2020年材料晶界与界面01.ppt

刘庆 简历

1999年03- 现在，清华大学，材料科学与工程系，教授，博士生导师。
1993年8月- 1999年3月, 丹麦 Ris 国家实验室，材料研究部, 高级研究员。
1991年5月-1993年8月， 博士后，北京科技大学，1992年10 ，副教授。
1987年7月-1991年4月， 助教，讲师, 哈尔滨工业大学。
1984年－1991年，哈尔滨工业大学，金属材料，工学硕士，工学博士。
1984年，重庆大学 冶金及材料工程系，工学学士。

2000年-2002年，兼任 北京英纳超导技术有限公司，董事, 总经理
2001年，北京大学EMBA培训。
主持及主要参加了欧共体科研项目，国家自然科学基金，”863”重大科技项目，计委高技术产业化示范工程项目及北京九五、十五重大科技项目等十余项。已发表论文八十余篇，其中被SCI收录五十余篇。1998年获国家杰出青年科学基金(总理基金)； 清华大学百名人才引进工程首批入选者。
材料晶界与界面01
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课程目的
各种材料中的晶界及界面
自然界及人类使用的相当大部分材料都是多晶体材料或复相材料，含有大量的晶界和相界面
金属材料（钢铁、铝、铜、钛、镍合金等）；
陶瓷材料（结构陶瓷、功能陶瓷）；
复合材料，矿物材料，纳米材料。
这些存在于各种材料内部的晶界及相界对材料的加工及使用性能起着至关重要的作用。
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本课程的目的将集中讲述材料晶界与界面的有关知识，为材料系学生从事材料科学的深入研究打下一个较好的专业知识基础。
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一、前言（3学时）
主要概略回顾材料晶体学及晶界与界面的基本知识和基本概念，举例阐述材料晶界及界面的重要性
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二、材料晶界及界面的基本模型及研究理论
（8学时）
晶界与界面类型和结构
小角度晶界与大角度晶界（亚晶界与晶界）
倾斜晶界与旋转晶界
各种晶界模型及理论
共格、半共格与非共格相界面
相界面：确定取向关系与 无确定取向关系
晶界结构、能量和成分偏聚：层错和孪晶界等
相界面的能量计算：化学能和结构能界面能量的测量
新相的形核和平衡形状，相界面的原子排列和位错网络
相界面的移动：扩散控制台阶长大机制及切变机制
相界面的吸附、偏聚和析出现象
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三、晶界及界面结构表征的实验技术及方法
（8学时课堂＋3学时实验课）
晶界与界面研究主要在两个方面：晶界及界面结构、晶界及界面微区成分
实验技术及方法：
透射电子显微镜：晶界及界面形貌观察。
高分辩透射电镜：晶界及界面原子像
X-ray能谱，能量损失谱：晶界及界面微区化学成分
微区电子衍射：晶界及界面两侧晶体取向关系
扫描电镜及电子背散射分析：晶界及界面晶体取向关系的统计分析。
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四、晶界及界面对材料各种性能的影响规律
（6学时）
对材料力学性能（强度、塑性、疲劳、断裂及蠕变等）的影响规律
对材料物理性能（电导率、磁性能及超导性能等）的影响规律
对材料化学性能（抗腐蚀性）的影响规律
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五、几种典型材料中的晶界及界面及其与
性能的关系（4学时）
超级钢中超细晶粒及晶界与材料强度的关系
高温超导材料中的晶界及相界与材料超导性能的关系
大塑性变形材料中位错界面及其与材料加工硬化性的关系
新型磁性材料中晶界及相界与材料磁性能的关系
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课程教材及主要参考书：
1、材料界面结构与特性 叶恒强、朱静等 科学出版社
2、金属的晶界与强度 宋余九编 西安交大出版社
3、 固体材料界面研究的物理基础 闻立时著 科学出版社
4、复合材料基体与界面 赵玉庭等著 华东化工学院出版社
5、材料的表面与界面 李恒德等编 清华大学出版社
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一、前言
（一）、界面类型和结构
按界面两边物质状态分类
（1）表面：固－气界面，固－液界面
（2）晶界、亚晶界
（3）相界
按界面两边晶体取向差角度