发布时间 : 星期六 文章材料科学基础笔记1 - 图文更新完毕开始阅读5efd28c5d5bbfd0a79567347
短。
（3）晶体结构
a.致密度小的晶体扩散系数大
b.扩散元素在固溶体中的溶解度不同，导致浓度梯度不同，则扩散速率也不同
c.晶体的各向异性 一般晶体的对称性越低，扩散各向异性越显著 （4）晶体缺陷
当温度高于700℃时，多晶体的扩散系数和单晶体的扩散系数基本相同；但当温度低于700℃时，多晶体的扩散系数明显大于单晶体扩散系数，晶界扩散的作用就显示出来了。
晶界，表面，位错等对扩散骑着快速通道的作用，这是由于晶体缺陷处点阵畸变较大，原子处于较高的能量状态，易于跳跃，故各种缺陷处的扩散激活能均比晶内扩散激活能小，加快了原子的扩散。
（5）化学成分
一般通过影响三个因素来影响扩散系数，即原子间结合力、溶质的浓度、第三组元。
熔点越低，扩散越快。晶粒细，晶界多，扩散快。合金的互扩散速率往往都大于纯组元的自扩散系数。离子键晶体和共价键晶体中扩散速率小于金属键晶体中的扩散速率。固溶体中组元尺寸相差越大，扩散激活能越大，扩散系数越小，组元间亲和力越强（电负性差越大），扩散系数越小。
（6）应力的作用
如果合金内部存在着应力梯度，应力就会提供原子扩散的驱动力，那么，即使溶质分布是均匀的，也可能出现化学扩散现象。
10.反应扩散（考概念）
当某种元素通过扩散，自金属表面向内部渗透时，若该扩散元素的含量超过集体金属的溶解度，则随着扩散的进行会在金属表层形成中间相（也可能是另一种固溶体），这种通过扩散形成新相的现象称为反应扩散（相变扩散）。 第五章 材料的形变和再结晶
重点：滑移、滑移线、滑移带、滑移系的概念，临界分切应力的计算、多系滑移的概念、点阵阻力的计算、滑移孪生的异同点、霍尔佩奇公式、固溶强化、屈服现象与应变时效、柯氏气团、屈服现象的物理本质、弥散强化、形变织构和纤维组织的区别、回复再结晶以及晶粒长大的概念，特征以及驱动力、退火加热过程中的性能变化、回复和再结晶机制
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1.弹性变形是塑性变形的先行阶段，而且在塑性变形中还伴随着一定的弹性变形。弹性变形的本质：原子处于平衡位置时，其原子间距为r0，势能U处于最低位置，相互作用力为零，这是最稳定的状态，当原子受力后将偏离其平衡位置，原子间距增大时将产生引力；原子间距减少时将产生斥力，这样，外力去除后，原子都会恢复其原来的平衡位置，所产生的变形便完全消失。
2.胡克定律
3.弹性模量代表着原子离开平衡位置的难易程度，是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量，正因为弹性模量反映原子间结合力，故它是组织结构不敏感参数。对晶体材料而言，其弹性模量是各向异性的，在单晶体中，不同晶向上的弹性模量差别很大，沿着原子最密排的晶向弹性模量最高，而沿着原子排列最疏的晶向弹性模量最低，多晶体因各晶粒在任意取向，总体呈各向同性。工程上，弹性模量是材料刚度的度量，表征材料抵抗弹性变形的能力。
4.弹性的不完整性
（1）包申格效应：材料经预先加载产生少量塑性变形（小于4%），而后同向加载则弹性极限增高，反向加载时则弹性极限下降。
（2）弹性后效: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称为弹性后效或滞弹性。
（3）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。
弹性滞后，表明加载时消耗的材料的变形功大于卸载时材料恢复所释放的变形功，多余的部分被材料内部消耗——内耗
5.黏弹性
所谓黏性流动是指非晶态固体和液体在很少外力作用下，会发生没有确定形状的流变，并且在外力去除后，形变不能回复。
6.单晶体的塑性变形 （1）滑移
a.当外力超过晶体的弹性极限后，晶体中就会产生层片之间的相对滑移，大量的层片间滑动的累积就构成晶体的宏观塑性变形。
b.将经良好抛光的单晶体金属棒试样进行适当的拉伸，使之产生一定的塑性变形，即可在金属棒表面见到一条条的细线——滑移带。
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c.在宏观及金相观察中看到的滑移带并不是简单的一条线，而是由一系列相互平行的更细的线所组成的——滑移线。
d.塑性变形时位错只沿着一定的晶面和晶向运动，这些晶面和晶向分别为“滑移面”、“滑移方向”。滑移面和滑移方向往往是金属晶体中原子排列最密的晶面和晶向，这是因为原子密度最大的晶面其面间距最大，点阵阻力最小，因而容易沿着这些面滑移，最密排方向上的原子间距最短，即位错b最小。
e.一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来称为一个滑移系。晶体中的滑移系越多，滑移过程可能采取的空间取向越多，滑移便容易进行，塑性越好。fcc（12个） bcc（48个） hcp（3个）
f.只有当外力在某一滑移系中的分切应力达到一定临界值时，该滑移系方向可首先发生滑移，该分切应力称为滑移的临界分切应力。（计算重要）
当滑移面与外力方向平行，或者是滑移方向与外力方向垂直的情况下，不可能产生滑移；当滑移方向位于外力方向与滑移面法线所组成的平面上，且ψ=45°时，取向因子最大，屈服强度最小，即以最小的拉应力就能达到发生滑移所需的分切应力值。
取向因子大的——软取向 取向因子小的——硬取向
临界分切应力其数值与晶体的类型、纯度以及温度等因素有关，还与该晶体的加工和处理状态，变形速度有关。
g.单晶体滑移时，除滑移面发生相对位移外，往往伴随晶面的转动，对于只有一组滑移面的hcp，这种现象尤为明显，力求使滑移方向转至最大分切应力方向。拉伸使滑移面趋向于平行轴，晶体受压变形时也要发生晶面转动，但转动的结果是使滑移面逐渐趋于与压力轴相垂直。
h.多系滑移：滑移首先在取向最有利的滑移系中进行，但由于变形时晶面转动的结果，另一组滑移面上的分切应力也可能逐渐增加到足以发生滑移的临界值以上，于是晶体的滑移就可能在两组或更多的滑移面上同时进行或交替进行。对于具有较多滑移系的晶体而言，除多系滑移外，还常可发生交滑移现象，即在两个或多个滑移面，沿着某个共同的滑移方向同时交替滑移。（重要）
i.位错运动的阻力：点阵阻力（派纳力），它相当于在理想的简单立方晶体中，使一刃型位错运动所需的临界分切应力。（计算重要）
位错宽度越大，派纳力越小，这是因为位错宽度表示位错所导致的点阵严重畸变区得范围，位错宽度越大，则位错周围的原子就能比较接近于平衡位置，点
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阵的弹性畸变能低，故位错移动时其他原子所作相应移动的距离较小，产生的阻力也较小。d越大，b越小，即滑移面的面间距越大，位错强度越小，则派纳力越小，因而也越容易滑移。
（2）孪生——塑性变形的另一种形式，晶体对称度越低，越易发生孪生。 a.切变并未使晶体的点阵类型改变，但它却使均匀切变区中的晶体取向发生变更，变为与未切变区晶体呈晶面对称的取向，这种变形称为孪生。变形与未变形的两部分合称为孪晶，均匀切变与未切变区的分界面称为孪晶界，发生均匀切变的那组晶体称为孪晶面，孪晶面的移动方向为孪生方向。
b.孪生的特点（与滑移作比较，很重要）
孪生使一部分晶体发生了均匀的切变，而滑移是不均匀的只集中在一些滑移面上。
孪生后晶体变形部分与未变形部分成晶面对称关系，位向发生改变，晶体点阵类型并未改变，滑移后晶体各部分的位向并未改变。
孪生变形原子位移往往小于原子间距，而滑移往往是原子间距的整数倍。 孪生比滑移的临界分切应力大的多。只有在滑移受阻时，应力才可能累积起孪生所需的数值，导致孪生变形，孪晶的萌生通常发生于晶体中应力高度集中的地方（晶界），但孪晶在萌生的长大所需应力相对小，长大速度快。
滑移的变形大。 孪生形成浮凸
滑移的变形机制一般是全位错运动的结果，孪生使不全位错运动的结果。 （3）扭折
若继续增大压力，则为了使晶体的形状与外力相适应，当外力超过某一临界值时晶体将会产生局部弯曲，这种变形方式为扭折。扭折是一种协调性变形，它能引起应力松弛，使晶体不致断裂，有可能使该区域的滑移系出于有利取向，从而产生滑移。
7.多晶的塑性变形
多晶的塑性变形除滑移和孪生之外，还有晶界滑动和迁移，以及点缺陷的定向扩散，如在高温下的扩散蠕变等。
（1）晶粒取向的影响
主要表现在各晶粒变形过程中的相互制约和协调性。每个晶粒不只是在取向最有利的单滑移系进行滑移，还必须在几个滑移系，其中包括取向并非有利的滑
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