第1章 材料基本性能(补充)要点

材料性能知识点总结材料的性能是指材料在特定条件下所表现出来的力学、物理、化学、热学等方面的特性。

了解材料的性能对于进行材料的选择、设计以及工程应用至关重要。

本文将从材料的力学性能、物理性能、化学性能和热学性能等方面进行总结。

一、材料的力学性能1. 强度材料的强度是指材料抵抗外部力作用下抵抗破坏的能力。

常见的强度指标包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。

强度是材料最基本的性能之一，对于工程结构的设计和选择材料至关重要。

2. 韧性材料的韧性是指材料在受到外部力作用下发生损伤时的能力。

与强度不同，韧性反映了材料在受到冲击或者局部损伤后的延展性和吸能能力。

韧性高的材料通常会在受力后产生一定程度的变形而不会立即断裂。

3. 刚度材料的刚度是指材料在受力作用下的变形程度。

刚度高的材料在受力后会产生较小的变形，具有较好的抗变形能力。

在很多工程应用中要求材料具有一定的刚度以满足设计要求。

4. 硬度材料的硬度是指材料抵抗表面划伤或者压痕的能力。

硬度测试通常通过洛氏硬度、巴氏硬度等方法进行检测。

硬度是材料的持久性能，硬度高的材料通常耐磨损、耐腐蚀能力较强。

5. 疲劳性能材料的疲劳性能是指材料在受到交变载荷或者重复载荷作用下的抗疲劳能力。

疲劳性能是材料在实际使用中的重要性能之一，对于机械零部件、航空工业等领域的材料选择至关重要。

6. 蠕变性能材料的蠕变性能是指材料在高温下长期受力变形的抗蠕变能力。

在高温环境下，材料的蠕变性能会影响结构的安全和可靠性。

二、材料的物理性能1. 密度材料的密度是指单位体积内的质量。

密度的大小直接影响了材料的重量和强度。

通常情况下，密度较小的材料更适合用于要求轻量化设计的结构。

2. 热导率材料的热导率是指材料传导热量的能力。

热导率高的材料在传热和散热方面表现更佳。

3. 电导率材料的电导率是指材料传导电流的能力。

电导率高的材料通常用于导电材料和电子器件的制造。

4. 磁性材料的磁性是指材料在外磁场作用下的磁导能力。

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。

建筑材料的基本性能1. 引言建筑材料是构建建筑物的基础，它们的性能直接关系到建筑物的安全性、可持续性和使用寿命等方面。

本文将介绍建筑材料的基本性能，包括强度、耐久性、隔热性、隔声性等。

2. 强度建筑材料的强度是指其抵抗外部力量作用下产生破坏的能力。

常见的建筑材料如钢筋混凝土、砖块和木材等都具有一定的强度。

强度的衡量通常使用抗拉强度、抗压强度和抗弯强度等指标。

抗拉强度是指材料抵抗拉伸力的能力。

钢筋混凝土在受拉时具有较高的抗拉强度，而砖块在受拉时的抗拉强度较低。

抗压强度是指材料抵抗压缩力的能力。

建筑材料常常需要承受大量的压力，因此具有较高的抗压强度是必要的。

抗弯强度是指材料在受弯曲力作用下不发生断裂的能力。

木材由于其纤维结构具有较高的抗弯强度，适用于承受弯曲力较大的结构。

3. 耐久性建筑材料的耐久性是指其在长期使用过程中不受环境、气候和日常使用等因素的侵蚀和损害能力。

耐久性是衡量建筑材料寿命的重要指标。

混凝土是一种耐久性较高的建筑材料，具有抵抗腐蚀、耐久性强的特点。

它可以承受不同的气候条件和化学物质的侵蚀。

而金属材料，在长期暴露于湿度较高的环境中容易发生腐蚀。

建筑材料的耐久性除了与材料本身的性能有关外，还与材料的施工和维护等因素密切相关。

4. 隔热性建筑材料的隔热性是指其抵抗热量传导的能力。

良好的隔热性能可以提高建筑物的能源效益，减少能源消耗。

常见的隔热材料包括保温板材、保温砂浆和空气层等。

保温板材是一种常用的隔热材料，由于其具有较低的导热系数，能够有效地减少热量的传递。

保温砂浆是一种通过增加建筑材料的厚度来提高其隔热性能的方法。

而空气层则通过在建筑表面形成一层空气隔离层，减少热量的传递。

5. 隔声性建筑材料的隔声性是指其抵抗声音传播的能力。

良好的隔声性能可以保障建筑物内部的安静环境，提高人们的生活质量。

建筑材料的隔声性通常用声传递系数和隔声量等指标来衡量。

砖块是一种常用的隔声材料，其高密度和多孔性结构可以有效地吸收和阻挡声音的传播。

✧1建筑材料的基本性能●材料的基本物性参数1.密度。

（不含任何空隙）p=m/v(p；材料的密度g/cm^3;m；材料在干燥状态下的质量g;v；材料在绝对密实度状态下的体积内部不含空隙的体体积cm^3)2.表观密度。

（只是一部分中的含开口孔和闭口孔）P0=m/vo(po；表观密度g/cm^3;m材料的质量;v0；材料在自然状态下的体积，或表观体积cm^3)3.堆积密度。

（全部）P0、=m/vo、（P0、；堆积密度kg/m^3;v0、；材料的堆积体积m^3)4.密实度。

（材料体积内被固体物质所充实的程度；不含开口孔和闭口孔，也就是固体物质的体积占总体积的比例，用D 表示）D=V/VO*100%=P0/P*100%(对大多数建筑材料，含有空隙，p0<p,D<1,而绝对密实的材料，D=1）5.孔隙率。

（材料体积内孔隙体积占材料总体积的%，用P表示）P=VO-V/VO*100%=(1-V/V0)*100%=(1-P0/P)*100%P+D=1注；如果材料的孔隙率小、分部均匀且多为封闭的小微孔，则材料的吸水性小、强度高、抗冻性和抗渗性较好）6.填充率（散粒状态材料在其堆积体积内、被其颗粒填充的程度）7.空隙率（反映了颗粒之间相互填充的致密程度）注；（6与7与上4与5一样的表示）●材料与水有关的性子。

1.亲水性与憎水性材料在空气中与水接触时，根据材料表面被水湿润的情况分为；亲水性（<=90^0)与憎水性（>90^0)。

注；憎水性可作防水材料，沥青、石蜡等属于憎水性2.吸水性与吸湿性。

材料在浸水状态下吸入水分的能力叫吸水性；用吸水率表示有两种方法；质量吸水率与体积吸水率W质=m湿-m干/m干;W体=v水/v*100%注；W体=W质*p01/p0=W体*p0p0；材料干燥状态下的表观密度。

注；孔隙率愈大，吸水性愈好3.吸湿性；W含=m含-m干/m干*100%4.耐水性；长期在饱和水作用下而不破坏，其强度也不明显降低的也叫，用软化系数表示K软=f饱/f干（f饱；材料在饱和状态下的抗压强度MPa) 注；软化系数愈小，强度降低愈多，耐水性愈差，大于0.80的材料，可以认为是耐水性的。

《建筑材料》模块一建筑材料的基本性质建筑材料是指用于建筑工程中的材料，包括天然材料和人工材料两大类。

建筑材料的基本性质是指材料在使用过程中所具有的一些基本特性，包括物理性能、力学性能、化学性能、热性能和耐久性等。

一、物理性能：1.密度：指材料的单位体积质量，常用单位是千克/立方米。

密度高的材料一般耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能较好，但相对较重，施工和运输相对困难。

2.体积稳定性：指材料在不同温度和湿度下，体积是否发生变化。

体积稳定性好的材料，能保证建筑物整体结构的稳定性和使用寿命。

3.热膨胀系数：指材料在温度变化时，单位温度变化下对应的长度变化比例。

热膨胀系数高的材料易受温度变化影响，可能导致构件变形、开裂甚至结构破坏。

二、力学性能：1.强度：指材料在外力作用下变形和破坏的抵抗能力。

常用指标有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。

建筑材料的强度直接关系到建筑物的安全性能。

2.韧性：指材料在承受外力时能够发生塑性变形的能力。

韧性好的材料能够吸收冲击能量，防止结构突然破坏。

3.刚度：指材料在外力作用下产生的变形量，与外力的大小成正比。

刚度高的材料具有较小的变形量和较大的弹性回复能力。

三、化学性能：1.耐酸碱性：指材料在酸碱环境中的抵抗能力。

耐酸碱性好的材料适用于潮湿、酸碱环境下的建筑结构。

2.耐腐蚀性：指材料在腐蚀性介质中的抵抗能力。

耐腐蚀性好的材料适用于高腐蚀性环境中的建筑结构。

四、热性能：1.热导率：指材料导热的能力。

热导率高的材料有较好的热传递性能，适用于保温建筑结构。

2.热膨胀系数：同物理性能中的热膨胀系数。

五、耐久性：1.抗冻性：指材料在低温下的抵抗能力。

抗冻性好的材料能够在低温环境中使用而不受冻害。

2.抗渗性：指材料对水、湿气渗透的抵抗能力。

抗渗性好的材料能够保护建筑结构免受水分侵蚀和渗透。

总之，建筑材料的基本性质对于建筑的安全性、耐用性和舒适性有着重要的影响。

施工人员在选择建筑材料时，需要根据不同的工程要求和环境条件综合考虑材料的各项性能指标。

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。