中南大学出版的 材料物理性能名词解释总结

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材料物理性能简介

材料物理性能简介

<<材料物理性能>>基本要求一,基本概念:1.摩尔热容: 使1摩尔物质在没有相变和化学反应的条件下,温度升高1K所需要的热量称为摩尔热容。

它反映材料从周围环境吸收热量的能力。

2.比热容:质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下,温度升高1K所需要的热量称为比热容。

它反映材料从周围环境吸收热量的能力。

3.比容:单位质量(即1kg物质)的体积,即密度的倒数(m3/kg)。

4.格波:由于晶体中的原子间存在着很强的相互作用,因此晶格中一个质点的微振动会引起临近质点随之振动。

因相邻质点间的振动存在着一定的位相差,故晶格振动会在晶体中以弹性波的形式传播,而形成“格波”。

5.声子(Phonon): 声子是中集体激发的准粒子,就是振动中的简谐振子的能量量子。

6.德拜特征温度: 德拜模型认为:晶体对热容的贡献主要是低频弹性波的振动,声频支的频率具有0~ωmax 分布,其中,最大频率所对应的温度即为德拜温度θD,即θD =ωmax/k。

7.示差热分析法(Differential Thermal Analysis, DTA ): 是在测定热分析曲线(即加热温度T与加热时间t的关系曲线)的同时,利用示差热电偶测定加热(或冷却)过程中待测试样和标准试样的温度差随温度或时间变化的关系曲线ΔT~T(t),从而对材料组织结构进行分析的一种技术。

8.示差扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC): 用示差方法测量加热或冷却过程中,将试样和标准样的温度差保持为零时,所需要补充的热量与温度或时间的关系。

9.热稳定性(抗热振性):材料承受温度的急剧变化(热冲击)而不致破坏的能力。

10.塞贝克效应:当两种不同的导体组成一个闭合回路时,若在两接头处存在温度差则回路中将有电势及电流产生,这种现象称为塞贝克效应。

11.玻尔帖效应:当有电流通过两个不同导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,还要在两接头处出现吸热或放出热量Q的现象。

材料物理性能名词解释

材料物理性能名词解释

铁电性:电偶极子由于它们的相互作用而产生的自发平行排列的现象。

屈服极限:中档应力足够大,材料开始发生塑性变形,产生塑性变形的最小应力。

延展性:指材料受塑性形变而不破坏的能力。

构建的受力模型:拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲塑性形变:指外力移去后不能恢复的形变。

热膨胀:物体的体积或长度随着温度的升高而增加的现象称为热膨胀,本质是点阵结构中质点的平均距离随温度升高而增大。

色散:材料的折射率随入射光频率的减小而减小的性质。

抗热震性:是指材料承受温度的剧烈变化而抵抗破坏的能力。

蠕变:对材料施加恒定应力时。

应变随时间的增加而增加,这种现象叫蠕变。

此时弹性模量也将随时间的增加而减少。

弛豫:对材料施加恒定应变,应力随时间减少的现象,此时弹性模量也随时间而降低。

滞弹性:对于理想弹性固体,作用应力会立即引起弹性形变,一旦应力消除,应变也随之消除。

对于实际固体,这种应变的产生和消除需要一定的时间,这种性质叫滞弹性。

粘弹性:有些材料在比较小的应力作用下可以同时表现出弹性和粘性。

虎克定律:材料在正常温度下,当应力不大时其变形是单纯的弹性变形,应力与应变的关系由实验建立。

晶格滑移:晶体受力时,晶体的一部分相对于另一部分发生平移滑动。

应力:单位面积上所受的内力。

形变:材料在外力作用下,发生形状和大小的变化。

应变:物质内部各质点之间的相对位移。

本征电导:由晶体点阵的基本离子运动引起。

离子自身随热运动离开晶格形成热缺陷,缺陷本身是带电的,可作为离子电导截流子,又叫固有离子电导,在高温下显著。

杂质电导:由固定较弱的离子的运动造成,主要是杂质离子。

在低温下显著。

杂质电导率要比本征电导率大得多。

离子晶体的电导主要为杂质电导。

热电效应:自发极化电矩吸附异性电荷,异性电荷屏蔽自发极化电场而自发极化对温度影响当温度变化时释放出电荷。

极化:在外电场作用下,介质内质点政府电荷重心的分离,并转变为偶极子,即电介质在电场作用下产生感应电荷的现象.自发极化:这种极化状态并非由外加电场所引起而是由晶体内部结构特点所引起。

材料物理名词解释

材料物理名词解释

色心:晶体中引入‎的电子或空‎穴,通过静电作‎用被晶体中‎带有正、负有效电荷‎的点缺陷所‎俘获,形成多种俘‎获电子中心‎和俘获空穴‎中心,并随能级跃‎迁而产生新‎的吸收带。

由于一些中‎心的吸收带‎位于可见光‎范围内,可使晶体呈‎现出不同的‎颜色,因而称其为‎色心。

对称破缺是‎指具有一定‎对称性的结‎构在经历相‎转变的过程‎中,某些原有对‎称元素突变‎性丧失的现‎象表面弛豫是‎表面层点阵‎参数的略微‎变化,表现在表面‎与其下少数‎儿个原了层‎问距的变化‎上,其晶体结构‎基本上保持‎一致表面重构是‎表面层结构‎相对于体相‎发生很大的‎变化,一般出现表‎面超结构。

堆垛层错:正常堆垛顺‎序中引入不‎正常顺序堆‎垛的原了面‎而产生的一‎类缺陷,反相畴界:界面相邻两‎侧存在一非‎点阵平移,界面处由正‎常的配对状‎态转为非正‎常的配对状‎态而保持共‎格。

晶体学切变‎面:一些过渡金‎属氧化物及‎其复合氧化‎物中,金属离了与‎氧的化学计‎量比变化很‎大,在形成缺氧‎的非计量化‎学比晶体时‎,晶体的两部‎分沿某一晶‎面滑移,形成晶体学‎切变面。

格波:晶体中原子‎围绕其平衡‎位置不断振‎动,由于原子问‎存在相互作‎用,一定频率振‎动着的原子‎问产生确定‎的位相关系‎,从而在晶格‎上形成一种‎平面波,称为格波。

热应力由于相邻质‎点问相互作‎用具有一定‎的非线性,固体在温度‎升高时,相邻质点的‎平均距离增‎大,产生热膨胀‎。

若用刚性约‎束阻碍晶体‎膨胀,则会在晶体‎内部产生一‎种附加应力‎,这种由热膨‎胀引起的内‎应力即为热‎应力。

弹性模量是材料受力‎作用时应力‎与应变的比‎值,反映了材料‎内部原了问‎的结合强度‎,是材料的一‎个固有物性‎参数滞弹性:实际固体在‎外力作用下‎产生弹性形‎变,在撤去外力‎后,并非能像理‎想弹性体一‎样立即恢复‎,而是需要一‎定的恢复时‎问,则称这种固‎体的实际弹‎性性质为滞‎弹性蠕变:施加恒定外‎力作用下,物体应变随‎时问的延长‎而增加的现‎象; 晶格滑移:晶体受力时‎,晶体中的一‎部分相对于‎另一部分产‎生相对滑移‎的现象粘性流动:材料在在外‎力的作用下‎发生类似粘‎性液体流动‎的变形,其变形速度‎与剪应力成‎正比,与材料粘度‎成反比。

材料力学性能及名词解释

材料力学性能及名词解释

材料力学性能及名词解释材料力学性能及名词解释1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。

屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高,耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

⑵洛氏硬度(HR)当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个支持角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。

中南大学材料性能学习题与解答

中南大学材料性能学习题与解答

g / m 2E s / a / E s / a0 a0 / a
奥罗万修正计算适用平面应力状态和平面应变状态。 b. Kl 和 KlC 的异同? 解: K I 是力学度量,它不仅随外加应力和裂纹长度的变化而变化,也和裂纹的 形状类型,以及加载方式有关,但它和材料本身的固有性能无关。而断裂 韧性 K IC 则是反映材料阻止裂纹扩展的能力,因此是材料本身的特性。 c. 断裂韧性的影响因素有哪些?如何提高材料的断裂韧性? 1 外因,材料的厚度不同,厚度增大断裂韧性增大,当厚度增大到一定程 解:○ 度后断裂韧性稳定。温度下降断裂韧性下降,应变速率上升,断裂韧性 2 内因。金属材料,能细化晶粒的元素提高断裂韧性;形成金属 下降。○ 化合物和析出第二相降低断裂韧性。晶粒尺寸和相结构,面心立方断裂 韧性高,奥氏体大于铁素体和马氏体钢。细化晶粒,断裂韧性提高。夹 杂和第二相,脆性夹杂和第二相降低断裂韧性,韧性第二相提高断裂韧 性。 1 亚温淬火○ 2 超高温淬火○ 3 形变热处理等方法 提高材料的断裂韧性可以通过○ 实现。 3、计算: a. 有一材料,模量 E = 200GPa, 单位面积的表面能 γS = 8 J/m , 试计算在 70MPa 的拉应力作用下,该裂纹的临界裂纹长度?若该材料裂纹尖端的变形塑性 功 γP=400 J/m ,该裂纹的临界裂纹长度又为多少?[利用格里菲斯公式和奥罗 万修正公式计算] 解:由格里菲斯公式得
载条件、负载时间。对金属、陶瓷类材料的 E 没有影响。高聚物的 E 随负 载时间延长而降低,发生松弛。 2) 金属材料应变硬化的概念和实际意义。 解:材料进入塑性变形阶段后,随着变形量增大,形变应力不断提高的现象称 1 加工方面,是金属进行均匀的塑性变形,保证冷变形 为应变硬化。意义○ 2 应用方面,是金属机件具有一定的抗偶然过载能力, 工艺的顺利实施。○ 3 对不能进行热处理强化的金属材料进行强化的重要 保证机件使用安全。○ 手段。 3) 高分子材料的塑性变形机理。 程;非晶高分子材料则是在正应力下形成银纹或在切应力下无取向的分子 链局部转变为排列的纤维束的过程。 4) 拉伸断裂包括几种类型?什么是拉伸断口三要素?如何具体分析实际构 件的断裂[提示:参考课件的具体分析实例简单作答]? 解: 按宏观塑性变形分为脆性断裂和韧性断裂。 按裂纹扩展可分为穿晶断裂和 沿晶断裂。 按微观断裂机理分为解理断裂和剪切断裂。 按作用力分为正断和切断。 拉升断口的三要素:纤维区、放射区和剪切唇。对实际构件进行断裂分析首先进 1 宏观检测:目测构件表面外观;低倍酸洗观察;宏观断面分析。○ 2 扫描电镜 行○ 3 X 射线能谱分析○ 4 金相分析○ 5 硬度及有效硬化层测定。 分析○ 3、计算: 1) 已知钢的杨氏模量为 210GPa,问直径 2.5mm,长度 120mm 的线材承受 450N 载荷时变形量是多少? 若采用同样长度的铝材来承受同样的载荷, 并且变形量要 求也相同,问铝丝直径应为多少? (EAl=70GPa) 若用 W(E=388 GPa) 、钢化玻璃 (E=345MPa)和尼龙线(E=2.83GPa)呢? 解:已知:E=210GPa , d=2.5mm , 解:结晶高分子的塑性变形是由薄晶转变为沿应力方向排列的微纤维束的过

材料物理性能定义总结

材料物理性能定义总结

材料物理性能定义总结第一章材料的电性能A按压力对金属导电性的影响:金属分为正常金属和反常金属。

B本征电导:源于晶体点阵中基本离子的运动。

玻璃的导电机理:玻璃在通常情况下是绝缘体,但在高温下,玻璃的电阻率却可能大大降低,因此在高温下有些玻璃将成为导体。

玻璃的导电是由于某些离子的可动性导致的,故玻璃是一种电解质的导体。

在钠玻璃中,钠离子在二氧化硅网络中从一个间隙跳到另一个间隙,形成电流。

这与离子晶体中的间隙离子导电类似。

本征半导体:纯净的无结构缺陷的半导体单晶。

本征电导在高温下为导电的主要表现。

半导体导电机理:在绝对零度和无外界影响的条件下,半导体的空带中无运动的电子。

但当温度升高或受光照射时,也就是半导体受到热激发时,共价键中的价电子由于从外界获得了能量,其中部分获得了足够大能量的价电子就可以挣脱束缚,离开原子而成为自由电子。

本征半导体的电学特性:1)本征激发成对产生自由电子和空穴,自由电子浓度与空穴浓度相等;2)禁带宽度Eg 越大,载流子浓度n i 越小;3)温度升高时载流子浓度n i 增大。

4)载流子浓度n i与原子密度相比是极小的,所以本征半导体的导电能力很微弱。

不均匀固溶体(k状态):在合金元素中含有过渡族金属的,这些固溶体中有特殊相变及特殊结构存在,这种组织状态称为k状态。

这些固溶体中原子间距的大小显著地波动,其波动正式组元原子在晶体中不均匀分布的结果,所以也把k状态称之为“不均匀固溶体)。

C畴壁:两铁电畴之间的界壁称为畴壁。

超导电性:在一定低温条件下,金属突然失去电阻的现象叫超导电性。

超导态:金属失去电阻的状态称为超导态,金属具有电阻的状态称为正常态。

超导体三个基本特性:完全导电性,完全抗磁性,通量(flux)量子化。

完全导电性:在室温下把超导体放入磁场中,冷却到低温进入超导态,把原磁场移开,则在超导体中的感生电流,由于没有电阻而将长久存在,成为不衰减电流。

超导现象产生的原因:由于超导材料中的电子双双结成库柏电子对,电子对和晶格间相互作用,而无能量损失,使超导体不产生电阻超导体存在T c 的原因:当温度或外磁场强度增加时,电子对获得能量,当温度或外磁场强度增加到临界值时,电子对全部被拆开成正常态电子,于是材料即由超导态转变为正常态。

材料物理性能概述

材料物理性能概述

材料物理性能概述引言当今世界,材料越来越成为非常重要的社会生产支柱之一,而材料的性能越来越多地被重视和研究。

本文主要介绍一下材料的各种物理性能。

本文主要从六个方面来介绍,分别是材料的电学性能、磁学性能、热学性能、光学性能。

一、材料的电学性能1.概述材料的电学性能包括以下内容:导电性的一般理论处理、金属材料的导电性、半导体材料的导电性、离子晶体导电性与超导电性。

导电性方面,引入电导率、电流密度概念。

2. 导电性的一般理论处理材料依导电性的分类及导电性范围,四类材料的导电性范围,导电性与材料中电子态间的关系;导电性与材料中载流子的浓度、电荷量、移动速度(及迁移率)的一般关系,在半导体、金属(经典自由电子理论)中的具体形式;量子自由电子理论下的导电性,Fermi球漂移,导电电子数,电导率结论()σετ=132N e vF F2的推导,自由电子的自由程;能带理论下的导电性结论,各类材料导电性相对强弱的讨论,Brillouin区边界的限制。

3. 金属材料的导电性机理:实验规律(Matthiessen规则),残余电阻与温度对电阻的影响,电阻根源—周期势场的不规则点,即散射中心(数量、强度)、导电性的微观控制因素—电子的自由程。

影响因素:温度的影响规律;合金成分的影响(固溶态—影响强度与原子半径及化合价差的关系,有序化的影响;多相区);相变的影响。

其它(自学):偏离Matthiessen规则的合金化影响,K状态,其它影响因素;电阻研究的意义:材料分析方法(高纯度分析,相变及转变分析),测温等应用,精密电阻合金、导电材料、电热合金等。

4 . 半导体材料的导电性半导体材料简介(本征—单质、化合物材料,掺杂— n型,p型,材料的电子态特征),导电性(0K下不导电,T>0K时,依靠热激活导电),电子有效质量、电子与空穴。

载流子浓度理论推导,本征半导体的典型数值,掺杂半导体的结构、附近能级的产生、及对载流子浓度的影响;半导体材料的导电性与温度、掺杂的关系,晶体缺陷的影响。

材物性能名词解释

材物性能名词解释

材料物理性能名词解释1、thermal equilibrium state热力学平衡态(热动平衡):一个系统处于不变的外界条件下,经过一定的时间后系统达到的一个宏观性质不随时间变化的状态。

2、thermal motion热运动:物质中原子和分子不停的无规则运动状态。

3、theramal system热力学系统:研究的宏观物体(气体、固体)4、crystallization结晶:液态金属转变为固态金属形成晶体的过程。

5、melting point熔点:固态急速向液态转变的温度。

6、statistical regularity统计规律性:由大量微观粒子组成的整体,表现出与机械运动规律不同的另一种规律性。

7、lattice vibration晶格热振动:晶体中原子以平衡位置为中心不停的振动的现象。

8、phonon声子:晶格振动的能量是量子化的,以hv为单元来增加能量,这种能量单元称为声子。

9、heat capacity热容量:物质分子或原子热运动的能量Q随温度T的变化率。

10、molar specific heat capacity 摩尔热容:1mol物质的热容量,单位J/K·mol11、specific heat capacity比热容:单位质量的热容量。

10、heat capacity at constant volume pressure 定压热容:若加热过程中物体的体积不变,则其所测得的热容量为定压热容。

11、定容热容12、thermal expansion热膨胀:材料的长度或体积在不加压力时随温度的升高而变大的现象。

13、thermal conduction热传导:材料中的热量自动从高温区传向低温区的现象。

15、thermal conductivity热导率:在单位梯度温度下单位时间内通过材料单位垂直面积的热量。

14、heat flux or thermal flux density 能流密度:单位时间内通过材料单位处置面积的热量。

材料物理性能

材料物理性能

一、名词解释1.顺磁体:原子内部存在永久磁矩,无外磁场,材料无规则的热运动使得材料没有磁性,当外磁场作用,每个原子的磁矩比较规则取向,物质显示弱磁场,这样的磁体称顺磁体。

2.铁磁体:在较弱的磁场内,铁磁体也能够获得强的磁化强度,而且在外磁场移去,材料保留强的磁性。

原因是强的内部交换作用,材料内部有强的内部交换场,原子的磁矩平行取向,在物质内部形成磁畴,这样的磁体称铁磁体。

3.金属热膨胀:物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。

4.内耗:对固体材料内在的能量损耗称为内耗。

5.磁致伸缩效应:铁磁体在磁场中被磁化时,其形状和尺寸都会发生变化的现象。

6.磁畴:指在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。

7.软磁材料:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。

8.亚铁磁体:磁体中存在大小不等反平行的自旋磁矩,磁矩大小部分抵消,因而磁体仍然可以自发磁化,类似于铁磁体。

这种磁体称为亚铁磁体。

9.磁畴结构:磁畴的形状、尺寸、磁壁的类型与厚度的总称。

10.磁滞回线:当磁化磁场作周期的变化时,表示铁磁体中的磁感应强度与磁场强度关系的一条闭合曲线。

二、问答题1.对于一根具体的导线而言,影响它的导电因素有哪些?答:对于一根具体的导线而言,导电过程分两部分,包括最外电子脱离正离子实和之后的在晶格中运行,所以,影响导电性包括这两部分的影响因素。

(1) 从导电定律关系式中可以看出一个电子的电荷是固定的数值,n有效决定于金属的晶体结构及能带结构,而电子自由运行时间或电子平均自由程则决定于在外电场作用下,电子运动过程中所受到的散射。

(2) 电子在金属中所受到的散射可用散射系数μ来表述。

μ的来源有两方面,一是温度引起离子振动造成的μT,二是各种缺陷及杂质引起晶格畸变造成的μn。

μ=μT+μn相应地电阻为:ρ=ρT+ρn(3) 由温度造成的晶格动畸变和由缺陷造成的晶格静畸变,两者都会引起金属电阻率增大。

2.什么是西贝克(Seeback)效应?它是哪种材料的基础?答:西贝克效应是由于温差产生的热电现象,即温差电动势效应——广义地,在半导体材料中,温度和电动势可以互相产生。

材料力学性能大神整理版

材料力学性能大神整理版

1 包申格效应:是某些塑性材料的一种力学性质,表现为当材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再反向加载,规定残余伸长应力降低的现象,称为包申格效应。

应用:薄板反向弯曲成形、拉拔的钢棒经过轧辊压制校直。

消除方法:1.预先进行较大的塑性变形 2.在第二次反向受力前先使金属材料回复或再结晶温度下退火2 屈服现象:金属材料在拉伸试验过程中,外力不增加试样仍能继续伸长;或外力增加到一定数值时突然下降,随后,在外力不增加或上下波动情况下,试样继续伸长变形。

这种现象即为屈服现象。

影响因素:(内在因素)1.点阵阻力2.位错密度(密度增大,屈服强度也增大)3.晶界阻力(细晶强化)4.固溶强化5第二相强化(外在因素)温度(升高温度,屈服强度降低)、应变速率(速率增大,强度增加)、应力状态(切应力分量越大,越有利于塑性变形,屈服强度越低)3 解理断裂:是金属材料在一定条件下(如低温),当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体平面产生的穿晶断裂。

4 缺口效应:第一效应:引起应力集中,并改变了缺口前方的应力状态,使缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态。

第二效应:使塑性材料强度增高,塑性降低。

5 韧脆转变温度t k:在试验温度低于某一温度时,由韧性断裂转为脆性断裂。

对应的温度即为韧脆转变温度6 应力场强度因子:反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量称为应力强度因子。

它和裂纹大小、构件几何尺寸以及外应力有关。

7 有效裂纹:由于裂纹尖端塑性区的存在,将会降低裂纹体的刚度,相当于裂纹长度的增加。

原有裂纹长度a+塑性区宽度R0r的一半r y=有效裂纹尺寸8 有效屈服应力:缺口试样处于单向应力状态时,产生屈服的条件是,由于缺口第一效应由单向应力状态转变为两向或三向应力状态时,其产生屈服的条件变为,即被定义为有效屈服应力。

9 应力腐蚀的概念:金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下,经过一段时间后所产生的低应力脆断现象,称为应力腐蚀断裂。

中南大学材料性能学复习(01-04)大纲

中南大学材料性能学复习(01-04)大纲

《材料性能学》复习(01-04)一、概念部分(名词解释)包申格效应;解理断裂;蓝脆;应力腐蚀断裂;蠕变;低应力脆断;比例试样;应力状态软性系数驻留滑移带:交变载荷作用下,位错滑移时在滑移面上形成空洞,使试样表面的滑移线不能用抛光的方法去除。

应力松驰失效;韧性断裂;缺口敏感性(填空)1.拉伸断口特征的三要素2.缺口试样产生的三个效应3.材料弹性变形的本质4.解理断裂的基本微观特征;微孔聚集型韧性断裂的微观特征5.高周疲劳宏观断口一般分为哪三个区6.金属材料的磨损按其失效机理可分为7.材料蠕变变形的机理主要有8.材料的抗磁性来源于,顺磁性来源于材料的抗磁性来源于电子轨道运动在外磁场作用下所产生的抗磁拒,顺磁性来源于原子(或离子)的固有磁矩。

9.超导体具有的两个基本特性为____ 和_____ 。

为完全导电性和完全抗磁性。

10.据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系,裂纹扩展的基本方式有--0411.测量小电阻的方法有_____ 法、_____ 法等。

--02 双电桥,电位差计12.解理断口的基本微观特征是断口上有13.KI 称为__ ,表达式KI=__ ,KIc称为__ ,其表达式KIc=__ ,KI取决于___ ,KIc取决于___ 。

14.使材料变脆的三大因素是15.接触疲劳失效有三种,它们是16.单向静拉伸的应力状态的张量表示法为,用应力状态软性系数表示为17.金属材料的屈服是位错_____和______的结果。

18.当____大于0.7时,必须考虑塑性区的影响,对KI进行修正,通常用___法进行修正。

19.磨损按其失效机理的不同可分为20.应力状态软性系数α值越大,表示应力状态____ ,材料越容易____ ;反之,α值越小,表示应力状态____ ,材料越易发生___ 断裂。

--04(试验方法判断:根据下列材料及测试要求选择合适的试验方法,如需测硬度,选用何种硬度试验方法(写出硬度符号)?测量淬火、回火的高速钢刀具的硬度--01鉴别钢中残余奥氏体的硬度:测量氮化层硬度:测量灰铸铁的硬度:测渗碳层的硬度分布:测20Cr渗碳淬火钢的塑性:测40Cr钢的抗拉强度:测不同牌号灰铸铁的塑性差异:测Cr12钢的冲击韧性:测W18Cr4V钢淬火回火试样的塑性:(有如下工件需测硬度,选用何种硬度试验方法为宜? --03成批生产的淬火回火高速钢刀具硬质合金刀头退火后的热锻模毛坯手表黄铜齿轮过共晶白口铁中Fe3C I的硬度渗碳层的硬度分布灰铸铁(根据下列材料及测试要求选择合适的试验方法--03测45钢的σ b测40Cr钢的切断强度测不同牌号铸铁的塑性差异测Cr12钢的ɑk测不同牌号铸造铝合金的断裂强度及塑性差异测40Cr钢的塑性--04(有如下工件需测硬度,选用何种硬度试验方法(写出硬度符号)?--04 淬火后的工具钢鉴别钢中残余奥氏体退火后的毛坯件二、概念运用部分(简答题)1、什么是低温脆性?其物理本质是什么?--012、何谓铁磁性的自发磁化?产生的条件是什么?/什么是自发磁化?铁磁体的形成条件是什么?在没有外磁场的作用下,金属内部的自旋磁矩自发地取向一致的行为。

材料力学性能名词解释部分

材料力学性能名词解释部分
断裂韧度ΚΙc:
材料的脆性--韧性转变:①应力状态
②温度和加载速度
③材料的微观组织
陶瓷材料增韧:①陶瓷与金属复合增韧
②相变增韧
③微裂纹增韧
④其它:金属与晶粒细化双重增韧、改变裂纹扩展的路径、使裂纹尖端钝化、增强纤维或晶须。
材料的疲劳
氢脆
材料的磨损
弹性模量Ε:表明材料对弹性形变的抗力,代表了材料的刚度。(斜率)
弹性极限σe:材料发生最大弹性形变时的应力值。
弹性比功We:材料吸收变形功而又不发生永久变形的能力。We=1/2σeεe=εe2/2Ε(面积)
普弹形变(高分子):应力与应变的关系符合胡克定律,变形由分子链内部键长和键角发生变化产生。
高弹形变(高分子):分子链在外力作用下,原先卷曲的链沿受力方向逐渐伸展产生,伸展长度与应力不成线性关系。
包申格效应:金属材料预先经少量塑性变形后再同向加载,弹性极限升高,反之降低的现象。与位错运动所受阻力有关。(例子:高速运转部件预先进行高速离心处理,有利于提高材料的抗变形能力。)
超弹性材料:材料在外力作用下产生远大于其弹性极限时的应变量,外力去除自动恢复其变形的现象。
脆性:弹性极限前断裂(断裂前不产生塑性变形的性质)
韧性:断裂前单位体积材料所吸收的变性能和断裂能,即外力所作的功
①弹性变形能
②塑性变形能
③断裂能
塑性:材料在断裂前发生的永久型变形(不可逆变形)
塑性变形:位错在外力的作用下发生滑移和孪生。
滑移:位错在切应力作用下沿滑移面和滑移方向进行的运动过程。
滑移系:滑移面与滑移方向的组合
临界分切应力:使位错产生滑移所需要的分切应力
弹性的不完整性:应变滞后于应力。本质:组织的不均匀性,使材料受应力作用时各晶粒的应变不均匀或应变明显受时间的影响。

材料物理性能名词解释

材料物理性能名词解释

电导率:当施加的电场产生电流时电流密度正比于电场强度,其比例常数即电导率。

超导:在一定的低温条件下,金属突然失去电阻的现象。

电介质:在电场作用下能被极化的物质,通常是指电阻率大于1010Ω·cm的一类在电场中以感应而并非传导的方式呈现其电学性能的材料。

正压电效应:晶体受机械力作用时,一定方向的表面产生束缚电荷(正负电荷中心不重合),其电荷密度大小与所加应力成线性关系。

逆压电效应:晶体在外电场激励下,某些方向产生形变的现象,形变与电场强度成线性关系。

电致伸缩:电介质在外电场的作用下,发生尺寸变化即产生应变现象,起应变大小与所加电压的平方成正比。

相对电导率:把国际标准退火铜在20℃时的电导率(电阻率为0.017241Ωmm2/m,电导率为58.0M S/m)作为100%,其他材料与此导电率的比值(百分数).热焓:等压过程中,质量为m的物体从0K升高到T时所需的热量。

平均热容:单位质量的物质在没有相变、没有化学反应的情况下每升高一度所需热量。

真实热容:物体吸收或放出的热量在数值上等于物体的焓变。

定压热容:等压条件下单位质量的物质在没有相变、没有化学反应的情况下每升高一度所需热量.定容热容:等容条件下单位质量的物质在没有相变、没有化学反应的情况下每升高一度所需热量。

摩尔热容:1mol物质在没有相变、没有化学反应的情况下每升高一度所需热量。

热传导:由于材料相邻两部分间的温差而发生的能量迁移与传递。

热电性:在金属导体组成的回路中,存在温差或通以电流时,会产生热与电的转换效应。

K状态:回火过程中发现含过渡族合金的电阻有反常升高(其他物理性能,如热膨胀效应、比热容、弹性、内耗等也有明显变化)。

冷加工时发现合金的电阻率明显降低。

托马斯(Thomas)最早发现这一现象,并把这一组织状态称为K状态。

不均匀固溶体:由x射线分析可见,固溶体中原子间距的大小显著地波动,其波动正是组元原子在晶体中不均匀分布的结果,所以也把K状态称之为“不均匀固溶体"。

材料性能名词解释

材料性能名词解释

材料性能名词解释弹性变形:材料受载后产生变形,卸载后这部分变形消逝,材料恢复到原来的状态的性质弹性比功:弹性变形过程中吸收变形功的能力弹性极限:即弹性变形过渡到弹-塑性变形时的应力弹性模量:工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征材料对弹性变形的抗力滞弹性:快速加载或者卸载后,材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能粘弹性:材料在外力作用下,弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为伪弹性:材料在一定温度和外力作用下,金属或者合金将应力诱发马氏体相变,产生大幅度的弹性变形包申格效应:材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余应力增加;反向加载,规定残余应力降低的现象内耗:非理想弹性下,在变形过程中部分被材料吸收的加载变形功称为材料的内耗塑性变形:微观结构的相邻部分产生永久性位移,并不引起材料破裂的现象应变硬化:塑性变形阶段后,随着变形量增大,形变应力不断提高的现象超塑性:在一定条件下,呈现非常大的伸长率而不发生缩颈和断裂的现象韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂的能力韧窝:微孔聚集型断裂,宏观上呈暗灰色、纤维状; 微观上分布大量“韧窝”应力状态软性系数:不同加载条件下材料中最大切应力与正应力的比值剪切弹性模量:材料在扭转过程中,扭矩与切应变的比值缺口敏感度:材料因存在缺口造成三向应力状态和应力应变集中而变脆的倾向,NSR= σBN /σb硬度:硬度是表征材料软硬程度的一种性能。

一般认为硬度是一定体积内材料表面抵抗变形或破裂的能力静力韧度:静拉伸的σ-ε曲线下包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能冲击韧度:一次冲断时,冲击功与缺口处截面积的比值。

冲击吸收功:冲击弯曲试验中,试样变形和断裂所吸收的功。

低温脆性:当试验温度低于某一温度时,材料由韧性状态转变为脆性状态。

韧脆转变温度:材料在某一温度t下由韧变脆,冲击功明显下降。

该温度即韧脆转变温度。

迟屈服:用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时,瞬间并不屈服,需在该应力下保持一段时间后才屈服的现象。

材料物理性能课后答案

材料物理性能课后答案

材料物理性能课后答案材料物理性能是指材料在外部作用下所表现出的物理特性,包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等。

了解材料的物理性能对于材料的选用、设计和应用具有重要意义。

下面是一些关于材料物理性能的课后答案,希望能对大家的学习有所帮助。

1. 什么是材料的力学性能?材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能,包括抗拉强度、屈服强度、弹性模量、硬度等。

这些性能直接影响着材料的承载能力和使用寿命。

2. 为什么要了解材料的热学性能?材料的热学性能是指材料在温度变化下的性能表现,包括热膨胀系数、导热系数、比热容等。

了解材料的热学性能可以帮助我们选择合适的材料用于高温或低温环境,确保材料的稳定性和可靠性。

3. 材料的电学性能有哪些重要指标?材料的电学性能包括介电常数、电导率、击穿电压等指标。

这些性能直接影响着材料在电子器件中的应用,对于电子材料的选用和设计具有重要意义。

4. 什么是材料的磁学性能?材料的磁学性能是指材料在外磁场作用下的性能表现,包括磁化强度、磁导率、矫顽力等。

了解材料的磁学性能可以帮助我们选择合适的材料用于磁性材料和磁性器件的制备。

5. 如何评价材料的物理性能综合指标?材料的物理性能综合指标是综合考虑材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等多个方面的性能指标,通过综合评价来确定材料的适用范围和性能等级。

这些综合指标可以帮助我们更好地了解材料的综合性能,为材料的选用和设计提供参考依据。

总结,了解材料的物理性能对于材料的选用、设计和应用具有重要意义,希望以上答案可以帮助大家更好地理解和掌握材料的物理性能知识。

对于材料物理性能的学习,需要多加练习和实践,才能真正掌握其中的精髓。

祝大家学习进步!。

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晶格热振动:固体材料由晶体或非晶体组成,点阵中的质点并不是静止不动的,而是围绕其平衡位置做微小振动。

声频支振动:振动着的质点中频率甚低的格波,质点质点之间的相位差不大。

光频支振动与之相反。

热容:在没有相变和化学反应的条件下,材料温度升高1K时所吸收的热量。

金属材料热容的影响因素:自由电子的影响,一般可忽略,低温热容缓慢下降,高温热容超过3R继续上升,合金成分对热容的影响。

组织转变对热容的影响:一级相变和二级相变一级相变在相变点发生突变,二级,也剧烈变化但有限值,亚稳态组织转变,从亚稳态转变为稳态时要放出热量。

热容的测量方法:量热计法,撒克司法,史密斯法和脉冲法。

热分析法:差热分析,差示扫描量热法,热重法。

热分析的应用:建立合金相图,热弹性马氏体相变研究,合金的有序无须转变研究,液相转变的研究。

影响热膨胀性能的因素:键强,晶体结构,非等轴晶系的晶体,相变,化学成分。

热膨胀系数的测量:机械杠杆式膨胀仪,光杠杆膨胀仪,电感式膨胀仪。

热膨胀分析的应用:确定钢的组织转变点(切线法、极值法)研究加热转变。

热导率:单位时间内通过单位截面面积的热量。

热导率的测量:稳态法,非稳态法。

材料的热冲击损坏类型:抗热冲击断裂性,抗热冲击损伤性。

热应力:材料的热胀冷缩引起的内应力。

提高抗热冲击断裂性能的措施:提高材料的强度减小弹性模量,提高材料的热导率,减小材料的热膨胀系数,减小表面散热系数,减小产品的有效厚度。

载流子:材料中参与传导电流的带电粒子。

费米球:在0K下自由电子在速度空间中分布形成一个中心对成球。

掺杂半导体(n、p型)n型,所有结合键被价电子填满后仍有富裕的价电子,p型,价电子都成键后仍有些结合键上缺少价电子出现空穴。

掺杂能级:掺入的异价原子使得局部结合键情况发生变化,导致半导体中出现附加能及。

光致电导:半导体材料受到适当波长的电磁波辐射时,导电性会大幅度升高的现象。

陶瓷材料的导电性:按用途分电子导电、离子导电,半导体、绝缘体。

超导体:零电阻、完全抗磁,条件,温度条件、磁场条件、电流条件。

磁化强度M:单位体积磁性材料内原子磁矩m的矢量总和。

磁极化强度J:单位体积中磁偶极子矢量总和。

材料按磁性分为:抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性。

磁致伸缩:铁磁体的长度或体积发生变化的现象。

退磁场:在铁磁性材料内部,附加磁场方向和外加磁场方向相反。

磁畴(三角畴、片状畴)矫顽力:畴壁越过最大的阻力峰所需要的磁场就相当于材料的矫顽力。

剩余磁化强度:铁磁体磁化到饱和并去掉外磁场后,在磁化方向保留的Mr(剩余磁化强度)或Br(剩余磁感应强度)称为剩磁(用获得晶体结构或磁结构的办法来提高剩磁)磁滞损耗:铁磁性材料反复磁化一周,由于磁滞现象所造成的损耗(减小摩擦生热、或形成磁有序)。

涡流损耗:感应电流所引起的损耗(做成薄片,提高电阻率)。

剩余损耗:总损耗减去所剩下的损耗(控制杂质的量)。

磁后效(约旦后效、李希特后效)交流(动态)磁性测量:伏安法、电桥法。

OMR-正常磁电阻:传导电子受到磁场的洛伦兹力作用做回旋运动,使其有效的平均自由程减小所致。

AMR-各向异性磁电阻效应:铁磁性的过渡金属、合金中,外加磁场方向平行于电流方向时的电阻率和外加磁场方向垂直电流方向时的电阻率不同。

GMR-巨磁电阻效应:磁性材料的电阻率在有外磁场作用时较无外磁场作用时纯在显著变化的现象。

光的本(横波、具有偏振性)质:波粒二象性。

光和固相作用的本质:电子极化、电子能态转变。

影响折射率的因素:元素离子半径,电子结构,材料的结构、晶型、晶态。

同质异构体,外界因素。

半导体材料中的光吸收:激子吸收(能产生激子的光的吸收)、本征吸收(电子在带与带之间的跃迁所形成的吸收)发光寿命:发光体在激发停止之后
持续发光的时间。

机理分析,温度相同,不同材料热膨胀系数不同:不同的材料晶体结构不同,相同温度条件下材料内部质点的相互作用力不同,使质点偏离平衡的不对称不同,化学成分不同,缺陷成不不同导致膨胀系数不同。

金属材料和非金属材料的导热机制:金属材料有大量的自由电子且电子的质量很轻能迅速地实现热量的传递,非金属材料,晶格中自由电子少导热主要晶格振动的格波来实现。

玻璃的热导率低于晶态固体几个数量级:材料的热导率与热容、声子的速度、声子的平均自由程有关,晶态和非晶态的热容值和声子的速度相当,声子的平均自由程相差很大,非晶态为近程有序结构可以看成是晶位很小的晶体来讨论,因此,它的平均自由程近似为常数,等于几个晶格常数,大致是晶体平均自由程的下限,而晶态是长程有序结构,声子平均自由程大,所以玻璃的热导率常常低于晶态固体几个数量级。

温度、异价杂质对离子导电性的影响:温度的影响,温度升高时离子导电性呈指数规律增长,离子的迁移率增大,同时晶体中空位体积密度成正比的可移动离子的体积密度也增大。

杂质的影响,当离子化合物中含有异价杂质时,相应的产生一些离子空位,离子化合物晶体中空位形成能非常高,由少量的异价杂质离子在离子晶体中引入的结构性空位会使化合物的导电性大幅度增加。

金属、半导体、离子导电材料随温度变化的差别是:金属材料因有自由电子,温度升高,自由电子无规则运动加快,电子定向运动就越困难。

半导体随温度升高,外层电子就越容易挣脱其原子核束缚成为自由电子进而导电性能越高。

离子材料当温度升高时,离子的迁移率增大和可移动离子的体积密度也迅速增大,离子的导电性增加。

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