材料化学考试重点整理

7、相变类型

（1）按照人力学的观点分为一阶相变和二阶相变（或称一级、二级）

（2）从相变过程是否必须依靠原子在点阵中的扩散运动和原子位移大小分为：重建型相变、位移型相变 ①重建型相变

特点：相变中涉及大量化学键的破坏，经历了很高的势垒，相变的潜热大，相变速率小；新相与母相没有明确的位向关系，且原子近邻的拓扑关系发生显著的变化。 ②位移型相变

特点是：无化学键的破坏，势垒小，相变的潜热小或完全消失，可能是二级相变或弱一级相变；新相与母相间有明确的位向关系，且原子近邻的拓扑关系仍保持不变，相变对应的原子位移很小。

8、一阶相变动力阻力

△G总?-△GVV??S??V?，其中σ为形成单位面积的界面能，ε表示单位体能的应变能。

16π?32?*??△G总?2△G-?（△3G??）VV核心的临界尺寸为： 形成临界晶核时的形成功为：

体积的吉布斯自由能是相变的驱动力；σ和ε是相变的阻力。

9、马氏体相变：无扩散相变实质上就是马氏体相变。原子不发生随机走动的相变，这表示原不是靠热运动，

子即不是靠热能的激活跨越界面转入新相的。

基本特征：无扩散的相变；一种发生均匀点阵变形的转变；存在一个无畸变面；马氏体内有滑移或孪晶变形。

第四章

1、缺陷：实际晶体中的原子是围绕平衡位置震动的，且晶体含有结构缺陷，局部或多或少地偏离于理想的周期结构。这些偏离被称为晶体的缺陷或不完整性。

2、缺陷分类

（一）按缺陷来源进行分类

（1）热缺陷（2）掺杂缺陷（3）与环境介质交换引起的缺陷（4）外部作用 （二）按几何结构进行分类 （1）零维缺陷-点缺陷

点缺陷在各方向上的延伸都很小，属于发生在晶格中一个原子尺寸范围内的一类缺陷，亦称零维缺陷。可分为两大类：原子性缺陷、电子性缺陷。 （2）一维缺陷-线缺陷。

线缺陷只在一个方向上延伸，或称一维缺陷，如位错、点缺陷链等。位错有刃型位错、螺型位错等。 （3）二维缺陷-面缺陷。

面缺陷是晶体内部偏离周期性点阵结构的二维缺陷。两类主要的面缺陷是晶粒间界和堆垛层错，在表面、界面、晶面上。面缺陷常见的有孪晶晶界、大角晶粒间界、面心立方晶体中的相干孪晶晶界及面心立方、六方晶体中的堆垛层错等。

（4）三维缺陷-体缺陷

体缺陷指在三维方向上相对尺寸比较大的缺陷，如固体中的空洞、第二相区、气孔、畴、有序-无序区、镶嵌结构等。

以上缺陷属于结构缺陷，是没有杂质的晶体中的缺陷。

化学缺陷：由于掺入杂质，扰乱了晶体结构的严格的周期性。作为杂质的外来原子在晶体内的排布取决于它们同基质原子相对大小。两种可能的掺混方式：（a）置换式，即外来原子位于基质原子所在的格点处；（b）填隙式，即外来原子位于间隙位置。

3、点缺陷

（1）当一个原子从正常点阵位置上消失时，会产生一个空位。

（2）晶体中的原子可能挤入点阵的间隙形成另一种类型的点缺陷-间隙原子，

当额外的原子（异类原子）进入到点阵结构中并占据了一个非正常的阵点时，就形成间隙缺陷。 （3）当原子被另一种类型的原子取代时就形成置换缺陷。

化合物离子晶体的点缺陷（空位的产生——离子晶体与非离子晶体的最重要差别）

弗伦克尔缺陷：当离子从正常阵点迁移到间隙位置从而留下一个空缺，形成一种空位-间隙对的缺陷。

肖特基缺陷：离子键材料中的空位对是由于为了维持晶体中相等的正负电荷，阳离子和阴离子必须同时从点阵中消失而产生的缺陷。

4、线缺陷

位错的基本类型为:

（1）刃型位错：EF处的原子排列的对称性破坏，原子处于更高的能量状态，这列原子及其周围区域(若干个原子距离)就是晶体中的刃型位错。刃型位错的畸变发生在垂直于位错线方向上，与滑移面平行，其畸变量正好为一个原子间距。

（2）螺型位错：原子平面在位错线附近已扭曲为螺旋面，在原子面上绕着B转一周就推进一个原子间距，所以在位错线周围原子呈螺旋状分布 。螺型位错的错位平行于位错线，其错位量也是一个原子间距

5、面缺陷有各种界面、晶面、堆垛层错及孪晶等。将材料分成若干区域的边界，每个区域具有相同的晶体结构，但取向不同。

6、体缺陷：点缺陷的丛聚也导致体缺陷的形成。通常有：空洞(它是空位的3维丛聚)、沉淀物(它是间隙杂质或置换杂质或二者兼有的3维丛集)。