材料物理性能名词解释
中南大学出版的 材料物理性能名词解释总结
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。
材料物理性能
本课实行点名 7次不到取消考试资格
第1-2次不到考试成绩扣1分/每次 第2-4次不到考试成绩扣1.5分/每次 第5-6次不到考试成绩扣2分/每次
本课无实验。
第二章材料的热学性质
• 主讲:龙毅
解答问题邮箱地址 shallytiger2000@
2.1概论
• 材料主要的热性能参数有哪些? • (1)热容:材料升高一度所需要的热量。 • (2)热膨胀系数:当温度变化1度(单位:K)时, 物质尺寸(或体积)的变化率。其单位是1/K。
1 E i n n 2
• 为了找出与所有晶格振动联系的晶体内能,还需要 考虑在各种频率有多少模式,即在波矢空间里频率 为ω 至ω +dω 包含的模式数,设ρ (ω )是单位频率 内的模式数,那么, ρ (ω )dω 是dω 范围内的模 式数。一摩尔固体晶格振动的内能是:
( q ) E ( ) d E 0 0 ( q ) exp 1 kT
材料的物理性能 第1章前 言
材料科学与工程是关于
材料的成分与结构(composition and structure)、
合成与加工(synthesis and processing)、
性质(proporties)
与服役性能(performance)这四个要素、
以及它们两两之间的互相联系的学科。
本课程中,材料的性能是指“材料性质”。它 是材料科学与工程学科的四个基本要素之一。 所谓的材料性能,是指在给定的外界环境中, 材料受到某种作用时,其状态所发生的变化。 作用于材料上的作用因素通常可以分为应力、 温度、磁场、电场、化学介质、辐照等。 受到这些因素作用时,材料内部会产生一系列 的变化,伴随之产生一些外在表现,也就是所 谓的状态的变化。
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。
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
材料物理性能第一章、材料的热学性能一、基本概念1.热容:物体温度升高1K 所需要增加的能量。
(热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量)T Qc ∆∆= 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升高1K 所需要的热量。
[与物质的本性有关,用c 表示,单位J/(kg ·K)]T Q m c ∂∂=1 3.摩尔热容:1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。
用Cm 表示。
4.定容热容:加热过程中,体积不变,则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加,不必再以做功的形式传输,该条件下的热容:5.定压热容:假定在加热过程中保持压力不变,而体积则自由向外膨胀,这时升高1K 时供给物体的能量,除满足内能的增加,还必须补充对外做功的损耗。
6.热膨胀:物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。
7.线膨胀系数αl :温度升高1K 时,物体的相对伸长。
t l l l ∆=∆α08.体膨胀系数αv :温度升高1K 时,物体体积相对增长值。
t V V tt V ∂∂=1α9.热导率(导热系数)λ:在单位温度梯度下,单位时间内通过单位截面积的热量。
(标志材料热传导能力,适用于稳态各点温度不随时间变化。
)q=-λ△T/△X 。
10.热扩散率(导温系数)α:单位面积上,温度随时间的变化率。
α=λ/ρc 。
α表示温度变化的速率(材料内部温度趋于一致的能力。
α越大的材料各处的温度差越小。
适用于非稳态不稳定的热传导过程。
本质仍是材料传热能力。
)。
二、基本理论1.德拜理论及热容和温度变化关系。
答:⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。
⑵模型假设:①固体中的原子振动频率不同;处于不同频率的振子数有确定的分布函数;②固体可看做连续介质,能传播弹性振动波;③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类;④假定弹性波的振动能级量子化,振动能量只能是最小能量单位h ν的整数倍。
⑶结论:①当T 》θD 时,Cv,m=3R ;在高温区,德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。
《材料物理性能》期末复习
《材料物理性能》期末复习材料物理性能是指材料在各种外力、环境条件下所表现出的特性和性能。
它是评价材料质量和适用性的重要指标,对于材料的设计、制备和应用具有重要意义。
本文将从力学性能、热学性能、电学性能和光学性能四个方面对材料的物理性能进行复习和总结。
力学性能是研究材料在受力下的反应和变形行为。
主要包括材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬度等指标。
弹性模量是一个材料的刚度,表示材料在受力下产生的弹性变形程度。
屈服强度是指材料开始产生可观测的塑性变形时所承受的最大应力,抗拉强度则是指材料在抗拉条件下承受的最大应力。
硬度是材料抵抗划痕、穿刺和变形的能力。
在评价材料力学性能时,还需要考虑其断裂韧性和疲劳性能。
热学性能研究材料在热力学过程中的性能表现。
其中包括热膨胀性、热导率、热传导率等指标。
热膨胀性是指材料在受热时发生的体积膨胀或缩小的程度。
热导率是材料导热的能力,表示单位时间内单位面积上的热量通过材料的速率。
热传导率是材料内部热量的传递能力,与导热性能类似,但考虑了材料的几何形状和各向异性等因素。
电学性能研究材料在电场和电流作用下的表现特性。
这些特性包括电阻率、电导率、介电常数、介质损耗等指标。
电阻率是材料对电流流动的阻力,电导率则是电阻率的倒数。
材料的介电常数是材料在外加电场中的响应程度,介质损耗则是材料在电磁场中发生的能量损耗量。
光学性能研究材料对光的吸收、传输和发射特性。
其中包括折射率、吸光度、透过率、漫反射等指标。
折射率是材料光传播速度在真空中传播速度的比值,吸光度则表示材料对光的吸收能力,透过率是入射光能通过材料的能力,漫反射则是材料不透明面对入射光的反射能力。
综上所述,材料物理性能是指材料在各种外力、环境条件下所表现出的特性和性能。
力学性能、热学性能、电学性能和光学性能是其中的重要指标,对于材料的设计、制备和应用具有重要意义。
通过对这些性能指标的复习和总结,可以加深对材料物理性能的理解,为进一步的材料研究和应用提供有益的参考。
材料物理性能
材料物理性能第一章.材料的力学性能1.剪切应变:是指材料受到平行于截面积方向的大小相等,方向相反的两个剪切应力τ时发生的形变。
2.压缩应变:指材料周围受到均匀应力P时,其体积从起始时的V0变化为V1的形变。
3.胡克定律:对于理想的弹性材料,在应力作用下会发生弹性形变,其应力与应变关系服从胡克定律,即应力σ与应变ε成正比:σ=Eε。
(式中的比例系数E称为弹性模量,又称弹性刚度或杨氏模量。
4.弹性模量:是材料发生单位应变时的应力,它表征材料抵抗形变能力的大小。
E越大,越不易变形,表示材料刚度越大。
(单位:N/m2)杨氏模量E(反映材料抵抗正应变的能力),剪切模量G(反映材料抵抗切应变的能力)和体积模量B(反映材料在三向压缩(流体静压力)下,压强与体积变化率之间的线性比例关系):E=σ/ε;G=τ/γ;B=P/Δ5.泊松比μ:称为横向变形系数,反映材料横向正应变与受力方向线应变的比值。
G=E/[2(1+μ)];B=E/[3(1-2μ)]6.E的影响因素:(1)原子结构的影响:周期表中同一族的元素,随原子序数的增加和原子半径的增大弹性模量减小(过渡族金属表现出特殊规律性)。
(2)温度的影响:随着温度的升高材料发生热膨胀现象,原子结合力减弱,因此金属与合金的弹性模量降低。
(3)相变的影响:材料内部的相变(如多晶型相变,有序化转变,铁磁性转变,超导态转变等)都会对弹性模量产生比较明显的影响。
7.复相的弹性模量(1)并联:E=E A V A /V+E B V B /V ,式中:νA =V A /V 与νB =V B /V 分别表示两相的体积分数,且νA +νB =1。
E μ=νA E A +(1-νA )E B (大部分应力由高模量的材料承担)(2)串联:1/E=νA /E A +(1-νA )/E B (弹性模量为复合材料弹性模量的下限值)8.理论断裂强度:合理的最大值相当于材料断裂时的作用力。
理论断裂强度公式:σth =a E(a 为晶格常数)通常γ约为aE/100. (一般材料常数的典型数值为:E=300GPa;γ=1J/m 2;a=3*10-10m)第二章.材料的热学性能1.格波的定义与分类:一个质点的振动会使邻近质点随着振动,而使相邻质点间的振动存在着一定的位相差,使得晶格振动以弹性波的形式在整个材料内传播,这种存在于晶格中的波叫做格波。
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。
《材料物理性能lec》课件
用于衡量材料抵抗划痕和变形的能力。
材料热学性能
热导率
材料传导热量的能力,高热导 率的材料能更快地传导热量。
热膨胀系数
材料在温度变化时的尺寸变化 程度。
熔点
材料变为液态的温度。
材料电学性能
1
电导率
材料传导电流的能力,高电导率的材料具有较好的导电性。
2
介电常数
指材料在电场中储存电能的能力。
3
磁导率
《材料物理性能lec》PPT 课件
材料物理性能是指材料在物理方面的表现和特性。在本课程中,我们将介绍 不同类型的材料物理性能,包括力学性能、热学性能、电学性能、光学性能 以及其他重要的物理性能。
让我们一起探索材料世界中的奇妙之处吧!
材料物理性能的定义
1 什么是材料物理性能?
材料物理性能是指材料在物理方面的表现和特性,涵盖了力学、热学、电学、光学以及 其他方面的性能。
2 为什么材料物理性能重要?
材料物理性能决定了材料在不同环境和应用中的适用性和性能表现,对于材料的选择和 设计至关重要。
材料力学性能
弹性模量
衡量材料在受力时的变形程度。高弹性模量的 材料具有较小的变形。
延展性
指材料抗拉断裂前能够发生塑性变形的能力。
屈服强度
表示材料在受力时开始发生塑性变形的应力值。
材料对磁场的响应能力。
材料光学性能
性能 折射率 透光率 色散性 反射率
定义 材料对光线的弯曲程度。 材料通过的光线的比例。 材料对不同波长光的折射程度不材料单位体积的质量。
耐热
材料抵抗高温环境的能力。
材料力学性能名词解释部分
力学性能指标及定义:脆性材料:弹性变形,然后断裂塑性材料:弹性变形,塑性变形低塑性变形材料:无颈缩高塑性材料:有颈缩弹性:是材料的可逆变形。
本质:晶体点阵内的原子具有抵抗相互分开、接近或剪切移动的性质。
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ζe:材料发生最大弹性形变时的应力值。
弹性比功W e:材料吸收变形功而又不发生永久变形的能力。
W e=1/2ζeεe=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。
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。
弹性后效:加载时应变落后于应力而和时间有关的现象称为正弹性后效;反之,卸载时应变落后于应力的现象称为反弹性后效。
弹性滞后:由于正反弹性后效使得应力-应变得到的封闭回线内耗:加载时消耗于材料的的变形功大于卸载时材料所放出的变形功,因而有部分变形功被材料所吸收,这被吸收的功为内耗。
(例子:①音响效果好的元件要求内耗小such as音叉、琴弦等②机件在运转时常伴有振动,需要良好的消振材料such as灰口铸铁)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。
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"。
材料力学性能名词解释
1.刚度:指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。
工程商,弹性模量被称为材料的刚度。
2.形变强化:随着塑性变形量的增加,金属流变强度也增加,这种现象称为形变强化或加工硬化。
3.弹性极限:材料有弹性形变过渡到弹-塑性变形时的应力。
4.滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象。
5.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形(残余应变为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余伸长应为降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到0)的现象。
6.弹性变形:材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
7.弹性比功:表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力,又称弹性比应变能。
8.抗拉强度:韧性金属式样拉断过程中最大力所对应的应力,称为抗拉强度。
9.韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
10.脆性断裂:是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆。
11.磨损:机件表面相接触并做相对运动时,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失,造成表面损伤的现象。
12.冲击韧性:在冲击载荷作用下,金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
13.应力腐蚀开裂: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。
14.等温强度:晶粒强度与晶界强度相等的温度。
15.缺口效应:绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。
16.腐蚀疲劳:化工设备中许多金属材料构件都工作在腐蚀的环境中,同时还承受着交变载荷的作用。
材料物理性能
1.根据受力应变特征材料分为:脆性材料,延性材料,弹性材料。
2.材料受载荷后形变的三个阶段:弹性形变,塑形形变,断裂3.弹性模量:材料在弹性变形阶段内正应力和对应的正应变的比值。
意义:反映材料抵抗应变的能力,是原子间结合强度的标志。
影响因素(键合方式,晶体结构,温度,复相的弹性模量)。
机理:对于足够小的形变应力与应变成线性关系,系数为弹性模量,物理本质是原子间结合力抵抗外力的宏观表现,弹性系数和弹性模量是反映原子间结合强度的标志。
4.滞弹性:固体材料的应变产生与消除需要有限的时间,这种与时间有关的弹性称为滞弹性。
衡量指标:应力弛豫和应力蠕变。
应力弛豫:在持续外力作用下发生形变的物体在总变形值保持不变的情况下,徐变变形增加使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。
应力蠕变:固体材料在恒定荷载下变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过程。
5.塑性形变指一种在外力移去后不能回复的形变。
滑移系统:滑移方向和滑移面。
产生条件:a-(几何条件)面间距大滑移矢量小 b(静电条件)每个面上是同种电荷原子,相对滑移面上的电荷相反。
无机非材料不产生原因:a.滑移系统少;b.(位错运动激活能大)位错运动需要克服的势垒比较大,位错运动难以实现。
施加应力,或者由于滑移系统少无法达到临界剪应力,或者在达到临界剪应力之前就导致断裂;c.伯格斯矢量大。
6.高温蠕变定义:材料在高温下长时间受到小应力作用出现蠕变现象。
影响因素:温度和应力。
机理:a晶格机理(位错攀移理论,由于热运动位错线处一列原子移去或移入,位错线向上移一个滑移面。
)b扩散蠕变理论(空位扩散流动,应力造成浓度差,导致晶粒沿受拉方向伸长或缩短引起形变)c晶界机理(多晶体蠕变,高温下晶界相对滑动,剪应力松弛,有利蠕变。
低温下晶界本身是位错源,不利蠕变)7.理论断裂强度:理论下材料所能承受的最大应力。
实际强度:实际情况中材料在外加应力作用下,沿垂直外力方向拉断所需应力。
8.断裂韧性:是材料的固有性能,由材料的组成和显微结构所决定,是材料的本征参数。
材料物理性能简介-2012
<<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.晶格热振动:晶体点阵中的质点(原子,离子)总是围绕着平衡位置作微小振动.5.声子(Phonon): 声子是晶体中晶格集体激发的准粒子,就是晶格振动中的简谐振子的能量量子。
6.德拜温度: 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,即θD=ћωmax/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。
12.迈斯纳效应:若在常温下将超导体先放入磁场内,则有磁力线穿过超导体;然后再将超导体冷却至Tc以下,发现磁产从超导体内被排出,即超导体内无磁场B=0。
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!。
材料物理性能
3.本课程的学习目的、内容
工程材料按照其用途可分为:结构材料和功能材料
●在以机械工业为主导的时代:主要使用结构材料,主要追求材料高
强度、高韧性、耐高温等,即材料力学性能。
●当今人类进入了信息时代:功能材料越来越重要,发展迅速。如信
息技术、电子计算机、机器人领域,太空、海洋等领域要求材料具有很 高的功能性。材料物理性能是功能材料的基础,如音像技术与材料的磁 学性能有关、超导材料与材料的电性能相关、隔热材料与材料的热学性 能相关、光导纤维与材料的光学性能有关等。 学习材料物理性能主要是为功能材料的研究和使用打基础。
第1节 热学性能的物理基础
1、各种热学性能的物理本质 材料各种热学性能的物理本质,均与晶格热振动有关。 晶格热振动:固体材料(包括晶体和非晶体),点阵中的质点(原子、离子) 实际上并不是固定不动的,而总是围绕其平衡位置作微小振动。如金属铝、 NaCl(面心立方)中离子…。 热振动的剧烈程度与温度有关。温度不太高时各质点在其平衡位置作微小 振动,温度升高振动加剧,甚至产生扩散(非均质材料),温度升至一定程 度,振动周期破坏,材料熔化,晶体材料表现出固定熔点。 只讨论温度不太高时材料的热学性能。
3、质点的热振动与物体热量 构成物体各质点热运动动能的总和即为物体的热量。温度升高,质 点振动频率和振幅增加,热量增加。与热容有关。
第1节 热学性能的物理基础
4、声频支振动和光频支振动 材料中质点间存在很强的相互作用力,一个质点的振动会影响其临近 质点的振动,进而影响到其它区域质点的振动。相邻质点间的振动存在 一定相位相差,即晶格振动以弹性波的形式在整个材料内传播,这种弹 性波称为格波。弹性波是多频率振动的组合波,频率高者传播较快。 声频支振动:振动质点中频率甚低的格波,质点彼此之间位相差不大, 则格波类似于弹性体中的应变波(与声音频率相当)。 光频支振动:格波中频率甚高的振动波,质点间位相差很大,邻近质 点的运动几乎相反,频率住往在红外光区。 声频支振动可看成相邻质点具有相同的振动方向;光频支振动可看成 相邻质点振动方向相反。 对于离子型晶体,正、负离子间存在相对振动,对于光频支振动,异 号离子间有反向位移,便构成了一个偶极子,在振动过程中此偶极子的 偶极矩周期性变化,根据电动力学,它会发射电磁波,其强度决定于振 幅大小。在室温下,所发射的这种电磁波是微弱的,如果从外界发射相 应频率的红外光,则会被晶体强烈吸收,从而激发总体振动。这就是离 子晶体具有很强的红外光吸收特性的原因。
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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。
晶体中每个晶胞内存在固有电偶极矩。
电子位移极化:离子在电场作用下,原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极化。
离子位移极化:离子在电场作用下,偏离平衡位置的移动相当于形成一个感生偶极矩。
松弛极化:在材料中存在的弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点时,热运动使这些松弛质点分布混乱,而电场力图使其按电场规律分布,最后在一定温度下发生极化。
转向极化:(偶极子取向极化):1)发生在极子分子介质中2)在无外加电场时,这些极性分子的取向在个方向的几率相等,就介质整体来讲,偶极矩为零。
3)在外加电场作用下,偶极子发生转向,趋于和外加电场方向一致4)热运动同时抵抗这种趋势5)沿外场方向取向的偶极子比反向偶极子多,在宏观上形成偶极矩。
空间电荷极化:1)发生在不均匀介质中2)在电场作用下,不均匀介质内部的正负间歇离子分别向负、正极移动,引起磁体内各点离子密度变化,出现点偶极矩。
叫空间电荷极化。
简答:影响粘度的因素:1)温度:一般情况下,温度升高黏度下降。
黏度与温度的关系是玻璃成型工艺的条件的重要依据,不同的材料。
黏度随温度变化的规律差别很大。
2)时间,在玻璃转变区域,形成玻璃液体的黏度取决于时间。
3)组成:加入改性阳离子,在网络中形成了比较弱的Si-O键,降低体系的黏度。
影响蠕变的因素:1)气孔:气孔增加,抗蠕变的有效截面积减少,蠕变增加。
2)应力:蠕变随应力的增大而增大,若材料施加压应力,则增加了蠕变的阻力。
3)晶粒大小:晶粒小,晶界比例增加,晶界扩散和晶界流动对蠕变的贡献增加,蠕变率增加。
4)温度:温度升高,位错运动和晶界位错加速,扩散系数增加,蠕变增大。
5)结合力越大,越不容易发生蠕变。
6)随着共价键结构强度增加,扩散及位错运动降低。
滑移产生的条件:1:从几何因素考虑,滑移方向上同号离子间柏氏矢量较小2:从静电作用因素考虑,滑移过程中不会遇到同号离子的巨大排斥力。
爱因斯坦模型:假设每一个原子都是一个独立的振子,原子之间彼此无关,并且都是以相同的频率振动。
在高温时与经典公式一致。
低温时热容值按指数律随温度变化,下降太多。
原因:原子的振动不是彼此独立的,原子间彼此有耦合作用,低温时这一效应尤其显著。
德拜的比热模型:考虑了晶体中原子的相互作用,把晶体近似为连续介质,与实验的结果符合。
无法解释超导现象。
防止裂纹扩展的措施:1.使作用应力小于临界应力,2.在材料中设置能吸收能量的机构,3.在材料中人为造成大量极微小的裂纹,吸收能量,防止裂纹扩展。
裂纹的起源:1.晶体微观结构中存在缺陷,在外力作用下,缺陷处应力集中,导致裂纹成核,2.材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面裂纹,3.由于热应力形成裂纹。
多数无机材料是多晶多相晶体,晶粒在材料内部取向不同,不同向的热膨胀系数也不同,由于膨胀和收缩导致应力集中,产生裂纹。
材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量,而是取决于裂纹的大小,有最危险的裂纹尺寸决定材料的断裂强度。
一旦裂纹超过临界尺寸就迅速扩展使材料断裂。
提高无机材料强度和改进材料韧性的途径:控制材料的强度主要因素有3个:弹性模量,断裂功(断裂表面能)l裂纹尺寸。
1.微晶、高密度、高纯度 2.人为的预加应力,在材料的表面造成一层压应力层 3.相变增韧,利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同温度的相变,从而增韧的效果 4.弥散增韧,在基体中渗入一定颗粒尺寸的微细粉料,从而增韧的效果。
简述压电体热电体的实质:压电性就是没有中心反演对称的一些带有离子键的晶体,按所施加的机械应力成比例地产生电荷的能力,具有压电效应的物体为压电体。
热电体同时也是压电体,由于铁电体为极性晶体,不但要求晶体没有对称中心,而且本身要具有固有偶极距,因此具有压电性的材料不一定是铁电体。
铁电性指由于偶极子相互作用而产生的自发平行排列的现象。
影响热导率的因素:1.温度影响,低温下热容与温度的3次方成比例,高温下趋于一恒定值,2.晶体结构的影响3.化学组成的影响4.气孔的影响5.复相陶瓷的热导率温度对陶瓷材料性能的影响:1.对热导率有影响 2.对膨胀系数有影响,一般膨胀系数随温度升高而升高 3.对热容有影响,同一物质在不同温度时热容往往不同 4.对陶瓷坯釉适应性有影响 5.对材料电导率有一定影响,一般温度越高电导率越低。
提高无机材料透光性的措施:1.提高原料的纯度,对制作材料的原料进行提纯 2.尽可能减少晶粒的双折射,使晶界玻璃相的折射率与主晶相的相差不大,减少晶界的反射及散射损失 3.减少气孔引起的散射损失 4.可采用热锻法使陶瓷织构化,改善其性能 5.在氧化铝陶瓷中,除加入MgO外,还加入Y2O3、La2O3等外加剂。
降低材料的介质损耗:1.尽量选择结构紧密的晶体作为主晶相 2.改善主晶体相,尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体,最好形成连续固溶体 3.尽量减少玻璃相 4.防止产生多晶转变 5.选择合适的烧成气氛 6.为了减小气孔率,必须控制好最终烧结温度7.在工艺过程中应防止杂质的混入,坯体要致密。
提高抗热冲击性的措施:1.提高材料强度,减小弹性模量 2.提高材料热导率使第二热应力因子提高 3.减小材料的热膨胀系数 4.减小表面热传递系数 5.减小产品的有效厚度损耗的形式:1)电导损耗:在电场作用下,介质中会有泄露电流流过,有漏导电流引起的电导损耗。
2)极化损耗:主要与极化的松弛过程有关,如才建立极化到其稳定状态时间很短,则几乎不产生能量损耗。
但对于偶极子转向极化和空间电荷极化,时间较长,损耗能量。
降低材料的介质损耗应从降低材料的电导损耗和极化损耗的方面考虑:1尽量选择结构紧密的晶体作为主晶相2:改善主晶相,尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体,最好形成连续固溶体3:尽量减少玻璃相4:防止产生多晶转变5:选择合适的烧成气氛6:为了减少气孔率必须控制好最终烧成温度7:应防止杂质的混入,坯体要致密。
提高无机材料强度的途径:决定材料强度的本质因素是材料内部质点的结合力。
提高材料的强度是指提高其抗弹性、塑性及断裂形变的能力,这几项主要决定的指标是E或者G,r及裂纹长度。
弹性模量表示原子间的结合力,它是一种结构不敏感性能常数,r则与微观结构有关。
故关键的因素是裂纹长度,因为裂纹长度与工艺过程有关,是可以改变的,所起的效果也是不错的。
影响弹性模量的因素:1 晶体结构的影响 2 温度的影响 3 复相的弹性模量弹性形变的特点:1卸载后形变完全可逆2应力与形变量间呈线性关系3较小的负荷就可以引起弹性形变。
断裂韧性的测试方法:1单边直通切口梁法(SENB)2双扭法(DT法)影响折射率的因素:1构成材料元素的离子单位和电子结构2:材料的结构,晶型和非晶态3:同质异构体4:外界因素对折射率的影响。
双折射现象:当光束通过各项异性介质的表面时由于在各方向上的折射率程度不同,折射广会分成两束沿着不同的方向的传播。
影响光的散射系数的因素:1:粒子直径和波长的比值2:微粒和介质的相对折射率3:入射光束所对应的立体角4:粒子的相撞和它在光束中的取向。
纤维强化作用应注意:1纤维应尽可能多地承担外加负荷2:结合强度不能太差3:应力作用的方向应与纤维平行4:纤维与基体的热膨胀系数应相匹配5:二者在高温下的化学要兼容。
静载压的硬度测试方法有:布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度塑性形变的速率取决于:1位错运动速度2位错密度3柏格斯交量4位错的增殖系数物质的磁性:1顺磁性2铁磁性(完全铁磁性和亚铁磁性)3反铁磁性4抗磁性铁磁性和铁电性的本质差别:铁电性是由离子位移引起的,而铁磁性是由原子取向引起的;铁电性在非对称的晶体中发生,而铁磁性发生在次价电子的非平衡自旋中;铁电体的居里点是由于熵的增加(晶体相变),而铁磁体的居里点是原子的无规则振动破坏了原子间的“交换”作用,从而使自发磁化消失引起的。
影响抗热震断裂性的因素:1强度2弹性模量3膨胀系数4热导率;抗热震损伤性的因素:1抗热应力损伤因子R和R 2微观结构3热膨胀系数4热导率利用霍尔效应(电子电导的特征)可检查材料是否存在电子电导;利用电解效应(离子电导的特征)检验材料是否存在离子电导。
影响比热容的因素:1 能量电子状态 2 置换过程 3 晶体缺陷 4 玻璃结构 5 键强6弹性模量7 熔点8 气孔高温低频下材料主要为电导损耗;高频常温下材料主要为松弛极化损耗;高频低温下材料为结构损耗。
极性物质:有具有电偶极矩的粒子组成的宏观物质。
极化强度:单位体积内所有粒子的电偶极矩的矢量和。
介电损耗:电场作用下能量损耗,由电能转化为其他形式能,如热能、光能等,它是导致电介质发生热击穿根源。
滑移与攀移的区别;滑移与外力有关,而攀移与晶体中的空位和间隙原子的浓度及扩散系数等有关。