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相似美-材料微观世界与自然界比较精选

已有 17145 次阅读 2011-11-4 12:08 |系统分类:图片百科| 自然界, 材料, 相似性, 位错, 微观世界

相似美-材料微观世界与自然界比较

曾荣昌

几年来,我一直试图从材料的微观世界中寻找一些美丽的图片，给新生介绍材料科学与工程专业的美妙之处，提高学生对材料科学的兴趣和热爱。每年作专业介绍时，PPT题目取名为《材料之美》。

美国材料研究学会每次年会都会进行图片比赛。实际上，这对材料研究人员来说，很有意义。大家发现微观世界与宏观世界具有异曲同工之妙。

图片就是语音，一种自然的语音，是世界语，不需要任何翻译。一张图片胜过一大堆文字。

从事材料科学的人增加一些艺术如摄影、绘画、美术修养，对于提高科研水平是有帮助的。期刊影响因子越高，图片质量越精美。读者会被美图深深吸引。自己发表一些高水平论文，往往会在物理模型的描绘上下一些功夫。图片的主题、结构、色彩是很关键的要素。所以，我审稿时，往往先看图片。从图片的质量可以看出作者的研究水平。

我在给学生上课时，力图介绍一些摄影艺术知识。尽管自己这方面不是很专业，但也有所体会。在第3、4节课前展示一些摄影图片，可以提振学生的精神。另外，在备课时，课件上也会许多自己拍摄和收集的与材料科学专业相关的照片。下面图片有些是我在给学生讲授《材料科学基础》有关材料的塑形变形与再结晶理论时用过的一些照片。我曾发表过一篇教学研究论文《摄影图片在材料科学与工程专业教学中的应用》（重庆科技学院学报（社会科学版） 2010 年第14 期），学生反应还不错。

昨天材料化学系教研活动时，我给老师和学生们介绍了这些图片，大家反应热烈。希望发到网上让大家分享。第2张图2010年曾参加科学网摄影大赛，组织者曾打电话邀请去参加颁奖典礼，因有事没有去北京。

附图中有些图片没有说明来源的均来自网络，且做过一些修饰。

本文中涉及的材料科学几个基本概念：

位错（dislocation）：在材料科学中，指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。从几何角度看，位错属于一种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界线，其存在对材料的物理性能，尤其是力学性能，具有极大的影响。

孪晶(twinning)：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。

珠光体（pearlite）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。

金属间化合物（intermetallic compound）：金属与金属或与类金属元素之间形成的化合物。一般位于相图中间，所以有时也称为中间相或第二相。