材料科学基础(2025春)

辽宁工业大学 陈扬 齐义辉

目录

  • 1 材料的结构
    • 1.1 空间点阵与晶体结构
    • 1.2 晶向指数与晶面指数
    • 1.3 晶带与晶面间距
    • 1.4 晶体的极射赤面投影图
    • 1.5 三种典型的金属晶体结构
    • 1.6 晶体的原子堆垛方式和间隙
    • 1.7 离子晶体与共价晶体的结构
    • 1.8 固溶体
    • 1.9 中间相
  • 2 晶体中的缺陷
    • 2.1 点缺陷
    • 2.2 位错的特征
    • 2.3 位错的运动与交割
    • 2.4 位错的应力场与应变能
    • 2.5 作用在位错线上的力与位错间的交互作用力
    • 2.6 位错的生成与增殖
    • 2.7 实际晶体中的位错与位错反应
    • 2.8 小角度晶界和大角度晶界
    • 2.9 孪晶界与相界
  • 3 材料中的扩散
    • 3.1 扩散第一定律
    • 3.2 扩散第二定律及误差解
    • 3.3 扩散机制与柯肯达尔效应
    • 3.4 原子跳跃和扩散系数
    • 3.5 影响扩散的因素
    • 3.6 反应扩散
  • 4 单组元相图及纯金属的结晶
    • 4.1 单组元相图的热力学与相平衡
    • 4.2 液态金属的结构与结晶的热力学条件
    • 4.3 形核
    • 4.4 晶体长大与凝固组织
    • 4.5 凝固理论的应用
  • 5 二元相图及合金的凝固
    • 5.1 匀晶相图与固溶体凝固
    • 5.2 共晶相图及其合金凝固
    • 5.3 包晶相图及其合金凝固
    • 5.4 其他类型的二元相图
    • 5.5 钢的凝固过程及平衡组织
    • 5.6 铸铁的凝固过程及平衡组织
    • 5.7 固溶体的正常凝固
    • 5.8 成分过冷与固溶体的生长形态
    • 5.9 共晶体的形核与生长
    • 5.10 合金铸锭(件)的组织与缺陷
  • 6 晶体的塑性变形
    • 6.1 滑移
    • 6.2 Schmid定律及其应用
    • 6.3 派-纳力
    • 6.4 孪生
    • 6.5 多晶体的塑性变形
    • 6.6 固溶体的塑性变形
    • 6.7 弥散强化
    • 6.8 冷变形金属的组织和性能
  • 7 回复与再结晶
    • 7.1 冷变形金属加热时的组织性能变化
    • 7.2 回复
    • 7.3 再结晶形核机制
    • 7.4 再结晶动力学
    • 7.5 再结晶温度及影响因素
    • 7.6 再结晶后的晶粒尺寸
    • 7.7 正常晶粒长大
    • 7.8 再结晶织构与二次再结晶
  • 8 三元相图
    • 8.1 三元相图基础
    • 8.2 均晶相图
    • 8.3 固态互不溶解的三元共晶相图
    • 8.4 固态有限互溶的三元共晶相图
    • 8.5 三相平衡和四相平衡
共晶体的形核与生长
  • 1 内容
  • 2 练习


共晶体的形核与生长 
1. 共晶体的形核


 

2. 共晶体的形态与生长 
    两相共晶体的形态与两个相的属性有关,分为以下三类:



3. 金属-金属型共晶体的生长 
    两相的S-L界面均为微观粗糙界面,生长方是均为垂直长大,所需动态过冷度均较小,生长速度相当,共晶体和液相的界面呈平面状。故两相通过S-L界面前沿原子的近程横向扩散而协同地向液相生长,形成规则的两相相间的组织。



    规则共晶体呈棒状或层片状取决于总的界面能。



    所以,当其中一相的体积为28%以下时,共晶体可能呈棒状,也可能呈层片状;反之,规则型共晶体通常为层片状。 
4. 金属-非金属型共晶体的生长 
    对不规则型共晶体,金属型相的S-L界面是粗糙的,长大方式为连续长大;而非金属型相的S-L界面是光滑的,长大方式为而为形核台阶式生长。另外,金属型相长大所需的动态过冷度较小,而非金属型相长大所需的动态过冷度较大。 
    故金属型相通常长大速度较快并超前而“自由”生长,共晶体的前沿不规则,共晶体的形貌多样化。


5. 先共晶相的形态 
    先共晶相的形态主要取决于他的属型: 
    金属型:树枝状 
    非金属型:规则多面体或其它形状