材料结构与性能作业.doc

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1、《材料结构与性能》课程总结及心得体会课程总结：通过十三个星期对这门课程的学习，我了解到了材料结构的基本理论和知识，了解到在四大支柱产业一材料、信息、能源、生命科学中材料是最基础的产业。同时也掌握了材料成分一组织一性能一应用之间关系的一般规律。由此，我更加认识到了材料结构与性能是材料类各专业硕士研究生必修的一门专业基础课。以下是我对此课程的一些总结。首先是对材料学的一个认识。材料是指人类社会可接受的，能经济的制造有用器件的固体物质。材料包括天然牛成材料和人工合成材料，天然生成材料包括矿物、煤炭等；人工合成材料包括钢铁、陶瓷、塑料

2、、复合材料等。人类社会的历史是一部利用材料和制造材料的历史，材料更新推动社会进步。材料科学是从事材料本质的发现、分析和了解方面的研究，其目的在于提供材料结构的统一描绘或模型，以及解释这种结构与性能之间的关系。它包括下面的三个环节:工艺、结构、性能，核心是结构和性能。材料科学以材料的分子结构、分子聚集态、构筑成材料的外形结构为研究内容，探讨材料的微观结构与宏观性能之间的内在联系的学科。其次是对非晶材料的了解与学习。非晶态材料的主要特点：无固定熔点，存在玻璃化转变温度，长程无序，短程有序，整体结构均匀。那么非晶材料的微观特征：（1

3、）只存在小区间范围内的短程有序，在近程或次近邻的原子间的键合（如配位数、原子间距、键角、键长等）具有某种规律性，但没有长程序结构。（2）非晶态材料的电子衍射是漫散的中心衍射斑点。X射线衍射图上非晶没有特征峰。但由于短程有序，仍存在择优性衍射，出现非晶态馒头峰。（3）非晶材料在电子显微镜下看不到晶粒间界、晶格缺陷等形成的衍衬反差。（4）任何体系的非晶态固体与其对应的晶态材料相比,都是亚稳态。当温度升高时，在某个很窄的温度区间，原子重排会发生明显的结构相变。制备非晶态材料需要控制的工艺参数：过冷度，冷却速度。非晶材料的性能：1、力

4、学性能：高强度、高硬度非晶态的结构在宏观上是各向同性的，没有晶态材料中常见的晶界和缺陷等各种局部不均匀。这样就使得非晶态材料具有很高的强度和硬度。高韧性：非晶态材料中原子排列不规则，原子不是整齐的排在晶面上，而是犬牙交错，这使得材料断裂需要较高的能量，因而韧性较大。2、耐蚀性能非晶态材料比相同成分的晶态材料具有强得多的耐腐蚀性能。主要原因有（1）非晶态的结构在宏观上是各向同性的，没有晶态材料中常见的晶界和缺陷等各种局部不均匀，这使得腐蚀液无缝可钻。（2）非晶态材料的自身活性较高，能够在表面迅速的形成钝化膜。一旦钝化膜局部破裂能

5、立即自动修复。然后知道了晶体结构缺陷的种类，包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。了解了布拉格方程的应用和衍射方法，接触了不同的表征方法如XRD、紫外、荧光、SEM、TEM等。外界条件的改变涉及体系能量的改变，能量控制结构的形成和过程的进行，导致性能改变。材料的结构是表明材料的组元及其排列和运动的方式。材料可分为金属材料、无机非金屈材料、有机高分子材料。按使用功能分类包括功能材料。功能材料又包括:非线性光学材料、智能材料、声光材料、热电材料、激光材料、压电材料、光电材料。那么功能材料它是着重考虑材料的电磁学、光学、热学等等的性能

6、。晶态材料包括：单晶、多晶、微晶、液晶。那么基于对晶体缺陷和肖特基缺陷的认识。实际晶体中偏离理想点阵结构的区域称为晶体缺陷。根据几何形态特征，可以把晶体缺陷分为三类：点缺陷、线缺陷和面缺陷。（1）点缺陷的类型：空位、间隙原子和置换原子。点缺陷的形成是物质的运动导致原子离开原来的位置形成的。（2）线缺陷的形成是由于位错引起的。（3）而缺陷是在两个方向上尺寸很大，在一个方向上尺寸很小的缺陷。它的类型是：表面、晶界、亚晶界和相界。肖特基缺陷是在晶体内部形成空位，而表面产生新的原子层，结果就在晶体内部产牛空位但没有间隙原子。然后是对单

7、晶多晶概念的掌握。单晶是指整个晶体主要由原子（或离子）的一种规则排列方式所贯穿。多晶是指由大量的微小单晶体随机堆积而成的整块材料。最后是对纳米材料、原子团簇概念的理解。纳米材料是指材料的基本结构单元至少有一维的特征尺寸介于l~100nm,并由于纳米尺寸效应，表面、界面效应和量子尺寸效应而表现出奇界的、不同于相应的体材料所具备的物理或化学特性的材料或材料体系。那么原子团簇由几个至上千个原子、分子结合成相对稳定的微观和亚微观聚集体。太阳以电磁波的形式向外传递能量，称太阳辐射，是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。太阳辐射所传递的

8、能量，称太阳辐射能。太阳辐射能按波长的分布称太阳辐射光谱。（0・4~0・76um为可见光区，能量占50%；0.76um以上为红外区，占43%；紫外区小于0.4um,占7%）,地球所接受到的太阳辐射能量仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十二亿分之一，但却是地球大气运动的主要