1、材料科學(xué)基礎(chǔ)概念解釋熱塑性聚合物這種聚合物當(dāng)加熱時變軟冷卻時變硬。所以當(dāng)這種顆粒壯的物質(zhì)處于軟態(tài)時能夠由模具成型或擠壓成型。熱固型聚合物這種聚合物一旦由化學(xué)作用固化或硬化, 再進(jìn)行加熱時將不能變軟或熔化。合金 由兩種及以上元素組成的金屬材料。聚合物晶體聚合物中分子鏈排列呈周期與重復(fù)的原子排列, 這樣的聚合物稱為聚合物晶體。點(diǎn)缺陷 一種僅波及一個或數(shù)個原子的晶體缺陷。正常價化合物在離子化合物中 , 正、負(fù)離子的比例嚴(yán)格遵守化學(xué)公式定義的化合價關(guān)系。自間隙原子處于自身晶格間隙中的原子或離子。缺陷對完美性的偏離 , 在材料科學(xué)領(lǐng)域中通常指晶體材料中原子/ 分子在排列順序 / 連續(xù)性上的偏離。弗侖克爾

2、缺陷在離子固體中的陽離子- 空位對與陽離子 - 間隙原子對。空位擴(kuò)散一種擴(kuò)散機(jī)制 , 此時原子的凈遷移就是從晶格節(jié)點(diǎn)位置遷移到相近的空位中。肖脫基缺陷在離子晶體中的一種缺陷結(jié)構(gòu), 它就是由一個陽離子空位與一個陰離子空位組成的空位對?？瘴?一個缺失原子或離子的晶格節(jié)點(diǎn)位置。固溶體包含兩種或兩種以上元素的均勻單相, 固溶體可以以置換固溶體或間隙固溶體的形式存在。置換固溶體溶質(zhì)原子取代或代替溶劑原子而形成的固溶體。間隙擴(kuò)散一種擴(kuò)散機(jī)制 , 此時原子的運(yùn)動就是從晶格間隙位置遷移到另一個相近的間隙位置。間隙固溶體相對尺寸較小的溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑或晶格原子之間間隙位置所形成的固溶體。柏氏矢量表示位錯引起晶格

3、畸變程度與方向的矢量。固溶體強(qiáng)化由于形成固溶體的合金化過程引起的金屬硬化與強(qiáng)化, 其機(jī)制就是異類原子的存在限制了位錯的可動性。固溶處理(均勻化退火 ) 讓沉淀物融解而形成固溶體的熱處理過程、通常情況下, 從固溶處理溫度下快速冷卻, 形成室溫下亞穩(wěn)態(tài)過飽與固溶體。晶粒長大在多晶體材料中晶粒平均尺寸的增加, 對大多數(shù)材料來說 , 這需要在一定溫度下進(jìn)行熱處理。位錯晶體材料中的線狀缺陷, 在其附近 , 原子發(fā)生錯排。在外加切應(yīng)力作用下位錯的運(yùn)動可以導(dǎo)致晶體材料的塑性變形、可能存在的位錯類型有刃型位錯、螺型位錯與混合型位錯。刃型位錯一種一維線型晶體缺陷, 形態(tài)上可就是描述為晶體中存在的多余半原子面的末

4、端附近區(qū)域所形成的原子錯排組態(tài), 刃型位錯的柏氏矢量垂直與其位錯線。螺型位錯一種一維線型晶體缺陷, 形態(tài)上可就是描述為當(dāng)相互平行的相鄰晶面之間依次錯粘合在一起形成的螺旋型斜面的中心線區(qū)域所形成的原子錯排組態(tài), 螺型位錯的柏氏矢量平行與其位錯線。混合位錯同時含有刃型分量與螺型分量的位錯。位錯密度在單位體積材料中包含位錯的長度,或者說在材料內(nèi)部任意單位截面上位錯線的根數(shù)。晶界 把兩個相鄰具有不同晶體學(xué)取向的晶粒分離開的界面。位錯線刃型位錯中多余半原子面邊緣的連線, 或者螺型位錯中錯排螺旋的中心軸線。晶粒 金屬或陶瓷多晶體中的一個單獨(dú)的小晶體。顯微組織在顯微鏡下觀察到的某合金的結(jié)構(gòu)特征( 例如 :

5、晶粒與相的組織結(jié)構(gòu)特征 ) 。顯微組織照片在顯微鏡下拍攝 , 記錄顯微組織結(jié)構(gòu)形態(tài)的照片。擴(kuò)散固體中原子 , 或分子等 , 通過熱運(yùn)動而發(fā)生長程遷移, 或宏觀物質(zhì)傳輸現(xiàn)象。這里所談的原子遷移, 在就是指固體中原子脫離它原來的平衡位置躍遷到另一平衡位置的位移。從產(chǎn)生擴(kuò)散的原因來瞧, 原子的遷移主要分為兩大類, 一類稱為化學(xué)擴(kuò)散, 它就是由于擴(kuò)散物質(zhì)在固體中分布不均勻、在化學(xué)濃度梯度的推動下產(chǎn)生的擴(kuò)散; 另一類稱為自擴(kuò)散, 它就是在沒有化學(xué)濃度梯度情況下, 僅僅由于熱振動而產(chǎn)生的擴(kuò)散。自擴(kuò)散現(xiàn)象只有采用放射性同位素技術(shù)才能察覺。此外, 還有應(yīng)力場、熱場與電場等所引起的擴(kuò)散。擴(kuò)散通量單位時間內(nèi)通過一

6、個垂直與擴(kuò)散方向上單位橫截面積內(nèi)的通過物質(zhì)量。擴(kuò)散系數(shù)Fick第一定律中 , 擴(kuò)散通量與濃度梯度之間的比例系數(shù)。其量級表示了原子擴(kuò)散的速度。菲克第一定律 , 擴(kuò)散第一定律擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比例。這種關(guān)系被用于描述穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。菲克第二定律 , 擴(kuò)散第二定律濃度對時間的變化率成正與濃度對距離的二階導(dǎo)數(shù)。這種關(guān)系被用于描述非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散擴(kuò)散組元既沒有凈堆積也沒有凈虧空的擴(kuò)散過程就是穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。也可以描述為: 擴(kuò)散通量與時間無關(guān)的擴(kuò)散過程就是穩(wěn)材料科學(xué)基礎(chǔ)概念解釋定態(tài)擴(kuò)散。非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散擴(kuò)散過程中 , 擴(kuò)散組元存在凈堆積或凈虧空的擴(kuò)散過程就是非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。也可以描述為: 擴(kuò)散通量與時間有關(guān)

7、的擴(kuò)散過程就是非穩(wěn)定態(tài)擴(kuò)散。自擴(kuò)散純金屬中的原子遷移過程?；U(kuò)散一種金屬中的原子向另一種金屬中的擴(kuò)散叫互擴(kuò)散, 又稱為雜質(zhì)擴(kuò)散。空位擴(kuò)散一種擴(kuò)散機(jī)制 , 這時候原子的凈遷移過程就是從晶格結(jié)點(diǎn)位置移動到鄰近的空位中。激活能開動某一反應(yīng)或過程, 例如擴(kuò)散過程 , 所需要的能量。間隙擴(kuò)散晶體擴(kuò)散機(jī)制的一種。間隙原子由一個間隙位置遷移至鄰近的間隙位置所構(gòu)成的擴(kuò)散。滲碳從周圍環(huán)境中向鐵基合金表面擴(kuò)散碳, 從而使其表面碳濃度提高的工藝過程。滯彈性應(yīng)力施加后 , 大多數(shù)工程材料彈性形變都會持續(xù), 并且撤去加載 , 樣品的完全回復(fù)也需要一定的時間。這種與時間相關(guān)的彈性行為稱為滯彈性。設(shè)計(jì)應(yīng)力對于靜態(tài)條件以及延

8、展性材料的情況下, 設(shè)計(jì)應(yīng)力 d 就是計(jì)算的應(yīng)力c( 即估算的最大載荷) 乘以一個設(shè)計(jì)因子N, 即 d= N c, 其中 N 大于 1。彈性形變應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系的形變稱為彈性形變。彈性形變就是非永久性的, 即撤去加載后 , 樣品可恢復(fù)初始的形狀。彈性回復(fù)彈性回復(fù)就是指當(dāng)樣品所受應(yīng)力撤銷后, 其完全回復(fù)到初始形狀的現(xiàn)象。延伸度延伸度就是指材料在斷裂時發(fā)生的塑性形變程度的量度。彈性體彈性體就是聚合物的一個種類 ,它的應(yīng)力應(yīng)變曲線表明其變形就是完全彈性的, 即很低的應(yīng)力變化就會產(chǎn)生很大的可回復(fù)應(yīng)變。工程應(yīng)變工程應(yīng)變由方程= (li-l0)/l0 =l/l0定義 , 這里 l0 就是樣品加載前的初

9、始長度 ,li 就是加載瞬間的長度, 有時 li-l0也用l 來表示 , 即代表與初始長度相比較 , 某一時刻樣品形變的延長率或長度的變化。工程應(yīng)變就是沒有單位的?？箯潖?qiáng)度對脆性陶瓷材料來說, 抗彎強(qiáng)度即為橫向彎曲試驗(yàn)中樣品斷裂時的應(yīng)力。工程應(yīng)力工程應(yīng)力的定義為= F/A0, 這里 F 就是加載在垂直樣品橫截面的瞬間載荷, 單位為牛頓 ,A0 就是加載前樣品的初始橫截面積( 單位 m2), 工程應(yīng)力單位為 MPa。彈性模量大多數(shù)金屬在較低的拉力作用下, 應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系 , 可表達(dá)為 = E , 這就就是胡克定理 , 比例常數(shù) E(GPa)就就是彈性模量 , 或楊氏模量。塑性形變當(dāng)材料的形

10、變超出彈性形變發(fā)生的范圍, 其應(yīng)力將不再與應(yīng)變成正比 , 永久的、不可回復(fù)的形變發(fā)生 , 即為塑性形變。彈性彈性就是指材料在彈性形變中吸收能量的能力。抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度就是指樣品可能承受的最大拉伸應(yīng)力。真應(yīng)變真應(yīng)變 T 的定義為 T=ln(li/l0),其中 l0就是樣品加載前的初始長度,li就是瞬間長度。硬度硬度就是材料抵抗局部塑性形變的量度。真應(yīng)力真應(yīng)力 T 定義為形變發(fā)生時 , 載荷 F 與瞬間橫截面積Ai 的比值 , 或者 T = F/Ai 。韌性韌性就是指材料在斷裂前所能吸收能量的量度.冷加工、冷變形金屬在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的塑性變形。臨界剪切分切應(yīng)力使得晶體開始滑移所需要的純剪切應(yīng)力

11、, 在某一特定滑移面與滑移方向上的分量。位錯密度材料單位體積內(nèi)的位錯線的總長度, 或者在一個隨機(jī)切面上的單位面積內(nèi)切斷的位錯根數(shù)?；?位錯移動導(dǎo)致的塑性變形或兩個相鄰原子面的剪切位移?；貜?fù)冷塑性變形金屬釋放其部分應(yīng)變能的過程叫回復(fù), 通常采用熱處理的方法。加工硬化塑性材料于再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行塑性變形引起的硬度與強(qiáng)度升高現(xiàn)象。晶粒長大多晶體材料中晶粒尺寸的增大, 對大多數(shù)材料來說 , 晶粒長大只在升高溫度加熱的時候發(fā)生。屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度就是指塑性形變開始發(fā)生時的應(yīng)力。再結(jié)晶在冷塑性變形材料的內(nèi)部生成等軸狀新晶粒的過程叫再結(jié)晶, 通常發(fā)生于再結(jié)晶退火熱處理過程中。屈服金屬的屈服就是指塑性或者永久

12、形變開始發(fā)生的現(xiàn)象。再結(jié)晶溫度對于某種合金 , 在大約一小時的時間里 , 完成再結(jié)晶所需的最低溫度、粘性 剪切應(yīng)力數(shù)值與其產(chǎn)生應(yīng)變速率的比值叫粘性, 用來衡量非晶材料抵抗永久變形的能力。材料科學(xué)基礎(chǔ)概念解釋滑移系滑移面與該面上一個滑移方向的組合稱為一個滑移系, 晶體滑移 ( 如位錯的移動 ) 可以沿該系統(tǒng)發(fā)生。延性 / 韌性斷裂一種伴隨大量塑性變形的斷裂方式。固溶強(qiáng)化由于合金化形成固溶體而導(dǎo)致的材料硬化與強(qiáng)化, 實(shí)質(zhì)在于溶質(zhì)原子對位錯運(yùn)動的阻礙作用。脆性斷裂通過快速裂紋擴(kuò)展發(fā)生斷裂 , 沒有明顯的宏觀變形。穿晶斷裂多晶材料裂紋穿過晶粒擴(kuò)展而斷裂。沿晶斷裂多晶材料裂紋沿著晶界擴(kuò)展而斷裂。平面應(yīng)變

13、在斷裂力學(xué)中重要的條件 , 對于拉伸載荷 , 在垂直于應(yīng)力軸與裂紋擴(kuò)展的方向上均為零應(yīng)變。該條件存在于厚板, 零應(yīng)變方向垂直于板面。厚度方向無應(yīng)變, 可以有應(yīng)力。沖擊功 ( 缺口韌性 ) 標(biāo)準(zhǔn)尺寸及形狀的試件受到快速沖擊載荷時, 斷裂過程中所吸收能量的度量。采用擺錘式或懸臂梁式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)來測量該參數(shù)。在評定材料的塑性 - 脆性轉(zhuǎn)變行為方面很重要。延性 - 脆性轉(zhuǎn)變體心立方合金隨著溫度的降低表現(xiàn)出從延性到脆性行為的轉(zhuǎn)變。該轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度范圍可以通過擺錘式或懸臂梁式?jīng)_擊實(shí)驗(yàn)來確定。疲勞強(qiáng)度對應(yīng)某一特定循環(huán)次數(shù) , 材料能承受而不失效的最大應(yīng)力水平。疲勞極限對疲勞而言 , 最大應(yīng)力幅值水平 , 低于該

14、值材料可以承受無限次應(yīng)力循環(huán)而不失效。疲勞壽命 (Nf )在某一指定應(yīng)力幅值下, 引起疲勞失效的應(yīng)力循環(huán)總數(shù)。疲勞 在相對低的應(yīng)力水平下, 承受交變與循環(huán)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的失效。蠕變承受應(yīng)力時依賴于時間發(fā)生的永久性變形, 對大多數(shù)材料而言只在高溫下重要。腐蝕疲勞由循環(huán)應(yīng)力與化學(xué)腐蝕同時作用導(dǎo)致的一類失效。表面硬化通過滲碳或滲氮方法使鋼件的外表面或“表面”硬化, 用于改善耐磨性與抗疲勞性。熱疲勞一種疲勞失效類型 , 循環(huán)應(yīng)力就是由于交變熱應(yīng)力引起的。應(yīng)力強(qiáng)度因子 (K)斷裂力學(xué)中使用的一個因子 , 說明裂紋尖端處的應(yīng)力強(qiáng)度。奧氏體具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)的鐵?-Fe, 也就是碳溶解于 ?-Fe 所形成的間隙

15、固溶體。滲碳體鐵與碳形成的化合物Fe3C叫做滲碳體 , 它的含碳量為6、 67%鐵素體具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)的鐵?-Fe, 同樣碳溶于 ?-Fe 中的間隙固溶體稱為鐵素體。共晶反應(yīng)隨著冷卻過程 , 一個液相等溫可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€緊密混合的新固相的反應(yīng)。過共析合金 可得到共析反應(yīng)的合金體系 ,此合金中溶質(zhì)的濃度大于共析成分。共析反應(yīng)隨著冷卻過程 , 一個固相等溫可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€緊密混合的新固相的反應(yīng)。亞共析合金 可得到共析反應(yīng)的合金體系 ,此合金中溶質(zhì)的濃度小于共析成分。珠光體由共析成分的奧氏體轉(zhuǎn)變而得到的在一些鋼與鑄鐵中出現(xiàn)的兩相顯微結(jié)構(gòu), 就是由 ?- 鐵素體與滲碳體交互形成的層狀或片狀組成。固

16、相線在相圖中 , 連接平衡冷卻條件下完成凝固或者平衡加熱條件下開始熔化之點(diǎn)的軌跡線。普通碳鋼碳為主要合金元素的鐵合金。合金鋼含有顯著的合金元素( 除了 C 與殘余的 Mn, Si,S 與 P)濃度的鐵合金 ( 或者鐵基 ) 。這些合金元素的加入增加力學(xué)與耐蝕性能。貝氏體鋼與鑄鐵中發(fā)生的奧氏體的轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。珠光體與馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生的溫度區(qū)間產(chǎn)生貝氏體。貝氏體的顯微結(jié)構(gòu)由?- 鐵素體與精細(xì)分散的滲碳體組成。固溶熱處理通過溶解沉淀粒子而形成固溶體的過程。加熱狀態(tài)下快速冷卻, 導(dǎo)致固溶體在外界環(huán)境條件下通常處于過飽與且亞穩(wěn)狀態(tài)。磨料硬且耐磨的材料 ( 通常為陶瓷 ), 用于磨損、研磨或切削其她材料。粘合劑

17、能粘結(jié)兩種其她材料表面的物質(zhì)( 稱之為粘附體 ) 。合金鋼除了碳與剩余的Mn、Si 、S、 P 以外 , 含有適量合金元素的鐵基合金。這些合金元素通常用于改善力學(xué)與耐腐蝕性能。青銅富銅的銅 - 錫合金。也可以就是鋁青銅、硅青銅、鎳青銅。煅燒 一種固體材料分解形成一種氣體與另一種固體的高溫反應(yīng)。它就是生產(chǎn)水泥的一道工序。鑄鐵通常為一種鐵基合金, 其含碳量高于共晶溫度下在奧氏體中的最大溶解度。大多數(shù)工業(yè)鑄鐵含有3、0-4 、5% C 與 1-3% Si 。水泥一種物質(zhì) ( 通常為陶瓷 ), 通過化學(xué)反應(yīng)使顆粒料成為粘合結(jié)構(gòu)。用水泥, 化學(xué)反應(yīng)就是一種水合作用。黃銅富銅的銅 - 鋅合金。材料科學(xué)基礎(chǔ)

18、概念解釋反玻璃化玻璃 ( 非晶的或玻璃質(zhì)固體 ) 轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的一種工藝。球墨鑄鐵一種用硅與少量鎂與 / 或鈰合金化的鑄鐵。其自由石墨呈球狀存在。泡沫塑料通過加入氣泡制成多孔的( 像海綿一樣的 ) 高分子?；诣T鐵一種用硅合金化的鑄鐵, 其石墨以片狀存在。斷面呈灰色。高強(qiáng)度低合金鋼強(qiáng)度較高、合金元素總量低于10%的低碳鋼。玻璃陶瓷一種晶粒細(xì)小的晶體陶瓷材料 , 先制成玻璃 , 隨后做反玻璃化 ( 或晶體化 ) 處理。液晶高分子一組高分子材料 , 具有拉長的棒狀的分子 , 就結(jié)構(gòu)而言 , 不屬于傳統(tǒng)的液體、非晶體、晶體或半晶體類型。用于數(shù)顯, 大量用于電子與醫(yī)療設(shè)備行業(yè)?？慑戣T鐵把白口鐵進(jìn)行熱處理使

19、滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)閳F(tuán)絮狀石墨, 成為韌性較好的鑄鐵。纖維任何高分子、金屬或陶瓷被拔成細(xì)長的絲都就是纖維。非鐵合金鐵不就是主要組成的金屬合金。碳素鋼碳為主要合金元素的鐵基合金。白口鐵一種低硅很脆的鑄鐵 , 碳以滲碳體的化合形式存在, 斷面呈白色。塑料主要組分為大分子量的有機(jī)高分子的固體材料。還含有添加劑, 例如 , 填充劑、可塑劑、防燃劑及類似物質(zhì)。鐵基合金鐵為主要組成的金屬合金。不銹鋼在很多環(huán)境中都耐腐蝕的一種鋼合金。主加合金元素為鉻, 其含量至少為 11%,也可能加入其她合金, 包括鎳與鉬。結(jié)構(gòu)粘土制品主要用粘土制造的陶瓷產(chǎn)品 , 用于建筑結(jié)構(gòu) ( 如磚、瓦、管道 ) 。耐火材料在極高溫度下不會快