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材料科学基础名词专辑
名词解释专项
第2章固体结构
晶体：
原子或分子在三维空间中按一定规律作周期性排列的固体。
非晶体：
原子在三维空间中散乱分布或仅有局部区域为短程有序排列。
区别：
晶体熔化时具有固定的熔点，非晶体无固定熔点，存在一个软化温度范围；晶体具有各向异性，非晶体具有各向同性。
晶体结构（14）：
晶体结构即晶体的微观结构，是指晶体中实际质点（原子、离子或分子）的具体排列情况，基本特征是原子（或分子、离子）在三维空间呈周期重复排列，存在长程有序。
空间点阵（13、14）：
将晶体中每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之为阵点。
由周围环境相同的阵点在空间排列的三维列阵称为空间点阵。
区别：
空间点阵是晶体中质点排列的几何抽象，用以描述及分析晶体结构的对称性及周期性，由于各阵点的周围环境相同，故它只能有14种类型；而晶体结构是指晶体中实质质点的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此，实际存在的晶体结构是无限的。
晶格：
描述晶体中原子排列规律的空间格架。
晶胞：
晶格中选取的一个完全反映晶格特征的最小单元。
配位数：
晶体结构中与任一原子最近的原子的数目。
致密度：
单位晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比。
晶向族：
原子排列相同但空间位向不同的所有晶向。
晶面族：
原子排列相同但空间位向不同的各组晶面。
固溶体（16）：
以某一组元为溶剂，在晶体点阵中溶入其它原子（溶质原子）所形成的均匀混合的固态熔体，它保持着溶剂的晶体结构类型。
置换固溶体：
当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。
间隙固溶体（15）：
溶质原子分布于溶剂晶格间隙的固溶体。
金属间化合物（中间相）（16）：
金属与金属，金属与类金属之间形成的化合物称为金属间化合物。
由于它们常处在相图的中间位置，又称为中间相。
正常价化合物：
符合原子价规则的化合物。
电负性差越小，化合物越不稳定。
电子化合物：
按照一定电子浓度值形成的化合物，不遵守化合价规律。
间隙相与间隙化合物（15）：
原子半径较小的非金属元素与金属元素可形成间隙相或间隙化合物。
这主要取决于非金属（X）和金属原子（M）半径的比值，rX/rM<0.59时，形成间隙相，反之形成间隙化合物。
固溶强化：
固溶体中由于溶质原子的溶入，使固溶体的强度硬度升高。
有序强化：
有序状态固溶体的强度高于无序状态。
第3章晶体缺陷
点缺陷：
在晶体晶格结点上或邻近区域偏离其正常结构的一种缺陷，特征是三个方向尺寸都很小，不超过几个原子间距。
线缺陷：
特征是缺陷在两个方向上尺寸很小，而第三个方向上的尺寸很大，甚至可以贯穿整个晶体。
面缺陷：
特征是特征是缺陷在一个方向上尺寸很小，而其余两个方向上的尺寸很大。
肖脱基空位：
脱位原子进入其他空位或迁移至晶界或晶体表面而形成的空位。
弗兰克尔空位：
脱位原子挤入晶格结点的间隙中所形成的空位。
空位形成能：
在晶体内取出一个原子放在晶体表面所需的能量.
热平衡缺陷：
由于热起伏而促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷。
过饱和点缺陷：
晶体中点缺陷的数量超过了其平衡浓度。
刃型位错（14）：
滑移方向垂直于位错线，且平行于柏氏矢量，它像一把刀刃插入晶体中，使此处上下两部分产生原子错排。
螺型位错（14）：
滑移方向平行于位错线，且平行于柏氏矢量，位错线附近的原子是按螺旋形式排列的。
位错的滑移：
在外加切应力作用下，通过位错中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地做少量位移而实现。
位错的攀移：
只有刃型位错才能发生攀移，即位错线垂直于滑移面方向上运动。
堆垛层错（16）：
实际晶体结构中，密排面的正常堆垛顺序有可能破坏和错排，称为堆垛层错。
全位错：
柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错。
不全位错（16）：
柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错。
晶界：
属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面
亚晶界：
每个晶粒有时由若干个亚晶粒组成，相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界。
孪晶：
两个晶体或一个晶体两部分沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为孪晶。
孪晶界（15）：
孪晶的共晶面。
共格孪晶界：
孪晶面上的原子同时位于两个晶体点阵的结点上，为两个晶体共有。
非共格孪晶界：
孪晶界上只有部分原子为两部分晶体所共有，原子错排较严重。
相界（15）：
具有不同结构的两相的分界面。
共格相界：
是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的，界面上的原子为两者共有。
半共格界面：
若两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全的一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面的弹性应变能，这时界面上两相原子部分地保持匹配，这样的界面称为半共格界面或部分共格界面。
非共格相界：
两相在相界面上的原子排列相差很大，即错配度很大。
第4章原子及分子运动
化学扩散：
扩散是由于浓度梯度所引起的
自扩散：
不依赖浓度梯度，而仅由热振动而引起的扩散。
上坡扩散：
物质从低浓度区到高浓度区扩散。
反应扩散（相变扩散）（15）：
通过扩散使固溶体内的溶质组元超过固溶极限而不断生成新相的扩散过程。
空位扩散：
在自扩散和涉及置换原子的扩散过程中，原子可离开其点阵位置，跳入邻近的空位，这样就会在原来的点阵位置产生一个新的空位。
当扩散继续，就产生原子与空位两个相反的迁移流向，称为空位扩散。
稳态扩散（15）：
在扩散系统中，任一体积元任一时刻，流入的物质量与流出的物质量相等，即任一点的浓度不随时间变化。
间隙机制：
原子通过晶格间隙之间的跃迁实现扩散。
空位机制：
原子通过与近邻空位交换位置而实现原子迁移扩散，适用于置换型固溶体中原子的扩散。
柯肯达尔（Kirkendall）效应（考过）:
在置换型固溶体中，由于两种原子由不同的速度相对扩散而造成标记面飘逸的现象。
扩散激活能：
必须由额外的能量来克服能垒才能实现原子从一个平衡位置到另一个平衡位置的基本跃迁，这部分能量被称为扩散激活能。
第5章材料的形变和再结晶
包申格效应：
材料经预先加载少量塑性变形，而后同向加载则弹性极限升高，反向则下降。
弹性后效（滞弹性）：
在弹性极限范围内，应变滞后于外加应力，并和时间有关的现象。
弹性滞后：
由于应变落后于应力，在应力应变曲线上使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线，称之为弹性滞后。
粘弹性：
一些非晶体，有时甚至多晶体，在比较小的应力时可以同时变现出粘性和弹性。
滑移:
晶体一部分相对另一部分沿着晶面发生的平移滑动。
孪生：
在切应力作用下，晶体的一部分沿一定晶面和一定晶向相对于另一部分作均匀的切变，从而形成孪晶所产生的变形。
临街分切应力：
当切应力达到某一值时，滑移才能开动。
多滑移：
在多个滑移系上同时或交替进行的滑移。
交滑移：
晶体两个或多个不同滑移面上沿同一滑移方向进行的滑移。
固溶强化：
当合金由单相固溶体构成时，随溶质原子含量的增加，其塑性变形抗力大大提升，变现为强度硬度不断增加，塑性、韧性不断下降。
细晶强化：
多晶体的强度随晶粒细化而提高。
弥散强化：
当第二相以细小弥散的微粒均匀地分布在基体相中时，将产生显著的强化效果。
加工硬化：
金属材料经冷加工变形后，强度硬度显著提高，而塑性很快下降。
形变织构：
在塑性变形中，随着变形程度的增加，各个晶粒的滑移面和滑移方向都要向主应变方向转动，逐渐使多晶体中原来取向互不相同的各个晶粒在空间取向上呈现一定程度的规律性，这一现象称为择优取向，这种组织状态称为形变织构。
残余应力：
第一类内应力：
又称宏观残余应力，它是由工件不同部分的宏观变形不均匀性引起的，故其应力平衡范围包括整个工件。
第二类残余应力：
又称微观残余应力，由晶粒或亚晶粒间的变形不均匀性产生的，作用范围与晶粒尺寸相当。
第三类残余应力（点阵畸变）：
由于工件在塑性变形中形成大量的点阵缺陷引起的。
变形金属中绝大部分储存能用于形成点阵畸变。
回复（15）：
冷变形金属加热时，新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段。
驱动力是弹性畸变能的降低。
再结晶（15）：
冷变形金属在足够高的温度下加热时，无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程。
驱动力是变形金属经回复后未被释放的储存能。
去应力退火（回复退火）：
冷变形金属经回复后使内应力得到很大程度的消除，同时又能保持冷变形硬化的效果。
再结晶退火：
将冷变形金属加热到再结晶温度以上保温一段时间后缓慢冷却至室温，可消除冷变形金属的加工硬化效果及内应力。
退火孪晶：
经再结晶退火后出现的孪晶。
再结晶织构：
具有变形织构的金属经再结晶后的新晶粒若仍具有择优取向，称为再结晶织构。
热加工与冷加工：
将再结晶温度以上的加工称为“热加工”，把再结晶温度以下而又不加热的加工称为“冷加工”。
蠕变：
在某温度下恒定应力下所发生的缓慢而连续的塑性流变现象。
超塑性：
材料在一定条件下进行热变形，可获得伸长率达500％-2000％的均匀塑性变形，而不发生缩颈现象，材料的这种特性称为超塑性。
第6章单组元相图及纯金属的凝固
结构起伏：
液态结构的原子排列为长程无序、短程有序，并且短程有序原子集团不是固定不变的，它是一种尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏。
能量起伏：
体系中每个微小的体积实际具有的能量，会偏离体系平均水平而瞬时涨落的现象。
均匀形核：
晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外表面的影响。
非均匀形核：
新相优先在母相中的异质处形核，依附于液相中的杂质或外来表面形核。
光滑界面（14）：
固相的表面为完整的原子密排面，液、固两相截然分开，所以从微观上看是光滑的，但在宏观上往往由不同位向的小平面组成，故呈折线状。
粗糙界面（14）：
固、液两相之间的界面从微观来看是高低不平的，存在几个原子层厚度的过渡层，在过渡层中约有半数的位置为固相原子所占据。
但由于过渡层很薄，因此从宏观来看，界面显得平直，不出现曲折的小平面。
连续长大（15）：
对于粗糙界面，由于界面上约有一半的原子位置空着，故液相的原子可以进入这些位置与晶体结合起来，晶体便连续地向液相中生长，故这种长大方式为垂直长大。
螺型位错长大（15）：
若光滑界面上存在螺型位错时，垂直于位错线的表面呈现螺旋型的台阶，且不会消失。
因为原子很容易填充台阶，而当一个面的台阶被原子进入后，又出现螺旋型的台阶。
平面状长大：
晶体的生长以接近平面状向前推进，这是由于温度梯度是正的，当界面上偶有凸起部分而伸入温度较高的液体中时，它的生长速度就会减缓甚至停止，周围部分过冷度较大的就会赶上来，使凸起部分消失，这种过程使液-固界面保持稳定的平面形态。
树枝状长大：
在负温度梯度下，如果部分的相界面生长凸出到前面的液相中，则能处于温度更低的液相中，使凸出部分增大而进一步伸到液体中。
这种情况下，液-固界面就不可能保持平面状而会形成许多伸向液体的分支。
结晶潜热：
在液体向晶体结晶过程中，自由能差所产生的剩余能量将以热的形式向外界释放，该部分释放的能量即为结晶潜热。
过冷度越大，自由能差越大，结晶潜热越大。
另外，结晶时的潜热析出将补偿晶体物质向环境散热所引起的温度下降，其结果将形成一种动态平衡，可使过冷度保持不变，换句话说，在一定的环境条件下，晶体的结晶温度是不变的，结晶过程是在恒温下进行的。
第7章二元系相图和合金的凝固与制备原理
平衡凝固：
凝固过程中每个阶段都能达到平衡，在相变过程中有充分的时间进行组元间的扩散，以达到平衡相的成分。
非平衡凝固：
凝固过程偏离平衡条件。
枝晶偏析（14）：
固溶体不平衡结晶时，由于从液体中先后结晶出来的固相成分不同，结果使得一个晶粒内部化学成分不均匀，这种现象称为晶内偏析。
由于固溶体一般以树枝状方式结晶，故又称枝晶偏析。
伪共晶（13）：
在非平衡凝固条件下，某些亚晶粒或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织，这种由非共晶成分合金所得到的共晶组织称为伪共晶。
离异共晶（13）：
共晶转变中，共晶体中与初晶相同的相依附在初晶上生长，而剩下另一相则单独存在于初晶晶粒晶界处，从而使共晶组织特征消失。
这种两相分离的共晶称为离异共晶。
匀晶转变：
由液相结晶出单相固溶体的过程。
共晶转变：
具有一定成分的液相冷却到一定温度时同时结晶出两个成分不同的固相。
偏晶转变（16）：
由一个液相L1分解为一个固相和另一成分的液相L2的恒温转变。
合晶转变（16）：
是由两个成分不同的液相L1和L2相互作用形成的固相。
熔晶转变：
一个固相恒温分解为一个液相和另一个固相。
共析转变：
一个固相在恒温下转变为另外两个固相。
包析转变：
一个固相与另一个固相反应形成第三个固相的恒温转变。
脱溶转变：
固溶体常因温度降低而固溶度减小，析出第二相。
一级相变：
新、旧两相化学势相等，但化学势一次偏导数不相等的相变。
二级相变：
相变时两相化学势相等，一次偏导数也相等，但二次偏导数不等。
区域熔炼：
提纯金属时，沿棒的长度方向逐渐的从一端向另一端顺序地进行局部融化，使杂质从一端向另一端聚集。
成分过冷：
固溶体合金结晶时，在一定条件下，溶质原子在液-固前沿液相内的分布会发生变化，液相的熔点也随之改变。
将界面前沿液体中的实际温度低于溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。
第8章三元相图
直线法则：
在一定温度下三组元材料两相平衡时，材料的成分点和其两个平衡相的成分点必然位于成分三角形内的一条直线上。
中心定律：
在给定温度下三元系处于三相平衡时，合金成分点应位于三个平衡相成分点所连成的三角形重心处。
第9章材料的亚稳态
稳态：
体系自由能最低的平衡状态
亚稳态：
体系自由能高于平衡态时的一种非平衡状态。
液晶（第二章）：
某些物质在熔融态或被溶剂溶解之后，尽管失去固态物质的刚性，却获得了液体的易流动性，并保留部分晶态物质分子的各向异性有序排列，形成一种兼有晶体和液体部分性质的中间态，这种由固态向液态转化过程中存在的取向有序流体称为液晶。
非晶：
非晶是无规则排列，无周期无对称特征，没有一定晶格常数的固体材料。
玻璃：
具有玻璃化温度的非晶态固体。
玻璃与其他非晶态的区别就在于有无玻璃转变点。
准晶（16）：
不符合晶体的对称条件、但呈一定的周期性有序排列的类似于晶态的固体被称为准晶。
纳米晶：
尺寸晶粒在纳米级的多晶体。
由于晶粒极细，大量的原子位于晶粒之间的界面上。
脱溶转变（14）：
当固溶体因温度变化等而呈现过饱和状态时，将自发地发生分解过程，其所包含的过饱和溶质原子通过扩散而形成新相析出。
调幅分解（14）：
固溶体合金在一定条件下，不经过形核过程，分解为晶体结构相同，成分不同的两个相的过程。
连续脱溶：
如果脱溶是在母相中各处同时发生的，且随新相的形成母相成分发生连续变化，但其晶粒外形及位向均不改变。
局部脱溶：
连续脱溶只呈现在某一区域，优先在缺陷处形成。
不连续脱溶：
与连续脱溶相反，当脱溶一旦形成，其周围一定范围内的固溶体立即由过饱和状态变成饱和状态，并与母相原始成分形成明显分界面。
扩散型相变：
通过热激活原子运动而产生的相变，要求温度足够高，原子活动能力足够强。
非扩散型相变：
相变中原子不发生扩散，原子作有规则的近程迁移，以使点阵改组。
粘弹性现象：
塑料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性称粘弹性。
第十章材料的功能特性
能带：
对于单个原子，电子处在不同的分立能级上。
但当大量的原子构成晶体后，各个原子的能级因电子云的重叠而产生分立。
能级分立后，其最高和最低的能级之间的能量差很小，以致可近似地把电子的能量看成是连续变化的，这就变成能带。
费米能（13）：
绝对零度下自由电子的最高能级。
自由电子：
能量大于费米能的电子。
本征半导体（15）：
电行为基于高纯材料中的固有电子结构的材料。
非本征半导体（15）：
电行为受杂质原子支配的半导体。
P型半导体：
空穴浓度远大于自由电子浓度，主要由空穴导电的半导体。
N型半导体：
自由电子浓度远大于空穴浓度，主要由自由电子导电的半导体。
施主：
对于每一个弱键电子都存在单个能级，即能态，其恰位于导带底部。
每个激发事件贡献出一个单电子到导带中去，这类的杂质称为施主。
受主：
杂质原子引入一个带隙的能量，其非常接近于价带顶部。
价带中的电子受激发到杂志电子态，在价带中产生空穴。
这类杂质称为受主。
介电性：
若将某一均匀的电介质作为电容器的介质而置于其两极之间，则由于电介质的极化，将使电容器的电容量比在真空中增加若干倍。
物质的这一特性称为介电性。
极化：
在外场作用下，使电偶极矩的方向与外场一致，这种偶极方向调整过程称为极化。
热容：
材料从外部环境吸收热的能力性质，表示每提升1℃所需要的能量。
声子：
材料的振动热能是由一系列弹性波构成的，具有分布和频率的范围。
能量是量子化的，单个量子的振动能称为声子。
热应力：
因温度变化而引起的应力。
热冲击抗力：
材料承受快速冷却或快速加热时失效的能力。
软磁材料：
具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。
软磁材料易于磁化，也易于退磁。
硬磁材料：
具有高的剩磁，具有高的抗退磁能力的材料。
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