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凝固:是指物质有液态至固态的转变。
结晶:凝固后的固体是晶体,则称之为结晶。
近程有序:在非晶态结构中,原子排列没有规律周期性,原子排列从总体上是无规则的,但是,近邻的原子排列是有一定的规律的这就是“短程有序”
结构起伏:液态结构的原子排列为长程无序,短程有序,并且短程有序原子团不是固定不变的,它是此消彼长,瞬息万变,尺寸不稳定的结构,这种现象称为结构起伏。
能量起伏:是指体系中每个微小体积所实际具有的能量,会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。
过冷度:相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变,平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。
均匀形核:新相晶核是在母相中存在均匀地生长的,即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:新相优先在母相中存在的异质处形核,即依附于液相中的杂质或外来表面形核。
晶胚:当温度降到熔点以下,在液相中时聚时散的短程有序原子集团,就有可能形成均匀形核的“胚芽”或称晶胚。
晶核:.
亚稳相:亚稳相指的是热力学上不能稳定存在,但在快速冷却成加热过程中,由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转变为稳定相而暂时稳定存在的一种相。
临界晶粒:半径为r*的晶核称为临界晶核。
:形成临界形核所需要的功。
光滑界面:界面的平衡结构应是只有少数几个原子位置被占据,或者极大部分原子位置都被固相原子占据,及界面基本上为完整平面,这时界面呈光滑界面。
粗糙界面:界面的平衡结构约有一半的原子被固相原子占据而另一半位置空着,这是的界面称为微观粗糙界面。
温度梯度:是指液相温度随离液-固界面的距离增大而增大或降低
平面状:在正温度梯度下,纯晶体凝固时,粗糙界面的晶体其生长形态呈平面状,界面与相面等温而平行。
树枝状:在负温度梯度下,纯晶体凝固时,处于温度更低的液相中,是凸出的部分的生长速度增大而进一步伸向液体中,这种情况下液-固界面会形成许多伸向液体的分支的生长方式。
扩散
质量浓度:单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度,以符号P表示,单位为kg/m3。
密度:在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。
符号P
扩散:在固体中,其原子或分子由于热运动从一个位置不断迁移到另一个位置的现象。
自扩散:(solid-statephysics)Thespontaneousmovementofanatomtoanewsiteinacrystalofitsownspecies.
互扩散:
间隙扩散:间隙扩散是扩散原子在点阵的间隙位置之间跳迁而导致的扩散。
空位扩散:扩散原子从正常位置跳动到邻近的空位,即通过原子与空位交换位置而实现扩散。每次跳须有空位迁移与之配合。下坡扩散:溶质原子从高浓度向低浓度处扩散的过程称为下坡扩散。表明扩散的驱动力是浓度梯度而非化学位梯度。
上坡扩散:溶质原子从低浓度向高浓度处扩散的过程称为上坡扩散。
表明扩散的驱动力是化学位梯度而非浓度梯度。
稳态扩散:在稳态扩散过程中,扩散组元的浓度只随距离变化,而不随时间变化。
非稳态扩散:
扩散组元的浓度不仅随距离x变化,也随时间变化的扩散称为非稳态扩散。
扩散系数:相当于质量浓度为一时,单位时间内的扩散通量。互扩散系数:在互扩散当中,用来代替两种原子的方向相反的扩散系数D1、D2。
扩散能量:使扩散反应能够发生所需的能量。柯肯达尔效应:对于置换型溶质原子的扩散,由于溶剂与溶质原子的半径相差不会很大,原子扩散时必须与相邻原子间作置换,两者的可动性大致趋于同一数量级,因此,必须考虑溶质和溶剂原子不同的扩散速率
体扩散:物质在晶体内部的迁移过程表面扩散:是指原子、离子、分子以及原子团在固体表面沿表面方向的运动。当固体表面存在化学势梯度场,扩散物质的浓度变化或样品表面的形貌变化时
晶界扩散:是指原子沿着晶界渗入晶粒。肖脱基型空位晶体结构中的一种因原子或离子离开原来所在的格点位置而形成的空位:
肖脱基空位:在个体中晶体中,当某一原子具有足够大的振动能而使振幅增大到一定程度时,就可能克服周围原子对它的制约作用,跳离其原来位置,迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置
上而使晶体内部留下空位,称为肖脱基空位。
弗兰克尔空位:
离开平衡位置的原子挤入点阵中的间隙位置,而在晶体中同时形成相等数目的空位和间
隙原子。
晶体结构
1..晶体:原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列,有固定熔点、各向异性。
非晶体:原子没有长程的周期排列,无固定的熔点,各向同性等。
晶体结构:晶体结构是指晶体的周期性结构。即晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。
空间点阵:指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列,是人为的对晶体结构的抽象。
阵点:空间点阵中的几何点。
晶胞:在点阵中取出一个具有代表性的基本单元(最小平行六面体)作为点阵的组成单元,称为晶胞。
:三斜、单斜、正交、六方、菱方、四方、立方等7类。
:即简单三斜、简单单斜、底心单斜、简单正交、底心正交、体心正交、面心正交、简单六方、简单菱方、简单四方、体心四方、简单立方、体心立方、面心立方。
晶向指数:表示着所有相互平行、方向一致的晶向。可用[uvw]表示。
晶面指数:代表着一组相互平行的晶面。可用(hkl)表示。
晶向族:晶体中因对称关系而等价但空间位相不同的一组晶
向。可用Vuvw〉表示。
12..晶面族:在晶体中凡晶面距离的晶面上原子的分布完全相同,只是空间位向不同的晶面称为晶面族。可用{hkl}表示。
晶带轴:所有平行或相交于某一晶向直线的晶面构成一个晶带,此直线称为晶带轴。
共带面:属上晶带的晶面即为共晶面.
晶面间距:相邻两个平行晶面之间的距离。
面心立方:(),原子分布在晶格立方体的八个角上和六个面的中心。面心立方晶胞的特征是:
一、晶格常数:a=b=c,a=0=Y=9O°
二、晶胞原子数:1/8x8+1/2x6=4(个)
三、原子半径:Y原子=四分之根号三a
四、致密度:(74%)
体心立方:()
体心立方晶格的晶胞中,八个原子处于立方体的角上,一个原子处于立方体的中心,角上八个原子与中心原子紧靠。具有体
心立方晶格的金属有钾(《)、钛(Ti)、钼(Mo)、钨(W)、
钒(V)、口-铁(土空,<912°C)等。体心立方的特征是:
一、单位晶胞原子数为2
二、配位数为8
三、原子半径根号(3)/4a(设晶格常数为a)
四、
密排立方:密排六方晶格的晶胞中十二个原子分布在六方体的十二个角上,在上下底面的中心各分布一个原子,上下底面之间均匀分布三个原子。
多晶型性:有些固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构,即具有多晶型性。
同素异构体:有些固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构,转变的产物称为同素异形体。
:晶胞的大小一般是由晶胞的棱边长度(a,b,c)即
点阵常数(或称晶格常数)衡量的,它是表征晶体结构的一个重要参量。
晶胞原子数:
配位数(CN):是指晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数。
致密度(K):是指晶体结构中圆字体及占总体积的百分数。
八面体间隙:晶体结构中,位于6个原子所组成的八面体中间的间隙称为八面体间隙。
四面体间隙:晶体结构中,位于4个原子所组成的四面体中间的间隙称为四面体间隙。
合金:两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。
相:是指合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。
固溶体:是以某一组元为溶剂,在其晶体点阵中溶入其他组元原子(溶剂原子)所形成的均匀混合的固态溶体,它保持溶剂的晶体结构类型。
中间相:两组元A和B组成合金时,除了形成以A为基或以B为基的固溶体外,还可能形成晶体结构与A,B两组元均不相同的新相。由于它们在二元相图上的位置总是位于中间,故通常把这些相称为中间相。
短程有序参数:
长程有序参数:
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,或者说溶质原子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:溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。
无序固溶体:溶质质点(原子、离子)在溶剂晶体结构中的分布是任意的、无规则的,这便是无序固溶体的概念。
有序固溶体:有些固溶体中溶质质点的分布是有序的,即溶质质点在结构中按一定规律排列,形成所谓
“有序固溶体”。
有限固溶体:在一定的条件下,溶质组元在固溶体中的浓度有一定的限度,超过这个限度就不再溶解了;。这一限度称为溶解度或固溶度,这种固溶体就称为有限固溶体。大部分固溶体都属于有限固溶体。
无限固溶体:溶质的固溶度可达100%的固溶体。
正常价化合物:在元素周期表中,一些金属与电负性较强的W
A,VA,可A族的一些元素按照化学上的原子价规律所形成的化合物称为正常价化合物。
电子价化合物:电子化合物是指由主要电子浓度决定其晶体结构的一类化合物,又称休姆-罗塞里相。凡具有相同的电子浓度,则相的晶体结构类型相同。
电子浓度:是指合金中每个原子平均的价电子数,用e/a表示。
间隙相:化合物中,非金属(X)和金属(M),形成具有简单晶体结构的相,称为间隙相。
间隙化合物:当非金属(X)和金属(M)原子半径的比值rX/rM>,形成具有复杂晶体结构的相,通常称为间隙化合物。
拓扑密堆相:是由两中大小不同的金属原子所构成的一类中间相45•离子晶体:离子间通过离子键结合形成的晶体。在离子晶体中,阴、阳离子按照一定的格式交替排列,具有一定的几何外形
NaCI型结构:NaCI是正立方体晶体,Na+离子与Cl-离子相间排列,每个
Na+离子同时吸引6个Cl离子,每个Cl-离子同时吸引6个Na+。
闪锌矿型结构:属等轴晶系。晶体结构中B原子呈立方密堆积,A原子填充在B原子构成的四面体空隙中。A、B原子的配位数均为4。A—B原子间为共价键联系。
硅酸盐Ro四面体:4个氧原子占据四角围绕位于中心的硅离
4
子,每个氧原子有一个电子可以和其他离子键和。共价晶体:主要由共价键结合形成的晶体49•金刚石结构:晶胞为面心立方结构,每个晶胞含有2组8个C原子
:一种较为透明的固体物质,在熔融时形成连续网络结构,
冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料
51玻璃化转变温度:是非晶态高分子材料固有的性质,是高分子运动形式转变的宏观体现,它直接影响到材料的使用性能和工艺性能
晶体缺陷点缺陷:在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。点缺陷是发生在晶体中一个或几个晶格常数范围内,其特征是在三维方向上的尺寸都很小线缺陷:两个个方向尺寸上很小另外一个方向延伸较长,也称一维缺陷面缺陷:一个方向上尺寸很小,另外两个方向上扩展很大。
空位:指在晶体结构中本应由质点正常占有的位置,实际上缺失了质点而留下的空位
间隙原子:某个晶格间隙中挤进了原子,是原子脱离其平衡位置进入原子
间隙而形成的。
肖脱基空位:是晶体结构中的一种因原子或离子离开原来所在的
格点位置而形成的空位式的点缺陷。每一个空位都是一个独立的
肖脱基缺陷。
弗兰克尔空位:当晶体中的原子由于热涨落而从格点跳到间隙位
置时,即产生一个空位和与其邻近的一个间隙原子,这样的一对缺陷——空位和间隙原子。
点缺陷的平衡浓度:晶体中点缺陷的存在,一方面造成点阵畸变,使晶体的内能升高,降低了晶体的热力学稳定性,另一方面,由于增大了原子排列的混乱程度,并改变了其周围原子的振动频率,引起组态熵和振动熵的改变,使晶体熵值增大,增加了晶体的热力学稳定性,这两相互矛盾,使得晶体在一定温度下具有平衡浓度。
热平衡点缺陷:由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷。过饱和点缺陷:晶体中的点缺陷还可以通过高温淬火、冷变形加工和高能粒子的辐照效应等形成,这时,往往晶体中的点缺陷数量超过了平衡浓度。
刃型位错:在金属晶体中,由于某种原因,晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面又如切入晶体的刀片,刀片的刃口线即为位错线。
螺型位错:一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移,原子
平面沿着一根轴线盘旋上升,每绕轴线一周,原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错