武汉理工-材料物理学课件

材料物理学武汉理工大学材料物理学课程介绍课程概述课程目标课程内容了解材料的结构、性质和性能之间的关系晶体学、缺陷、扩散、热力学、相变、组织分析、性能测试课程内容安排第一阶段1材料结构基础第二阶段2材料性质与性能第三阶段3材料组织与性能测试课程学习要求认真听课独立完成作业12积极参与课堂讨论定期进行复习积极参与实验3注重理论联系实际材料的结构原子结构晶体结构原子核、电子、能级晶胞、晶格常数、晶系非晶体结构无规则排列，短程有序晶体结构基础立方晶系六方晶系简单立方、体心立方、面心立方紧密堆积、空间利用率高金刚石结构共价键结合，硬度高晶体缺陷点缺陷空位、间隙原子线缺陷位错，影响材料强度面缺陷晶界、孪晶界，影响材料性能体缺陷空洞、裂纹，影响材料强度晶体缺陷的分类点缺陷1线缺陷2面缺陷3体缺陷4位错理论刃位错1附加半平面螺旋位错2螺旋状原子排列混合位错3刃位错和螺旋位错的组合位错的特性12应力场弹性变形位错周围存在应力场位错运动导致材料的弹性变形3滑移面位错在特定的晶面滑移位错的运动滑移攀移交汇位错在滑移面上运动位错垂直于滑移面运动位错相互作用原子扩散基础扩散的类型间隙扩散空位扩散间隙原子在晶格中运动原子交换空位位置扩散的影响因素温度1温度越高，扩散速度越快浓度2浓度梯度越大，扩散速度越快晶格结构3晶格结构影响扩散系数热力学基础热力学第一定律热力学第二定律能量守恒定律熵增原理热力学第三定律绝对零度不可达到相变基础固相变固态物质之间的转变液相变固态和液态之间的转变气相变液态和气态之间的转变相图分析12相相变具有均匀物理化学性质的物质相之间的相互转化3相图表示相变关系的图形铁碳合金相图共析转变共晶转变奥氏体分解为珠光体液态合金凝固为共晶组织相变动力学成核1新相形成的初始阶段长大2新相尺寸不断增大最终相变3形成稳定的相变产物时间温度转变图相变控制热处理合金化通过控制温度和时间来改变材料组织加入合金元素来改变相变过程材料组织分析显微组织观察衍射分析技术光学显微镜、扫描电子显微镜X射线衍射、电子衍射显微组织观察光学显微镜扫描电子显微镜放大倍数有限分辨率更高衍射分析技术射线衍射X晶体结构分析电子衍射微观结构分析射线衍射X12布拉格方程衍射峰描述X射线衍射现象对应晶体结构3晶格常数可通过衍射图计算电子衍射透射电子显微镜扫描电子显微镜高分辨率成像表面形貌分析材料性能测试强度性能测试1拉伸试验、硬度试验电性能测试2电阻率、电导率测试磁性能测试3磁化强度、磁导率测试强度性能测试拉伸试验硬度试验测定材料的抗拉强度测定材料的抗压能力电性能测试电阻率电导率材料阻碍电流流动的能力材料导电的能力磁性能测试磁化强度磁导率材料被磁化的程度材料导磁的能力课程总结本课程介绍了材料物理学的基本理论和应用，为学生在材料科学领域的研究和开发打下基础。