材料科学与工程基础论文一姓名:彭婷班级:化工11002学号:201006739班级序号:27任课教师:高林材料的微观缺陷对材料性能的影响1.引言很早以前,金属物理学家在研究金属的加工变形时就发现了晶体缺陷与金属的变形行为及力学性质有密切的关系。后来,材料科学家发现这类缺陷不仅控制着材料的力学性状,而且对材料的若干物理性质(如导电性、导热性等)有直接的影响,故在冶金物理学和材料科学领域里逐渐发展了晶体缺陷理论。在地学界,近10多年来人们开始认识到晶体的塑性变形完全取决于晶体缺陷,即矿物岩石在塑性流动过程中晶体缺陷起着控制性的作用。70年代随着离子减薄技术的应用,为电子显微镜作为倍数极高的矿物岩相学观察工具提供了先决条件,也为天然变形矿物晶体缺陷和塑性流动的研究开辟了新的途径。然而,目前晶体缺陷在地质科学中的应用研究成果还很少,主要以金属中的为主。众所周知,晶体是由离子、原子或分子有规律地排列而构成的,这种晶体称为完整晶体。但是,在实际晶体中,晶体质点的规律排列或多或少会在某些微区遭到破坏,称为晶体缺陷。根据缺陷在晶体中分布的几何特点,可将其分为3大类,即点缺陷、线缺陷和面缺陷。如果这些缺陷是在晶体生长过程中产生的,称为生长缺陷;如果是在应力作用下晶体发生变形时产生的,则称为变形晶体缺陷。一般来说,生长缺陷的密度与形成时的环境有关,变形引起的晶体缺陷的密度与变形时作用力的大小有密切的关系;生长缺陷的密度一般比较低,而变形晶体缺陷的密度较高且普遍存在。2.晶体缺陷的定义和分类(1)晶体缺陷的定义在讨论晶体结构时,我们认为,晶体的结构是三维空间内周期有序的,其内部质点按照一定的点阵结构排列。这是一种理想的完美晶体,它在现实中并不存在,只作为理论研究模型。相反,偏离理想状态的不完整晶体,即有某些缺陷的晶体,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。在理想的晶体结构中,所有的原子、离子或分子都处于规则的点阵结构的位置上,也就是平衡位置上。1926年Frenkel首先指出,在任一温度下,实际晶体的原子排列都不会是完整的点阵,即晶体中一些区域的原子的正规排列遭到破坏而失去正常的相邻关系。我们把实际晶体中偏离理材料科学与工程基础论文二姓名:彭婷班级:化工11002学号:201006739班级序号:27任课教师:高林提升材料机械性能的方法铜基金刚石锯片机械性能提高途径的探讨0前言铜基金刚石锯片由于锋利，韧性好，烧结温度低，成型性能好等特点而被广泛应用。但铜基胎体对金刚石润湿性较差，造成锯片强度、硬度低，对金刚石的把持力低。切削时，金刚石大量脱落，使实际参与切削的金冈石数量减少，导致宏观破碎率增加，锯片耐磨性降低。因此探索提高铜基金刚石锯片的硬度、强度、耐磨性，成为国内外学者的主要研究方向。本文从铜基胎体材料的强化，胎体和金刚石之间的结合状况，以及烧结制度的改善三方面出发，综述了提高铜基金刚石锯片胎体机械性能的途径。1强化胎体的材料铁配以少量镍可以实现对胎体材料的强化。研究表明：铜和镍可以形成无限固溶体，铁镍相有一定的硬度，并且不易从胎体中剥离，因此可以提高胎体硬度和耐磨性。铁镍比例为3:1时，铜基胎体强度和对金刚石的把持力达到最大。陈艽指出：以663青铜为黏结金属，ＷＣ为骨架材料，加入的铁镍含量之比为3:1时，胎体强度提高24%，添加金刚石后对金刚石的把持力提高了50.2%。镍加入量一般不超过20%。ＷＣ烧结时呈同态，在胎体中起到弥散强化、阻碍晶界迁移的作用，研究发现ＷＣ含量增加，胎体硬度增加。但ＷＣ加入量过大则导致胎体脆性过大，强度下降。主要原因是：ＷＣ含量过大将在胎体内产生聚集，形成夹杂和空洞。孟卫如等在对ｃｕ—Ｆｅ基胎体进行研究时发现，ＷＣ含量达到14.5%时，ＷＣ将产生脱落，在胎体中形成空洞，导致胎体强度下降。使用ＳｉＣ强化铜基胎体材料时也具有类似效果。ＬａｎＳｕｎ等人使用ＳｉＣ晶须对ｃｕ—Ｆｅ基胎体进行强化也收到了较好效果，加人体积分数1.5%ＳｉＣ晶须可以使锯片的使用寿命提高30%。稀土元素对胎体的强化研究始于上世纪80年代。铜基结合剂中加入少量稀土元素可以有效提高胎体抗弯强度。徐西鹏等人发现：在85（Ｃｕ／Ｓｎ）一15（Ｔｉ—Ｈ等）胎体中加入少量的稀土元素可以使胎体硬度达到ＨＲＢ78.5，抗弯强度达到392.4ＭＰａ，与未加入时相比硬度提高6%左右，强度提高3%左右。赵振艳等人研究发现：Ｃｕ—Ｍｇ基胎体中加入0.6%ＣｅＯ，硬度达到105ＨＲＦ，抗弯强度达到431.83ＭＰａ，硬度和强度分别提高17%和31%。综合已有研究发现，稀土的作用机制主要是：（１）脱硫，脱氧，改善这些元素的分布状态；（２）还原金属氧化物，降低氧化物对烧结过程中致密