材料科學(xué)綜合概述-wenkub.com
2024-12-30 23:42 本頁面
【正文】 這是一種嚴(yán)重影響晶體性質(zhì)的體缺陷，如造成光散射，或吸收強(qiáng)光引起發(fā)熱從而影響晶體的強(qiáng)度。并且通過晶界的擴(kuò)散，能控制晶體中某些沉淀反應(yīng)的速率。 最簡單的小角晶界是對稱傾斜晶界。多晶是由許多小晶粒組成。 面缺陷與體缺陷 晶體內(nèi)偏離周期性點陣結(jié)構(gòu)的二維缺陷稱為面缺陷，主要有層錯、小角晶界、晶界、相界等。 b又稱為伯格斯（ Burgers）矢量，它的模等于滑移 方向上的平衡原子間距，它的方向代表滑移方向。一、位錯的基本類型位錯是晶體結(jié)構(gòu)中的一種缺陷，也可以說是原子排列的一種特殊組態(tài)。肖特基缺陷的特點晶體體積膨脹，密度下降。熱缺陷類型? 按照離開平衡位置原子進(jìn)入晶格內(nèi)的不同位置，熱缺陷以此分為 二類： 1. 弗倫克爾缺陷 （ Frenkel） 離開平衡位置的原子進(jìn)入晶格的間隙位置，晶體中形成了弗倫克爾缺陷。 熱缺陷的定義l 當(dāng)晶體的溫度高于絕對零度時，晶格內(nèi)原子吸收能量，在其平衡位置附近熱振動。成為填隙的雜質(zhì)原子（離子）。間隙 （ Interstice）四、八面體間隙fcc， hcp 間隙為正多面體，且八面體和四面體間隙相互獨立bcc 間隙不是正多面體，四面體間隙包含于八面體間隙之中 （ 001）倒易點陣（ reciprocal lattice）※2 金屬的晶體結(jié)構(gòu)（ Crystal Structure of Metals） 體心立方點陣面心立方點陣 密排六方點陣表 晶胞中的原子數(shù) （ Number of atoms in unit cell） 點陣常數(shù) （ lattice parameter） a， c原子半徑 （ atomic radius） R配位數(shù) （ coordination number） N 致密度 （ Efficiency of space filling） 軸比（ axial ratio） c/a 堆垛（ Stacking）密排結(jié)構(gòu)（ closepacked crystal structure）最密排面 (closepacked plane of atoms)fcc {1 1 1} ABCABCABC 120176。 以棱邊長 a為單位，量出待定晶面在三個坐標(biāo)軸上的截距；3） 在該直線上任取一點，并確定該點的坐標(biāo)（ x， y， z）4） 立方 Cubica=b=c， α=β=γ ＝ 90186。 簡單三斜簡單單斜底心單斜簡單正交底心正交體心正交面心正交六方 Hexagonala1=a2＝ a3≠c ， α=β ＝ 90186。w 1986年《科學(xué)的美國人》雜志指出 “ 先進(jìn)材料對未來的宇航、電子設(shè)備、汽車以及其他工業(yè)的發(fā)展是必要的，材料科學(xué)的進(jìn)步?jīng)Q定了經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵部門增長速率的極限范圍。 新材料階段的特征新材料階段的特征 w 是一個由多種材料決定社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時代； w 新材料以人造為特征，非自然界中現(xiàn)成有的 。 航空材料航空材料 材料的主要性能取決于母體，加入合金元素成分將改善金屬的物理及機(jī)械性能 —— 強(qiáng)度、耐力、使用壽命。隨著航空技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，輕質(zhì)和高比強(qiáng)度的鈦合金、碳纖維 實例 壓氣機(jī)葉片壓氣機(jī)機(jī)匣飛機(jī)尾翼 硼纖維鋁合金板和管材料 鋁合金 鈦合金 碳纖維復(fù)合材料硼纖維增強(qiáng)鋁合金強(qiáng)度范圍 MPa150－ 450 350－11001000－ 1200 （順纖維方向） 1500（順纖維方向） 比強(qiáng)度 MPa55－ 160 80－ 245 625－ 750 570美國待升空的航天飛機(jī)材料和生活用品材料和生活用品 鈦結(jié)構(gòu)自行車 ： “ 自行車發(fā)燒友 ” 選擇鈦合金制自行車。 w計算機(jī)與材料 計算機(jī)經(jīng)歷：電子管 → 晶體管 → 集成電路時代 個人電腦移動存儲器的比較 材料科學(xué)的發(fā)展是計算機(jī)飛速發(fā)展的基礎(chǔ)。 又可按金屬、陶瓷、高分子和它們的復(fù)合材料來。它包括下面的五個環(huán)節(jié)。材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論，為材料工程指明方向，為更好地選擇、使用材料，發(fā)揮現(xiàn)有材料的潛力、發(fā)展新材料提供理論基礎(chǔ)。 材料結(jié)構(gòu)關(guān)系 w材料的結(jié)構(gòu)包括不同晶體結(jié)構(gòu)和非晶體，以及顯微鏡下的微觀結(jié)構(gòu)，哪些主要因素能夠影響和改變結(jié)構(gòu)？只有了解了這些才能實現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的目的。從古代到現(xiàn)在人類使用材料的歷史共經(jīng)歷了七個時代，各時代的開始時間： w 石器時代 （公元前 10萬年）w 青銅器時代 （公元前 3000年）w 鐵器時代 （公元前 1000年 ））w 水泥時代（公元 0年） w 鋼時代（ 1800年） w 硅時代（ 1950年） w 新材料時代（ 1990年） 3. 學(xué)習(xí)料料科學(xué)基礎(chǔ)的意義學(xué)習(xí)料料科學(xué)基礎(chǔ)的意義 （一）材料科學(xué)的內(nèi)涵 材料科學(xué)是一個跨物理、化學(xué)等的學(xué)科。納米材料科學(xué)與技術(shù)是 20世紀(jì) 80年代發(fā)展起來的新興
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