2014年名词解释答案

1.名词解释1)分子束外延:4.4.1物理气相沉积分子束外延（MBE）是一种主要用于半导体薄膜、超薄膜、多层量子结构、超晶格的方法。分子束外延是利用分子束或原子束在超高真空系统中进行外延生长。超真空是为了保证分子（原子）束有较大的平均自由程，从而按设计的路线射到衬底表面。分子束外延可以使生长速度调节得很慢，使得外延层厚度得到精确控制，表面可以达到原子级光洁度。分子束外延可在很大范围内控制薄膜的组分和掺杂浓度。2)材料合成4.1.1材料合成与加工的内涵材料合成——通过一定的途径，从气态、液态或固态的各种不同原材料中得到化学上不同于原材料的新材料。3)位移型相变5.3.2相变的基本结构特征1重构型相变和位移型相变重构型相变——在相变过程中物相的结构单元间发生化学键的断裂和重组，并形成一种崭新的结构，其形式与母相在晶体学上没有明确的位相关系。（石墨－金刚石转变、石英变体）位移型相变——只涉及到原子或离子位置的微小位移，或其键角的微小转动。（石英变体）4)蠕变定义——在恒定应力下所发生的缓慢而连续的塑性流变；分类——瞬时蠕变、回复蠕变、扩散蠕变蠕变曲线——减速蠕变阶段、恒速蠕变阶段、加速蠕变阶段；蠕变机制——指数律蠕变（回复蠕变）应变率与流变应力的关系为：nsG)(G为切变模量，n=3~10在（0.3~0.5）Tm温度范围内，n约为3，属位错滑移控制的蠕变；当T0.5Tm时，属位错滑移和攀移控制的蠕变；扩散蠕变—高温（~0.9Tm）蠕变，点阵扩散和晶界扩散、晶界滑移5)热膨胀物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。6)调幅分解简答题1)ok2)6.2.3材料设计的主要途径1.材料知识库和数据库技术：数据库是随着计算机技术的发展而出现的一门新兴技术。材料知识库和数据库是以存取材料知识和数据为主要内容的数值数据库；优点：信息量大、存取速度快、查询方便、使用灵活；数据优化、数据独立性、数据一致性；数据共享、数据保护；数据库内容－性能数据、材料组分、处理过程、试验条件、材料应用和评价等；数据库管理系统－数据收集、整理和评价；数据库发展方向－智能化、网络化；计算机辅助合金设计（computer-aidalloydesign,CAAD系统）：日本三岛良绩和岩田修一等建立、为可控热核反应炉进行材料设计2.材料设计专家系统：一种具有相当数量与材料有关的各种背景知识，并能应用这些知识解决材料设计中有关问题的计算机程序系统；理想的专家系统是从基本理论出发，通过计算和逻辑推理，预测未知材料的性能会制备方法。材料设计专家系统有四类：以知识检索、简单计算和推理为基础的专家系统；以模式识别和人工神经网络为基础的专家系统；以计算机模拟和应用为基础的专家系统；以材料智能加工为目标的专家系统3.材料设计中的计算机模拟：模拟对象遍及材料研制到使用的全过程；与材料理论和实验研究具有同等地重要性；模拟尺度分为3类：原子尺度模拟－分子动力学和蒙特－卡洛（Monte-Carlo）方法；宏观尺度模拟－将材料看成连续介质，其宏观物理现象代表质量、动量、能量平衡原理的偏微分方程所表述，对特定的材料通过本构方程（constitutiveequations）来反映；介观尺度模拟－尚不成熟、难度最大的模拟4.基于第一性原理（量子理论）的计算：是指任何材料的性能和结构能在量子力学方程和已知物理定律基础上通过计算得出；求解薛定谔方程的复杂性来自电子的费米性质和难以描述的众多粒子之间的相互作用；基于第一性原理的主要计算方法：密度泛涵理论；准粒子方程，GW近似；Car-Parrinello方法3)请分别从动力学热力学和结构变化角度来论述相变的分类5.3相变原理5.3.2相变的基本结构特征1重构型相变和位移型相变重构型相变——在相变过程中物相的结构单元间发生化学键的断裂和重组，并形成一种崭新的结构，其形式与母相在晶体学上没有明确的位相关系。（石墨－金刚石转变、石英变体）位移型相变——只涉及到原子或离子位置的微小位移，或其键角的微小转动。（石英变体）2马氏体型相变以晶格畸变为主、无成分变化、无扩散的位移型相变。3有序－无序转变多组元固溶体中当温度降低时发生的晶格中原子从统计随机分布状态向不同原子分布占据不同亚点阵的有序化状态的转变。5.3.3相变热力学1几个重要热力学参数强度变量——温度、压力状态函数——体积、内能、熵、焓、自由能与热力学参数有关的易测物理量——恒压热容、恒容热容、等温与绝热压缩率、体热膨胀系数2一级相变自由能函数的一阶导数在相变点上是不连续的，因而熵和体积的变化是跳跃的，存在相变潜热和体积的变化。（又称不连续相变）最普遍的一类相变3高级相变n级相变——一个系统的相变点有直到(n-1)阶连续的导数，但n阶导数不连续；二级相变——铁磁相变、超导相变、超流相变、部分固溶体的有序无序转变、部分铁电相变等。（又称连续相变）5.3.4相变动力学1新相形核热力学驱动力——两相的自由能差均匀形核：结构起伏——克服达到临界晶核的障碍，存在临界过冷度非均匀形核2新相生长1)界面控制型生长例子：固液光滑界面的台阶生长——驱动力较大2)长程扩散控制型生长例子:过饱和固溶体中生成沉淀相。Zener模型——新相附近浓度线性分布3相变动力学速率形式理论恒温转变的JMA方程——新相转化率(f)与时间(t)的关系4)影响扩散系数的因素。①温度。温度是影响扩散系数的主要因素。扩散系数D与温度T呈指数关系，随着温度的升高，扩散系数急剧增大。②键能和晶体结构。由于原子扩散激活能取决于原子间的结合能，即键能，所以高熔点纯金属的扩散激活能较高。不同晶体结构具有不同的扩散系数。通常致密度大的晶体结构中，原子的扩散激活能较高，扩散系数较小。③固溶体类型。不同类型的固溶体，溶质原子的扩散激活能不同，间隙原子的扩散激活能比置换原子的小，所以扩散速度比较快。④晶体缺陷。在位错，空位等缺陷处的原子比完整晶格处的原子扩散容易得多。原子沿位错线扩散比整齐晶体的内部扩散也要容易些。⑤化学成分。在金属或合金中加入第二或第三元素时，有时会对扩散产生明显的影响。加入的元素使合金的熔点升高，使扩散系数降低；加入的元素使合金的熔点降低，使扩散系数增加。5)化学键有哪几种?金属为什么具有良好的延展性.而离子晶体一般熔点和硬度均高?