材科基背诵太枯燥?教你一个简单又有趣的方法

文摘   2024-11-02 21:00   江西  

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材料科学基础作为材料考生最常考的专业课,同时也是材料专业课中最为广泛深奥的一门,被广大材料学子诟病内容过于枯燥深奥,难以理解。


与此同时,材料科学基础的考试又涉及到大量的背诵理解内容,这又让同学们叫苦不迭。很多同学向甜姐反映,材料科学基础的内容是背了忘、忘了又背,知识始终就是不往脑子里进。


那有没有什么好的方法能让我们更快的背诵材科呢,其实是有的,那就是——图表理解记忆法


1

图表的形式及核心要素

图表作为一种直观的表达形式,在材料科学基础这门课程中大量出现。我们以上交版材科基为例,为大家理顺一下这本书中出现了哪些形式的图表?


1、结构示意图


结构示意图顾名思义可以微观上的结构,也可以是宏观上的结构。


材料研究的一个重要元素就是其结构,在本书的第一部分,即晶体学部分,就为我们大量引入了微观结构图。


这一部分阐述了 晶体的空间点阵和晶胞的概念;晶胞是如何确定的,如何使用坐标系描述晶胞,并且举了几个典型的晶体结构的晶胞样式;引入合金结构的两种分类,固溶体以及中间相;三种晶体缺陷;以及几种典型的晶界模型与三种相界;对于上述知识点,文中都给出了对应的结构示意图描述。例如:


①有序无序型固溶体晶体结构示意图


② 14种布拉维点阵结构示意图


③ 立方ZnS型结构图


结构示意图可谓是理解最难的一部分,结构示意图的种类也很宽泛,上面只列出了材料的微观晶体结构图,在书中也少量的出现了一些宏观结构描述图,在这里由于篇幅限制就不再赘述。


结构示意图核心在于,首先需要确认它为抽象结构示意图还是具象结构示意图?它描述的是原子层面的结构还是宏观层面的结构?如果是原子层面的结构,那么晶胞中原子的分布如何?如果是宏观结构,那就要掌握这个宏观结构的形成原因是什么(例如形变织构导致制耳的结构示意图)?


掌握了对应知识点的结构示意图,就能从底层了解材料展现出某种性质的原因了!


2、过程示意图


题目中的“过程” 是一个抽象的概念。它的特点是它是动态的,图中的元素都是在动态的进行的。图中包含了明显的“运动”元素,就例如:

 

① 弗兰克-里德位错源运动示意图


② 扭折,割阶运动示意图


③刃型位错的攀移过程示意图


上述这些过程示意图都明显展现出了运动倾向。它们与静态的结构示意图不同,其中最核心的元素在于位移,只有明晰了图中运动倾向,才能更好的理解这一类图图表!


同时这类图表包含了很多箭头元素,掌握了这些箭头的方向以及成因,大家才能更好的掌握运动的趋势。


3、多变量坐标系图


坐标系图是我们理解不同变量之间定量关系的重要工具,在书中也有大量的出现,可以说是出现频率最高的一类图表形式。


并且,多变量坐标系图表在书中的每一章节几乎都有出现,掌握多变量坐标系图才能让我们更好的理解变量的影响趋势。本书中的多变量坐标系图相当之多,例如:


① 成分过冷相关变量坐标系图


② 屈服过程应力应变曲线图


③ 面心立方单晶体应力应变曲线


对于这类图表,可以明显地看出最核心的元素在于确认出现了几个变量,每一个变量具体代表的物理含义是什么?还有就是多个变量之间的影响趋势关系,它们呈正相关还是负相关?


掌握多变量坐标系图可以让我们很快的理解多变量体系中,不同影响因素会对结果产生何种影响。多变量坐标系在本书的应用范围非常广泛,掌握高频的多变量坐标系能够让我们能够快速上手综合分析题目


4、相图

 

相图不必多说,是我们了解合金成分和组织关系的重要工具。相图的本质也是多变量坐标系图,但是由于相图的地位非同小可,所以在这里单独拿出来说明。


相图的内容主要集中在第7 和8 章,其中包含了最常用的二元相图--铁碳相图;其它类别的二元相图;包共晶三元相图等等。


掌握相图是我们分析合金成分和组织关系的前提!书中出现的相图也相当多,例如:

 

① 铁碳相图


②包共晶三元相图


由图可见,相图的核心元素在于明确各个组元的成分是什么,有几个相区,每一个相区对应的相有哪几个


需要学会分析在这个相图中存在哪几种平衡反应,每种反应对应什么组织生成?怎样用杠杆定律,中心法则分析某一点的组织组成?


掌握了一个体系下的相图,就能熟练的进行任意分析题目的组织分析,再问到分析任意情况也就不会再打怵了。


5、组织结构图


组织结构图本质上也是一种结构图,但是由于其相比于晶体结构等更加的具象化,且与相图关系非常紧密,所以把它单独拿出来分析。


书中出现了大量的组织结构图,主要集中在5 6 7 三章,例如:

 

① 形变再结晶组织图


②共析钢组织示意图


③铸锭组织


由上图可以看出,组织示意图其实本质上也是将真实组织结构抽象化了,在绘制时具有很强的主观性。


但即便是这样,只要能表现出组织的核心特点,具有辨识度,就是足够的。


组织示意图的核心在于组织的抽象化外形特点,掌握了组织的外形特点,在将其与相图结合,就能很好的分析出在转变过程中合金的组织形貌变化。


2

如何利用图表进行背诵和理解

图表相比于枯燥的文字,理解起来有先天的优势。在专业课背诵过程中,绘制出对应知识点的图表,然后用自己的语言进行描述,是一种非常高效的回答方式,也能有效避免忘记书上的文字描述这种情况发生。举个简单的例子,我们先来看一下这一段话


对某些成分接近于一定的原子比(如AB或AB)的无序固溶体中,当它从高温缓冷到某一临界温度以下时,溶质原子会从统计随机分布状态过渡到占有一定位置的规则排列状态,即发生有序化过程,形成有序固溶体。


这是书本对于有序固溶体的定义,看完这句话你肯定会一头雾水,但是如果再看看这张结构图 :



你就会明白,原来有序固溶体无非就是原子出现位置固定罢了。有结构示意图的帮助,理解这个知识点就格外容易了。


在面对考试中问出的这个问题,你就可以先画出这个图,然后再用自己的关键词去描述这幅图,比执着的背诵效率要高很多。


毕竟没有人能够保证能一句不落的记住上述那一大段专业的定义,但是这张图看一遍相信大部分同学都能有比较深的印象了。这就是这些图表的魅力所在


在遇到一个知识点时,首先需要大家去在书上找到它对应的图表在哪里;然后去分析它属于哪一类的图表,其中的核心要素是什么?


掌握了这些以后,再去查看书上严谨的专业定义和描述,从中抽取出几条关键词,对照着你记忆的图表去描述,这样就能有效的避免枯燥的背诵专业课,还能给你强烈的对于专业课内容走向的把控感,可谓是一举两得



希望本文能将大家从枯燥的背诵中解放出来,让大家不再抵触背诵专业课,而是能够享受背诵专业课!祝大家复习顺利!


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