材料科学基础主要内容第四章材料的相结构及相图第一节材料的相结构第二节二元相图及其类型第三节复杂相图分析第四节相图的热力学基础第五章材料的凝固与气相沉积第一节材料凝固时晶核的形成第二节材料凝固时晶体的生长第三节固溶体合金的凝固第四节共晶合金的凝固第五节制造工艺与凝固组织第六节材料非晶态第七节材料的气—固转变第六章扩散与固态相变第一节扩散定律及其应用第二节扩散机制第三节影响扩散的因素与扩散驱动力第四节几个特殊的有关扩散的实际问题第五节固态相变中的形核第六节固态相变的晶体生长第七章陶瓷材料导论第一章材料结构的基本知识原子核外电子的分布与四个量子数有关，且服从下述两个基本原理：(1)泡利不相容原理一个原子中不可能存在有四个量子数完全相同的两个电子。(2)最低能量原理电子总是优先占据能量低的轨道，使系统处于最低的能量状态。依据上述原理，电子从低的能量水平至高的能量水平，依次排列在不同的量子状态下。第二节原子结合键2.共价键相邻原子间可以共同组成一个新的电子轨道，由两个原子中各有一个电子共用，利用共享电子对来达到稳定的电子结构。共价结合时由于电子对之间的强烈排斥力，使共价键具有明显的方向性，这是其它键所不具备的。由于方向性，不允许改变原子的相对位置，所以材料不具塑性且比较坚硬，像金刚石就是世界上最坚硬的物质之一。3.金属键金属原子失去其外壳层价电子形成带正电荷的阳离子，这些阳离子常在空间整齐的排列，而远离核的电子则在各正离子之间自由游荡，金属正是依靠正离子与自由电子时间相互吸引而结合起来的。金属键没有方向性，正离子之间改变相对位置并不会破坏电子与正离子间的结合力，因而金属具有良好的塑性。同样，金属正离子被另一种金属的正离子取代时也不会破坏结合键，这种金属之间的溶解能力也是金属最重要的特性。此外，金属导电性、导热性以及金属晶体中原子的密集排列等，都直接起因于金属键结合。二、二次键二次键是借原子之间的偶极吸引力结合而成。1.范德瓦尔斯键实际上由于各种原因导致负电荷中心与正电荷（原子核）中心并不一定重叠，这种分布产生一个偶极矩，此外，一些极性分子的正负电性位置不一致，也有类似的偶极矩。当原子或分子相互靠近时，一个原子的偶极矩将会影响另一个原子内的电子分布，电子密度在靠近第一个原子的正电荷处更高些，这样使两个原子相互静电吸引，体系就处于较低的能量状态。2.氢键氢原子只有一个电子，当氢原子与一个电负性很强的原子（或原子团）X结合成分子时，氢原子的一个电子转移至该原子壳层上，那么氢原子就相当于一个质子，对另一个电负性值较大的原子Y，表现出较强的吸引力，就形成氢键。氢键的表达式为：X-H------Y氢与X原子（或原子团）为离子键结合，与Y之间为氢键结合。第三节原子排列方式第四节晶体材料的组织二.单相组织具有单一相的组织为单相组织，即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。如纯Fe、纯Al等的组织一定是单相的。此外，有些合金中合金元素可以完全溶解于基体中，形成均匀的合金相，也可形成单相固溶体组织，在固体状态时称为固溶体。描述单向组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要影响，细化晶粒可以明显提高材料的强度，同时还改善材料的塑性和韧性，因此人们常采用各种措施来细化晶粒。三.多相组织单相多晶体材料的强度往往很低，因此工程中更多应用的是两相以上的晶体材料，各个相具有不同的成分和晶体结构。在更多情况下，组织中两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散的分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相则将显著的提高材料的强度，于此同时，塑性与韧性必将下降。增加弥散相的相对量，或者在相对量不变的情况下细化弥散相尺寸，都会大幅度提高材料的强度。这种强化方法称为弥散强化。第二章材料中的晶体结构规定在选取晶胞时应满足下列条件：（1）要能充分反映整个空间点阵的对称性。（2）在满足（1）的基础上，晶胞要具有尽可能多的直角。（3）在满足（1）（2）的基础上所选取的晶胞体积要最小。二.晶系和布拉菲点阵1.晶系：根据晶胞形状特征，所划分的晶体点阵系列，特征相同的归为一个晶系，共有７个晶系。2.布拉菲点阵：根据晶胞形状及阵点的分布特征所划分的晶体点阵系列,特征相同的归为一个晶系，共有14种。14种布拉菲点阵与七个晶系三.晶向指数和晶面指数1.晶向指数及其确定方法1)晶向指数—晶体点阵中阵点列的方向指数。2)确定已知晶向的指数(Miller指数)。(1)建坐标．一般为右手坐标，坐标原点位于待定晶向上某一阵点，坐标轴为晶胞棱边。(2)求投影．以晶格常数为单位，求待定晶向上任一阵点的投