氏矢量構(gòu)成的晶面）上的運動，結(jié)果導致晶體永久變形?；剖俏诲e運動的主要方式。特點：，正、負位錯滑移方向相反；，左、右螺型位錯滑移方向相反；（即沿位錯法線方向滑移）；，但并不一定與位錯的滑移方向相同。②位錯攀移，在熱缺陷或外力下，位錯線在垂直其滑移面方向上的運動，結(jié)果導致晶體中空位或間隙質(zhì)點的增殖或減少。，螺型位錯沒有多余半原子面，固無攀移運動；,因此，不可能是整條位錯線同時攀移，只能一段一段地逐段進行；。思考題一．體積（晶格）擴散的微觀機制類型解：體積擴散是金屬原子從一個平衡位置轉(zhuǎn)移到另一個平衡位置。包括3種微觀擴散機制：①空位機制，其中一個原子與相鄰空位交換位置。②間隙機制，自間隙原子將一個相鄰原子調(diào)換到間隙位置上。③直接交換機制，相鄰原子成對的互相交換位置。二．為什么鋼鐵零件滲碳溫度一般要選擇γ—Fe相區(qū)中進行?若不在γ相區(qū)進行會有何結(jié)果? 解：α—Fe中的最大碳溶解度(質(zhì)量分數(shù))％，％的鋼鐵，在滲碳時零件中的碳濃度梯度為零，滲碳無法進行，即使是純鐵，在α相區(qū)滲碳時鐵中濃度梯度很小，在表面也不能獲得高含碳層；由于溫度低，擴散系數(shù)也很小，滲碳過程極慢，沒有實際意義。γ—Fe中的碳溶解度高，滲碳時在表層可獲得較高的碳濃度梯度，使?jié)B碳順利進行。三．比較下列各因素對擴散系數(shù)的影響，并簡要說明原因。1．溫度對擴散系數(shù)的影響2．金屬鍵晶體的擴散系數(shù)與共價鍵晶體或離子鍵晶體的擴散系數(shù)3．體積擴散系數(shù)（晶格或點陣）與短路擴散系數(shù)（沿位錯、晶界、表面）4．間隙固溶體的擴散系數(shù)與置換型固溶體的擴散系數(shù)。5．鐵的自擴散系數(shù)α(Fe ) 與γ( Fe )解：，擴散系數(shù)越大；間隙機制和空位機制都遵循熱激活規(guī)律，溫度提高，超過能壘幾率越大，同時晶體的平衡空位濃度也越高，擴散系數(shù)提高。，引起局部點陣畸變，部分破壞原子結(jié)合鍵才能通過。鍵能越強，原子間的結(jié)合鍵力越強，激活能越大，擴散系數(shù)越小。共價鍵晶體和離子鍵晶體的擴散系數(shù)amp。lt。金屬鍵晶體的擴散系數(shù)。3.①晶體結(jié)構(gòu)反映了原子在空間的排列情況，原子排列越緊密，原子間的結(jié)合力越強，擴散激活能越高，而擴散系數(shù)越小；②處于晶體表面、晶界和位錯處的原子位能總高于正常晶格上的原子，他們擴散所需的活化能也較小，相應的擴散系數(shù)較大。??表面amp。gt。??晶界amp。gt。??沿位錯amp。gt。??晶內(nèi)。因為間隙擴散機制的擴散激活能小于置換型擴散。間隙型固溶體中間隙原子已位于間隙，而置換型固溶體中溶質(zhì)原子通過空位機制擴散時，需要首先形成空位，因而激活能高。(Fe )屬于體心結(jié)構(gòu)，γ( Fe )屬于面心結(jié)構(gòu)，面心結(jié)構(gòu)點陣比體心結(jié)構(gòu)點陣緊密，鐵在面心立方點陣中的自擴散系數(shù)DγFe與在體心立方點陣的Dα(Fe)相比，在912℃時，Dα(Fe)≈280DγFe作業(yè)題245．在鋼棒表面上，每20個鐵的晶胞中有一個碳原子，在離表面1mm處每30個鐵的晶胞中有一個碳原子。1000℃時擴散系數(shù)為310 11ms 1，且結(jié)構(gòu)為面心立方(a＝)。問每分鐘因擴散通過單位晶胞的碳原子數(shù)有多少個？解：計算鋼棒表面及表面下1mm處的碳濃度C1＝1/20(109)3 ＝1027個/m3C2 ＝1/30(109)3＝1027個/m3J = D Δc /Δx＝（310 11）（）1027/103＝1019 /m2s每一個單位晶胞的面積為(109)2每分鐘因擴散通過單位晶胞的碳原子數(shù):Ja = (1019 /m2s) (109)260＝84個/min∴每分鐘因擴散通過單位晶胞的碳原子數(shù)有84個。%碳的碳鋼在927℃今進行氣體滲碳，此時D=*1011m2?s1，若表面含碳量為1%，%所需的時間。解：Cs=1% C0=% Cx=%????????????????0=erf，即erf=1%?%= == 1%?%?3∴%。%碳的碳鋼在927℃今進行氣體滲碳，此時D=*1011m2?s1，若表面含碳量為%。解：Cs=% C0=%?3erf=erf=erf = ????????????????0=erf，%?????%?%=，得Cx=%∴%。11249計算550℃時銅在鋁中的擴散系數(shù)（D0=*105m2?s,Q=191kJ?mol）。解：D=??0?????? RT=10?5???191103=10?17??????1∴550℃10?17??????1。思考題1．固態(tài)相變，結(jié)構(gòu)弛豫，非晶態(tài)的晶化和熔體結(jié)晶有何異同？解：① 固態(tài)相變在溫度、壓力、成分改變時。固體材料的T ＜Tg，相變驅(qū)動力大，成核功小，利于成核和晶體生長；粘度大，固相內(nèi)擴散，擴散慢，不利于成核和晶體生長，更有利于保持非晶狀態(tài)。熔體冷凝結(jié)晶：Tg＜T＜Tm，液體內(nèi)的擴散2．在 f～g點之間的不同成分的合金，標注其室溫組織的構(gòu)成?解：不同成分合金的室溫組成如下圖所示：3．分別求W(Sn)=%和W(Sn)=50%時，在183℃轉(zhuǎn)變時，各相的相對含量?解：①W(Sn)=%w α =?.?19100%=%，w β =1?w α =%②W(Sn)=50%w α =?50?19100%=%，w β =1?w α =%思考題1．固體表面結(jié)構(gòu)的主要特點?解：固體表面結(jié)構(gòu)的主要特點是存在著不飽和鍵和范德華力。晶體不同晶面的表面能數(shù)值不同，密排面的表面能最低，故晶體力圖以密排面作為晶體的外表面；2．固體表面對外來原子發(fā)生哪兩種吸附? 并比較其主要特征?解：物理吸附、化學吸附3解：表面能是增加單位面積的表面。要克服原有原子、分子或離子之間的相互作用。作用力弱，做功小，表面能低。1）鍵性：表面能反映質(zhì)點間的引力作用，強鍵力的金屬和無機材料表面能較高。 低表面能物質(zhì)：，石蠟 ， PE ，PTFE ，PA66 2）溫度：溫度升高，表面能一般減小。熱運動削弱了質(zhì)點間的吸引力。3）雜質(zhì)：含少量表面能較小的組分，可富集于表面，顯著降低表面能；含少量表面能較大的組分，傾向于體共同點及其規(guī)律?解：