loading电子信息材料科学基础课程复习提纲
（仅供参考）
一． 材料结构的基本知识
三个层次：原子结构及原子间的键合 原子排列及其晶体结构 显微组织 二． 固体结构
(一) 原子结构与键合
1． 原子结构(元素的核外电子分布) 2． 原子间的键合
A． 金属键：掌握金属的电子结构特征，金属键的特征，懂得用上述内容解释金属的特
有的性能
B． 离子键：键合特点和离子晶体的特点 C． 共价键：键合特点和共价晶体的特点 (二) 固体结构 1． 晶体学基础：
A． 晶体与非晶体的定义及其区别
B． 懂得下列名词的含义：空间点阵，阵点，晶胞，简单晶胞与复合晶胞，了解晶体
结构与空间点阵的关系(空间点阵种类有限，但晶体结构类型无限；几个典型例子)。
C． 晶面指数与晶向指数：写出给定晶面（晶向）的指数，画出给定指数的晶面（晶
向），晶面间距，晶面与晶面之间、晶向与晶向之间、晶面与晶向之间的夹角的计算（立方系），(hkl)?[hkl]( 立方系)。
D． 晶带，晶带轴，晶带轴与晶面间的关系，计算给定晶面的晶带轴。 2． 金属的晶体结构
三种典型金属晶体的原子排列，晶胞原子数，配位数，致密度，原子半径与点阵常数之间的关系。多晶型性的概念。 3． 离子晶体结构
L.Pauling结构规则，典型的离子晶体 4．共价晶体结构
共价晶体的特点，主要类型(重点在金刚石结构，与Cu等的区别) 三． 晶体缺陷
1． 晶体缺陷的分类。
2． 点缺陷：空位的种类，空位(间隙原子)的平衡浓度，过饱和空位的产生方法，点缺陷
的运动，点缺陷的作用（对性能的影响）
3． 离子晶体中的点缺陷：建议结合P291~293(7.4节)的内容加深理解。 4． 位错
A． 刃型位错、螺型位错和混合型位错的定义和性质。 B． 柏氏矢量的特征和表示方法（重点在特征）
1
C． 位错的运动：滑移与攀移（定义、条件）。 5．表面与界面
A．金属的表面：掌握金属表面的定义和特点（原子的键合方式、原子排列方式、原子运动方式、表面能量、表面成份不同）；表面能与表面张力的定义及异同点（定义的角度不同，单位不同，但数值相同）；实际晶体外表面的特点（由密排面或小面化面组成）；表面吸附的起因，正吸附与负吸附。 B．晶界与亚晶界
a. 晶界的结构：[1]小角度晶界的结构（对称倾侧晶界：由一组刃型位错组成；不对称倾侧晶界：由两组方向不同的刃型位错组成；扭转晶界：由两组螺型位错网络组成）；任意小角度晶界；亚晶界。[2]大角度晶界的结构。 b. 晶界的能量：比较各种类型界面的界面能的相对大小。 c. 晶界的特性
d. 孪晶界：孪晶及其种类，共格孪晶界与非共格孪晶界的区别，出现孪晶的条件 e. 相界：相界的类型，相界能及其与结构的关系 四． 材料的相结构及相图 [1]．合金相的结构
A． 固溶体的类型：四种分类方法的基准及分类结果。 B． 有关置换固溶体的规律（影响固溶度的因素）。 C． 有关间隙固溶体的规律（形成条件、影响因素）。 D． 固溶体的微观不均匀性，原子的三种分布方式
E． 有序固溶体：完全无序、短程有序、长程有序、超结构的定义。 F． 固溶体的性能特点。
G． 金属间化合物（中间相）(一般了解)
a.正常价化合物
b.电子化合物（注意电子浓度的计算方法）
c.原子尺寸因素化合物：间隙相(简单间隙相)、间隙化合物(复杂间隙相)、拓朴密堆结构三种结构的定义及结构特点。(注意间隙固溶体、间隙相和间隙化合物三者的区别)
d.注意各种化合物的形成条件、结构特点和性能特点。 [2]．单元系相图及单元系晶体的凝固
1． 熟悉下列名词与概念：组元、相、单元系、多元系、相图 2． 相平衡条件，相律
3． 熟悉三种类型的相图，包括固态下没有相变的相图(例：水的相图)、固态下存在相变
的相图(例：铁的相图)和包含有亚稳相的相图(例：SiO2的相图)，并利用相图分析某些过程及组织。
4． 金属凝固条件：外部条件，内部条件 5． 凝固时的自由能变化：
A．公式：
?G??Lm?TTm2
B．两相自由能曲线的比较 6． 均匀形核
A． 自由能变化及其与晶核大小之间的关系 B． △G与r之间的关系曲线
C． 临界晶核半径和形核功的计算公式(能从自由能变化与晶核大小之间的关系公式
中推导出来)。
D． 形核率：形核率的定义，理论曲线和实验曲线；有效形核温度的定义。 7． 非均匀形核
A． 临界晶核半径与形核功（与均匀形核的临界晶核半径、临界晶核体积和形核功以
及所需的过冷度作比较）。
B． 非均匀形核时的形核率（定义，从曲线上比较均匀形核与非均匀形核的形核率的
差别）。
8． 长大
A． 动态过冷度的定义及与过冷度的比较。 B． 两种液/固界面微观结构。
C． 晶体生长速度、生长方式和液/固界面微观结构之间的关系。
D． 晶体生长形态与液/固界面微观结构、液/固界面前沿温度梯度之间的关系。 E． 凝固后晶粒大小的控制方法：细晶组织：① 增大过冷度；② 采用形核剂(变质剂)；
③ 振动形核；单晶组织：?TK
1． 相图热力学方面：杠杆定律及其应用（注意应用条件），多相平衡的公切线原理。 2． 匀晶系
A． 相图分析：点、线、面的意义，有关反应 B． 平衡凝固过程及组织
C． 非平衡凝固过程及组织，液相平均成份线、固相平均成份线、枝晶偏析。
D． 注意：合金的凝固条件（包括外部条件和内部条件，并与纯金属的凝固条件作比
较）。
3． 共晶系
A． 相图分析：点、线、面、有关反应。
B． 平衡凝固过程及其组织（注意下列名词：固溶体，初晶相，亚共晶，共晶，过共
晶；杠杆定律的应用）。
C． 非平衡凝固过程及其组织（注意：伪共晶、非平衡共晶、离异共晶，共晶点及其
他特征点的变化）。
4． 包晶系
A． 相图分析
B． 平衡凝固过程及其组织
C． 非平衡凝固过程及其组织(包晶偏析：例如实验三中的Sb-Fe系)
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5．二元相图的综合分析
A． 看横标：确定是否存在稳定化合物或不稳定化合物，看纵标：确定是否存在同素
异构转变。 B． 相区邻接法则
C． 三相反应的类型、反应式及其判断方法
D． 应用：重点在实验中所用的相图，应用篇中所用的相图。 五． 凝固理论与气相沉积
A．固溶体中的宏观偏析：平衡分配系数，有效分配系数及其间的关系；凝固速度对溶质分布曲线的影响规律(要求能画出三种情况下的溶质浓度分布曲线示意图)及其应用；正常凝固与区域熔炼的异、同点。
B． 成份过冷：成份过冷的定义，产生成份过冷的临界条件（要求可通过作图表示出
来）。
C． 气-固相变与薄膜生长：蒸气压与实际蒸镀温度，蒸发与凝聚的热力学条件，平均
自由程与镀膜时真空度的要求，薄膜的形核与生长。
六． 扩散与固态相变
A．菲克第一定律：表达式及意义，如何测定扩散系数
B．菲克第二定律：表达式(微分式)，两端或一端成份不受扩散影响的物体的扩散问题的解，双侧及单侧衰减薄膜源问题 C．固溶体合金中的扩散：自扩散与互扩散、Kirkendall效应及其对晶体内部缺陷的影响。 D．扩散热力学：扩散驱动力、上坡扩散与下坡扩散、三种场合的上坡扩散。 E．扩散机制：间隙扩散与空位扩散、扩散激活能、扩散系数与温度的关系 F．扩散过程的影响因素分析。 G．反应扩散
H．离子晶体中的扩散特点 G．固态相变简介 ? 固态相变的类型
? 脱溶转变的类型，调幅分解与形核-长大型脱溶的异同点 ? 脱溶分解对性能的影响。
七．电性材料 1．知识结构
金属 导电材料 导电陶瓷 电热和电极陶瓷
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贵金属，贱金属 导电特点 应用