1-材料性能学(8)

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【材料性能学】FH0-绪论-材料性能学

物理性能：热、磁、电、光等性能及其相互转换。
工艺（加工）性能：铸，锻，焊，热处理，机加工等。
二、本课程主要内容？（一）《材料性能学》的研究对象
1.材料金属材料无机非金属
（陶瓷）高分子材料
3.两种结构因素
2.性能力学性能变形、断裂过程，强度、塑性与韧性等。物理性能（化学性能）热、光、电、磁、老化
了解材料性能测试原理、方法及其相关仪器设备。培养合理选材、用材、开发新材料的基本技能。
(三)《材料性能学》的研究方法
相互验证
经验法
机理法
(三)《材料性能学》的研究方法
基本概念√
围
绕
物理本质√
一
个
影响因素（性能改进）
主线
工程意义√
指标的测试及应用
(四）本课程主要内容
第一部分材料的力学性能
一、《材料性能学》的意义
3.该课程是专业学位（必修）课，是工程应用、理论研究的基础。
☺材料性能的分类：
性能property：
材料的固有性能
物理化学（抗氧化性，耐蚀等），力学（σs，σb，δ等）性能
使用性（效）能performance：
材料性能property在工作状态下的表观：
王吉会《材料力学性能》《材料物理性能》，
天津大学出版社，2006年。
宁青菊《无机材料物理性能》化学工业出版社2006年。
傅政《高分子材料强度及破坏行为》，
化学工业出版社， 2005年。
考核：平时成绩占20% 上课：出勤率、听课情况、交流与沟通；作业：态度、完成情况；期末考试占80% （开、闭卷结合）闭卷：基本概念、基础理论；开卷：综合分析、应用、计算。

(完整word版)《材料性能学》课后答案

《工程材料力学性能》（第二版）课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释下列名词滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。

静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。

弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。

比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。

包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加；反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。

解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。

晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。

解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。

韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。

静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。

是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。

二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能?答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。

改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。

三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义?答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。

特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。

包辛格效应可以用位错理论解释。

第一，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于位错源，当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时，可使位错源停止开动。

《材料性能学》第八章1课件

自由电子对电容贡献
（2）合金的热容
合金中每个原子的热振动能与纯金属中同一温度的热振动能相同，因此合金的摩尔热容可由其组元的摩尔热容按比例相加而得
奈曼-考普定律（Neuman-kopp）
Cmmm C 1nm C 2
m；n分别为组元的原子分数 Cm1；Cm2各组元的摩尔热容
1.5 相变时的热容变化
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。升高单位温度时能量的增量也就是热容的定义。所以热膨胀系数显然与热容密切相关并有着相似的规律。
l l10 ((tl tl00))l10 tl
同理，单位体积的固体温度升高1℃时的体
积变化量即为在温度t时的体积膨胀系数
V
1 V
dV dT
平均体积膨胀系数为
VV 10(V (t tV 00))V 10 V t
注意：
热膨胀系数是材料的重要性能参数之一，如果仅是在加热或冷却的过程中出现了相变，则相变可能也会引起体积变化。因此在测量热膨胀系数过程中应当没有相变发生。
超导转变等
2、热膨胀
2.1 热膨胀的表征及工程意义
热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。 ——热胀冷缩
不同物体的热膨胀特性是不同的，有的物体随温度变化有较大的体积变化，有些则很小。
热膨胀系数——表征材料的热膨胀性能
物体原有长度为l0，温度升高Δt后长度增加
Δl，实验得出
l l0
热容随温度变化？
热容随温度变化规律
高温区 Cv变化平缓
低温区
Cv∝T3
温度接近0K
Cv∝ T
Cv随着温度变化的实质？——热容理论

材料性能学

氧化铝是重要的基片材料。氧化铝是重要的基片材料。
比氧化铝导热性更好的材料：比氧化铝导热性更好的材料：
氧化铝单晶：倍于氧化铝，氧化铝单晶：4倍于氧化铝，难于加工成薄片形状碳化硅： 10倍于氧化铝硬度高，可精密加工，倍于氧化铝，碳化硅：约10倍于氧化铝，硬度高，可精密加工，热膨胀系数接近硅。但却是半导体，热膨胀系数接近硅。但却是半导体，致密烧结困。（添加氧化铍热压烧结成导热性能与绝缘性难。（添加氧化铍热压烧结成导热性能与绝缘性兼有的致密材料）兼有的致密材料）金刚石是导热系数最好的材料，绝缘性也很好，金刚石是导热系数最好的材料，绝缘性也很好，是最理想的绝缘基片材料。是最理想的绝缘基片材料。稳定地供给高纯度且具有一定大小的片状金刚石晶体还有很大困难。具有一定大小的片状金刚石晶体还有很大困难。
硅石——骨架材料；粘土——帮助成形；长石骨架材料；粘土帮助成形；硅石骨架材料帮助成形长石——帮助帮助烧结真正不可缺少的要素----骨架成分，具有“耐高温”、真正不可缺少的要素----骨架成分，具有“耐高温” ----骨架成分不为化学药剂侵蚀” 硬质”等特性， “不为化学药剂侵蚀”和“硬质”等特性，而这些特性却被另外两个要素破坏掉了。性却被另外两个要素破坏掉了。长石破坏 “耐高温性硬质” 能”、粘土则影响 “硬质”。用硅石以外的物质作骨架要素，去掉为了烧结而添加用硅石以外的物质作骨架要素，的长石，提高原料的纯度和磨细原料（ 0.2微米微米），的长石，提高原料的纯度和磨细原料（Φ0.2微米），杂质的含量由百分之几减到万分之几；杂质的含量由百分之几减到万分之几；严格控制烧成制成品具有几乎全部的优异特性----精密陶瓷， ----精密陶瓷法，制成品具有几乎全部的优异特性----精密陶瓷，从而实现了同时具有容易成型与坚硬特征的目标。从而实现了同时具有容易成型与坚硬特征的目标。

材料性能学课程教学大纲

《材料性能学》课程教学大纲课程名称（英文）：材料性能学（Properties of Materials）课程类型：学科基础课总学时： 72 理论学时： 60 实验（或上机）学时： 12学分：4.5适用对象：金属材料工程一、课程的性质、目的和任务本课程为金属材料工程专业的一门专业基础课，内容包括材料的力学性能和物理性能两大部分。

力学性能以金属材料为主，系统介绍材料的静载拉伸力学性能；其它载荷下的力学性能，包括扭转、弯曲、压缩、缺口、冲击及硬度等；断裂韧性；变动载荷下、环境条件下、高温条件下的力学性能；摩擦、磨损性能以及其它先进材料的力学性能等。

物理性能概括介绍常用物理性能如热学、电学、磁学等的基本参数及物理本质，各种影响因素，测试方法及应用。

通过本课程的学习，使学生掌握材料各种主要性能指标的宏观规律、物理本质及工程意义，了解影响材料性能的主要因素，了解材料性能测试的原理、方法和相关仪器设备，基本掌握改善或提高材料性能指标、充分发挥材料潜能的主要途径，初步具备合理的选材和设计，开发新型材料所必备的基础知识和基本技能。

在学习本课程之前，学生应学完物理化学、材料力学、材料科学基础、钢的热处理等课程。

二、课程基本要求根据课程的性质与任务，对本课程提出下列基本要求：1．要求学生在学习过程中打通与前期材料力学、材料科学基础等课程的联系，并注重建立与同期和后续其它专业课程之间联系以及在生产实际中的应用。

2．能够从各种机器零件最常见的服役条件和失效现象出发，了解不同失效现象的微观机理，掌握工程材料（金属材料为主）各种力学性能指标的宏观规律、物理本质、工程意义和测试方法，明确它们之间的相互关系，并能大致分析出各种内外因素对性能指标的影响。

3．掌握工程材料常用物理性能的基本概念及影响各种物性的因素，熟悉其测试方法及其分析方法，初步具备有合理选择物性分析方法，设计其实验方案的能力。

三、课程内容及学时分配总学时72，课堂教学60学时，实验12学时。

1-材料性能学8

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热容的影响因素
2、一级相变（α-Fe→γ-Fe）、二级相变（有序—无序）都影响热容。
• 在一级相变转变临界点Tc，热容发生突变。（a） • 二级相变是在一个温度范围进行，热焓在相变区突
然升高，热容也急剧增大。（b）
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热容的影响因素
3、材料的热容与温度有关。 Cp= Ce+Cg = γT + βT3
• 该公式对于计算573K以上的大多数氧化物和硅酸盐化合物的热容具有较好的一致性。
• 把ni作为组成相的质量分数，Ci作为组成相的热容，也可以计算多相合金和复合材料的热容。
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热容的影响因素：
• 材料构成形式关系不大； • 一级相变、二级相变对材料热容的影响不同； • 热容与温度有关； • 高温下固体材料的热容具有加和性。
热容，单位J/mol·K。 • 比热容是随温度而变化的，一般使用的是平均比
热容，即
C均=Q/m(T2-T1)
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• 平均比热容测量方便，但比较粗糙。(T2-T1)范围越大，精度越差，超出范围，误差可能更大。
• 当T2无限接近T1时，为材料在T1时的比热容： C真 Q Tm 1 （ 8-5）
a、ά
b、ά
c，则
V2=La2 Lb2Lc2 = La1 (1+ ά a△T)×Lb1(1+ ά b△T) ×Lc1 (1+ ά c△T) =V1 (1+ ά a△T)(1+ ά b△T)(1+ ά c△T)
忽略ά二次方以上的项，得： V2= V1[1+ (ά a+ά b+ά c)△T]

材料性能学复习资料

第一篇材料的力学性能第一章材料的弹性变形一、名词解释1、弹性变形：外力去除后，变形消失而恢复原状的变形。

P42弹性模量：表示材料对弹性变形的抗力，即材料在弹性变形范围内，产生单位弹性应变的需应力。

P103、比例极限：是保证材料的弹性变形按正比例关系变化的最大应力。

P154、弹性极限：是材料只发生弹性变形所能承受的最大应力。

P155、弹性比功：是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。

P156、包格申效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。

P207、内耗：在加载变形过程中，被材料吸收的功称为内耗。

P21二、填空题1、金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗（变形）和（断裂）的能力。

P22、低碳钢拉伸试验的过程可以分为（弹性变形）、（塑性变形）和（断裂）三个阶段。

P2三、选择题1、表示金属材料刚度的性能指标是（ B ）。

P10A 比例极限B 弹性模量C 弹性比功2、弹簧作为广泛应用的减振或储能元件，应具有较高的（C）。

P16A 塑性B弹性模量C弹性比功D硬度3、下列材料中( C )最适宜制作弹簧。

Mn C T12 钢A 08钢B 45钢C 60Si24、下列因素中，对金属材料弹性模量影响最小的因素是（D）。

A 化学成分B 键合方式C 晶体结构D 晶粒大小四、问答题影响金属材料弹性模量的因素有哪些？为什么说它是组织不敏感参数？答：影响金属材料弹性模量的因素有：键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、温度及加载方式和速度。

弹性模量是组织不敏感参数，材料的晶粒大小和热处理对弹性模量的影响很小。

因为它是原子间结合力的反映和度量。

P11第二章材料的塑性变形一、名词解释1、塑性变形：材料在外力的作用于下，产生的不能恢复的永久变形。

P242、塑性：材料在外力作用下，能产生永久变形而不断裂的能力。

P523、屈服强度：表征材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力。

【大学课件】材料性能学PPT共135页

docin/sundae_meng
一、弹性变形及其实质
1. 弹性变形表现：可逆性变形。不论是在加载期还是卸载期内，应力与应变之间都保持单值线性关系，且弹性变形量比较小，一般不超过0.5%～1%。
2.实质：构成材料的原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反映。
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1.包申格(Bauschinger)效应
1）包申格现象

1
2
´ 30.1
24.
0
4
8.5
0 e
17.8
2
28.7
3
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金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变约为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力降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象，称为包申格效应。
e
e
高弹性低塑性，如软玻璃态聚合物
b
e
e
不同材料的应力应变曲线
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高塑性，正火、调质、退火低碳钢，低合金结构
钢等
e
高塑性，如黄铜等有色金属
e
高分子材料的应力-应变曲线特征
聚苯乙烯 (PS)、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等
尼龙、聚碳酸酯等。
聚氯乙烯或聚苯乙烯的共混物。
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二、胡克定律
(一) 简单应力状态的胡克定律
1．单向拉伸

y
y
E
x
z

y

《材料性能学,》PPT课件

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过载循环周次离疲劳曲线越近，对疲劳强度或寿命的损伤越大；应力越高，开始发生过载损伤的循环周次就越少。
界线越陡，区域越窄，材料抵抗疲劳过载的能力就越强。
宁可选用σ-1低一些，也要选过载区窄的材料。
2022/2/15
河海大学机电工程学院
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四、疲劳缺口敏感性
静载时，应力集中使局部应力超过材料的屈服强度产生塑性变形。只要材料有足够的塑性，缺口造成的应力集中作用就不明显；只要塑性变形不太大，就不会产生多大的影响。
一般qf随着材料强度的增加而增大：
结构钢：qf=0.6~0.8 球铁： qf=0.15~0.25 灰铸铁：qf=0~0.05
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五、疲劳裂纹扩展速率及门槛值
在一定应力比r和应力幅 △σ条件下，试样经N次循环后，测裂纹长度a。作出a—N的关系曲线。
当裂纹长大到临界ac时，裂纹失稳扩展，试样断裂。
➢应力状态：弯曲疲劳、扭转疲劳、拉压疲劳、接触疲劳； ➢应力高低和断裂寿命：
高周疲劳（低应力疲劳，N>105，σ<σs）；低周疲劳（高应力疲劳、应变疲劳， N= 102 ~105 ， σ>=σs ）
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河海大学机电工程学院
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疲劳断口的宏观特征
三个特征区：
➢ 疲劳源
光亮
疲劳裂纹萌生的策源地，多在表面来源：缺口、裂纹；冶金缺陷；数目：应力大小
机件在疲劳失效前的工作时间（次数）。
主要影响因素：循环应力
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河海大学机电工程学院
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疲劳破坏的特点
与静载、一次性冲击加载比较：

材料性能学课后习题与解答

材料性能学课后习题与解答(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--绪论1、简答题什么是材料的性能包括哪些方面[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。

包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。

第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解：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。

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。

弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。

弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。

包申格效应：材料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（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。

弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。

实质是产生100%弹性变形所需的应力。

滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。

内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。

韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。

2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素为什么说它是结构不敏感指标解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E小，反之亦然。

○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。

材料性能学复习

《材料性能学》复习第一章材料单向静拉伸的力学性能一、力－伸长曲线（拉伸图) 1、曲线上变形三阶段 (1）、弹性变形（2）、塑性变形（屈服现象）（3）、不均匀变形（颈缩阶段）及断裂阶段（会画） 2、拉伸图的种类曲线1 为淬火、高温回火后的高碳钢曲线2 为低合金结构钢曲线3 为黄铜曲线4 为陶瓷、玻璃曲线5 为橡胶类（会画）二、应力一应变曲线（σ－ε曲线）1、应力：应变：2、应力－应变曲线(工程应力－应变曲线）0A F =σ0L L ∆=ε３、各种性能指标（1）、强度指标①弹性极限：σe＝Fe / S0②比例极限:σp＝Fp / S0③屈服极限：σs＝Fs / S0 ；屈服强度σ0。

2＝F0.2 / S0④强度极限：σb＝Fb / S0⑤断裂强度：Sk＝Fk / Sk（2）、塑性指标①延伸率：δｋ＝（Ｌk-L0) / L0 X 100 ％②断面收缩率：ψk＝（S0－Sk）/ S0 X 100 % ４、真应力－真应变曲线(S－e曲线）真应力:其中, F －瞬时载荷，A－瞬时面积真应变:则：两曲线比较0 0ln)LLLdLdee e LL⎰⎰===)1(ψσ-=SAFS=三、弹性变形及其实质（一）、弹性变形的特点•1、可逆性；•2、单值线性关系；•3、弹性变形量较小（ε＜0。

5～1％）(二）、双原子模型解释弹性变形引力四、弹性的不完整性与内耗(一）、滞弹性（弹性后效）1．正弹性后效2．反弹性后效3．产生原因４、危害（二）、包申格效应包申格（Bauschinger）效应：是指金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4％），而后再同向加载规定残余伸长应力（或弹性极限）增加,反向加载,规定残余伸长应力（或弹性极限）降低的现象．原因：包申格（Bauschinger）效应可能与第二类内应力有关；危害: 包申格（Bauschinger）效应可弱化材料，因而应予以消除；消除办法五、断裂1、断裂概念2、断裂的类型及断口特征3、韧性断裂与脆性断裂概念韧性断裂的特点；脆性断裂的特点4、穿晶断裂与沿晶断裂剪切断裂；解理断裂；准解理断裂5、断裂强度（1）．理论断裂强度（会推导）理论断裂强度和实际强度说（2）．断裂强度的裂纹理论（Griffith强度理论）Griffith强度理论此公式说明的问题金属材料γs＝γe＋γp Griffith强度理论212⎪⎭⎫⎝⎛=aEscπγσ22σγπscEa=21(2⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=aEpecπγγσ2)(2σγγπpecEa+=第二章材料在其他静载下的力学性能主要讲了硬度试验一、布氏硬度(HB)（1) 测定原理(2)、优缺点•优点：压痕面积较大，其硬度值能反映材料在较大区域内各组成相的平均性能，试验数据稳定,重复性强。

《材料性能学》习题试题集

《材料性能学》习题一、名词术语阐释在理解的基础上用自己的语言阐释各章讲授涉及到的名词术语。

二、名词术语分类对下列名词术语进行分类，并说明分类的依据（可用数字表示该名词术语）：1.屈服强度；2.热膨胀；3.载流子；4.介电常数；5.循环硬化；6.矫顽力；7.磁致伸缩；8.Hollomon关系；9.热导率；10.河流花样；11.断面收缩率；12.磁化曲线；13.击穿；14.光子；15.塑性变形；16.断裂韧度；17.蠕变；18.磁导率；19.持久强度；20.吕德斯带；21.偶极子；22.Coffin-Manson关系式；23.贝纹线；24.加工硬化；25.弹性极限；26.热传导；27.原子固有磁矩；28.电偶极矩；39.循环软化；30. 疲劳极限；31.解理刻面；32.Paris公式；33.热膨胀系数；34.解理台阶；35.伸长率；36.磁滞回线；37.极化；38.过载持久值；39.玻尔磁子；40.马基申定则；41.驻留滑移带；42.谐振子；43.应力-应变曲线；44.韧窝；45.滞弹性；46.格留乃森定律；47.铁磁性；48.声子；49.磁矩；50. 弹性变形；51. 压电常数；52. 最大磁能积53.脆性疲劳条带；54.磁致伸缩。

三、填空请填写下列空白：1.在材料力学性能中，涉及裂纹体的性能指标包括__________裂纹尖端应力强度因子______和__________断裂韧度___。

2.凡是影响___载流子浓度_____________和_____载流子迁移率___________的因素，都将影响材料的导电性能。

3.疲劳极限可以分为____________________对称应力循环下的疲劳极限___和____________________非对称应力循环下的疲劳极限____两类。

4.影响介质绝对折射率的材料性能参数包括______介质的介电常数_______和____介质的磁导率_________。

材料性能学-第8章

B = H
B0 = 0 H
(8- 2)
其中，μ(μ0)为(真空)磁导率。磁导率反映了磁介质的特性，表示在单位强度的外磁场作用下材料内部的磁通量密度。它反映了B随外磁场变化的速率，是材料的特征常数。
22
磁矩和原子固有磁矩
任一封闭电流都具有磁矩m，其方向与环形电流法向方向一致，大小为电流(I)与环形面积(A)的乘积
公元18世纪，瑞典科学家在磁学著作中对磁性材料的磁化作了大胆的描绘。公元19世纪，近代物理学大发展，电流的磁效应、电磁感应等相继被发现和研究，同时磁性材料的理论出现，涌现出了象法拉第、安培、韦伯、高斯、奥斯特、麦克丝韦、赫兹等大批现代电磁学大师。
8
公元20世纪
1907年 P.Weiss的磁畴和分子场假说 1919年巴克豪森效应 1928年海森堡模型，用量子力学解释分子场起源 1931年 Bitter在显微镜下直接观察到磁畴 1933年加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体 1935年荷兰Snoek发明软磁铁氧体 1935年 Landau和Lifshitz考虑退磁场，理论上预言了磁畴结构
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Applications of high density magnetic recording media
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硬盘
“巨磁电阻”效应的发现解决了制造大容量小硬盘最棘手的问题：当硬盘体积不断变小，容量却不断变大时，势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这些区域所记录的磁信号也就越来越弱。借助“巨磁电阻”效应，人们才得以制造出更加灵敏的数据读出头，使越来越弱的磁信号依然能够被清晰读出，并且转换成清晰的电流变化。
(8 - 4)
Orbital 轨道磁矩
式中，e为电子的电荷；h 为普朗克常数；m为电子的静止质量；c为光速；l为以 h/2π为单位的轨道角动量。 mB为玻尔磁子，是电子磁矩的最小单位。

精品课后习题及参考答案-材料性能学课后习题与解答

材料性能学课后习题与解答绪论1、简答题什么是材料的性能？包括哪些方面？[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。

包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。

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。

弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。

弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。

弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。

实质是产生100%弹性变形所需的应力。

滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。

内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。

韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。

韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。

2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E小，反之亦然。

○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。

○3化学成分，○4微观组织○5温度，温度升高，E下降○6加载条件、负载时间。

对金属、陶瓷类材料的E没有影响。

材料性能学PPT课件

第二章
1.非理想弹性变形（概念）
滞弹性、伪弹性、内耗
2.塑性变形
塑性变形——加工硬化/形变硬化/应变硬化实际应用意义所在Βιβλιοθήκη 第三章1.断裂类型
解理断裂、微孔聚集断裂各自微观断口特征
解理断裂:解理台阶，河流花样，舌状花样
微孔聚集断裂断口上分布大量“韧窝”
韧窝形状受一些因素的影响
韧窝形状：视应力状态不同而异有三类：等轴韧窝、拉长韧窝和撕裂韧窝。 1）等轴状韧窝：微孔在垂直于正应力的平面上各方向长大倾向相
材料性能学
复习
第一章
1.拉伸曲线
要求会画各种材料的拉伸曲线，会在曲线上标出力学性能指标
典型的塑性材料
低中碳退火态材料 40,45,20等
几乎无塑性铸铁
多数材料介于这两者之间
2.各种性能指标的意义及表示方法
弹性、塑性、
3.其他载荷下的力学性能
应力状态软性系数、压缩曲线、扭转曲线
4.硬度
HB、HR、HV用途，课后题19
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
2.什么是韧脆转变现象
3.断裂韧度
KI、KIC意义以及表达式断裂韧度工程应用
1.变动应力
第四章
2.S-N曲线绘制及疲劳极限
3.疲劳缺口敏感度
第五章

材料性能学名词解释

材料性能学名词解释材料性能学是材料科学中的一个重要分支，研究材料的物理、化学、力学等性质以及材料的制备、加工、应用等问题。

在材料性能学中，有很多专业术语和名词，这些名词的理解和掌握对于理解材料的性能及其应用具有极为重要的意义。

下面对一些材料性能学的重要名词进行解释。

1. 强度强度是指材料抵抗外部应力的能力。

在材料的破坏临界点之前，强度越高，材料的抗拉、抗压能力越强。

强度可以分为拉伸强度、压缩强度、屈服强度等。

2. 韧性韧性是指在受到外力作用时，材料发生塑性变形能够存活的能力。

通俗地说，韧性就是材料的延展性和韧度。

相比强度，韧性更加重要，因为韧性可使材料在破坏前先发生塑性变形，从而在保证力学性能的前提下确保材料的安全性。

3. 均匀性均匀性指的是材料中的各向同性，即同一性能指标在不同方向上的值相等。

对于材料的研究和使用，均匀性也是非常重要的，因为失去了均匀性，就很难保证材料的性能。

4. 硬度硬度是指材料抵抗划痕、压痕或穿透的能力。

硬度的大小反映了材料的更加微观的特性，例如晶格形态、断裂韧度等。

5. 粘性粘性是指材料抵抗拉伸过程中的变形能力。

材料的粘性反映了材料的点缀（由于孔洞、杂质和缺陷）程度和其化学成分。

粘性的大小也是材料性能的重要指标之一。

6. 疲劳性疲劳性是指材料在长期重复载荷作用下产生的损伤。

对于一些长期受力的材料，如机械设备、建筑结构等，疲劳性能的好坏对于材料的长期稳定性有很大的影响。

7. 耐腐蚀性耐腐蚀性是指材料在化学溶液等环境中的耐受性。

材料的耐腐蚀性主要取决于其化学成分、晶格结构及其表面处理方式等因素。

8. 热膨胀系数热膨胀系数是指材料在温度变化时的膨胀性。

热膨胀系数的大小反映了材料的热胀冷缩的程度和材料的热稳定性，在一些高温工况下具有重要的应用价值。

9. 弹性模量弹性模量是指材料在受到外力作用下的变形（弹性变形）能力。

它反映了材料的弹性特征，也是材料设计和制造中的重要参数之一。

综上所述，材料性能学的专业术语和名词众多，但是掌握这些概念，对于衡量材料性能、选择材料、设计材料具有重要意义。

材料性能学重点(完整版)

第一章1、力—伸长曲线和应力—应变曲线，真应力—真应变曲线在整个拉伸过程中的变形可分为弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形及不均匀集中塑性变形4个阶段将力—伸长曲线的纵，横坐标分别用拉伸试样的标距处的原始截面积Ao 和原始标距长度Lo 相除，则得到与力—伸长曲线形状相似的应力（σ=F/Ao ）—应变（ε=ΔL/Lo ）曲线比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服点σs ，抗拉强度σb如果以瞬时截面积A 除其相应的拉伸力F ，则可得到瞬时的真应力S （S ＝F/A)。

同样，当拉伸力F 有一增量dF 时，试样瞬时长度L 的基础上变为L ＋dL ，于是应变的微分增量应是de ＝dL / L ，则试棒自L 0伸长至L 后，总的应变量为：式中的e 为真应变。

于是，工程应变和真应变之间的关系为2、弹性模数在应力应变关系的意义上，当应变为一个单位时，弹性模数在数值上等于弹性应力，即弹性模数是产生100%弹性变形所需的应力。

在工程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。

比弹性模数是指材料的弹性模数与其单位体积质量（密度）的比值，也称为比模数或比刚度3、影响弹性模数的因素①键合方式和原子结构（不大）②晶体结构（较大）③ 化学成分（间隙大于固溶）④微观组织（不大）⑤温度（很大）⑥加载条件和负荷持续时间（不大）4、比例极限和弹性极限比例极限σp 是保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力－应变曲线上开始偏离直线时的应力值。

弹性极限σe 试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力值5、弹性比功又称为弹性比能或应变比能，用a e 表示，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。

一般可用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功表示。

6、根据材料在弹性变形过程中应力和应变的响应特点，弹性可以分为理想弹性（完全弹性）和非理想弹性（弹性不完整性）两类。

材料性能学名词解释大全

名词解释第一章：弹性比功：质料在弹性变形历程中吸收变形功的能力。

包申格效应：是指金属质料经预先加载产生少量塑性变形，尔后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余伸长应力低落的现象。

滞弹性：是质料在加快加载大概卸载后，随时间的延长而产生的附加应变的性能，是应变落后于应力的现象。

粘弹性：是指质料在外力的作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。

内耗：在非理想弹性变形历程中，一部分被质料所吸收的加载变形功。

塑性：质料断裂前产生塑性变形的能力。

韧性：是质料力学性能，是指质料断裂前吸取塑性变形攻和断裂功的能力。

银纹：是高分子质料在变形历程中产生的一种缺陷，由于它密度低，对光芒反射高为银色。

超塑性：质料在一定条件下出现非常大的伸长率（约1000%）而不产生缩颈和断裂的现象。

脆性断裂：是质料断裂前根本不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，而是突然产生的快速断裂历程。

韧性断裂：是指质料断裂前及断裂历程中产生明显宏观塑性变形的断裂历程。

解理断裂：在正应力作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面产生的脆性穿晶断裂。

剪切断裂：是质料在切应力作用下沿滑移面滑移疏散而造成的断裂。

河道格式：两相互平行但出于差别高度上的解理裂纹，通过次生解理或撕裂的方法相互连接形成台阶，同号台阶相遇变会合长大，异号台阶相遇则相互抵消。

当台阶足够高时，便形成河道格式。

解理台阶：不能高度解理面之间存在的台阶韧窝：新的微孔在变形带内形核、长大、聚集，当其与已产生的裂纹连接时，裂纹便向前扩展形成纤维区，纤维区所在平面垂直于拉伸应力偏向，纤维区的微观断口特征为韧窝。

2 质料的弹性模数主要取决因素：1）键合方法和原子结构2）晶体结构3）化学身分4）微观组织5）温度6）加载方法3决定金属质料屈服强度的因素1）晶体结构2）晶界与亚结构3）溶质元素4）第二相5）温度6）应变速率与应力状态4 金属的应变硬化的实际意义1）在加工方面：利用应变硬化和塑性变形的公道配合，可使金属进行均匀的塑性变形，包管冷变形工艺的顺利实施2）在质料应用方面：应变硬化可以使金属机件具有一定的抗偶然过载能力，包管机件的宁静使用。