物理性能
材料的物理性能有哪些
材料的物理性能有哪些
材料的物理性能是指材料在物理方面所表现出来的特性和性能。
它包括了材料
的力学性能、热学性能、电学性能等多个方面。
下面我们将分别介绍材料的各种物理性能。
首先,材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出来的性能。
其中包括了
材料的强度、韧性、硬度、塑性等。
强度是材料抵抗外力破坏的能力,通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等来表示。
韧性是材料抵抗断裂的能力,硬度是材料抵抗划伤的能力,而塑性则是材料在外力作用下发生形变的能力。
其次,材料的热学性能是指材料在热力作用下所表现出来的性能。
其中包括了
材料的热膨胀性、导热性、比热容等。
热膨胀性是指材料在温度变化下的体积变化能力,导热性是指材料传导热量的能力,比热容则是指材料单位质量在温度变化下的热量变化能力。
再次,材料的电学性能是指材料在电场作用下所表现出来的性能。
其中包括了
材料的导电性、绝缘性、介电常数等。
导电性是指材料传导电流的能力,绝缘性是指材料阻止电流流动的能力,介电常数则是指材料在电场中的极化能力。
最后,材料的物理性能对于材料的选择和应用具有重要的意义。
不同的材料具
有不同的物理性能,因此在工程实践中需要根据具体的应用要求选择合适的材料。
同时,通过对材料的物理性能进行研究和改进,可以提高材料的性能,拓展材料的应用领域。
综上所述,材料的物理性能包括了力学性能、热学性能、电学性能等多个方面,它对于材料的选择和应用具有重要的意义。
我们需要深入了解材料的物理性能,才能更好地应用和改进材料,推动材料科学的发展。
物理性能
1.作用物理量、感应物理量、本征参数的概念及之间的关系。
作用物理量指的是作用在材料上的外界因素如应力、温度、电场、磁场、光等。
感应物理量是指在外界因素作用下,材料内部状态变化宏观表现如形变(ε)、热量Q、热流密度q、电流密度J等。
感应物理量的性质及大小因材料的不同而不同,这主要取决于材料的本性。
在外界因素微量的条件下,一般作用物理量与感应物理量具有线性关系,比例系数为材料的本征参数,如热容C、热导率λ、电导率σ等。
2.显微结构显微结构是指在显微镜下直至电子显微镜下观察到的结构,包括相分布、晶粒尺寸和形状。
气孔大小和分布、杂质。
缺陷和晶界等。
3.声子的概念及性质声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
声子的粒子性:主要体现在声子携带声波的能量和动量,且声子和物质作用服从能量和动量守恒定律。
声子的准粒子性:主要表现在声子的动量不确定,系统中声子的数目不守恒。
4.电子的共有化运动及能级分裂原子组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限于在某一个原子上,可以由一个原子转移到相邻原子的相似壳层上去,电子可以在整个晶体中运功,这种运动称为电子的共有化运动。
内壳层的电子原来处于低能级,共有化运动很弱,其能级分裂得很小,能带很窄。
外壳层的电子原来处于高能级,共有化运动很显著,能级分裂得很厉害,能带很宽。
5.弹性模量的概念及其影响因素胡克定律表明,对于足够小的形变,应力与应变呈线性关系,系数为弹性模量E;作用力和位移呈线性关系,系数为弹性系数kѕ。
从双原子间的作用力曲线及其势能曲线可知:kѕ=(d2u/dr2)r0E=k s/r0ks反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。
影响因素:(1)晶体结构的影响。
弹性模量表示了原子间结合力的大小,对于各向异性材料,弹性模量因材料的方向不同而差别很大,(2)温度的影响E=E0-bTexp(-T0/T)可知随着温度升高发生热膨胀现象,原子间结合力减弱,受热后渐渐变软,因此弹性模量随着温度升高而降低。
二建建筑的建筑材料性能
二建建筑的建筑材料性能建筑材料是指用于建造和修复各类建筑物的材料。
在二级建造师考试中,建筑材料的性能是一个重要的考点。
本文将从物理性能、力学性能和耐久性能三个方面介绍二建建筑常用材料的性能特点,帮助考生更好地理解和记忆相关知识。
一、物理性能物理性能是指建筑材料在外界环境下的各种物理特性。
常见的物理性能有密度、热传导性、声传导性、吸水性等。
1. 密度:密度是指单位体积内的质量,通常用千克/立方米表示。
在建筑中,不同材料的密度会对结构和施工产生影响。
例如,密度大的材料可以提供更好的隔音效果,而密度小的材料则更轻便。
2. 热传导性:热传导性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的热传导性能对于保温和隔热非常关键。
一般而言,导热系数越小的材料,保温性能越好。
3. 声传导性:声传导性是指材料对声波的传导能力。
在建筑领域,隔音是一个重要的考虑因素。
各种建筑材料的声传导性能各异,如隔音板、隔音玻璃等可以有效隔离噪音。
4. 吸水性:受潮、吸湿是一些建筑材料的固有特性。
吸水性能对建筑物的耐久性和变形非常重要。
合理使用吸水性能较弱的建筑材料,可以减少由于湿度变化引起的开裂、变形等问题。
二、力学性能力学性能是指建筑材料在受力状态下的各种性质。
主要包括强度、刚度、韧性、抗压强度、抗拉强度等。
1. 强度:强度是指材料抵抗破坏的能力。
对于建筑材料来说,强度是一个至关重要的指标。
在结构设计中,需要根据不同材料的强度来合理选择建筑材料,以确保结构的稳定可靠。
2. 刚度:刚度是指材料对应力的反应能力。
刚度越大,表示材料越难变形。
刚度较大的材料适合用于承重结构,如钢材和混凝土。
3. 韧性:韧性是指材料在受力过程中能够吸收和耗散大量的能量而不发生断裂。
在建筑中,一些受冲击力作用较大的部位需要具备韧性较好的材料,以增加结构的抗震性能。
4. 抗压强度和抗拉强度:抗压和抗拉强度是材料承受压力和拉力的能力。
在构建承重结构时,需要考虑材料的抗压和抗拉强度,以保证结构的稳定性。
什么叫无机材料物理性能特性
什么叫无机材料物理性能特性无机材料是指由无机化合物构成的材料,它们具有广泛的应用领域,如电子、光电子、能源、环境等。
无机材料的性能特性直接影响着其在各个领域的应用效果。
那么,什么叫无机材料的物理性能特性呢?首先,我们来了解一下无机材料的物理性能。
无机材料的物理性能可以分为多个方面,包括机械性能、热学性能、电学性能、光学性能和磁学性能等。
机械性能是指无机材料抵抗外力破坏的能力,通常包括硬度、弹性模量、抗弯强度等指标。
例如,金刚石是一种硬度极高的无机材料,可以用来制作切割工具;陶瓷材料具有较高的抗压强度,适合用于建筑材料等领域。
热学性能是指无机材料在热环境下的表现,包括热导率、热膨胀系数、热稳定性等指标。
例如,氧化铝具有较低的热导率,可用作隔热材料;石墨烯具有优异的热导率,适合用于制作散热材料。
电学性能是指无机材料在电场或电流作用下的表现,包括导电性、介电性等指标。
例如,金属材料具有良好的导电性,适合用于制作电子元件;氧化铁具有优良的磁电耦合效应,适合用于磁存储器件。
光学性能是指无机材料在光学环境下的表现,包括透明度、折射率、发光性等指标。
例如,玻璃材料具有良好的透明性,适合用于光学器件;半导体材料具有发光性能,在光电子领域有重要的应用。
磁学性能是指无机材料在磁场作用下的表现,包括磁导率、磁饱和磁矩等指标。
例如,铁氧体材料具有良好的磁导率和磁饱和磁矩,适合用于制作磁性材料。
综上所述,无机材料的物理性能特性对于其应用效果具有重要影响。
了解无机材料的物理性能特性可以帮助我们更好地选择和应用材料,并优化其性能。
未来,随着科学技术的不断发展,我们有望进一步改进无机材料的物理性能,推动无机材料在各个领域的应用。
材料物理性能及测试
材料物理性能及测试材料的物理性能是指材料在物理方面的性质和行为,包括材料的力学性能、热学性能、电学性能以及光学性能等。
这些性能对于材料的使用和应用起着重要的作用。
为了准确地评估和测试材料的物理性能,科学家和工程师使用了各种测试方法和仪器设备。
一、力学性能力学性能是衡量材料在外力作用下的行为的一种性能。
主要指材料的强度、韧性、硬度、延展性等。
常用的测试方法包括拉伸测试、压缩测试、剪切测试和弯曲测试等。
1.拉伸测试拉伸测试是一种常见的方法,用来评估材料的强度和延展性。
在拉伸测试中,材料样品被施加拉伸力,通常通过测量载荷和伸长量来计算拉伸应力和应变。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中承受的最大应力,屈服强度是指材料开始产生可观察的塑性变形的应力。
2.压缩测试压缩测试用于测量材料在受压力下的性能。
将材料样品放入压力装置中,施加压力使其受到压缩,通过测量载荷和位移来计算压缩应力和应变。
压缩强度是指材料在压缩过程中承受的最大应力。
3.剪切测试剪切测试用于评估材料的抗剪切能力。
将材料样品放入剪切装置中,施加剪切力使其发生剪切变形,通过测量载荷和位移来计算剪切应力和应变。
剪切强度是指材料在剪切过程中承受的最大应力。
弯曲测试用于评估材料在弯曲载荷下的行为。
将材料样品放入弯曲装置中,施加弯曲力使其发生弯曲变形,通过测量载荷和位移来计算弯曲应力和应变。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中承受的最大应力。
二、热学性能热学性能是指材料在温度变化下的行为。
主要包括热膨胀性、热导率、比热容等性能。
常用的测试方法包括热膨胀测试、热导率测试和比热容测试等。
1.热膨胀测试热膨胀测试用于测量材料随温度变化而发生的膨胀或收缩。
在热膨胀测试中,材料样品被加热或冷却,通过测量长度变化来计算热膨胀系数。
2.热导率测试热导率测试用于测量材料传导热的能力。
在热导率测试中,材料样品的一侧被加热,另一侧被保持在恒定温度,测量两侧温度差来计算热导率。
3.比热容测试比热容测试用于测量材料吸热或放热的能力。
材料物理学中的物理性能测试
材料物理学中的物理性能测试材料物理学是研究材料的结构、性质和性能的学科,而物理性能测试则是评估这些材料在不同环境下的响应和表现的重要手段。
通过物理性能测试,我们可以了解材料的力学性能、热学性能、电学性能等,从而为材料的设计、选择和应用提供科学依据。
一、力学性能测试力学性能是材料最基本的性能之一,它包括材料的强度、硬度、韧性等指标。
常见的力学性能测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
拉伸试验是最常用的力学性能测试方法之一,通过施加拉力来测量材料的抗拉强度、屈服强度、断裂强度等指标。
压缩试验则是施加压力来测量材料的抗压强度、屈服强度等。
弯曲试验则是通过施加弯曲力来测量材料的弯曲强度、弯曲模量等。
二、热学性能测试热学性能是材料在热力学条件下的表现,包括导热性能、热膨胀性能等。
导热性能测试是评估材料导热性能的重要方法,常用的测试方法有热传导仪、热导率计等。
热膨胀性能测试则是测量材料在温度变化下的线膨胀系数,常用的测试方法有热膨胀仪、激光干涉仪等。
三、电学性能测试电学性能是材料在电场、电流下的表现,包括电导率、介电常数、电阻等。
电导率测试是评估材料导电性能的重要方法,常用的测试方法有四探针法、电导率计等。
介电常数测试则是测量材料在电场中的响应,常用的测试方法有介电常数测试仪、电容测量仪等。
电阻测试则是测量材料对电流的阻碍程度,常用的测试方法有电阻测试仪、电阻箱等。
四、其他物理性能测试除了上述的力学性能、热学性能和电学性能测试外,材料物理学中还有其他重要的物理性能需要测试。
例如,磁学性能测试是评估材料磁性的重要手段,常用的测试方法有霍尔效应测试、磁滞回线测试等。
光学性能测试则是评估材料对光的传输、反射、折射等性能的重要方法,常用的测试方法有透射光谱仪、反射光谱仪等。
综上所述,物理性能测试在材料物理学中具有重要的地位和作用。
通过对材料的力学性能、热学性能、电学性能等进行测试,我们可以全面了解材料的性能特点,为材料的设计、选择和应用提供科学依据。
材料的物理性能
材料的物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光等外部作用下所表现出来的性能。
物理性能的好坏直接关系到材料的使用寿命、安全性以及性能稳定性。
下面我们将从几个方面来介绍材料的物理性能。
首先,材料的强度是衡量其物理性能的重要指标之一。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力。
一般来说,材料的强度越高,其抗拉、抗压、抗弯等性能就越好。
不同材料的强度差异很大,比如金属材料的强度一般较高,而塑料材料的强度较低。
因此,在选择材料时,需要根据实际使用情况来确定所需的强度水平。
其次,材料的硬度也是衡量其物理性能的重要指标之一。
硬度是指材料抵抗划伤或压痕的能力。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐划伤性能,适合用于制造耐磨零件和耐磨工具。
不同材料的硬度差异较大,比如金属材料的硬度一般较高,而橡胶材料的硬度较低。
因此,在实际应用中,需要根据材料的硬度来选择合适的材料。
此外,材料的导热性能也是其物理性能的重要指标之一。
导热性能是指材料传导热量的能力。
导热性能好的材料能够迅速传导热量,具有良好的散热性能,适合用于制造散热器、导热片等产品。
不同材料的导热性能差异较大,比如金属材料的导热性能一般较好,而塑料材料的导热性能较差。
因此,在选择材料时,需要考虑其导热性能是否符合要求。
最后,材料的密度也是其物理性能的重要指标之一。
密度是指材料单位体积的质量。
密度较大的材料通常具有较好的质地和稳定性,适合用于制造高强度、高稳定性的产品。
不同材料的密度差异较大,比如金属材料的密度一般较大,而泡沫材料的密度较小。
因此,在选择材料时,需要考虑其密度是否符合要求。
总之,材料的物理性能是影响其使用性能的重要因素。
在实际应用中,需要综合考虑材料的强度、硬度、导热性能和密度等指标,选择合适的材料,以确保产品具有良好的性能和稳定性。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
材料物理性能
材料物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光、受电、受磁等外界作用下所表现出的性质和特点。
它是材料的内在本质,直接影响着材料的使用性能和应用范围。
材料的物理性能包括了热学性能、光学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。
首先,热学性能是材料的一个重要物理性能指标。
热学性能包括导热性、热膨胀性和热稳定性等。
导热性是指材料传导热量的能力,通常用热导率来表示。
热膨胀性是指材料在温度变化下的体积变化情况,通常用线膨胀系数来表示。
热稳定性是指材料在高温环境下的性能表现,包括了热变形温度、热老化等指标。
这些性能对于材料在高温环境下的应用具有重要意义。
其次,光学性能是材料的另一个重要物理性能。
光学性能包括透光性、反射率、折射率等指标。
透光性是指材料对光的透过程度,通常用透光率来表示。
反射率是指材料对光的反射程度,通常用反射率来表示。
折射率是指材料对光的折射程度,通常用折射率来表示。
这些性能对于材料在光学器件、光学仪器等领域的应用具有重要意义。
此外,电学性能是材料的另一个重要物理性能。
电学性能包括导电性、介电常数、电阻率等指标。
导电性是指材料导电的能力,通常用电导率来表示。
介电常数是指材料在电场中的极化能力,通常用介电常数来表示。
电阻率是指材料对电流的阻碍程度,通常用电阻率来表示。
这些性能对于材料在电子器件、电气设备等领域的应用具有重要意义。
最后,磁学性能是材料的另一个重要物理性能。
磁学性能包括磁导率、磁饱和磁化强度、矫顽力等指标。
磁导率是指材料对磁场的导磁能力,通常用磁导率来表示。
磁饱和磁化强度是指材料在外磁场作用下的最大磁化强度,通常用磁饱和磁化强度来表示。
矫顽力是指材料在外磁场作用下的抗磁化能力,通常用矫顽力来表示。
这些性能对于材料在磁性材料、电机、传感器等领域的应用具有重要意义。
综上所述,材料的物理性能是材料的重要特性,直接影响着材料的使用性能和应用范围。
不同类型的材料具有不同的物理性能,因此在材料选择和应用过程中,需要充分考虑材料的物理性能指标,以确保材料能够满足特定的使用要求。
材料的物理性能
材料的物理性能
所谓材料的物理性能,指的是材料在物理方面表现出来的特性和性质。
物理性能通常包括以下几个方面:
1. 密度:密度是材料单位体积的质量。
不同材料的密度差别很大,如金属的密度通常比非金属高,而气体的密度则通常较低。
2. 弹性:材料的弹性是指在受力时,材料能够恢复到原来形状和尺寸的能力。
弹性可以通过杨氏模量来衡量,不同材料的弹性差异很大。
3. 热膨胀系数:材料在受热时会发生尺寸变化,其中热膨胀系数就是用来描述这种变化的。
不同材料的热膨胀系数差别很大,如金属通常具有较高的热膨胀系数。
4. 导热性:材料的导热性指的是材料对热量的传导能力。
导热性可以通过热传导系数来衡量,不同材料的导热性差异很大。
5. 导电性:导电性指的是材料对电流的导电能力。
导电性可以通过电导率来衡量,不同材料的导电性差别很大,如金属通常具有较好的导电性。
6. 磁性:磁性是指材料对磁场的响应能力。
材料可以分为铁磁性、顺磁性和抗磁性等,不同材料的磁性差异很大。
7. 光学性能:光学性能指的是材料在光的作用下的表现。
光学性能包括透明度、折射率、散射等,不同材料的光学性能差异
较大。
除了上述几个主要的物理性能外,还有一些其他的物理性能也十分重要,如硬度、韧性、断裂韧性、可塑性等。
这些物理性能对于材料的选择、设计和应用都具有重要意义,不同物理性能的组合使得材料在不同领域有着广泛的应用。
因此,研究、了解和掌握材料的物理性能对于材料科学和工程技术具有重要的意义。
材料科学中的物理性能分析
材料科学中的物理性能分析材料科学是一门研究材料结构、性质和制备方法的科学。
而物理性能分析则是材料学中非常重要的一个方面,它可以帮助科学家更好地了解材料的特性,因此对于材料研究和应用具有极大的意义。
材料的物理性能主要包括热学性能、导电性、磁性、光学性能等。
下面我们将分别介绍这些方面的物理性能分析。
一、热学性能分析热学性能是材料中一个非常重要的性能参数,它包括热导率、比热、热膨胀系数等。
其中热导率是材料热传导性能的重要参数之一,它决定了材料是否适用于制造热导管、散热器、加热器等热工设备。
热导率的测量方法包括横向热流法、纵向热流法、加热法等。
比热是固体、液体、气体等物质吸收或释放热时所需要的热量与其温度变化之比,它是材料的另一个重要参数。
测量比热的方法主要有差热分析法、热容热偏差法、放热法等。
热膨胀系数是材料热膨胀的能力,它通常用来描述材料在加热或降温过程中的体积变化程度。
热膨胀系数的测量方法包括悬铂法、差热分析法、干涉仪法等。
二、导电性能分析导电性是材料的另一个关键性质之一,它通常用来描述材料中导电的能力。
材料导电性能的主要因素包括材料中自由电子的浓度、载流子的迁移率等。
材料导电性能的分析方法主要有电阻率测量法、霍尔效应测量法等。
电阻率测量法是一种常见的测量材料导电性的方法,它是通过测量电流流过材料时的电阻,来计算材料的电阻率。
电阻率测量法可以用于测量各种类型的材料导电性。
霍尔效应测量法是一种可以测量半导体中载流子浓度、迁移率和极性的方法。
它基于霍尔效应的原理,而霍尔效应是指电磁场引起空间中电荷移动的现象。
霍尔效应测量法可以用于测量各种类型的材料的导电性。
三、磁性能分析磁性是材料的另一种重要性质。
根据磁性的不同,材料可以分为铁磁性、抗磁性、顺磁性、反铁磁性等类型。
材料磁性能的分析方法主要有振动样品磁强计法、SQUID磁强计法、磁化率测量法等。
振动样品磁强计法是一种测量磁性的方法,它可以通过观察材料在磁场中的振动状态,依据材料在磁性强场下发生的微小位移来测量材料的磁性。
常用材料的物理性能(超详细-好经典)
材料的物理性能材料的物理性能:密度、相对密度、弹性、塑性、韧性、刚性、脆性、缺口敏感性、各向同性、各向异性、吸水率和模塑收缩率等。
•弹性:是材料在变形后部分或全部恢复到初始尺寸和形状的能力。
•塑性:是材料受力变形后保持变形的形状和尺寸的能力。
•韧性:是聚合物材料通过弹性变形或塑性变形吸收机械能而不发生破坏的能力。
•延展性:材料受到拉伸或压延而未受到破坏的延伸性称为延展性。
•脆性:是聚合物材料在吸收机械能时易发生断裂的性质。
•缺口敏感性:材料从已存在的缺口、裂纹或锐角部位发生开裂,裂纹很快贯穿整个材料的性质称为缺口敏感性。
•各向同性:各向同性的材料为在任何方向上物理性能相同的热塑性或热固性材料。
•各向异性:各向异性材料的性质与测试方向有关,增强塑料在纤维增强材料的排列方向上有较高的性能。
•吸水性:吸水性是材料吸水后质量增加的百分比表示。
模塑收缩性:模塑收缩性是指零件从模具中取出冷却至室温后,其尺寸相对于模具尺寸发生的收缩。
冲击性能:是材料承受高速冲击载荷而不被破坏的一种能力,反应了材料的韧性。
塑料材料在经受高冲击力而不被破坏,必须满足两个条件:①能迅速通过形变来分散和冲击能量;②材料内部产生的内应力不超过材料的断裂强度。
疲劳性能:塑料制品受到周期性反复作用的应力,包括拉伸、弯曲、压缩或扭曲等不同类型的应力,而发生交替变形的现象,称为疲劳。
抗撕裂性:抗撕裂性是薄膜、片材、带材一类薄型瓣重要力学性能。
蠕变性:指材料在恒定的外力(在弹性极限内,包括拉伸、压缩、弯曲等)作用下,变形随时间慢慢增加的现象。
应力松弛:指塑料制品维持恒定应变所需要的应力随时间延长而慢慢松弛的现象。
塑胶材料●塑胶材料可分为两大类:热塑性塑料、热固性塑料。
●热塑性塑料从构象(形态不同)可分为三种类型:无定型聚合物(PS、PC、PMMA)、半结晶聚合物(PE、PP、PA)、液晶聚合物(LCP)。
●热塑性塑料受热后会软化,并发生流动,冷却后凝固变硬,成为固态。
物理性能化学性能
• 1.1.1物理性能
• 定义:材料在各种物理条件下表现出来的 性能,包括密度、熔点、导热性、热膨胀 性、磁性等。
1.1.1物理性能• 1Biblioteka 密度。材料单位体积的质量称为密度。
• 2)熔点。金属由固态转变为液态时的温度称 为熔点。
• 3)导热性。导热性是材料传导热量的能力, 用热导率λ来表征。 • 4)导电性。材料传导电流的能力称为导电 性。 • 5)热膨胀性。热膨胀性是指材料在温度变 化时,体积发生膨胀或收缩的性能。
1.2材料的力学性能
• 材料的力学性能是指材料在承受各种外加载 荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变 应力等)时所表现出的力学特征。
• 常用的金属材料力学性能包括强度、硬度、 塑性、刚度、冲击韧性、疲劳强度等。
力-伸长曲线
• 1)弹性形变阶段(oe)。弹性变形是指外 力去除后能恢复的变形。
• 2)微量塑性变形和屈服阶段(es和ss’)。试 样继续发生变形,但除去外力后,只能有 部分变形恢复,而另一部分变形不能消失。 • 3)均匀塑性变形阶段(s’b)。此阶段整个试 样均匀变形,直到b点载荷达到最大值。 • 4)局部塑性变形阶段(bk).b点以后,塑性变 形开始集中在试样某一局部进行,发生颈 缩现象,直至k点断裂。
• 6)磁性。材料能导磁的性能称为磁性。
• 1铁磁性材料 2弱磁性材料 3抗磁性材料。
1.1.2化学性能
• 材料的化学性能是指材料在室温或高温下, 抵抗各种介质化学作用的能力。 • 1)耐腐蚀性。耐腐蚀性是指材料抵抗各种 介质腐蚀破坏的能力。 • 2)抗氧化性。抗氧化性是指材料抵抗高温 氧化的能力。
材料物理性能
材料物理性能1. 引言材料物理性能是指材料在物理方面的性能特征与表现,包括其力学性能、热学性能、电学性能等。
了解材料的物理性能能够帮助我们选择合适的材料,预测材料的行为以及进行工程设计和优化。
2. 力学性能2.1 弹性模量弹性模量是材料在受力作用下产生弹性变形的能力,一般表示为杨氏模量(Young’s modulus)、剪切模量(Shear modulus)和泊松比(Poisson ratio)。
- 杨氏模量描述了材料在受拉或受压时的弹性性能,可以算作是应力与应变之间的比例系数。
- 剪切模量衡量了材料在受剪切力作用下的变形能力。
- 泊松比描述了材料在受力作用下,在两个垂直于受力方向的平面上的变形比例。
2.2 强度强度是指材料在承受外力作用下能够抵抗变形和破坏的能力。
强度可以分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。
不同类型的力学性能指标适用于不同的应用场景。
2.3 脆性和韧性脆性是指材料在受力作用下容易发生断裂的性质,表现为材料的断裂韧度较低;韧性是指材料在受力作用下能够发生塑性变形而不断裂的性质,表现为材料的断裂韧度较高。
脆性和韧性是相对的,不同材料的脆性和韧性特点不同。
3. 热学性能3.1 热膨胀系数热膨胀系数描述了材料在温度变化下的对长度、体积或密度的变化率。
材料的热膨胀系数可以影响它在温度变化下的热膨胀或收缩行为。
3.2 热导率热导率是指材料传导热量的能力,表示的是单位时间内单位温度差下,通过单位横截面积所传导的热量。
热导率可以用于描述材料的导热性能。
3.3 热容量热容量是指材料在受热时吸收热量的能力,以及在冷却时释放热量的能力。
热容量可以用于描述材料在温度变化下的热稳定性和热响应行为。
4. 电学性能4.1 电导率电导率是指材料导电的能力,表示单位长度内单位面积上的电流。
电导率可以用于描述材料的导电性能。
4.2 介电常数介电常数是指材料对电场的响应能力,表示单位电场下单位体积内储存能量的能力。
材料的物理性能与化学性能
电性能:导电率、介电性能、电致伸缩、铁电效应磁性能:磁导率、磁化强度、抗磁性、顺磁性等光性能:连续光谱、特征谱线热性能:热容、热膨胀系数、热导率等材料在外电场中的响应特性。
导电性能,介电性能(1)导电性能:材料传导电流的能力。
常以电导率σ表征。
导电性能主要取决于材料原子结构、显微组织及环境等。
(2)介电性能:在电场作用下,材料在其中无电荷流动时对电场表现出的响应特性。
这种响应主要是材料的极化(材料中束缚正、负电荷中心的分离以及原有永久电偶极子沿外电场的定向排列)未加外电场,偶极子随机排列外电场下,偶极子定向排列介电性能的两个指标介电常数:(真空电容率)K =ε(材料电容率)/ ε表征材料极化和储存电荷的相对能力。
与材料成分、温度、电场变化频率等有关。
介电强度:介电材料不被击穿的最大电场强度。
介电体:期望介电常数高,介电强度高。
电绝缘体:期望介电常数低,介电强度高。
(3)压电效应与电致收缩现象压电效应:某些电介质受外力作用而发生变形同时内部产生极化而产生电势的效应。
压电体。
电致伸缩现象:电介质受外电场作用而内部极化同时产生变形的现象。
(4)铁电效应与铁电体铁电效应:一些压电体材料通过外电场极化后,除去电场仍保留一定剩余极化的现象。
铁电体:具有铁电效应的介电体材料。
加外电场前,电偶极子随机排列加外电场,电偶极子被迫定向排列去外电场,电偶极子保留部分定向排列2)磁性能材料对磁场的响应特性。
磁化强度,磁导率,剩磁,矫顽力等。
磁化:物质中的磁偶极子在磁场作用下沿外加磁场排列的现象。
依据不同物质磁化情况的不同,物质可以分为:外加磁场 H (1)抗磁性:在外加磁场中,产生与外加磁场反向的磁场,如Zn、Ag等。
磁偶极子(2)顺磁性:在外加磁场中,产生与外加磁场同向但微弱的磁场(微弱磁化)。
如稀土金属等。
外加磁场 H 磁偶极子(3)铁磁性: 在外加磁场中,产生与外加磁场同向且很强的磁场(强磁化)。
如铁、镍、钴等。
什么是材料的物理性能
什么是材料的物理性能材料,作为一种物质实体,其物理性能是众所周知的重要表征之一,通常包括力学性能、电性能、热性能、光学性能等多个方面。
而这些性能往往受到材料自身分子结构、分子间相互作用以及外部环境等多种因素的影响。
因此,深入了解材料的物理性能是开展材料科学、材料工程和相关领域研究的重要前提。
效应与特性材料的物理性能通常指的是特定条件下材料的反应、响应和表现,以及这种表现的量化描述和解释。
例如,机械性能指的是材料在力学条件下的变形、强度、疲劳和损伤等特性;电学性能则表现为材料的导电性、介电常数、电阻率等;热学性能则包括材料的热扩散系数、热传导系数、热导率等。
这些性能往往涉及多种实验和测试手段,包括拉伸试验、硬度测定、电学测量、热分析等方法。
物性参数对于一些材料来说,物理性能对于其功能和应用具有关键性意义。
例如,半导体材料的电学性能直接决定了其在电子器件中的作用和性能,而磁性材料的磁学性能则是设计磁性元件的重要参考。
因此,有必要对这些性能进行量化和统计分析,并将其描述为具有实际意义的物理量和参数。
例如,对于材料的电阻率,可以用欧姆定律进行测量和计算,得到具体数值;而热传导系数则可以通过热量传递实验或模拟计算来获得。
这些物理量的数值和关系往往会受到材料自身性质、温度、压力、气体环境等多种因素的影响,因此需要在特定环境和条件下进行测定和分析,并且有时需要考虑材料的时间依赖性。
结构与性能材料的物理性能通常需要通过材料自身的结构和组成来加以解释和理解。
例如,各种晶体材料的机械性能和热学性能往往与其晶体结构和晶格参数等相关,而聚合物材料的力学和电学性能则与其分子构型和分子间相互作用等因素密切相关。
因此,理解材料的物理性能往往需要深入分析其分子结构、微观组织、晶体结构等相关特征,以便更好地预测其性能表现和开发材料应用。
应用与发展材料的物理性能在工程实践中具有广泛的应用和重要价值。
例如,透过材料的光学性能,我们可以设计各种传感器、光纤网络和信息显示器等产品;通过材料的电学性能,我们可以设计更快速、更稳定的微电子芯片和电池等产品;材料的力学和热学性能则为制造更坚韧、更耐用的机械和结构件提供了科学基础。
金属材料的物理性能
金属材料的物理性能金属材料是工程材料中的重要一类,它们具有良好的导电、导热、机械性能和较高的强度,因此在工业生产和日常生活中得到了广泛的应用。
金属材料的物理性能是指金属材料在物理方面所具有的性能特点,包括密度、导电性、导热性、热膨胀系数等。
本文将对金属材料的物理性能进行详细介绍,以便读者对金属材料有更深入的了解。
首先,密度是金属材料的一个重要物理性能指标。
密度是指单位体积的质量,通常用ρ表示。
金属材料的密度一般较大,一般在6-8g/cm³之间,铁、铝、铜等常见金属的密度分别为7.87g/cm³、2.7g/cm³、8.96g/cm³。
密度的大小直接影响着金属材料的质量和重量,因此在工程设计中需要充分考虑金属材料的密度。
其次,金属材料的导电性和导热性也是其重要的物理性能之一。
金属材料中的自由电子可以在金属内部自由传导,因此金属具有良好的导电性和导热性。
导电性是指金属材料导电的能力,通常用电导率来表示。
铜是一种优良的导电材料,其电导率为58.0×10^6S/m。
导热性是指金属材料导热的能力,通常用热导率来表示。
银是一种优良的导热材料,其热导率为429W/(m·K)。
导电性和导热性的大小直接影响着金属材料在电子器件和热传导器件中的应用。
此外,金属材料的热膨胀系数也是其重要的物理性能之一。
热膨胀系数是指单位温度升高时,材料单位长度的增加量,通常用α表示。
金属材料的热膨胀系数一般较大,铝的线膨胀系数为23.1×10^-6/℃。
热膨胀系数的大小对金属材料在温度变化下的应力和变形具有重要影响。
总的来说,金属材料的物理性能是其在物理方面所具有的性能特点,包括密度、导电性、导热性、热膨胀系数等。
这些物理性能直接影响着金属材料的使用性能和应用范围,因此在工程设计和材料选择中需要充分考虑金属材料的物理性能。
希望本文对读者对金属材料的物理性能有所帮助,谢谢阅读。
材料的物理性能与化学性能
二、材料的物理性能与化学性能1、物理性能物理性能是指材料固有的属性,金属的物理性能包括密度、熔点、电性能、热性能、磁性能等。
(1)密度:密度是指在一定温度下单位体积物质的质量,密度表达式如下:ρ= m/V3式中ρ——物质的密度(g/cm );m ——物质的质量(g);3V- ——物质的体积(cm )。
常用材料的密度(20℃)材料铅铜铁钛铝锡钨塑料玻璃钢碳纤维复合材料密度118.9 7.8 4.5 2. 7. 19 0.9~2 2.0 1.1~1.63/[g/cm ] .37 28 .3 .2密度意义:密度的大小很大程度上决定了工件的自重,对于要求质轻的工件宜采用密度较小的材料(如铝、钛、塑料、复合材料等);工程上对零件或计算毛坯的质量也要利用密度。
(2)熔点:是材料从固态转变为液态的温度,金属等晶体材料一般具有固定的熔点,而高分子材料等非晶体材料一般没有固定的熔点。
常用材料的熔点铝合材料钨钼钛铁铜铝铅铋锡铸铁碳钢金熔点338 / ℃0263167715381083660.1327271.3231.91279~11481450~1500447~575熔点意义:金属的熔点是热加工的重要工艺参数;对选材有影响,不同熔点的金属具有不同的应用场合:高的熔点金属(如钨、钼等)可用于制造耐高温的零件(如火箭、导弹、燃气轮机零件,电火花加工、焊接电极等),低的熔点金属(如铅、铋、锡等)可用于制造熔丝、焊接钎料等。
(3)电阻率:电阻率用ρ 表示,电阻率是单位长度、单位截面积的电阻值,其单位为Ω.m。
电阻率的意义:是设计导电材料和绝缘材料的主要依据。
材料的电阻率ρ 越小,导电性能越好。
金属中银的导电性最好、铜与铝次之。
通常金属的纯度越高,其导电性越好,合金的导电性比纯金属差,高分子材料和陶瓷一般都是绝缘体。
导电器材常选用导电性良好的材料,以减少损耗;而加热元件、电阻丝则选用导电性差的材料制作,以提高功率。
(4)导热率:导热率用导热率λ表示,其含义是在单位厚度金属,温差为1℃时,每秒钟从单位断面通过的热量。
常用材料的物理性能(超详细-好经典)
材料的物理性能材料的物理性能:密度、相对密度、弹性、塑性、韧性、刚性、脆性、缺口敏感性、各向同性、各向异性、吸水率和模塑收缩率等。
•弹性:是材料在变形后部分或全部恢复到初始尺寸和形状的能力。
•塑性:是材料受力变形后保持变形的形状和尺寸的能力。
•韧性:是聚合物材料通过弹性变形或塑性变形吸收机械能而不发生破坏的能力。
•延展性:材料受到拉伸或压延而未受到破坏的延伸性称为延展性。
•脆性:是聚合物材料在吸收机械能时易发生断裂的性质。
•缺口敏感性:材料从已存在的缺口、裂纹或锐角部位发生开裂,裂纹很快贯穿整个材料的性质称为缺口敏感性。
•各向同性:各向同性的材料为在任何方向上物理性能相同的热塑性或热固性材料。
•各向异性:各向异性材料的性质与测试方向有关,增强塑料在纤维增强材料的排列方向上有较高的性能。
•吸水性:吸水性是材料吸水后质量增加的百分比表示。
模塑收缩性:模塑收缩性是指零件从模具中取出冷却至室温后,其尺寸相对于模具尺寸发生的收缩。
冲击性能:是材料承受高速冲击载荷而不被破坏的一种能力,反应了材料的韧性。
塑料材料在经受高冲击力而不被破坏,必须满足两个条件:①能迅速通过形变来分散和冲击能量;②材料内部产生的内应力不超过材料的断裂强度。
疲劳性能:塑料制品受到周期性反复作用的应力,包括拉伸、弯曲、压缩或扭曲等不同类型的应力,而发生交替变形的现象,称为疲劳。
抗撕裂性:抗撕裂性是薄膜、片材、带材一类薄型瓣重要力学性能。
蠕变性:指材料在恒定的外力(在弹性极限内,包括拉伸、压缩、弯曲等)作用下,变形随时间慢慢增加的现象。
应力松弛:指塑料制品维持恒定应变所需要的应力随时间延长而慢慢松弛的现象。
塑胶材料●塑胶材料可分为两大类:热塑性塑料、热固性塑料。
●热塑性塑料从构象(形态不同)可分为三种类型:无定型聚合物(PS、PC、PMMA)、半结晶聚合物(PE、PP、PA)、液晶聚合物(LCP)。
●热塑性塑料受热后会软化,并发生流动,冷却后凝固变硬,成为固态。
材料物理性能
材料物理性能材料的物理性能是指材料在物理层面上所表现出来的各种性质和特性,包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等。
首先,力学性能是材料最基本的物理性能之一。
它包括抗拉强度、屈服强度、硬度、韧性、弹性模量等指标。
抗拉强度是材料在拉伸破坏时所能承受的最大拉力,屈服强度是材料在拉伸过程中开始产生塑性变形的拉力。
硬度是材料抵抗划痕或压痕的能力,描述了材料的抗刮擦性能。
韧性是材料在受外力作用下发生塑性变形而不破裂的能力,反映了材料的延展性。
弹性模量是材料在受力后产生弹性变形的能力,反映了材料的变形程度与受力大小的关系。
其次,热学性能是材料在热力学层面上的表现,包括热导率、热膨胀系数、比热容等。
热导率是材料导热性能的指标,反映了材料传导热量的能力。
热膨胀系数是材料在受热后的膨胀程度与温度变化之间的关系,描述了材料在温度变化时的尺寸变化。
比热容则是材料所需吸收或释放的热量与温度变化之间的关系,反映了材料的热量储存能力。
此外,电学性能是材料在电学层面上的表现,包括电导率、介电常数、磁导率等。
电导率是材料导电性能的指标,反映了材料导电的能力。
介电常数是材料对电场的响应能力,描述了材料在电场中的电极化程度。
磁导率则是材料对磁场的响应能力,反映了材料对磁场的传导性能。
最后,磁学性能是材料在磁化和磁导方面的表现,包括磁化强度、剩余磁感应强度、矫顽力等。
磁化强度是材料在外加磁场下磁化的能力,剩余磁感应强度是材料在去除外加磁场后保留的磁感应强度。
矫顽力是材料从磁化过程中恢复原始状态所需的去磁场强度,反映了材料抵抗磁通方向变化的能力。
总之,材料的物理性能涵盖了力学、热学、电学及磁学等多个方面,对于不同的应用需求,选择合适的材料具备合适的物理性能是十分重要的。
材料的物理性能
材料的物理性能材料的物理性能是指材料在物理学上的一些基本特性和性质,包括密度、热导率、电导率、热膨胀系数等。
这些性能对于材料的选择、设计和应用都具有重要的意义。
在工程领域中,材料的物理性能直接影响着材料的使用效果和性能表现。
因此,对于材料的物理性能进行深入的研究和了解,对于工程实践具有重要的意义。
首先,密度是材料的物理性能之一。
密度是指单位体积内的质量,通常用ρ表示。
密度的大小直接影响着材料的质量和重量,对于材料的选择和设计具有重要的指导意义。
一般来说,密度越大的材料,其质量和重量也越大,因此在一些对重量要求较高的场合,需要选择密度较小的材料。
其次,热导率是材料的另一重要物理性能。
热导率是指单位温度梯度下单位时间内单位面积上的热流量,通常用λ表示。
热导率的大小直接影响着材料的导热性能,对于材料的热传导和散热具有重要的影响。
在一些需要良好的散热性能的场合,需要选择热导率较大的材料。
另外,电导率也是材料的重要物理性能之一。
电导率是指单位长度和单位横截面积内的电阻,通常用σ表示。
电导率的大小直接影响着材料的导电性能,对于材料的电传导和电性能具有重要的影响。
在一些需要良好的导电性能的场合,需要选择电导率较大的材料。
最后,热膨胀系数也是材料的重要物理性能之一。
热膨胀系数是指单位温度变化下单位长度的长度变化,通常用α表示。
热膨胀系数的大小直接影响着材料的热膨胀性能,对于材料的热膨胀和热变形具有重要的影响。
在一些需要抗热膨胀性能的场合,需要选择热膨胀系数较小的材料。
综上所述,材料的物理性能包括密度、热导率、电导率、热膨胀系数等多个方面,这些性能对于材料的选择、设计和应用都具有重要的意义。
因此,对于材料的物理性能进行深入的研究和了解,对于工程实践具有重要的意义。
在实际工程中,需要根据具体的工程要求和条件,选择合适的材料,并充分考虑其物理性能,以确保工程的顺利进行和良好的使用效果。
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或杨氏模量其中,表示杨氏模数,表示正向应力,表示正向应变。
杨氏模量以英国科学家托马斯·杨命名。
各种物料的杨氏模数约值楊氏模量取决于材料的组成。
举例来说,大部分金属在合金成分不同、热处理在加工过程中的应用,其楊氏模量值会有5%或者更大的波动。
正如以下的很多材料的楊氏模量值非常接近。
∙ (1牛顿每平方毫米为1MPa)∙ (1千牛顿每平方毫米为1GPa)剪切模量剪力模数(shear modulus)是材料力学中的名词,弹性材料承受剪应力时会产生剪应变,定义为剪应力与剪应变的比值。
公式记为其中,表示剪力模数,表示剪应力,表示剪应变。
在均质且等向性的材料中:其中,是杨氏模数(Young's modulus ),是泊松比(Poisson's ratio)。
体积模量压缩示意图体积模量()也称为不可压缩量,是材料对于表面四周压强产生形变程度的度量。
它被定义为产生单位相对体积收缩所需的压强。
它在SI单位制中的基本单位是帕斯卡。
定义体积模量可由下式定义:其中为压强,为体积,是压强对体积的偏导数。
体积模量的倒数即为一种物质的压缩率。
还有其他一些描述材料对应变的反应的物理量。
比如剪切模量描述了材料对剪切应变的反应;而杨氏模量则描述了材料对线性应变的反应。
对流体而言,只有体积模量具有意义。
而对于不具有各向同性的固体材料(如纸、木等),上述三种弹性模量则不足以描述这些材料对应变的反应。
热力学关系严格的说,体积模量是一个热力学量。
说明在何种温度变化条件下对体积模量是有必要的。
等温体积模量()以及定熵(绝热)体积模量()或其他形式都是可能出现的。
实践中上述区分只是用于对气体的讨论中。
对于气体,绝热体积模量大约由下式给出:而等温体积模量大约由下式给出:其中为绝热指数;为压强。
对于流体,体积模量和密度决定了在该种材料中的声速。
此种关系由下式说明:固体可以传递横波,故要决定固体中的声速还需要其他的弹性模量,如剪切模量。
泊松比1起源泊松比由法国科学家泊松(Simon Denis Poisson,1781-1840)[1]最先发现并提出。
他在1829年发表的《弹性体平衡和运动研究报告》一文中,用分子间相互作用的理论导出弹性体的运动方程,发现在弹性介质中可以传播纵波和横波,并且从理论上推演出各向同性弹性杆在受到纵向拉伸时,横向收缩应变与纵向伸长应变之比是一常数,其值为四分之一。
若在弹性范围内加载,轴向应变εx与横向应变εy之间存在下列关系:εy=- νεx= |νεx|式中ν为材料的一个弹性常数,称为泊松比。
泊松比是量纲为一的量。
[2] 2详细介绍参考高等教育出版社的《工程力学》,里面对于弹性模量、泊松比、应力应变等说明的相当详细。
在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。
比如,一杆受拉伸时,其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然),而横向应变ε与轴向应变ε 之比称为泊松比ν。
[1]材料的泊松比一般通过试验方法测定。
在弹性工作范围内,μ 一般为常数,但超越弹性范围以后,μ 随应力的增大主次泊松比的区别Major and Minor Poisson's ratio主泊松比PRXY,指的是在单轴作用下,X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变;次泊松比NUXY,它代表了与PRXY成正交方向的泊松比,指的是在单轴作用下,Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变。
PRXY与NUXY是有一定关系的:PRXY/NUXY=EX/EY对于正交各向异性材料,需要根据材料数据分别输入主次泊松比,但是对于各向同性材料来说,选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的,只要输入其中一个即可。
简单推导如下:假如在单轴作用下:(1)X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变为b;(2)Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变为a;则根据胡克定律得σ=EX×a=EY ×b→EX/EY =b/a又∵PRXY/NUXY=b/a∴PRXY/NUXY=EX/EY参考高等教育出版社的《材料力学》上下册,里面对于弹性模量、泊松比、应力应变等说明的相当详细。
弹性模量1简介3测量方法耐火材料线膨胀系数的常用测量方法是顶杆式间接法和望远镜直读法。
新的激光法测定线膨胀系数也越来越受到重视。
顶杆式间接法顶杆法是一种经典方法,采用机械测量原理,即将试样的一端固定在支持器的端头上,另一端与顶杆接触,试样、支持器和顶杆同时加热,试样与这些部件的热膨胀差值被顶杆传递出来,并被测量。
这类仪器由于试样位置(立式或卧式)、膨胀量的测量方法(直接测量、电子或光学方法)而区分成多种型号的仪器。
应用较普遍的是电感式膨胀仪。
它的传感器是差动变压器,也称差动变压器热膨胀仪。
由于顶杆和支持器尺寸较长,高温炉的加热条件难于使温度分布均匀一致,顶杆和支持器之间的膨胀量难以相互抵消,所以膨胀的测量值需要校正。
望远镜直读法望远镜直读法是用双筒望远镜直接观察炉内高温下试样395×1ang相绝;1,tj膨Ii胀值。
测量温度可高达2000C,目镜上的测微计直接测量试样伸长量。
所用试样较长,加热炉要有足够的恒温带。
该方法的缺点是一般不易自动记录。
现在已发展了定时照相的自动记录系统。
激光法测量热膨胀是近年发展的。
它是以一激光束扫描试样,而不断测定试样在加热过程中长度的变化。
由于测量精度高、计算机组成的全自动控制、记录和多功能系统而受到欢迎。
选择热膨胀测量方法时主要考虑测试范围、待测材料的种类和特性、测量精度和灵敏度等。
4生活应用5影响因素各项异性,平行晶体主轴方向热膨胀系数大,垂直方向热膨胀系数小。
5:内部裂纹及缺陷也会对热膨胀系数产生影响。
[2]材料的线膨胀系数备注:材料线膨胀系数=表内数值×1E-6/℃。
热导率定义:当温度垂直向下梯度为1℃/m时,单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量英文:coefficient of thermal conductivity或称“导热系数”。
是物质导热能力的量度。
符号为λ或K。
其定义为:在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米,面积为1平方米的平行平面,若两个平面的温度相差1K,则在1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率,其单位为瓦特·米-1·开-1(W·m-1·K-1)。
如没有热能损失,对于一个对边平行的块形材料,则有E/t=λA(θ2-θ1)/ι式中E是在时间t内所传递的能量,A为截面积,ι为长度,θ2和θ1分别为两个截面的温度。
在一般情况下有:dE/dt=-λAdθ/dι热导率λ很大的物体是优良的热导体;而热导率小的是热的不良导体或为热绝缘体。
λ值受温度影响,随温度增高而稍有增加。
若物质各部之间温度差不很大时,在实用上对整个物质可视λ为一常数。
晶体冷却时,它的热导率增加极快。
钻石的热导率在已知矿物中最高1更多信息又称导热系数,反映物质的热传导能力。
按傅立叶定律(见热传导),其定义为单位温度梯度(在1m长度内温度降低1K)在单位时间内经单位导热面所传递的热量。
各种物质的热导率数值主要靠实验测定,其理论估算是近代物理和物理化学中一个活跃的课题。
热导率一般与压力关系不大,但受温度的影响很大。
纯金属和大多数液体的热导率随温度的升高而降低,但水例外;非金属和气体的热导率随温度的升高而增大。
传热计算时通常取用物料平均温度下的数值。
此外,固态物料的热导率还与它的含湿量、结构和孔隙度有关。
一般含湿量大的物料热导率大。
如干砖的热导率约为0.27W/(m·K)而湿砖热导率为0.87W/(m·K)。
物质的密度大,其热导率通常也较大。
金属含杂质时热导率降低,合金的热导率比纯金属低。
各类物质的热导率〔W/(m·K)〕的大致范围是:金属为50~415,合金为12~120,绝热材料为0.03~0.17,液体为0.17~0.7,气体为0.007~0.17,碳纳米管高达1000以上。
2相关数据一览表3前景与意义随着科学技术的快速发展,越来越多的高分子材料和纳米材料不断涌现出来。
而对于各种新物质新材料的热导率实验测定,将开启一个全新与未知的领域,这必然会带动现代物理学科的一次新飞跃。
同时也将为新型导热材料和新型隔热材料的开发与研究打下坚实的理论基础。
此举将对未来的空间探索活动和海洋探索活动提供强大的理论与物质支持。
人们希望得到高热导率并且具有很好机械性能的材料,来解决现在电子产品的很重要的散热问题,基于碳纳米管的独特性能,来自清华大学的研究人员制备出的高性能的碳纳米管纸在将来作为导热材料有很大的应用前景。
其中dT为温度改变量,dV为体积改变量。
理想气体的比热容:对于有f 个自由度的气体的定容比热容和摩尔比热容是:Cv,m=R*f/2Cv=Rs*f/2R=8.314J/(mol·K)迈耶公式:Cp=Cv+R比热容比:γ=Cp/Cv多方比热容:Cn=Cv-R/(n-1)=Cv*(γ-n)/(1-n)对于固体和液体,均可以用比定压热容Cp来测量其比热容,即:C=Cp (用定义的方法测量C=dQ/mdT)。
Dulong-Petit 规律:金属比热容有一个简单的规律,即在一定温度范围内,所有金属都有一固定的摩尔热容:Cp≈25J/(mol·K)所以cp=25/M,其中M为摩尔质量,比热容单位J/(kg·K)。
注:当温度远低于200K时关系不再成立,因为对于T趋于0,C也将趋于0。
5应用水的比热容较大,在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。
这个应用主要考虑两个方面,第一是一定质量的水吸收(或放出)很多的热而自身的温度却变化不大,有利于调节气候;第二是一定质量的水升高(或降低)一定温度吸热(或放热)很多,有利于用水作冷却剂或取暖。
调节气候水的比热容较大,对于气候的变化有显著的影响。
在同样受热或冷却的情况下,水的温度变化小一些,水的这个特征对气候影响很大,白天沿海地区比内陆地区温升慢,夜晚沿海温度降低少,为此一天中沿海地区温度变化小,内陆温度变化大,一年之中夏季内陆比沿海炎热,冬季内陆比沿海寒冷。
海陆风的形成原因与之类似。
1.对气温的影响据新华社消息,三峡水库蓄水后,这个世界上最大的人工湖将成为一个天然“空调”,使山城重庆的气候冬暖夏凉。
据估计,夏天气温可能会因此下降5℃,冬天气温可能会上升3到4℃。
2.热岛效应的缓解晴朗无风的夏日,海岛上的地面气温,高于周围海上气温,并因此形成海风环流以及海岛上空的积云对流,这是海洋热岛效应的表现。
2010~2013年以来,由于城市人口集中,工业发达,交通拥塞,大气污染严重,且城市中的建筑大多为石头和混凝土建成,在温度的空间分布上,城市犹如一个温暖的岛屿,从而形成城市热岛效应。