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材料科学基础

邓坤坤

1 材料科学基础课程介绍
- 1.1 课程介绍
2 绪论
- 2.1 绪论1-什么是材料及其发展历程简介
- 2.2 绪论2-材料发展历程简介
- 2.3 绪论3-材料科学与工程的关系
- 2.4 绪论4-课程章节介绍及学习要点
3 原子结构与结合键
- 3.1 原子结构
  - 3.1.1 微观粒子的运动
  - 3.1.2 原子的结构
  - 3.1.3 原子的电离能、电子亲合能及电负性
- 3.2 结合键
4 材料的结构
- 4.1 晶体学基础
  - 4.1.1 晶体、空间点阵与晶胞
  - 4.1.2 晶体的宏观对称性
  - 4.1.3 晶族和晶系
  - 4.1.4 晶面和晶向指数
  - 4.1.5 晶带定律和晶面间距
  - 4.1.6 晶体投影
- 4.2 常见的晶体结构
  - 4.2.1 晶体化学基本原理
  - 4.2.2 典型金属的晶体结构
  - 4.2.3 常见无机化合物晶体结构
- 4.3 固溶体的晶体结构
  - 4.3.1 固溶体的晶体结构-固溶体及其分类
  - 4.3.2 固溶体的晶体结构-置换固溶体
  - 4.3.3 间隙固溶体及有序无序固溶体
- 4.4 金属间化合的晶体结构
  - 4.4.1 金属间化合的晶体结构--类型及概念
  - 4.4.2 金属间化合物的种类及应用
5 晶体结构缺陷
- 5.1 点缺陷
  - 5.1.1 点缺陷的形成及其平衡浓度
  - 5.1.2 点缺陷的运动及过饱和点缺陷
- 5.2 位错的结构
  - 5.2.1 位错的结构--位错定义与分类
  - 5.2.2 位错的结构--柏氏矢量及位错密度
- 5.3 位错的运动
- 5.4 位错的应力场
  - 5.4.1 位错的应力场
  - 5.4.2 位错的应变能
  - 5.4.3 位错的线张力
- 5.5 位错与晶体缺陷间的交互作用
  - 5.5.1 位错间的交互作用
  - 5.5.2 位错与点缺陷间的交互作用
- 5.6 位错的增殖、塞积与交割
  - 5.6.1 位错的增值机制
  - 5.6.2 位错的塞积
  - 5.6.3 位错的交割
- 5.7 实际晶体中的位错
  - 5.7.1 全位错与不全位错
  - 5.7.2 位错反应与扩展位错
6 晶态固体中的扩散
- 6.1 扩散的宏观规律
  - 6.1.1 扩散定律
  - 6.1.2 扩散方程的解
- 6.2 扩散的微观机制
  - 6.2.1 扩散的微观机制
  - 6.2.2 无规则行走及扩散系数的微观表达式
- 6.3 扩散系数
  - 6.3.1 扩散系数与扩散激活能
  - 6.3.2 扩散系数的影响因素
- 6.4 扩散的热力学分析
- 6.5 反应扩散
- 6.6 第四章内容总结
7 相平衡与相图
- 7.1 相与相平衡
  - 7.1.1 组元、相与相平衡
  - 7.1.2 自由度与相律
- 7.2 单元系相图
- 7.3 二元系相图
  - 7.3.1 二元相图的建立
  - 7.3.2 杠杆定律
  - 7.3.3 匀晶相图
  - 7.3.4 二元共晶相图
    - 7.3.4.1 二元共晶转变的定义及二元共晶合金
    - 7.3.4.2 亚共晶合金
    - 7.3.4.3 固溶体
    - 7.3.4.4 过共晶合金、冷却曲线及组织图
  - 7.3.5 二元共析相图
  - 7.3.6 二元包晶相图
    - 7.3.6.1 二元包晶相图及其相图分析
    - 7.3.6.2 二元包晶相图组织图
  - 7.3.7 二元相图分析
- 7.4 铁碳相图
  - 7.4.1 认识铁碳相图
  - 7.4.2 铁碳相图的建立
  - 7.4.3 铁碳相图分析
    - 7.4.3.1 工业纯铁
    - 7.4.3.2 共析钢
    - 7.4.3.3 亚共析钢
    - 7.4.3.4 过共析钢
    - 7.4.3.5 共晶白口铁
    - 7.4.3.6 亚共晶白口铁
    - 7.4.3.7 过共晶白口铁
  - 7.4.4 碳对铁碳合金组织与性能的影响
  - 7.4.5 铁-石墨相图
    - 7.4.5.1 铁-石墨相图的分析
    - 7.4.5.2 铁-石墨相图平衡结晶分析
    - 7.4.5.3 灰铸铁的分类及应用
  - 7.4.6 铁碳相图掌握要点
- 7.5 相图的热力学解释
  - 7.5.1 单元系相图的热力学
  - 7.5.2 二元系相图热力学
  - 7.5.3 自由能-成分曲线合成相图
- 7.6 三元系相图
  - 7.6.1 成分三角形
  - 7.6.2 三元系平衡相的定量法则
  - 7.6.3 三元匀晶相图
  - 7.6.4 三元共晶相图
    - 7.6.4.1 组元在固态完全不溶的三元共晶相图分析
    - 7.6.4.2 组元在固态完全不溶的三元共晶相投影图
    - 7.6.4.3 组元在固态有限互溶的三元共晶相图分析
    - 7.6.4.4 组元在固态有限互溶的三元共晶相图水平截面和垂直截面
    - 7.6.4.5 组元在固态有限互溶的三元共晶相图投影图
  - 7.6.5 三元相图的一些规律
  - 7.6.6 三元共晶相图的应用实例
- 7.7 第五章知识点总结
8 材料的凝固
- 8.1 纯金属的凝固
  - 8.1.1 纯金属的过冷、热力学条件和液态金属的结构
  - 8.1.2 金属的凝固过程
  - 8.1.3 均匀形核
  - 8.1.4 非均匀形核、形核率
  - 8.1.5 晶体的长大
  - 8.1.6 晶体的生长形态、第一节小结
- 8.2 固溶体合金的结晶
  - 8.2.1 固溶体的平衡结晶和非平衡结晶
  - 8.2.2 固溶体合金结晶时溶质的重新分布-1
  - 8.2.3 固溶体合金结晶时溶质的重新分布-2
  - 8.2.4 合金凝固过程中的成分过冷
  - 8.2.5 晶体的生长形态
- 8.3 共晶合金结晶
  - 8.3.1 共晶转变机制及共晶组织形貌
  - 8.3.2 共晶合金的非平衡结晶
- 8.4 铸锭组织的形成及控制
- 8.5 凝固技术
9 晶态固体材料中的界面
- 9.1 晶体表面
  - 9.1.1 表面的结构、吸附与偏析
  - 9.1.2 表面能与晶体的平衡外形
- 9.2 晶界结构
  - 9.2.1 大角晶界和小角晶界
  - 9.2.2 晶界原子排列的理论模型
- 9.3 晶界的能量
- 9.4 晶界平衡偏析
- 9.5 晶界迁移
- 9.6 相界面
- 9.7 界面能与显微组织形貌
- 9.8 知识点小结
10 固态相变
- 10.1 固态相变总论
  - 10.1.1 固态相变的特点
  - 10.1.2 固态相变的分类
  - 10.1.3 固态相变的形核
  - 10.1.4 晶核的长大
  - 10.1.5 固态相变动力学
- 10.2 成分不变的相变
- 10.3 过饱和固溶体的分解
  - 10.3.1 脱溶沉淀过程
  - 10.3.2 脱溶沉淀方式
  - 10.3.3 脱溶沉淀热力学
  - 10.3.4 脱溶沉淀动力学
  - 10.3.5 调幅分解
  - 10.3.6 沉淀相的球化
  - 10.3.7 沉淀相强化机制
- 10.4 共析转变
  - 10.4.1 概述
  - 10.4.2 共析转变的热力学分析
  - 10.4.3 珠光体的形核和长大机制
  - 10.4.4 共析转变动力学
  - 10.4.5 先共析转变及伪共析转变
  - 10.4.6 粒状珠光体
- 10.5 马氏体转变
  - 10.5.1 马氏体转变的特点
  - 10.5.2 马氏体转变的晶体学
  - 10.5.3 马氏体转变热力学
  - 10.5.4 马氏体转变动力学
  - 10.5.5 马氏体转变的机制
  - 10.5.6 不同材料的M转变
  - 10.5.7 马氏体的特殊性能及应用
- 10.6 贝氏体转变
  - 10.6.1 贝氏体的形态与晶体学
  - 10.6.2 贝氏体的形成过程
  - 10.6.3 贝氏体转变的热力学与动力学
  - 10.6.4 B转变的学术争论及B的力学性能
- 10.7 过冷奥氏体转变动力学图
  - 10.7.1 过冷奥氏体等温转变图
  - 10.7.2 过冷奥氏体连续转变图
11 材料的变形与再结晶
- 11.1 材料的弹性变形
- 11.2 多晶体的塑形变形
  - 11.2.1 滑移系和临界分切应力定律-1
  - 11.2.2 滑移系和临界分切应力定律-2
  - 11.2.3 位错的滑移机制-1
  - 11.2.4 位错的滑移机制-2
  - 11.2.5 滑移过程的次生现象
  - 11.2.6 孪生
- 11.3 多晶体的塑性变形
- 11.4 高分子材料的塑性变形
- 11.5 塑性变形对材料组织和性能的影响
  - 11.5.1 冷变形金属的组织和结构
  - 11.5.2 冷变形金属的加工硬化
  - 11.5.3 变形织构-1
  - 11.5.4 变形织构-2
- 11.6 晶体的断裂
  - 11.6.1 断裂的分类
  - 11.6.2 断裂强度
  - 11.6.3 韧-脆断裂
- 11.7 冷变形金属的内应力和储存能
- 11.8 冷变形金属的回复
  - 11.8.1 储存能+回复
  - 11.8.2 回复动力学
- 11.9 冷变形金属的再结晶
  - 11.9.1 再结晶的形核
  - 11.9.2 再结晶形核的影响因素
  - 11.9.3 再结晶晶粒的长大
- 11.10 晶体的高温变形
12 材料的强韧化
- 12.1 材料的强韧化
- 12.2 材料的强韧化ppt

原子结构

学习要点：

了解原子的结构特点及核外电子排布规律，能够对给定的原子进行核外电子排布。
掌握原子电离能、电子亲和能及电负性基本概念，理解电负性的基本内涵。

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