材料物理性能课件
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热重法(Thermogravimetry)：测量质量与温度的关系。 用途：测量有机物分解温度，研究高聚物的热稳定性
TIM
Ni(OH)2
19
（二）热容
热分析方法
差热分析(Differential thermal analysis, DTA)：测量试样与参比物 之间温差与时间或温度的关系。分析所采用的参比物应是热惰性物 质，即在整个测试温度范围内不发生分解、相变和破坏，也不与被 测物质发生化学反应。参比物的热容、热传导系数等应尽量与试样 接近。
14
（二）热容
无机非金属材料的热容
高温（>θD）时趋近于25J/(mol K)，低温（ <θD） 时与T3成正比。 θD≈0.2 – 0.5 Tm 对结构不敏感，具有相加性（柯普定律） 某些材料可用经验公式Cp = a + bT + cT-2 + …
15
（二）热容
组织转变对热容的影响
一级相变：特定温度下发生 的转变。
13
（二）热容
金属的热容
自由电子对热容的贡献
温度极低或极高时自由电子对热容有贡献 常温下点阵热容大于电子热容 过渡金属的电子热容较大，包括s层电子热容、d层或f层电子的 热容。过渡金属的热容远比简单金属的大
e CV＝CVL + CV = αT 3 + γT
合金成份对热容的影响
一般情况下（铁磁合金除外） 可用柯普定律 C=∑niCi 热处理对合金高温下的热容没 明显影响（改变阻值） 铜的热容随温度变化的曲线
S = k ln w
∆S ≥ 0
5
（一）热学性能的物理基础
晶格热振动
晶格热振动：晶体点阵中质点围绕平衡位置的微小振动。材 料热学性能的物理本质均与其晶格热振动相关。 晶格振动是三维的，当振动很微弱时，可认为原子作简谐振 动。振动频率随弹性模量Em增大而提高。
d 2 xn m 2 = Em ( xn +1 + xn −1 − 2 xn ) dt
Al2O3线膨胀系数、比热容与温 度的关系
αV =
rCV K 0V
VTM − V0 V0
≈ 0.06
r 为常数，K0为体积弹性模量 热膨胀和结合能、熔点的关系：对于 相同结构的晶体，结合能越大，熔点 越高，位能阱越深，膨胀系数越小
铝线膨胀系数和 实测值比较
27
（三）热膨胀
热膨胀的影响因素
化学组成：形成固溶体合金时，溶质元 素的种类及含量对合金的热膨胀有明显 影响；形成化合物时，原子间相互作用 比形成固溶体间的作用大得多，化合物 的膨胀系数比固溶体小得多；钢中合金 元素对钢膨胀系数的影响由其形成碳化 物还是固溶于铁素体所决定，前者使膨 胀系数增大，后者使之降低。 晶体结构：结构松散的材料膨胀系数较 小，结晶石英 vs 非晶石英（24:1） 键强度越高，膨胀系数越小。陶瓷（共 价键、离子键）膨胀系数一般比金属 （金属键）的小 多相合金的膨胀系数可按混合定则估算： α = ∑Viαi
高温时，T>>θE Cv≈3R = 25J / (K mol) 低温时， T<<θE
CV＝3R(
θE
T
)2 e
−
θE
T
爱因斯坦曲线
T
T→0K时，CV →0。 缺陷：低温段偏差大，未考虑质点相互作用及低频率振动对热容的贡献 缺陷：低温段偏差大，
12
（二）热容
热容的量子理论 德拜模型：考虑了原子间相互作用及质点振动的频率范 围。假定各质点振动的频率不同，可连续分布于0到最大 频率之间。低温时参与低频振动的质点较多。
x = A cos(ωt + ϕ )
温度升高时质点动能增大，1/2 mv2=1/2 kT, ∑(动能)i＝热能 质点热振动相互影响，相邻质点间的振动存在一定的相位差， 晶格振动以波（格波）的形式在整个材料内传播。格波在固 体中的传播速度：v = 3 * 103m/s, 晶格常数a为10-10 m数量级， 格波最高频率：v / 2a = 1.5 * 1013 Hz 频率极低的格波：声频支振动；频率极高的格波：光频支振 动
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（三）热膨胀
热膨胀的影响因素
反常膨胀：铁磁性金属和合金，膨 胀系数随温度变化不同一般金属， 在正常的膨胀曲线上出现附加的膨 胀峰。 原因：磁致伸缩抵消正常的膨胀 应用：利用负反常膨胀特性的合金， 制备膨胀系数为0或负值的Invar合 金，或在一定温度范围内膨胀系数 基本不变的Kovar合金。
29
CV＝3R • f D (
θD
T
)
CV 实验曲线
德拜温度：θD = hvmax / k 高温时 Cv≈3R = 25J / (K mol) 低温时
CV ≈
12 4 T 3 π R ( ) ＝α T 3 θD 5
德拜曲线 T
缺陷：假设晶体为连续体 对于原子振动频率较高的部分不适用 对于原子振动频率较高的部分不适用； 缺陷：假设晶体为连续体,对于原子振动频率较高的部分不适用；未考虑 电子热容， 电子热容，不能很好地解释金属热容在极高温及极低温的变化规律
缺点：重复性差，分辨率不够高 缺点：重复性差，
非晶TiO2 + 炭黑
20
（二）热容
热分析方法
差示扫描量热法(Differential scanning calorimetry, DSC)： 测量为使试样与参比物保持同样的温度而需补充的热量与时 间或温度的关系 用途：测量相变温度，进行相变潜热的分析，研究各种因素 对聚合物的玻璃化与结晶－熔融转变的影响
17
（二）热容
热容的测量
量热计法。低温及中温区：电加热法
Q C p＝ m(T − T f )
I 2 Rt C p＝ m(T2 − T1 )
高温区：撒克司法
dQ C p＝ dt dT m s dt
P：搅拌器，C：量热器筒
18
（二）热容
热分析方法 目的：探测相变过程中的热效应并测出热效应的大小和 发生的温度。
3
一、材料的热学性能
内容：热容、热膨胀及热传导
基本概念、物理本质、影响因素及其在材料研 究中的应用
4
（一）热学性能的物理基础
热力学第一定律 外界对系统传递能量的一部分使系数的内能增加，另一部分用于 系统对外做功。
dQ = dE + dA
说明了热、功转化的数量关系，而不能解决过程进行的方向及限 度问题。 热力学第二定律 克劳修斯表述：热量不可能自动从低温物体传到高温物体。开尔 文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热 量，使它完全变为功，而使其它物体不发生任何变化。 熵增加原理，平衡态对应于熵最大的状态。
6
（一）热学性能的物理基础
晶格热振动
简谐振子的能量是量子化的，以声子为最小基本单 位。
1 E = (n + )hω 2
h h= 2π
引入声子的好处：简谐近似下晶格振动的热力学问 题可当作由声子组成的理想气体系统来处理。若考 虑非简谐效应，可看作有相互作用的声子气体。材 料热量的得失过程就是声子的得失过程，热传导依 靠声子的传播。 声子数目不守恒
定压热容
恒压条件
C p＝(
∂Q 1 ∂H 1 )p = ( )p ∂T m ∂T m
H＝E + PV
C p > CV
9
（二）热容
热容随温度的变化规律
I区（接近0K）：CV∝T CV II区（低温区）： CV∝T3 III区（高温区）： CV趋于恒定
T II III
I
金属在室温以上C 很快接近25J mol-1 K-1，陶瓷在 陶瓷在1000oC左右才趋于 金属在室温以上 V很快接近 左右才趋于 这一数值
特点：转变点具有处于平衡的 两个相，且在两相之间存在分 界面。如金属的熔化、凝固， 合金的共晶与包晶转变，固态 合金中的共析转变及同素异构 转变等。 热焓曲线出现跃变，热容趋于 无穷大。
∂H ∂T
H TC T
一级相变焓和热容随温度的变化
16
（二）热容
组织转变对热容的影响
二级相变：一个温度范围内发生 的转变
22
（二）热容
热分析方法的应用
建立合金相图：测定合金的液－固、固－固相变的临界点。 优点：测量温度范围宽，可测定任何转变的热效应。
取某一成份合金，测定DTA曲 线，获得凝固和共晶转变温度 将不同成份合金的凝固和共晶 转变温度连成平滑的曲线
凝固点
共晶点 加热或冷却速度应小于5oC/min
23
（二）热容
1000
1020
1040
1060
Temperature ( C)
优点：温差为 ，不受热阻影响， 优点：温差为0，不受热阻影响， 有很好定量性 21
（二）热容
热分析方法的应用：材料的转变和反应一般 伴随热效应。
研究组织转变
250oC回火2 小时样品
淬火态样品
碳化铁→渗碳体
淬火马氏体→回火马氏体 残余奥氏体→回火马氏体
线膨胀系数: α = ∂l l l∂T 体膨胀系数: α = ∂V V V∂T
各项同性晶体：αv = 3αl 各项异性晶体：αv = αa + αb + αc 无机材料线膨胀系数一般在10-5－10-6 K-1数量级，通常αl越小， 材料热稳定性越好（Si3N4, 2.7 * 10-6 K-1）。
25
10
（二）热容
热容的经典理论和经验定律
杜隆－珀替定律：忽略自由电子对热容的贡献，假设振动能量 只由原子的热振动引起，每个原子的平均动能和位能之和为 3kT。恒压下元素的原子热容为25J/(K · mol)。 ∂E ∂3RT CV ,m＝( )V = ( )V = 3R ≈ 25 J /( K • mol ) E = 3 N A kT = 3RT ∂T ∂T
（三）热膨胀
热膨胀的影响因素
相变
材料发生相变时，其膨胀系数也发生 变化。金属同素异构转变时（一级相 变），点阵结构重排, 体积突变，线 膨胀系数发生不连续变化。有序－无 序转变（二级相变）时无体积突变， 膨胀系数在相变区出现拐折。 ZrO2 (10000C)：单斜→四方相，收缩 4%。解决方案：加入MgO, CaO, Y2O3，在高温下形成立方晶形的固溶 体（稳定化ZrO2），在温度小于 20000C时，不发生晶型转变。
热分析方法的应用
热弹性马氏体相变研 究：热弹性马氏体相 变体积效应小，难以 用膨胀法；电阻法则 有较大误差。相变时 热效应显著，可用 DSC法。
Ti-Ni合金的DSC测量结果，显著的吸 热与放热峰，可准确判断其相变点
合金的有序－无序转 变研究
Cu-Zn合金比热容曲线
24
（三）热膨胀
热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象。 反膨胀：某些物质（水、锑、铋）在某一温度范围受 热体积反而缩小。
用途：推算未知物原子量 柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容 之和 C=∑niCi
缺陷：仅适用于高温段 缺陷：
11
（二）热容
热容的量子理论 爱因斯坦模型：每个原子都是独立的振 子，原子振动频率相同，无相互作用
CV＝3R • f E (
θE
T
CV 实验曲线
)
θΕ = hv / k: 爱因斯坦温度
（三）热膨胀
热膨胀机理：质点热振动的非对称性，质 点间平均距离随温度升高而增大
质点间的作用力非线性 r < r0时，斥力随位移减小而增加较快 r > r0时，引力随位移增大而衰减较慢
26
（三）热膨胀
热膨胀与其它性能的关系
热膨胀和热容的关系：两者均与晶格 振动紧密相关，变化趋势相同。格律 乃森定律
-0.54 -0.56 -0.58 -0.60 -0.62 -0.64 -0.66 -0.68 -0.70 -0.72 -0.74 -0.76 -0.78 -0.80 -0.82 -0.84 900 Exo
922.5
DSC (mw/mg)
979
Inconel 718
920 940 960 980
o
1036.5 1048
材料物理性能
材料学院 张果戈 ggzhang@scut.edu.cn
内容
材料的热学性能 材料的磁学性能 材料的电学性能 材料的光学性能 材料的介电性能 材料的耐腐蚀性能
2
参考资料
耿桂宏，材料物理与性能学 材料物理与性能学，北京大学出 材料物理与性能学 版社 田莳，材料物理性能 材料物理性能，北京航空航天大学 材料物理性能 出版社 熊兆贤，材料物理导论 材料物理导论，科学出版社 材料物理导论 贾梦秋，应用电化学 应用电化学，高等教育出版社 应用电化学
7
（二）热容
热容：在没有相变或化学反应的条件下，材料温度升 高1K时所吸收的热量。物理本质：材料的焓随温度变 化而变化的一个物理量。 质量热容（比热容）；摩尔热容
Q
∂Q 1 C真＝ ∂T m
T1
T2
Q 1 C均＝ T2－T1 m
T
8
（二）热容
定容热容
容积恒定条件 CV＝(
∂Q 1 ∂E 1 )V = ( )V ∂T m ∂T m
特点：转变过程中只有一个相。 如磁性转变、有序－无序转变及 合金的超导转变等。 无相变潜热，热容曲线发生突变。
∂H ∂T
亚稳态组织转变：不可逆组织转 变。
如过饱和固溶体的时效，变形金 属的回复与再结晶，马氏体和残 T TC 余奥氏体的回火转变等。 亚稳态组织转变为稳定态要释放 热量，热容－温度曲线向下拐折。 二级相变焓和热容随温度的变化 H
TIM
Ni(OH)2
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（二）热容
热分析方法
差热分析(Differential thermal analysis, DTA)：测量试样与参比物 之间温差与时间或温度的关系。分析所采用的参比物应是热惰性物 质，即在整个测试温度范围内不发生分解、相变和破坏，也不与被 测物质发生化学反应。参比物的热容、热传导系数等应尽量与试样 接近。
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（二）热容
无机非金属材料的热容
高温（>θD）时趋近于25J/(mol K)，低温（ <θD） 时与T3成正比。 θD≈0.2 – 0.5 Tm 对结构不敏感，具有相加性（柯普定律） 某些材料可用经验公式Cp = a + bT + cT-2 + …
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（二）热容
组织转变对热容的影响
一级相变：特定温度下发生 的转变。
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（二）热容
金属的热容
自由电子对热容的贡献
温度极低或极高时自由电子对热容有贡献 常温下点阵热容大于电子热容 过渡金属的电子热容较大，包括s层电子热容、d层或f层电子的 热容。过渡金属的热容远比简单金属的大
e CV＝CVL + CV = αT 3 + γT
合金成份对热容的影响
一般情况下（铁磁合金除外） 可用柯普定律 C=∑niCi 热处理对合金高温下的热容没 明显影响（改变阻值） 铜的热容随温度变化的曲线
S = k ln w
∆S ≥ 0
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（一）热学性能的物理基础
晶格热振动
晶格热振动：晶体点阵中质点围绕平衡位置的微小振动。材 料热学性能的物理本质均与其晶格热振动相关。 晶格振动是三维的，当振动很微弱时，可认为原子作简谐振 动。振动频率随弹性模量Em增大而提高。
d 2 xn m 2 = Em ( xn +1 + xn −1 − 2 xn ) dt
Al2O3线膨胀系数、比热容与温 度的关系
αV =
rCV K 0V
VTM − V0 V0
≈ 0.06
r 为常数，K0为体积弹性模量 热膨胀和结合能、熔点的关系：对于 相同结构的晶体，结合能越大，熔点 越高，位能阱越深，膨胀系数越小
铝线膨胀系数和 实测值比较
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（三）热膨胀
热膨胀的影响因素
化学组成：形成固溶体合金时，溶质元 素的种类及含量对合金的热膨胀有明显 影响；形成化合物时，原子间相互作用 比形成固溶体间的作用大得多，化合物 的膨胀系数比固溶体小得多；钢中合金 元素对钢膨胀系数的影响由其形成碳化 物还是固溶于铁素体所决定，前者使膨 胀系数增大，后者使之降低。 晶体结构：结构松散的材料膨胀系数较 小，结晶石英 vs 非晶石英（24:1） 键强度越高，膨胀系数越小。陶瓷（共 价键、离子键）膨胀系数一般比金属 （金属键）的小 多相合金的膨胀系数可按混合定则估算： α = ∑Viαi
高温时，T>>θE Cv≈3R = 25J / (K mol) 低温时， T<<θE
CV＝3R(
θE
T
)2 e
−
θE
T
爱因斯坦曲线
T
T→0K时，CV →0。 缺陷：低温段偏差大，未考虑质点相互作用及低频率振动对热容的贡献 缺陷：低温段偏差大，
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（二）热容
热容的量子理论 德拜模型：考虑了原子间相互作用及质点振动的频率范 围。假定各质点振动的频率不同，可连续分布于0到最大 频率之间。低温时参与低频振动的质点较多。
x = A cos(ωt + ϕ )
温度升高时质点动能增大，1/2 mv2=1/2 kT, ∑(动能)i＝热能 质点热振动相互影响，相邻质点间的振动存在一定的相位差， 晶格振动以波（格波）的形式在整个材料内传播。格波在固 体中的传播速度：v = 3 * 103m/s, 晶格常数a为10-10 m数量级， 格波最高频率：v / 2a = 1.5 * 1013 Hz 频率极低的格波：声频支振动；频率极高的格波：光频支振 动
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（三）热膨胀
热膨胀的影响因素
反常膨胀：铁磁性金属和合金，膨 胀系数随温度变化不同一般金属， 在正常的膨胀曲线上出现附加的膨 胀峰。 原因：磁致伸缩抵消正常的膨胀 应用：利用负反常膨胀特性的合金， 制备膨胀系数为0或负值的Invar合 金，或在一定温度范围内膨胀系数 基本不变的Kovar合金。
29
CV＝3R • f D (
θD
T
)
CV 实验曲线
德拜温度：θD = hvmax / k 高温时 Cv≈3R = 25J / (K mol) 低温时
CV ≈
12 4 T 3 π R ( ) ＝α T 3 θD 5
德拜曲线 T
缺陷：假设晶体为连续体 对于原子振动频率较高的部分不适用 对于原子振动频率较高的部分不适用； 缺陷：假设晶体为连续体,对于原子振动频率较高的部分不适用；未考虑 电子热容， 电子热容，不能很好地解释金属热容在极高温及极低温的变化规律
缺点：重复性差，分辨率不够高 缺点：重复性差，
非晶TiO2 + 炭黑
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（二）热容
热分析方法
差示扫描量热法(Differential scanning calorimetry, DSC)： 测量为使试样与参比物保持同样的温度而需补充的热量与时 间或温度的关系 用途：测量相变温度，进行相变潜热的分析，研究各种因素 对聚合物的玻璃化与结晶－熔融转变的影响
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（二）热容
热容的测量
量热计法。低温及中温区：电加热法
Q C p＝ m(T − T f )
I 2 Rt C p＝ m(T2 − T1 )
高温区：撒克司法
dQ C p＝ dt dT m s dt
P：搅拌器，C：量热器筒
18
（二）热容
热分析方法 目的：探测相变过程中的热效应并测出热效应的大小和 发生的温度。
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一、材料的热学性能
内容：热容、热膨胀及热传导
基本概念、物理本质、影响因素及其在材料研 究中的应用
4
（一）热学性能的物理基础
热力学第一定律 外界对系统传递能量的一部分使系数的内能增加，另一部分用于 系统对外做功。
dQ = dE + dA
说明了热、功转化的数量关系，而不能解决过程进行的方向及限 度问题。 热力学第二定律 克劳修斯表述：热量不可能自动从低温物体传到高温物体。开尔 文表述：不可能制成一种循环动作的热机，只从一个热源吸取热 量，使它完全变为功，而使其它物体不发生任何变化。 熵增加原理，平衡态对应于熵最大的状态。
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（一）热学性能的物理基础
晶格热振动
简谐振子的能量是量子化的，以声子为最小基本单 位。
1 E = (n + )hω 2
h h= 2π
引入声子的好处：简谐近似下晶格振动的热力学问 题可当作由声子组成的理想气体系统来处理。若考 虑非简谐效应，可看作有相互作用的声子气体。材 料热量的得失过程就是声子的得失过程，热传导依 靠声子的传播。 声子数目不守恒
定压热容
恒压条件
C p＝(
∂Q 1 ∂H 1 )p = ( )p ∂T m ∂T m
H＝E + PV
C p > CV
9
（二）热容
热容随温度的变化规律
I区（接近0K）：CV∝T CV II区（低温区）： CV∝T3 III区（高温区）： CV趋于恒定
T II III
I
金属在室温以上C 很快接近25J mol-1 K-1，陶瓷在 陶瓷在1000oC左右才趋于 金属在室温以上 V很快接近 左右才趋于 这一数值
特点：转变点具有处于平衡的 两个相，且在两相之间存在分 界面。如金属的熔化、凝固， 合金的共晶与包晶转变，固态 合金中的共析转变及同素异构 转变等。 热焓曲线出现跃变，热容趋于 无穷大。
∂H ∂T
H TC T
一级相变焓和热容随温度的变化
16
（二）热容
组织转变对热容的影响
二级相变：一个温度范围内发生 的转变
22
（二）热容
热分析方法的应用
建立合金相图：测定合金的液－固、固－固相变的临界点。 优点：测量温度范围宽，可测定任何转变的热效应。
取某一成份合金，测定DTA曲 线，获得凝固和共晶转变温度 将不同成份合金的凝固和共晶 转变温度连成平滑的曲线
凝固点
共晶点 加热或冷却速度应小于5oC/min
23
（二）热容
1000
1020
1040
1060
Temperature ( C)
优点：温差为 ，不受热阻影响， 优点：温差为0，不受热阻影响， 有很好定量性 21
（二）热容
热分析方法的应用：材料的转变和反应一般 伴随热效应。
研究组织转变
250oC回火2 小时样品
淬火态样品
碳化铁→渗碳体
淬火马氏体→回火马氏体 残余奥氏体→回火马氏体
线膨胀系数: α = ∂l l l∂T 体膨胀系数: α = ∂V V V∂T
各项同性晶体：αv = 3αl 各项异性晶体：αv = αa + αb + αc 无机材料线膨胀系数一般在10-5－10-6 K-1数量级，通常αl越小， 材料热稳定性越好（Si3N4, 2.7 * 10-6 K-1）。
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（二）热容
热容的经典理论和经验定律
杜隆－珀替定律：忽略自由电子对热容的贡献，假设振动能量 只由原子的热振动引起，每个原子的平均动能和位能之和为 3kT。恒压下元素的原子热容为25J/(K · mol)。 ∂E ∂3RT CV ,m＝( )V = ( )V = 3R ≈ 25 J /( K • mol ) E = 3 N A kT = 3RT ∂T ∂T
（三）热膨胀
热膨胀的影响因素
相变
材料发生相变时，其膨胀系数也发生 变化。金属同素异构转变时（一级相 变），点阵结构重排, 体积突变，线 膨胀系数发生不连续变化。有序－无 序转变（二级相变）时无体积突变， 膨胀系数在相变区出现拐折。 ZrO2 (10000C)：单斜→四方相，收缩 4%。解决方案：加入MgO, CaO, Y2O3，在高温下形成立方晶形的固溶 体（稳定化ZrO2），在温度小于 20000C时，不发生晶型转变。
热分析方法的应用
热弹性马氏体相变研 究：热弹性马氏体相 变体积效应小，难以 用膨胀法；电阻法则 有较大误差。相变时 热效应显著，可用 DSC法。
Ti-Ni合金的DSC测量结果，显著的吸 热与放热峰，可准确判断其相变点
合金的有序－无序转 变研究
Cu-Zn合金比热容曲线
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（三）热膨胀
热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象。 反膨胀：某些物质（水、锑、铋）在某一温度范围受 热体积反而缩小。
用途：推算未知物原子量 柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容 之和 C=∑niCi
缺陷：仅适用于高温段 缺陷：
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（二）热容
热容的量子理论 爱因斯坦模型：每个原子都是独立的振 子，原子振动频率相同，无相互作用
CV＝3R • f E (
θE
T
CV 实验曲线
)
θΕ = hv / k: 爱因斯坦温度
（三）热膨胀
热膨胀机理：质点热振动的非对称性，质 点间平均距离随温度升高而增大
质点间的作用力非线性 r < r0时，斥力随位移减小而增加较快 r > r0时，引力随位移增大而衰减较慢
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（三）热膨胀
热膨胀与其它性能的关系
热膨胀和热容的关系：两者均与晶格 振动紧密相关，变化趋势相同。格律 乃森定律
-0.54 -0.56 -0.58 -0.60 -0.62 -0.64 -0.66 -0.68 -0.70 -0.72 -0.74 -0.76 -0.78 -0.80 -0.82 -0.84 900 Exo
922.5
DSC (mw/mg)
979
Inconel 718
920 940 960 980
o
1036.5 1048
材料物理性能
材料学院 张果戈 ggzhang@scut.edu.cn
内容
材料的热学性能 材料的磁学性能 材料的电学性能 材料的光学性能 材料的介电性能 材料的耐腐蚀性能
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参考资料
耿桂宏，材料物理与性能学 材料物理与性能学，北京大学出 材料物理与性能学 版社 田莳，材料物理性能 材料物理性能，北京航空航天大学 材料物理性能 出版社 熊兆贤，材料物理导论 材料物理导论，科学出版社 材料物理导论 贾梦秋，应用电化学 应用电化学，高等教育出版社 应用电化学
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（二）热容
热容：在没有相变或化学反应的条件下，材料温度升 高1K时所吸收的热量。物理本质：材料的焓随温度变 化而变化的一个物理量。 质量热容（比热容）；摩尔热容
Q
∂Q 1 C真＝ ∂T m
T1
T2
Q 1 C均＝ T2－T1 m
T
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（二）热容
定容热容
容积恒定条件 CV＝(
∂Q 1 ∂E 1 )V = ( )V ∂T m ∂T m
特点：转变过程中只有一个相。 如磁性转变、有序－无序转变及 合金的超导转变等。 无相变潜热，热容曲线发生突变。
∂H ∂T
亚稳态组织转变：不可逆组织转 变。
如过饱和固溶体的时效，变形金 属的回复与再结晶，马氏体和残 T TC 余奥氏体的回火转变等。 亚稳态组织转变为稳定态要释放 热量，热容－温度曲线向下拐折。 二级相变焓和热容随温度的变化 H