材料科学基础名词解释

晶体：晶体即是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

非晶体：非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。

晶体结构：晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。

空间点阵：组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列，如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的总体就称为空间点阵。

阵点：点阵中的各个点，称为阵点。

晶胞：晶胞　能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体单元。

晶向指数、晶面指数：为了便于确定和区别晶体中不同方位的晶向和晶面，国际上通用密勒（Miller）指数来统一标定晶
向指数与晶面指数。

晶向族：原子排列情况相同在空间位向不同（即不平行）的晶向统称为晶向族。

晶面族：立方晶系中，由于原子的排列具有高度的对称性，往往存在有许多原子排列完全相同但在空间位向不同（即不平行）的晶面，这些晶面总称为晶面族。

晶带：　晶体中两个或两个以上互相平行的晶面形成的集合。晶带中诸晶面必与晶格中与之对应的特定直线点阵组平行，亦必与晶带中晶面与其他晶面相交形成的诸晶棱平行。

晶带轴：同一晶带中所有晶带面的交线互相平行,其中通过坐标原点的那条平行直线称为晶带轴。

晶面间距：晶面间距是指两个相同晶面的垂直距离。

同素异构体：化合物有相同的分子式，但有不同的结构和性质的现象。

点阵常数：晶胞的三个棱，可以选作描写点阵的基本矢量，用a、b、c来表示。选择任一阵点做原点，点阵中任何一个阵点的矢径都可以用方程
r=ma+nb+pc
来表示，式中的m、n、p都是整数。由a、b、c的大小和方向决定
定整个点阵，所以叫做点阵常数。

配位数：晶体学中，配位数是晶格中与某一原子相距最近的原子个数。

致密度：致密度指晶胞中的原子所占的体积与该晶胞所占体积之比。

合金：合金，是由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。

相：相是指在没有外力作用下，物理、化学性质完全相同、成分相同的均匀物质的聚集态。

固溶体：固溶体指的是矿物一定结晶构造位置上离子的互相置换，而不改变整个晶体的结构及对称性等。但微观结构上如结点的形状、大小可能随成分的变化而改变。

中间相：两组元A和B组成合金时，除了可形成以A为基体或以B为基体的固溶体外(端际固溶体)外，还可能形成晶体结构与A,B两组元均不相同的新相。由

于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。

置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。

间隙固溶体：溶质原子占据溶剂晶格中的间隙位置而形成的固溶体。

有限固溶体：在一定的条件下，溶质组元在固溶体中的浓度有一定的限度，超过这个限度就不再溶解了；。这一限度称为溶解度或固溶度，这种固溶体就称为有限固溶体。

无限固溶体:若溶质可以任意比例溶入溶剂，即溶质的溶解度可达100%，则固溶体称为无限固溶体。

间隙相：间隙相 当非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时，形成的筒单晶体结构的间隙化合物，称为间隙相。

正常价化合物：正常价化合物是指严格遵守化合价规律的化合物。通常由金属与第三四五族的非金属或类金属组成，正常价化合物成分固定，可用化学式表示。

电子化合物：电子化合物是由第一族或过渡族元素与第二至第四元素构成的化合物，他们不遵守化合价规律，但满足一定的电子浓度，虽然电子化合物可用化学式表示，但实际成分可在一定的范围变动，可溶解一定量的固溶体。

间隙化合物：间隙化合物指由过渡族金属元素与碳、氮、氢、硼等原子半径较小的非金属元素形成的金属化合物。

拓扑密堆相：拓扑密堆相是由大小不同的原子适当配合，得到全部或主要是四面体间隙的复杂结构。

金属玻璃：金属玻璃又称非晶态合金, 它既有金属和玻璃的优点, 又克服了它们各自的弊病．如玻璃易碎, 没有延展性．金属玻璃的强度却高于钢, 硬度超过高硬工具钢, 且具有一定的韧性和刚性

玻璃：玻璃：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。

玻璃化转变：而玻璃化转变则是高弹态和玻璃态之间的转变，从分子结构上讲，玻璃化转变温度是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象，而不象相转变那样有相变热，所以它是一种二级相变(高分子动态力学中称主转变)。

点缺陷：点缺陷是最简单的晶体缺陷，它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。 点缺陷是发生在晶体中一个或几个晶格常数范围内，其特征是在三维方向上的尺寸都很小。

线缺陷：线缺陷指二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷，其特征是两个个方向尺寸上很小另外两个方向延伸较长，也称一维缺陷，集中表现形式是位错，由晶体中原子平面的错动引起。

面缺陷：面缺陷是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷

。

空位：晶体中的空位也称为肖特基缺陷（Schottky defect）。这是一种热缺陷，是晶体中的原子或离子由于热运动离开了原来的晶格位置后而留下的。

间隙原子：间隙原子指某个晶格间隙中挤进了原子。

弗伦克尔缺陷：弗伦克尔缺陷是指原子离开其平衡位置而进入附近的间隙位置，在原来的位置上留下空位所形成的缺陷。其特点是填隙原子与空位总是成对出现。

色心：色心[1]是指透明晶体中由点缺陷、点缺陷对或点缺陷群捕获电子或空穴而构成的一种缺陷。

电荷缺陷：由于电子转移而使晶体内电场发生变化，引起周围势场的畸变，造成的晶体不完整性。

刃型位错：在金属晶体中，由于某种原因，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面又如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线。这种线缺陷称为刃型位错。

螺型位错：一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错。

不全位错：不全位错：除了单位位错外，晶体中还可能形成一些柏氏矢量小于滑移方向的原子间距的位错，即柏氏矢量不是从一个原子到另一个位置，而是从原子位置到结点之间的某一位置，这类位错称不全位错。 换句话说， 柏氏矢量b不等于单位点阵矢量或其整数倍的为“不全位错”或称“部分位错” 。

柏氏矢量 ：柏氏矢量（Burgers vector）是描述位错实质的重要物理量。反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。 通常将柏氏矢量称为位错强度，位错的许多性质如位错的能量，所受的力，应力场，位错反应等均与其有关。它也表示出晶体滑移时原子移动的大小和方向。

割阶：晶体内位错发育时，与滑移面倾斜的额外线段称割阶。因线段不在滑移面内，位错额外线段很难发生移动。

位错密度：错密度定义为单位体积晶体中所含的位错线的总长度。位错密度的另一个定义是：穿过单位截面积的位错线数目，单位也是1/平方厘米。

位错塞积：位错塞积是指晶体塑性变形时往往在一滑移面上许多位错被迫堆积在某种障碍物前，形成位错群的堆聚。这些位错来自同一位错源，因此具相同的伯格斯矢量。

堆垛层错：堆垛层错（stacking fault）是广义的层状结构晶格中常见的一种面缺陷。它是晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误，从而导致的沿该层间平面（称为层错面）两侧附近原子的错误排布。

扩展位错：扩展位错extended dislocation一个全位错分解为两个或

多个不全位错，其间以层错带相联，这个过程称为位错的扩展，形成的缺陷体系称为扩展位错。

层错能：金属结构在堆垛时，没有严格的按照堆垛顺序，形成堆垛层错。层错是一种晶格缺陷，它破坏了晶体的周期完整性，引起能量升高，通常把单位面积层错所增加的能量称为层错能。

晶界： 晶界是结构相同而取向不同晶体之间的界面。在晶界面上，原子排列从一个取向过渡到另一个取向，故晶界处原子排列处于过渡状态。 晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。

亚晶界：将任何两个亚晶粒隔开的界面。

对称倾斜晶界：对称倾斜晶界(symmetrical tilt boundary)可看作是把晶界两侧晶体互相倾斜的结果。由于相邻两晶粒的位向差θ角很小，其晶界可看成是由一列平行的刃型位错所构成。

不对称倾斜晶界：如果倾斜晶界的界面绕x轴转了一角度φ，则此时两晶粒之间的位向差仍为θ角，但此时晶界的界面对于两个晶粒是 倾斜晶界不对称的，故称不对称倾斜晶界(unsymmetrical tilt boundary)。

扭转晶界：扭转晶界(twist boundary)是小角度晶界的一种类型。它可看成是两部分晶体绕某一轴在一个共同的晶面上相对扭转一个θ角所构成的，扭转轴垂直于这一共同的晶面。该晶界的结构可看成是由互相交叉的螺型位错所组成 。

孪晶界：孪晶界也分为两类，共格孪晶界与非共格孪晶界，如图所示共格孪晶界就是孪生面，两侧晶体以此面为对称面，构成镜面对称关系。在孪晶面上的原子同时位于两个晶体点阵的结点上，为两晶体所共有，自然地完全匹配，使此孪晶面成为无畸变的完全共格界面。它的能量很低，很稳定。

相界：由结构不同或结构相同而点阵参数不同的两块晶体相交接而形成的界面。沉淀相与基体间、外延层与衬底间、马氏体与母相间的界面均为相界。

错配度：共格晶面上弹性应变能的大小取决于相邻两相界面上原子间距的相对差值δ,该相对差值即为错配度。

质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量称为该组分的质量浓度

密度：每单位体积物质的质量。

扩散：微粒子(包括原子和分子)在气相、液相、固相或三者之间，由高浓度向低浓度方向迁移，直到混合均匀的物理运动现象。

上坡扩散：转变时会发生浓度低的向浓度高的方向扩散，产生成分的偏聚而不是成分的均匀化，这种扩散现象通常称为上坡扩散

稳态扩散：所谓稳态扩散，是指在扩散系统中，任一体积元在任一时刻，流入的物质量与流出的物质量相等，即任一点的浓度不随时间变化。

扩散系数：扩散系数——表示气体（或固体）扩散程度的物理量。扩散

系数是指当浓度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量。

柯肯达尔效应（kirkendall effect）：原来是指两种扩散速率不同的金属在扩散过程中会形成缺陷，现已成为中空纳米颗粒的一种制备方法。可以作为固态物质中一种扩散现象的描述。

表面扩散：是指原子、离子、分子以及原子团在固体表面沿表面方向的运动。当固体表面存在化学势梯度场，扩散物质的浓度变化或样品表面的形貌变化时，就会发生表面扩散。

晶界扩散：熔化的钎料原子沿着母材金属的结晶晶界的扩散现象称为晶界扩散。

玻璃态：玻璃态不是物质的一个状态，它是固态物质的结构。玻璃态就是一种非晶体，非晶体是固体除晶体的固体。它没有固定的形状和固定熔点，具有各向同性。它们随着温度的升高逐渐变软，最后才熔化。变软后可加工成各种形状。

高弹态：高弹态（rubbery state）：链段运动但整个分子链不产生移动。此时受较小的力就可发生很大的形变（100～1000％），外力除去后形变可完全恢复，称为高弹形变。高弹态是高分子所特有的力学状态。相对分子质量很大的晶态聚合物达到 后还不能流动，而是先进入高弹态，在升温到 后才会进入黏流态，于是有两个转变。

粘流态：当温度高于粘流化温度Tf并继续升高时，高聚物得到的能量足够使整个分子链都可以自由运动，从而成为能流动的粘液，其粘度比液态低分子化物的粘度要大得多，所以称为粘流态。

弹性形变：弹性形变是指固体受外力作用而使各点间相对位置的改变，当外力撤消后，固体又恢复原状谓之“弹性形变”。

弹性模量：材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值。

包辛格效应：塑性力学中的一个效应，指具有强化性质的材料由于塑性变形的增加，屈服极限（见材料的力学性能）在一个方向上提高，同时在反方向上降低。

塑性变形：塑性变形（Plastic Deformation），的定义是物质-包括流体及固体在一定的条件下，在外力的作用下产生形变，当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。

滑移：滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。

滑移系：晶体中一个滑移面及该面上一个滑移方向的组合称一个滑移系。

滑移线：材料在屈服时，试样表面出现的线纹 滑移线
称为滑移线。

交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，这种滑移称为交滑移。发生交滑移时会出现曲折或波纹状的滑移带。

临界分切应力：把滑移

系开动所需要的最小分切应力成为临界分切应力。

孪晶：孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面（即特定取向关系）构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为"孪晶"，此公共晶面就称孪晶面。

固溶强化：融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。

屈服现象：当应力达到一定值时，应力虽不增加（或者在小范围内波动），而变形却急剧增长的现象，称为屈服现象

应变时效：当退火状态的低碳钢试样拉伸到超过屈服点发生少量塑性变形后卸载，然后立即重新加载拉伸，则可见其拉伸曲线不再出现屈服点，此时试样不会发生屈服现象。如果将预变性试样在常温下放置几天或经200℃左右短时加热后再行拉伸，则屈服现象又复出现，且屈服应力进一步提高。此现象通常称为应变时效。

加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。又称冷作硬化。产生原因是，金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力等。

弥散强化：弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段。是指用不溶于基体金属的超细第二相(强化相)强化的金属材料。

形变织构：金属经冷拔或者冷轧等加工变形时，不同位相的晶粒随着变形程度的增加，在进行滑移的同时其滑移系还发生转动。当变形达到一定程度后，各晶粒的取向基本一致，此过程称为择优取向。多晶体金属形变后具有择优取向的晶体结构，称为形变织构。

残余应力：金属加工过程中由于不均匀的应力场、应变场、温度场和组织不均匀性，在变形后的变形体内保留下来的应力。

点阵畸变：在局部范围，原子偏离其正常的点阵平衡位置，造成点阵畸变。 在金属材料中， 点阵畸变会使得晶体能量升高，阻碍位错的运动，产生材料的强化，韧性降低。

回复：经范性形变的金属或合金在室温或不太高的温度下退火时,金属或合金的显微组织几乎没有变化,然而性能却有程度不同的改变，使之趋近于范性形变之前的数值，这一现象称为回复。

再结晶：当退火温度足够高、时间足够长时，在变形金属或合金的显微组织中，产生无应变的新晶粒──再结晶核心。新晶粒不断长大，直至原来的变形组织完全消失,金属或合金的性能也发生显著变化,这一过程称为再结晶。

二次

再结晶：再结晶完成后，正常的晶粒应是均匀的、连续的。但在某些情况下，晶粒的长大只是少数晶粒突发性地、迅速地粗化，使晶粒之间的尺寸差别越来越大。这种不正常的晶粒长大称为晶粒的反常长大。这种晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶，所以称为二次再结晶。

冷加工：再结晶温度以下的加工方式。

热加工：再结晶温度以上的加工方式。

动态再结晶：动态再结晶(dynamic reerystallization)，是指金属在热变形过程中发生的再结晶现象。

再结晶温度：开始生成新晶粒的温度称为开始再结晶温度，显微组织全部被新晶粒所占据的温度称为终了再结晶温度或完全再结晶温度。再结晶过程所占温度范围受合金成分、形变程度、原始晶粒度、退火温度等因素的影响。实际应用中，常用开始再结晶温度和终了再结晶温度的算术平均值作为衡量金属或合金性能热稳定水平的参量，称为再结晶温度。

临界变形度：通常把对应于得到特别粗大晶粒的变形度成为临界变形度。

再结晶织构：通常具有变形织构的金属经再结晶后的新晶粒若仍具有择优取向，称为再结晶织构。

退火孪晶：某些面心立方金属和合金如铜及铜合金，镍及镍合金和奥氏体不锈钢等冷变形后经再结晶退火后，其晶粒中会出现孪晶。 三种典型的退火孪晶形态： A为晶界交角处的退火孪晶； B为贯穿晶粒的完整退火孪晶； C为一端终止于晶内的不完整退火李晶。

凝固:物质从液态转化为固态的相变过程。

结晶：液态金属转变为固态金属形成晶体的过程。

近程有序和远程无序:近程有序是指固体材料的结构在原子、分子范围内有一定规则排列。 远程无序是指固体材料的结构在宏观范围没有规则排列。

结构起伏：称为“结构涨落”或“相起伏”。液态金属从宏观上看是原子作无规则排列的非晶体，但其中包含着许多类似晶体结构的、时大时小、时长时消的原子有序集团，这种现象称为“结构起伏”。

能量起伏：能量起伏是指体系中每个微小体积所实际具有的能量，会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。

过冷度：熔融金属平衡状态下的相变温度与实际相变温度的差值。纯金属的过冷度等于其熔点与实际结晶温度的差值，合金的过冷度等于其相图中液相线温度与实际结晶温度的差值。

均质形核：熔融金属仅因过冷而产生晶核的形核过程。既在均一的液相中，靠自身的结构起伏和能量起伏形成新相核心的过程。

非均质形核：以熔融金属内原有的或加入的异质质点作为晶核或晶

核衬底的形核过程。既依附在液相中某种固体表面上形核的过程。

晶核：晶体的生长中心。

形核功：形成晶胚所引起系统自由能的变化。

温度梯度：温度梯度（temperature gradient）是自然界中气温、水温或土壤温度随陆地高度或水域及土壤深度变化而出现的阶梯式递增或递减的现象。

均聚物：由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物。

结晶度：结晶度用来表示聚合物中结晶区域所占的比例，聚合物结晶度变化的范围很宽，一般从30％～80％。

球晶：高聚物从熔体或浓溶液中结晶时生成的一种常见的结晶形态。它是以一个晶核为中心沿各径向方向生长而成的。由于各方向上的生长速度相同，因而生成一圆球状的多晶聚集体。

液相线：液相线一般是指钢水在固态与液态的交叉点的温度。

固相线：合金冷却时，会在某一个温度开始形成固体晶体（但大部分为液体），再继续冷却，就会在一个更低的温度完全变成固体。随着合金成分的变化，这两个温度点也会变化，因此形成一个相对合金成分变化的两条曲线。上面一条曲线为液相线，下面为固相线。

共晶体：共晶反应的产物即两相的机械混合物称为共晶体。

伪共晶：在不平衡的结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部转变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织称为伪共晶。

离异共晶：离异共晶：有共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶相数量较多，共晶相数量很少，共晶中与初晶相同的那一相会依附初晶长大，另外一个相单独分布于晶界处，使得共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。

调幅分解：过饱和固溶体在一定温度下分解成结构相同、成分不同的两个相的过程。

稳定化合物：稳定化合物：是指具有一定的熔点，而且在熔点以下都能保持自身固有的结构而不发生分解的化合物。

铁素体：即α-Fe和以它为基础的固溶体，具有体心立方点阵。亚共析成分的奥氏体通过先共析析出形成铁素体。这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。

奥氏体：γ铁内固溶有碳和(或)其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶体。

渗碳体：渗碳体（cementite）——铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。 分为一次渗碳体（从液体相中析出）、二次渗碳体（从奥氏体中析出）和三次渗碳体（从铁素体中析出）。

珠光体：珠光体是奥氏体(奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体)发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。得名自其珍珠般（pearl-like）的光泽。其形态为铁素体薄层和渗碳体

薄层交替重叠的层状复相物，也称片状珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝0.77％。在珠光体中铁素体占88%,渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层片要比渗碳体厚得多。

莱氏体：莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差 。

区域熔炼：区域熔炼（zone melting technique） 由Keek 和Golay 于1953年创立的。该方法在整个生长过程中的任何时刻都只有一部分原料被熔融，熔区由表面张力支撑，故又称“浮区法”。所用原料一般先制成烧结棒。将烧结棒用两个卡盘固定并垂直安放在保温管内。利用高频线圈或聚焦红外线加热烧结棒的局部，使熔区从一端逐渐移至另一端以完成结晶过程。

成分过冷：在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷。

树枝状组织：由于不平衡凝固而形成的树枝状晶体所组成的组织。

中心等轴晶区：在晶体凝固的后期，四周散热和液体对流，使中心的温度达到均匀，降到凝固点以下后，表层晶粒沉降、生长中碎断晶枝冲入并以其为核心，且可向四周均匀生长，形成等轴晶。叫中心等轴晶区。该晶区晶核数量有限，晶粒通常较粗大。

缩孔：液态金属凝固过程中由于体积收缩所形成的孔洞。

疏松：(1)定义和特征：疏松又称为显微缩松，是铸件凝固缓慢的区域因微观补缩通道堵塞而在枝晶间及枝晶的晶臂之间形成的细小空洞。

偏析：合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析。焊接熔池一次结晶过程中，由于冷却速度快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，造成分布不均，产生偏析。