材料物理性能基础知识点
材料性质知识点总结归纳
材料性质知识点总结归纳材料性质是指材料在不同外部条件下所表现出来的特性。
材料性质是材料科学的重要组成部分，它关乎到材料的选择、设计、加工、使用以及性能的控制和改进。
在材料工程中，我们需要了解材料的各种性质，以便正确地选择和使用材料。
本文将对材料的性质进行总结归纳，包括材料的物理性质、化学性质、力学性质、热物性质等方面的知识点，以便读者对材料性质有一个全面的认识。
一、物理性质1. 密度密度是材料的物理性质之一，它是单位体积内的质量。
密度的大小会影响材料的重量、强度和热传导性能等。
一般来说，密度越大的材料越重，密度越小的材料越轻。
不同材料的密度差异也是造成材料性能差异的重要原因之一。
2. 热膨胀系数材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时单位长度内的变化量。
不同材料的热膨胀系数差异很大，热膨胀系数的大小与材料的性能和使用条件有直接关系。
在工程中，需要根据材料的热膨胀系数来选择合适的材料，以避免因温度变化而引起的变形和破坏。
3. 导热系数导热系数是衡量材料导热性能的指标，它是单位时间内单位面积厚度上的热量传导量。
导热系数的大小会影响材料的散热速度和热传导性能。
导热系数大的材料能够更快地传导热量，适用于导热要求高的场合，如散热片、导热管等。
4. 电阻率电阻率是材料电阻的另一种表达形式，它是单位长度内，单位截面积上的电阻。
不同材料的电阻率差异很大，电阻率大小会影响材料的导电性能和电热性能。
在电子器件和导电元件的选择和设计中，需要考虑材料的电阻率。
5. 磁性不同材料的磁性表现形式各异，包括铁磁性、铁磁性和顺磁性等。
材料的磁性决定了它在电磁场中的行为，对于电机、变压器等磁性器件的材料选择具有重要意义。
6. 光学性质材料的光学性质包括折射率、透射率、反射率等，这些性质直接影响了材料在光学设备和光学器件中的应用。
不同材料的光学性质差异很大，需要根据使用要求选择合适的材料。
二、化学性质1. 腐蚀性材料的腐蚀性是指材料在特定环境中受到化学物质侵蚀和破坏的能力。
材料物理性能学知识点
（5）空间电荷极化：在离子多晶体中，界面、缺陷处存在空间电荷。这些混乱分布的 空间电荷，在外电场作用下，趋向于有序化，即空间电荷的正、负质点分别向外电场的负、 正极方向移动，从而表现为极化。空间电荷极化的特点：空间电荷极化常常发生在不均匀介 质中任何宏观不均匀性，均可形成空间电荷极化，所以又称界面极化，由于空间电荷的积累， 可形成很高的与外场方向相反的电场，有时又称为高压式极化。空间电荷极化随温度升高而 下降。温度升高，离子运动加剧，离子容易扩散，因而空间电荷减小，空间电荷极化需要较 长时间，只有直流或低频交流才显示出来。
39、由于温度作用而使电介质电极化强度变化的性质，称为热释电效应。具有热释电效 应的晶体一定具有自发极化(固有极化)的晶体，在结构上应具有极轴。具有对称中心的晶体
不可能有热释电效应。具有压电性的晶体不一定有热释电性。
40、极化强度随外加电场的变化曲线称为电滞回线。具有这种性质的晶体称为铁电体。 自发极化的产生机制与铁电体的晶体结构密切相关，主要是晶体中原子(离子)位置变化的结 果。
9、形成固溶体时，合金导电性能降低。在连续固溶体中合金成份距组元越远，电阻率 越高。
10、除过渡族金属外，在同一溶剂中溶入1%原子溶质金属所引起的电阻率增加，由溶 剂和溶质的价数决定，价数越大电阻率增加越大。
11、X 射线与电子显微镜分析表明该固溶体为单相组织，但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，所以称“不均匀固溶体”，又 称“K 状态”。K 状态是“相内分解”的结果，它不析出任何具有自己固有点阵的晶体。
材料物理性能复习资料整理
材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称为形变。
材料承受外力作用、抵抗变形的能力及其破坏规律，称为材料的力学性能或机械性能。
材料在单位面积上所受的附加内力称为应力。
法向应力导致材料伸长或缩短，而剪切应力引起材料的切向畸变。
应变是用来表征材料在受力时内部各质点之间的相对位移。
对于各向同性材料，有三种基本类型的应变：拉伸应变ε，剪切应变γ和压缩应变Δ。
若材料受力前的面积为A0，则σ0=F/A0称为名义应力。
若材料受力后面积为A，则σT=F/A称为真实应力。
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（Hook）定律（σ=Eε）。
E是弹性模量，又称为弹性刚度。
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（即刚度）的大小。
E越大，越不容易变形，表示材料刚度越大。
弹性模量是原子间结合强度的标志之一。
泊松比：在拉伸试验时，材料横向单位面积的减少与纵向单位长度的增加之比值。
粘性形变是指粘性物体在剪切应力作用下发生不可逆的流动形变，该形变随时间增加而增大。
材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性。
材料发生塑性形变而不发生断裂的能力称为延展性。
在足够大的剪切应力τ作用下或温度T较高时，材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移，宏观上表现为材料的塑性形变。
滑移和孪晶：晶体塑性形变两种基本形式。
蠕变是在恒定的应力σ作用下材料的应变ε随时间增加而逐渐增大的现象。
位错蠕变理论：在低温下受到阻碍而难以发生运动的位错，在高温下由于热运动增大了原子的能量，使得位错能克服阻碍发生运动而导致材料的蠕变。
扩散蠕变理论：材料在高温下的蠕变现象与晶体中的扩散现象类似，蠕变过程是在应力作用下空位沿应力作用方向（或晶粒沿相反方向）扩散的一种形式。
晶界蠕变理论：多晶陶瓷材料由于存在大量晶界，当晶界位相差大时，可把晶界看成是非晶体，在温度较高时，晶界粘度迅速下降，应力使得晶界发生粘性流动而导致蠕变。
材料物理性能复习总结
第一章电学性能1。
1 材料的导电性，ρ称为电阻率或比电阻，只与材料特性有关，而与导体的几何尺寸无关，是评定材料导电性的基本参数。
ρ的倒数σ称为电导率。
一、金属导电理论1、经典自由电子理论在金属晶体中,正离子构成了晶体点阵，并形成一个均匀的电场，价电子是完全自由的，称为自由电子，它们弥散分布于整个点阵之中，就像气体分子充满整个容器一样，因此又称为“电子气”。
它们的运动遵循理想气体的运动规律，自由电子之间及它们与正离子之间的相互作用类似于机械碰撞。
当对金属施加外电场时，自由电子沿电场方向作定向加速运动，从而形成了电流。
在自由电子定向运动过程中，要不断与正离子发生碰撞，使电子受阻，这就是产生电阻的原因。
2、量子自由电子理论金属中正离子形成的电场是均匀的，价电子与离子间没有相互作用，可以在整个金属中自由运动。
但金属中每个原子的内层电子基本保持着单个原子时的能量状态，而所有价电子却按量子化规律具有不同的能量状态，即具有不同的能级。
0K时电子所具有最高能态称为费密能E F.不是所有的自由电子都参与导电,只有处于高能态的自由电子才参与导电。
另外，电子波在传播的过程中被离子点阵散射，然后相互干涉而形成电阻.马基申定则：,总的电阻包括金属的基本电阻和溶质(杂质）浓度引起的电阻(与温度无关）；从马基申定则可以看出，在高温时金属的电阻基本取决于，而在低温时则决定于残余电阻。
3、能带理论能带：由于电子能级间隙很小,所以能级的分布可看成是准连续的,称为能带。
图1—1（a）、（b)、(c),如果允带内的能级未被填满,允带之间没有禁带或允带相互重叠,在外电场的作用下电子很容易从一个能级转到另一个能级上去而产生电流,具有这种能带结构的材料就是导体。
图1—1(d)，若一个满带上面相邻的是一个较宽的禁带，由于满带中的电子没有活动的余地,即便是禁带上面的能带完全是空的,在外电场作用下电子也很难跳过禁带，具有这种能带结构的材料是绝缘体.图1—1(e），半导体的能带结构与绝缘体相同，所不同的是它的禁带比较窄，电子跳过禁带不像绝缘体那么困难,满带中的电子受热振动等因素的影响,能被激发跳过禁带而进入上面的空带，在外电场作用下空带中的自由电子产生电流。
材料物理性能期末复习考点
材料物理性能期末复习考点
1.力学性能
-弹性模量：描述材料在受力后能恢复原状的能力。
-抗拉强度和屈服强度：材料在受拉力作用下能够承受的最大应力。
-强度和硬度：表示材料对外界力量的抵抗能力。
-延展性和韧性：描述材料在受力下发生塑性变形时的能力。
-蠕变：材料在长期静态载荷下发生塑性变形的现象。
2.电学性能
-电导率：描述材料导电的能力。
-电阻率：描述材料导电困难程度的量。
-介电常数和介电损耗：材料在电场中储存和散失电能的能力。
-铁电性和压电性：描述材料在外加电场或机械压力下产生极化效应的能力。
-半导体性能：半导体材料的导电性能受温度、光照等因素的影响。
3.热学性能
-热导率：描述材料传热能力的指标。
-线热膨胀系数：描述材料在温度变化下线膨胀或收缩的程度。
-热膨胀系数：描述材料在温度变化下体积膨胀或收缩的程度。
-比热容：描述单位质量材料在温度变化下吸收或释放热能的能力。
-崩裂温度：材料在受热时失去结构稳定性的温度。
4.光学性能
-折射率：描述光在材料中传播速度的比值。
-透射率和反射率：描述光在材料中透过或反射的比例。
-吸收率：光在材料中被吸收而转化为热能的比例。
-发光性能：描述材料能否发光以及发光的颜色和亮度。
-线性和非线性光学效应：描述材料在光场中的响应特性。
以上是材料物理性能期末复习的一些考点，希望能帮助到你。
但需要注意的是，这只是一部分重点，你还需要结合教材和课堂笔记，全面复习和理解这些概念和原理。
祝你考试顺利！。
材料物理性能 干货
材料的电性能的差别主要由其外层电子来决定，而外层 电子由于受原子核和周围势场的影响，使电子分布在不同能 带上，从而导致了不同材料电性能的差别。
• 理想完整的晶体在绝对零度时的电阻为零. 电阻的产生总是伴随着晶体的不完整性。
为什么产生电阻？resistance
（1）温度引起晶格的热振动加大，使晶格对自由电子的散 射增大，产生电阻。thermal vibration
矫顽力Hc
磁滞现象：在退磁过程中，磁化强度落后于磁场强 度的现象。
磁滞损耗：磁滞回线所包围的面积（磁化一周所消 耗的功）
Q HdB
三、 磁各向异性与磁致伸缩
1、磁各向异性
沿铁磁体不同晶轴方向磁化的 难易程度不同，磁化曲线也不相
同。
同一铁磁物质的单晶
体，其磁化曲线随晶轴
方向不同而有所差别，
即磁性随晶轴方向而异。
磁致伸缩的大小与外磁场的大小有关
饱和磁化状态下的磁致伸缩系数s作为磁性材料的 一个磁性参数。不同的材料的磁致伸缩系数s也 是不同的：
s＞0的称为正磁致伸缩——正磁致伸缩是指沿磁 场方向伸长，而垂直于磁场方向缩短，例如铁就 是属于这一类。
s＜0的则称为负磁致伸缩。负磁致伸缩则是沿场磁 化方向缩短，在垂直于磁化方向伸长，镍属于这 一类。
载流子迁移率 electron mobility--- μ
( 物理意义为载流子在单位电场中的迁移速度)
μ= /E 电流密度——单位时间（1s）
通过单位截面积的电荷量）
J＝nq 电导率 σ =J/E
σ =nq／E σ =nqμ
1、电阻率
电导的宏观参数
Co 3d Mn 3d
3个未填满的状态 5个未填满的状态
3 B 5 不B 是铁磁性
材料物理性能.doc
材料物理性能第一章材料热学性能一(热容的定义，热容的来源以及热容随温度的变化规律热容:是问题温度每升高1K，物质所需要增加的能量被称为热容。
热容的来源:温度升高导致原子热振动加剧，点阵离子振动以及体积膨胀需要向外做功，同时自由电子对热容也有贡献，但只在温度极端的情况下才发生。
热容随温度的变化规律:热容反映了材料从周围环境吸收能量的能力，不同温度时，热容不同。
定容热容与定压热容有相似规律。
当温度较高时，定压热容变化趋势平缓当温度较低时，定压热容与T3成正比;当温度趋于0K时，定压热容与T成正比;当温度等于0K是，定压热容也等于0K。
二(热容的德拜模型以及其局限性答:晶格点阵结构对热容的作用主要表现在弹性波的振动上，即波长较长的声频支的振动在低温下起主导作用，由于声频支的波长大于晶格常数，故可以将晶格看成是连续的介质，声频支也可以看成是连续的具有0-Wmax的谱带的振动。
由此，可导出定压热容的公式:Cv,m=12/5π4R(T/θD)3由此公式可得:1)当温度大于德拜温度时，即处于高温区，定压热容=3R，与实验结果相符合;2)当温度小于德拜温度时，定压热容与T3成正比，比爱因斯坦模型更接近于实验结果;3)当温差极低时(趋近于0K时)，定压热容趋近于0，大体与实验结果相符。
德拜模型的局限性:因为德拜模型把晶格点阵考虑成连续的介质，故对于原子振动频率较高的部分并不适用，故德拜模型对于一些化合物的计算与实验结果不相符;2)对于金属类晶体，忽略了自由电子的贡献，所以在极端温度条件下与实验结果不符;3)解释不了超导现象。
三(热膨胀的定义及其物理机制热膨胀:热膨胀是指随着温度的升高，材料发生体积或者长度增大的现象。
热膨胀的物理机制:随着温度的升高，晶体中的的原子振动加剧，相邻原子之间的平衡间距也随温度的变化而变化，因此温度升高产生热膨胀的现象。
四(热膨胀与其他物理量之间的关系。
热膨胀是原子间结合力的体现，原子间的结合力越大，热膨胀系数越小。
材料物理性能(总结)
第一章（小括号内为页码）1.原子间的键合类型有几种？（1）原子间的键合类型有：金属键、离子键、共价键、分子键和氢键。
2.什么是微观粒子的波粒二象性？（2）光子这种微观粒子表现出双重性质——波动性和粒子性，这种现象叫做波粒二象性。
“二象性”并不只限于光而具有普遍意义。
3.什么是色散关系？什么是声子？声子的性质？（20、25）（1）频率和波矢的关系叫色散关系。
色散关系形成晶格的振动谱。
【定义波数|K |=λπ2，K即为波矢量，简称波矢。
（4）】（2）声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
（3）声子具有粒子性和准粒子性。
粒子性：弹性声波可以认为是声子流，声子携带声波的能量和动量。
准粒子性：○1声子的动量不确定，波矢改变一个周期（倒格矢量）或倍数，代表同一振动状态，所以不是真正的动量；○2系统中声子的数目不守恒，一般用统计方法进行计算。
4.声子概念的意义（25）可以将格波与物质的相互作用过程理解为，声子和物质（如，电子、光子、声子等）的碰撞过程，使问题大大简化，得出的结论也正确。
5.高聚物分子运动的特点（28）高聚物的结构是多层次的，这导致其分子运动的多重性和复杂性。
与小分子相比，高分子的运动具有一些不同的特点。
（1）运动单元的多重性 按照运动单元的大小，可以把高分子的运动单元大致分为大尺寸和小尺寸两类运动单元，前者指整链，后者指链段、链节和侧基等。
（2）分子运动的时间依赖性 在一定的温度和外场（力场、电场、磁场）作用下，聚合物从一种平衡状态通过分子运动转变为与外场相适应的另一种平衡状态的过程，称为松弛过程。
分子运动完成这个过程总是需要时间的，不可能瞬间完成，所需要的时间即称为松弛时间。
运动单元越大，运动中所受到的阻力越大，松弛时间越长。
（3）分子运动的温度依赖性 高分子的运动强烈依赖于温度，升高温度能加速高分子的运动。
这一方面是由于增加了分子热运动的能量，另一方面是使高聚物体积膨胀，增加了分子间的自由体积。
材料物理性能部分知识点
1. 名义应力：真实应力：正应力——伸长或缩短的量——正应变，用σ表示；剪切应力——畸变或转动的量——剪切应变，用τ表示。
名义应变：真实应变：正应变：xx，yy，zz；剪切应变：xy，yz，zx。
2. 材料受力形变的三个阶段：弹性形变：当外力去除后，能恢复到原来形状和尺寸的形变。
塑性形变：外力去除后，形状或尺寸不能恢复的形变。
断裂。
3. 根据受力形变特征，材料可分为：脆性材料（非金属材料）：只有弹性形变，无塑性，形变或塑性形变很小。
延性材料（金属材料）：有弹性形变和塑性形变。
弹性材料（橡胶）：弹性变形很大，没有残余形变（无塑性形变）。
4. 结论：弹性形变的物理本质：原子间结合力抵抗外力的宏观表现。
弹性系数ks和弹性模量E是反映原子间结合强度的标志。
5. 影响弹性模量的因素即影响原子间结合力的因素。
（1）键合方式：共价键和离子键结合力强，弹性模量E较大；金属键和分子键结合力弱，E较低。
（2）晶体结构因材料的方向不同差别很大，排列越致密的方向结合越紧密，E越大。
（3）温度大部分固体，受热后渐渐开始膨胀、变软，原子间结合力减弱，弹性常数降低。
（4）复相的弹性模量在二相系统中，总模量介于高模量成分和低模量成分间，类似于二相系统的热膨胀系数，通过假定材料有许多层组成，这些层平行或垂直于作用单轴应力，找出最宽的可能界限。
6. 一些非晶体有时甚至多晶体在比较小的应力作用下可同时表现出弹性和粘性，称为粘弹性。
理想弹性体受应力作用立即产生应变，与时间无关。
一旦应力撤除，应变也随之立即消除。
实际固体材料的应变产生与消除需要有限时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。
7. 应变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，或材料受力后内部原子由不平衡到平衡的过程，也叫徐变。
当外力除去后，徐变变形不能立即消失。
应力弛豫在持续外力作用下，发生变形着的物体，在总的变形值保持不变的情况下，由于徐变变形渐增，弹性变形相应的减小，由此使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。
材料物理基础知识点总结
材料物理基础知识点总结材料物理是研究物质的性质和行为的一个学科，它涉及材料的结构、力学行为、电学行为、热学行为以及光学行为等方面。
在材料科学与工程领域中，材料物理的基础知识是非常重要的。
下面是材料物理基础知识点的总结：1.原子结构：原子是材料的基本单位，它由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电。
电子带负电荷，质子和电子的数量相等，因此原子是电中性的。
2.原子排列：原子可以通过共价键、离子键或金属键等方式相互结合，从而形成晶体结构。
晶体结构可以分为立方晶系、正交晶系、单斜晶系、斜方晶系、菱方晶系和三斜晶系等不同类型。
3.晶体缺陷：晶体中常常存在一些缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷，这些缺陷可以对材料的力学行为、电学行为和热学行为等性质产生重要影响。
4.材料力学行为：材料力学行为主要包括弹性行为、塑性行为和断裂行为。
弹性行为是指材料在受力后能够恢复原来形状和大小的能力；塑性行为是指材料在受力后能够产生变形而不会恢复到原来的形状和大小；断裂行为是指材料在受到过大的力作用时发生破裂。
5.材料电学行为：材料电学行为是指材料在电场或磁场中的行为。
材料可以分为导电材料、绝缘材料和半导体材料等不同类型。
6.材料热学行为：材料热学行为是指材料在温度变化时的行为。
材料的热学性质包括热导率、热膨胀系数和比热容等。
7.材料光学行为：材料光学行为是指材料在光照射下的行为。
材料可以表现出吸光、透光、反射等不同行为。
8.材料的选择和设计：根据材料的物理性质和需求，可以选择合适的材料。
材料的选择和设计要考虑到材料的力学性能、电学性能以及热学性能等方面。
9.材料的制备和加工：材料的制备和加工方法有很多种，如溶液法、凝聚法、熔融法和沉积法等。
选择合适的制备和加工方法可以改变材料的结构和性能。
10.材料的应用：材料学的最终目的是将材料应用于实际生产中。
材料可以应用于机械制造、电子工程、能源技术、医疗器械以及航空航天等领域。
材料物理性能整理
一、 材料的导电性能1.霍尔效应电子电导的特征是具有霍尔效应。
置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势差，这种现象称霍尔效应。
形成的电场E H ，称为霍尔场。
表征霍尔场的物理参数称为霍尔系数，定义为：R H =E H /J x B 0霍尔系数R H 有如下表达式： 表示霍尔效应的强弱霍尔系数只与金属中自由电子密度有关。
2.金属的导电机制1.利用量子自由电子理论导出电导率表达式：ζ=n ef e 2l F /m *v F （n ef ：单位体积内实际参加传导过程的电子数；e ：电子电量；l F ：费米面附近电子平均自由程；m *：电子的有效质量，它是考虑晶体点阵对电场作用的结果；v F ：费米面附近电子平均运动速度）此式不仅适用于金属，也适用于非金属。
能完整地反映晶体导电的物理本质。
2.量子力学可以证明，当电子波在绝对零度下通过一个完整的晶体点阵时，它将不受散射而无阻碍的传播，这时电阻为零。
只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子波才受到散射(不相干散射)，这就会产生电阻——金属产生电阻的根本原因。
由于温度引起的离子运动(热振动)振幅的变化(通常用振幅的均方值表示)，以及晶体中异类原子、位错、点缺陷等都会使理想晶体点阵的周期性遭到破坏。
这样，电子波在这些地方发生散射而产生电阻，降低导电性。
3.马西森定律金属和合金中不但含有杂质和合金元素，而且还有晶体缺陷， 散射系数应该由两部分组成μ=μT +Δμ（散射系数μT 与温度成正比，Δμ与杂质浓度成正比，与温度无关）注：理想金属的电阻对应着两种散射机制：声子散射和电子散射，可以看成为基本电阻，这个电阻在绝对零度时为零，在有缺陷的晶体中可以发生电子在杂质和缺陷上的散射，这是绝对零度下金属残余电阻。
把金属的电阻看成由金属的基本电阻ρL(T)和残余电阻ρʹ组成，这就是马西森定律（ Matthissen Rule ），用下式表示：ρ=ρ’+ρ（T ）（ρʹ是与杂质浓度、点缺陷和位错有关的电阻率。
材料物理性能基础知识点
〈〈材料物理性能〉〉基础知识点一，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=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。
材料物理性能总结
能为3kT/2 。3)固体中振动着的原子的动能与势能周期性
变化，其平均动能和平均势能相等，所以一个原子平均 能量为3kT。4）一摩尔固体的能量：E=N03kT= 3RT 其中N0为阿伏伽德罗常数，R为气体常数。 5）所以固体摩尔热容 即杜隆－珀替定律。
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实际上，温度对材料的 热容有影响。
振动原子具有相等势能的两个极 端位置间的平均位置就漂移到比 0K时（ro）更大的值处。由此造 成平衡距离的增大。
a
●
●
bE2(T2) E1(T1)
A
6、用双原子模型讨论固体 材料热膨胀的物理本质？
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3.2热膨胀与其他性能的关系
热膨胀与热容 由于二者引起的机理一致，故变化趋势相同。高温下 由于热平衡缺陷，造成点阵畸变，故α增大较显著。
3 材料的冲击韧性和低温脆性
3.1 一次冲击实验-冲击韧性： aK=Ak/Fn 多次冲击实验-多冲抗力规律 （1）A较高时，取决于塑性，
A较低时，取决于强度
（2）不同的冲击能量要求不同的强度 性配合 和塑
（3）akv对冲断抗力的影响 3.2 低温脆性 冲击吸收功-温度曲线
温度升高 Δ T后的长度和体积分别为
对立方体材料，有
所以
同理
若各向异性晶体各晶轴方向的线膨胀系数分别为αa, αb, αc,则 αV≈αa+αb+αc
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3.1热膨胀机理
非简谐振动理论解释热膨胀机理。可从以下两 方面解释： （1）原子间力—原子间距曲线 （2）原子势能—原子间距曲线
质点在平衡位置两侧受力不对称，即 合力曲线的斜率不等。 当rro时，曲线的斜率较大，斥力随 位移增大的很快，所受合力大。
材料的物理性质有哪些
材料的物理性质有哪些
材料的物理性质是指材料在不改变其化学组成的情况下所表现出的性质。
这些
性质包括但不限于密度、熔点、沸点、电导率、热导率、折射率等。
下面我们将逐一介绍材料的物理性质及其相关知识。
首先，密度是材料的一个重要物理性质。
密度是指单位体积内的质量，通常用
ρ表示。
不同材料的密度是不同的，比如金属的密度一般较大，而塑料的密度较小。
密度的大小与材料的组成、结构密切相关，通过测量密度可以判断材料的种类和纯度。
其次，熔点和沸点也是材料的重要物理性质。
熔点是指物质从固态转变为液态
的温度，而沸点是指物质从液态转变为气态的温度。
不同材料的熔点和沸点也是不同的，这些性质可以用于材料的分离和纯化。
另外，电导率和热导率也是材料的重要物理性质。
电导率是指材料导电的能力，热导率是指材料传热的能力。
金属通常具有较高的电导率和热导率，而绝缘体通常具有较低的电导率和热导率。
这些性质对于材料的应用具有重要意义，比如在电子器件和热工业中的应用。
最后，折射率是材料的另一个重要物理性质。
折射率是指光线在穿过材料时的
折射程度，不同材料的折射率也是不同的。
通过测量材料的折射率可以了解材料的光学性质，对于光学器件的设计和制造具有重要意义。
综上所述，材料的物理性质包括密度、熔点、沸点、电导率、热导率、折射率等。
这些性质对于材料的性能和应用具有重要意义，通过对这些性质的研究和了解，可以更好地理解和利用材料。
希望本文对您有所帮助。
材料物理与性能知识点
5·热弹性高分子材料在塑性变形时的硬化现象，其原因不是加工硬化，而是长链分子发生了重新排列甚至晶化。
6·加工硬化原理（此是考试重点）：经过冷加工的金属材料位错密度大大增大，位错之间的相互作用也越大，对位错进行的滑移的阻力也越大，这就是加工硬化原理。
3·缩颈：韧性金属材料在拉伸实验时变形集中于局部区域的特殊现象，他是应变硬化和截面积减小共同作业结果。
第四章 导电物理与性能
1.导电原理极其主要特征：（个人认为必考）
经典自由电子导电理论，连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动。
量子自由电子理论，不连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动。
2）抗热冲击损伤性：在热冲击循环作用下，材料表面开裂，剥落并不断发展，最终失效或断裂；材料抵抗这类破坏的能力。
7·热膨胀的物理本质归结为点阵结构中的质点间平均距离随温度的升高而增大。
8·热传导的微观机理：声子传导和光子传导。
第二章-缺陷物理与性能
1·晶体缺陷的类型 分类方式：
电子云位移极化的特点：
a) 极化所需时间极短，在一般频率范围内，可以认为ε与频率无关；
b)具有弹性，没有能量损耗。
c)温度对电子式极化影响不大。
3·离子位移极化：正、负离子产生相对位移.
主要存在于离子化合物材料中，如云母、陶瓷等。
离子位移极化的特点：
a) 时间很短，在频率不太高时，可以认为ε与频率无关；
第一章-材料的热学性能
1·杜隆-珀替将气体分子的热容理论直接应用于固体,从而提出了杜隆－珀替定律（元素的热容定律）：恒压下元素的原子热容为。实际上，大部分元素的原子热容都接近该值，特别在高温时符合的更好。
材料物理性能
第一章热学性能1、热容热容是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1k所需要增加的能量2、金属高聚物的热容本质及比较大小高聚物多为部分结晶或无定形结构，热容不一定符合理论式。
大多数高聚物的比热容在玻璃化温度以下比较小，温度升高至玻璃化转变点时，分子运动单位发生变化，热运动加剧，热容出现阶梯式变化。
高分子材料的比热容由化学结构决定，温度升高，使链段振动加剧，而高聚物是长链，使之改变运动状态较困难，因而需提供更多的能量。
一般而言，高聚物的比热容比金属和无机材料大。
3、热膨胀的物理本质物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。
材料的热膨胀是由于原子间距增大的结果，而原子间距是指晶格结点上原子振动的平衡位置间的距离。
材料温度一定时，原子振动但平衡位置保持不变，材料不随温度升高而发生膨胀；而温度升高，振动中心右移，原子间距增大，材料产生热膨胀。
4、化学键对热膨胀的影响材料的膨胀系数与化学键强度密切相关。
对分子晶体而言，膨胀系数大；而由共价键相连接的材料，膨胀系数小的多。
对于高聚物来说，长链分子中的原子沿链方向是共价键相连接的，近邻分子间的相互作用是弱的范德华力，因此结晶高聚物和取向高聚物的热膨胀具有很大的各向异性。
5、从化学键角度比较高聚物的膨胀系数对于高聚物来说，长链分子中的原子沿链方向是共价键相连接的，近邻分子间的相互作用是弱的范德华力，因此结晶高聚物和取向高聚物的热膨胀具有很大的各向异性。
6、热膨胀与熔点、热容的关系（1）热膨胀与熔点的关系当固体晶体温度升高至熔点时，原子热运动将突破原子间结合力，使原有的固态晶体结构被破坏，物体从固态变成液态，所以，固态晶体的膨胀有极限值。
因此，固态晶体的熔点越高，其膨胀系数就越低。
（2）热膨胀与热容的关系热膨胀是固体材料受热以后晶格振动加剧而引起的容积膨胀，而晶格振动的激化就是热运动能量的增大，每升高单位温度时能量的增量也就是热容的定义。
材料物理性能知识点总结汇编
材料性能的影响因素材料化学组成和显微结构不同，决定其有不同的特性；材料的内部分子层次上，原子、离子之间的相互作用和化学键合对材料性能产生决定性的影响；多晶多相材料的显微结构的不同，影响材料的大部分性能。
晶体结合类型、特征：（1）离子晶体：离子键合、高硬度、高升华热，可溶于极性溶剂、低温不导电，高温离子导电。
（2）共价晶体：共价键合、高硬度、高熔点，几乎不溶于所有溶剂，高折射率，强反射本领。
（3）金属晶体：金属键合、高密度、导电率高，延展性好，只溶于液体金属。
（4）分子晶体：范德华力结合，高热膨胀，易溶于非极性有机溶剂中，低熔点、沸点，压缩系数大，保留分子的性质。
（5）氢键：低熔点、沸点，结合力高于无氢键的类似分子。
单晶体是由一个微小的晶核各向均匀生长而成，其内部的粒子基本上按其特有的规律整齐排列。
晶体微粒（包括离子、原子团）在空间排列有一定的规律晶体性质：1.均与性；2.各向异性；3.规则的多面体外形；4.确定的熔点；5.对称性晶体可分为单晶、多晶、微晶等微晶：粒度很小的晶体组成的物质（显晶质、隐晶质、单晶、多晶）晶体和非晶体的区别如下：晶体有规则的几何外形非晶体没有一定的外形晶体有固定的熔点非晶体没有固定的熔点晶体显各向异性非晶体显各向同性按热力学观点看：晶体一般都具有最低的能量，因而较稳定非晶体一般能量较高，都处于介稳或亚稳态晶格确定步骤：1.确定基本结构单元；2.将结构基元看做一点；3.这些几何点聚焦形成点阵（面角守恒：同组晶体和对应面之间夹角恒定不变）材料应用考虑因素：使用寿命、性能、可靠性、环境适应性、性价比。
材料性能是一种用于表征材料在给定外界条件下的行为参量。
同一材料不同性能，只是相同的内部结构，在不同的外界条件下所表现出的不同行为。
材料性能的研究：材料性能的研究，既是材料开发的出发点，也是其重要归属。
材料强度、表面光洁度、绝缘性能、热导性、热膨胀系数等是衡量基板材料好坏的重要指标。
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。
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<<材料物理性能>>基础知识点一，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=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。
即超导体具有完全的抗磁性。
13.铁电体：具有电畴结构和电滞回线的晶体。
14.铁电性：具在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化的方向可因外电场的作用而反向，晶体的这种特性称为铁电性。
15.自发极化：在没有外电场作用时，晶体中存在着由于电偶极子的有序排列而产生的极化。
16.压电效应：在某些晶体（主要是离子晶体）的一定方向施加机械力作用时，晶体的两端表面出现符号相反的束缚电荷，且束缚电荷的密度与施加的外力大小成正比，这种由机械效应转换成电效应的现象称为压电效应。
17.逆压电效应：将具有压电效应的电介质置于外电场中，由于外电场的作用引起其内部正负电荷中心位移，从而导致电介质发生形变（形变与所加电场强度成正比），这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。
18.介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗，由电能转变为其它形式的能（如热、光能等），统称为介质损耗。
19.光生伏特效应：光照射引起PN结两端产生电动势的效应。
当光照射到PN结结区时，光照产生的电子－空穴对在结电场作用下，电子推向N区，空穴推向P区；电子在N区积累使N区侧带负电，空穴在P区积累使P区侧带正电，从而建立一个与原内建电位差相反的电位差，称为光生电位差。
20.磁化强度：单位体积的总磁矩，表征物质的磁化状态。
21.磁畴：在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。
22.磁致伸缩效应：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都发生变化的现象。
23.退磁场：当铁磁体磁化出现磁极后，这时在铁磁体内部由于磁极作用而产生一个与外磁化场反向的磁场，因它起到减弱外磁场的作用，故称为退磁场。
24.技术磁化：在外磁场的作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化到饱和的内部变化过程。
25.磁导率µ：当外磁场H增加时，磁感应强度B增加的速率叫磁导率，用µ表示，即µ=B/H。
表示磁性材料传导和通过磁力线的能力．单位为亨利／米（Ｈ·m-1）．26.内耗：固体材料对振动能量的损耗称为内耗，它代表材料对振动的阻尼能力。
27.滞弹性（或驰豫）：在弹性范围内出现的非弹性现象（如弹性蠕变和弹性后效）。
28.滞弹性内耗：由滞弹性产生的内耗。
29.弹性模量：在弹性范围内，引起物体单位变形所需要的应力大小。
即材料所受应力σ与应变ε之间的线性比例系数，σ = Eε，其中称为弹性模量。
它表示材料弹性变形的难易程度。
二，基本理论（含微观机理）：热学: １．杜隆—珀替定律；２．爱因斯坦模型；３．德拜的比热模型电学: 1. 量子自由电子理论; 2. 能带理论; 3.离子导电机制磁学: 1．铁磁金属的自发磁化理论; 2. 矫顽力理论（应力理论，杂质理论）热膨胀：微观机理弹性与内耗: 1．弹性理论；２．滞弹性内耗机制（驰豫理论的基本思想）三，基本规律（含影响因素）热学：热容的实验规律，影响热容的因素及规律（温度，组织转变，结构相变，合金成分等）电学：导体，半导体，绝缘体的导电性随温度的变化规律；影响导电性的因素磁学：Ｍ－Ｔ曲线；磁化规律；影响铁磁性的因素（组织敏感参量和组织不敏感参量）热膨胀：热膨胀的实验规律；常见材料（如钢组织）的膨胀规律弹性与内耗：内耗的实验测定；斯诺克内耗实验四，实验测量方法与原理热学：热容的测定及热分析方法磁学：磁性的测量方法及原理（如矫顽力等）热膨胀：热膨胀的测量方法弹性与内耗：弹性模量及内耗的测量原理；碳在α－Fe中的扩散系数和扩散激活能的测定．<<材料物理性能>>内容简介第一章. 材料的热性能由于材料和制品往往要应用于不同的温度环境中，很多使用场合还对它们的热性能有着特定的要求，因此热学性能也是材料重要的基本性质之一。
固体材料的一些热性能如比热，热膨胀、热传导等都直接与晶格振动有关，因此我们首先介绍热力学与统计力学一些概念和晶格振动的有关内容。
1 材料的热容热容的概念:热容的定义：物体在温度升高1K时所吸收的热量称作该物体的热容．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所需要的能量,它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
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。
比容：单位质量（即1kg物质）的体积，即密度的倒数（m3/kg）。
物体的热容还与它的热过程性质有关，假如加热过程是恒压条件下进行的，所测定的热容称为恒压热容(C P)。
假如加热过程是在保持物体容积不变的条件下进行的，则所测定的热容称为恒容热容(C V)。
由于恒压加热过程中，物体除温度升高外，还要对外界作功(膨胀功)，所以每提高1K温度需要吸收更多的热量，即C P>C V，1.1晶态固体热容的经验定律和经典理论晶体的热容，元素的热容定律——杜隆—珀替定律：“恒压下元素的原子热容等于25J/K·mol”。
实际上大部分元素的原子热容都接近25 J/K·mol，特别在高温时符合得更好。
根据晶格振动理论，一个摩尔固体中有N个原子，总能量为：E = 3NkT=3RT 式中N—阿佛加德罗常数；T—绝对温度(‘K)；k—波尔茨曼常数；R＝8.314(J/k·mol)—气体普适常数。
按热容的定义，有: Cv= (dE/dT)v = 3NkB = 3R =24.91 J/(mol.K)1.2晶态固体热容的量子理论1.2.1 爱因斯坦模型爱因斯坦提出的假设是：晶体中所有原子都以相同的频率振动,振动的能量是量子化的,且每个振子都是独立的振子。
⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=kT Nkf e e kT Nk T E C e kT kT v v ωωωωηηηη31322当 T >> θE 时: Nk T e T NT c E T E v E3322≈⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=θθθ=3R 这就是杜隆—珀替定律的形式。
当T 趋于零时，C V 逐渐减小，当T ＝0时，C V =0，这都是爱因斯坦模型与实验相符之处，但是在低温下，当T << θE 时:T E v Ee T Nk c θθ-⎪⎭⎫ ⎝⎛=23这样C V 依指数律随温度而变化，这比实验测定的曲线下降得更快了些，导致差异的原因是爱因斯坦采用了过于简化的假设，实际晶体中各原子的振动不是彼此独立地以单一的频率振动着的，原子振动间有着耦合作用，而当温度很低时，这一效应尤其显著。
1.2.2德拜的比热模型德拜考虑到了晶体中原子的相互作用。
德拜模型认为：晶体对热容的贡献主要是弹性波的振动，即较长的声频支在低温下的振动；由于声频支的波长远大于晶格常数，故可将晶体当成是连续介质，声频支也是连续的，频率具有0～ωmax ；高于ωmax 的频率在光频支范围，对热容贡献很小，可忽略⎪⎭⎫ ⎝⎛=T Nkf c D D v θ3 max 11max 1076.0ωωθ-⨯≈=k D η 式中ΘD —德拜特征温度；()dx e x e T T f T x x D D D D ⎰-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛θθθ024313, 一德拜比热函数；根据上式还可以得到如下的结论：① 当温度较高时，即T>>θD ，C V ≈3R 这即是杜隆—珀替定律。
② 当温度很低时，即T<<θD ，则经计算：34512⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=D v T Nk c θπ 这表明了当T 趋于0K 时，C V 与T 3成比例地趋于零，这也就是著名的德拜T 立方定律。
1.2.3无机材料的热容 （见课件）1.3 影响热容的因素影响无机材料热容的因素： 影响金属热容的因素:1. 自由电子对金属材料热容的贡献:在低温下几乎所有的化合物,固溶体和中间相的热容: CV, m =C lV, m+ C eV, m= αT3 + γT在极低或极高温度下,电子热容的贡献不可忽略.热容系数α , γ由低温热容实验测定.2. 合金成分对热容的影响: 合金的热容是每个组元热容与其质量百分比的乘积之和。
即 C = x1C1 + x2C2+…+x n C n。
_____奈曼-考普(Neuman-Kopp)定律高温下该定律具有普遍性，适用于金属化合物，金属与非金属化合物，中间相和固溶体。
热处理能改变合金的组织，但对合金高温下的热容没有明显影响。
该定律对铁磁合金不适用。
3. 相变时的金属热容变化：金属及合金的组织转变：热效应（一）熔化和凝固：熔点T m C液态﹥C固态（二）一级相变：在恒温恒压下，除有体积变化外，H和Q发生突变，伴随相变潜热发生，C p热容无限大。