材料的性能
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材料的物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光等外部作用下所表现出来的性能。
物理性能的好坏直接关系到材料的使用寿命、安全性以及性能稳定性。
下面我们将从几个方面来介绍材料的物理性能。
首先,材料的强度是衡量其物理性能的重要指标之一。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力。
一般来说,材料的强度越高,其抗拉、抗压、抗弯等性能就越好。
不同材料的强度差异很大,比如金属材料的强度一般较高,而塑料材料的强度较低。
因此,在选择材料时,需要根据实际使用情况来确定所需的强度水平。
其次,材料的硬度也是衡量其物理性能的重要指标之一。
硬度是指材料抵抗划伤或压痕的能力。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐划伤性能,适合用于制造耐磨零件和耐磨工具。
不同材料的硬度差异较大,比如金属材料的硬度一般较高,而橡胶材料的硬度较低。
因此,在实际应用中,需要根据材料的硬度来选择合适的材料。
此外,材料的导热性能也是其物理性能的重要指标之一。
导热性能是指材料传导热量的能力。
导热性能好的材料能够迅速传导热量,具有良好的散热性能,适合用于制造散热器、导热片等产品。
不同材料的导热性能差异较大,比如金属材料的导热性能一般较好,而塑料材料的导热性能较差。
因此,在选择材料时,需要考虑其导热性能是否符合要求。
最后,材料的密度也是其物理性能的重要指标之一。
密度是指材料单位体积的质量。
密度较大的材料通常具有较好的质地和稳定性,适合用于制造高强度、高稳定性的产品。
不同材料的密度差异较大,比如金属材料的密度一般较大,而泡沫材料的密度较小。
因此,在选择材料时,需要考虑其密度是否符合要求。
总之,材料的物理性能是影响其使用性能的重要因素。
在实际应用中,需要综合考虑材料的强度、硬度、导热性能和密度等指标,选择合适的材料,以确保产品具有良好的性能和稳定性。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
材料的结构和性能
材料是构成一切物质的基础,其结构和性能直接影响着物体的使用和性能。
材
料的结构包括原子结构、晶体结构和微观结构等,而材料的性能则包括力学性能、热学性能、电学性能等。
本文将围绕材料的结构和性能展开讨论。
首先,材料的结构对其性能有着直接影响。
原子结构决定了材料的基本性质,
如原子的排列方式决定了材料的密度和硬度。
晶体结构则决定了材料的晶体形态和晶体缺陷,进而影响了材料的机械性能和导电性能。
微观结构则决定了材料的微观形貌和微观组织,对材料的热学性能和光学性能有着重要影响。
其次,材料的性能受到结构的影响。
力学性能包括材料的强度、韧性和硬度等,这些性能直接受到材料的晶体结构和晶体缺陷的影响。
热学性能包括材料的热膨胀系数和导热系数等,这些性能受到材料的微观结构的影响。
电学性能包括材料的导电性和介电常数等,这些性能受到材料的原子结构和晶体结构的影响。
最后,材料的结构和性能是相互关联的。
材料的结构决定了其性能,而材料的
性能又反过来影响了其结构。
例如,材料的力学性能受到晶体结构和晶体缺陷的影响,而材料的应力和应变又会影响其晶体结构。
因此,要全面理解材料的结构和性能,需要综合考虑其结构与性能之间的相互作用。
综上所述,材料的结构和性能是密不可分的。
只有深入理解材料的结构,才能
准确预测其性能;只有全面了解材料的性能,才能深刻认识其结构。
希望本文的讨论能够帮助读者更好地理解材料的结构和性能,为材料科学的发展贡献一份力量。
化学领域中的材料性能测试方法材料性能测试是化学领域中至关重要的一项工作。
它对于研发和制造各种化学材料,如金属、塑料、橡胶、高分子材料等,具有重要的指导作用。
通过材料性能测试,可以评估材料的力学性能、热学性能、电学性能、光学性能等,为材料的研发和应用提供科学依据。
1. 力学性能测试方法力学性能是材料工程中最常见的性能之一,主要包括材料的强度、韧性、硬度等指标。
常用的力学性能测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
拉伸试验是一种常见的力学性能测试方法,通过对试样施加正向力来测定材料的抗拉强度、屈服强度和延伸率等。
压缩试验用于测定材料的抗压强度和变形特性,常用于金属和陶瓷材料的测试。
弯曲试验则用于测定材料的弯曲强度和弯曲模量。
2. 热学性能测试方法热学性能测试涉及材料的导热性、热膨胀性等性能指标。
导热性测试是一种常用的热学性能测试方法,主要用于测定材料的导热系数。
常见的导热性测试方法有热传导仪法和热释电法等。
热膨胀性测试用于测定材料的线膨胀系数和体膨胀系数,常见的测试方法有膨胀仪法和激光干涉法等。
3. 电学性能测试方法电学性能测试是研究材料的电导率、介电常数等电学性质的方法。
电导率测试是电学性能测试中的重要方法之一,用于测定材料的电导率和电阻率。
常用的电导率测试方法有四探针法、电导率仪器法等。
介电常数测试用于测定材料在电场作用下的电导率和介电耗散因子,常见的测试方法有介电分析法和介电谐振法等。
4. 光学性能测试方法光学性能测试主要用于研究材料的光学特性,如折射率、透射率、反射率等。
透射率测试是光学性能测试中的一种常用方法,用于测定材料对光的透明程度。
反射率测试用于测定材料对光的反射能力,常见的测试方法有透射—反射法和半球积分法等。
折射率测试用于测定材料在光场中的折射性能,常用的测试方法有折射光栅法和竖直玻璃分杯法等。
总结而言,化学领域中的材料性能测试方法涵盖了力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等多个方面。
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。
材料的物理性能
所谓材料的物理性能,指的是材料在物理方面表现出来的特性和性质。
物理性能通常包括以下几个方面:
1. 密度:密度是材料单位体积的质量。
不同材料的密度差别很大,如金属的密度通常比非金属高,而气体的密度则通常较低。
2. 弹性:材料的弹性是指在受力时,材料能够恢复到原来形状和尺寸的能力。
弹性可以通过杨氏模量来衡量,不同材料的弹性差异很大。
3. 热膨胀系数:材料在受热时会发生尺寸变化,其中热膨胀系数就是用来描述这种变化的。
不同材料的热膨胀系数差别很大,如金属通常具有较高的热膨胀系数。
4. 导热性:材料的导热性指的是材料对热量的传导能力。
导热性可以通过热传导系数来衡量,不同材料的导热性差异很大。
5. 导电性:导电性指的是材料对电流的导电能力。
导电性可以通过电导率来衡量,不同材料的导电性差别很大,如金属通常具有较好的导电性。
6. 磁性:磁性是指材料对磁场的响应能力。
材料可以分为铁磁性、顺磁性和抗磁性等,不同材料的磁性差异很大。
7. 光学性能:光学性能指的是材料在光的作用下的表现。
光学性能包括透明度、折射率、散射等,不同材料的光学性能差异
较大。
除了上述几个主要的物理性能外,还有一些其他的物理性能也十分重要,如硬度、韧性、断裂韧性、可塑性等。
这些物理性能对于材料的选择、设计和应用都具有重要意义,不同物理性能的组合使得材料在不同领域有着广泛的应用。
因此,研究、了解和掌握材料的物理性能对于材料科学和工程技术具有重要的意义。
材料性能学材料性能学是材料科学的一个重要分支领域,研究材料的性能与结构之间的关系。
材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能、光学性能等多个方面。
材料性能的优劣直接影响材料的应用范围和效果。
力学性能是材料性能学的重要内容之一,涉及材料的强度、硬度、韧性、耐磨性等指标。
力学性能的研究可以通过各种试验方法来获得。
常见的试验包括拉伸试验、冲击试验、硬度试验等。
力学性能的好坏决定了材料在受力领域的应用范围,优秀的力学性能可以使材料承受更大的载荷,具有很好的抗疲劳和耐磨损能力。
热学性能是材料在热环境下的性能表现,主要包括热导率、热膨胀系数、热稳定性等指标。
热学性能的研究对于材料在高温、低温环境下的应用具有重要意义。
例如,高导热材料可以应用于散热器、热交换器等领域,而低热膨胀系数的材料则适用于高精度仪器、光学设备等需要保持稳定尺寸的领域。
电学性能是材料导电性能的表现,主要包括电导率、介电常数、电阻率等指标。
电学性能是材料应用于电子、电力工程等领域的基础。
例如,电导率高的材料可以用作导线、电极等;而具有高介电常数的材料适用于电容器、绝缘材料等。
磁学性能是材料在磁场中的性能表现,主要包括磁导率、磁饱和强度、磁滞损耗等指标。
材料的磁学性能在电子、通信、磁存储等领域有广泛应用。
例如,磁导率高的材料可以用于制造电感器件、变压器等。
光学性能是材料在光学领域的表现,主要包括透光性、折射率、反射率等指标。
材料的光学性能对于光学器件、光学传感器等的设计和制造非常重要。
例如,透明度高的材料可以用于玻璃、光电子器件等;而具有特定折射率的材料可以用于制造透镜、光纤等。
综上所述,材料性能学研究材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能、光学性能等多个方面。
材料性能的好坏直接影响材料的应用范围和效果。
在材料设计和应用领域中,常常需要从以上多个方面综合考虑,选择合适的材料。
材料的性能-工程材料引言材料是工程设计和制造中至关重要的因素之一。
不同材料的性能直接影响到工程的可靠性、耐用性、平安性等方面。
本文将介绍工程材料的性能特点,包括力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数。
力学性能力学性能是材料工程中最根本、最重要的性能之一。
它包括强度、韧性、硬度、弹性模量等指标。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力,常由抗拉强度或抗压强度来表示。
韧性是指材料在受到外部应力作用下发生塑性变形的能力,常由断裂韧性或冲击韧性来衡量。
硬度是指材料抵抗刮削或压痕的能力,可用洛氏硬度或维氏硬度进行测量。
弹性模量那么表示了材料在受力后会恢复原状的能力。
热性能热性能是材料在受热或受冷时的表现,包括导热性、热膨胀系数、比热容等。
导热性是材料传导热量的能力,由热传导率来度量。
热膨胀系数那么表示材料在温度变化时的体积膨胀或收缩程度。
比热容是指单位质量材料在温度升高1℃时所吸收或释放的热量。
化学性能化学性能是指材料与环境中化学物质发生反响的性能,包括耐腐蚀性、氧化性、复原性等。
耐腐蚀性是材料抵抗化学腐蚀侵蚀的能力,常用酸碱腐蚀试验来评估。
氧化性表示材料与氧气接触时的性能,如金属氧化后形成氧化膜。
复原性是指材料复原他物的能力,用于一些特定工艺中。
其它重要性能参数除了上述的根本性能指标外,还有一些其它重要的性能参数需要考虑。
例如,电导率是指材料导电的能力,常用于电子器件中。
磁性是指材料对磁场的反响能力,用于电磁设备的制造。
透光性是指材料对光线透过的能力,一些光学器件中十分重要。
总结工程材料的性能对工程设计和制造至关重要。
不同材料的性能特点决定了它们的适用范围和工程应用的可行性。
力学性能、热性能、化学性能以及其它一些重要性能参数都需要考虑进去。
通过综合评估材料的性能,可以选择最适宜的材料来满足工程需求。
以上是关于工程材料性能的简要介绍,希望对读者有所帮助。
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材料性能及用途范文材料的性能是指材料在使用过程中所具备的特性和功能。
不同材料具有不同的性能,这些性能决定了材料的用途和应用范围。
一、金属材料金属材料具有优良的导电性、导热性和机械性能,广泛应用于电子、汽车、航空航天等领域。
常见的金属材料有铁、铝、铜、钢等。
铁是一种容易熔化和铸造的金属,常用于制造建筑材料、汽车和机械设备。
铝是一种轻巧但坚固的金属,广泛应用于制造飞机和汽车的结构部件。
铜具有优良的导电性和导热性,主要用于电子电气领域。
钢是一种具有优良机械性能的金属材料,用途广泛,可以制作建筑结构、汽车零部件、机械设备等。
二、陶瓷材料陶瓷材料具有优良的耐高温性、耐腐蚀性和绝缘性能,广泛应用于炉具、柴油发电厂、化工设备等。
陶瓷材料可分为结构陶瓷和功能陶瓷。
结构陶瓷主要用于制造高温炉具、发动机零部件、刀具等。
功能陶瓷具有特殊的功能,如电气陶瓷、磁性陶瓷和光学陶瓷等。
三、塑料材料塑料材料具有轻质、耐磨、电绝缘性和耐腐蚀性能,广泛应用于家具、包装、交通工具等。
常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
聚乙烯是一种常用的塑料材料,具有优良的韧性和电绝缘性能,常用于制造塑料容器、水管等。
聚丙烯具有较高的熔点和优良的耐酸碱性能,用途广泛,如制造食品包装、纺织品和医疗器械等。
聚氯乙烯是一种硬质塑料,具有良好的耐腐蚀性能,主要用于制造管道、电线电缆等。
四、复合材料复合材料由两种或多种材料组合而成,具有优良的综合性能,广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维复合材料等。
玻璃钢是一种由有机树脂和玻璃纤维组成的复合材料,具有高强度、耐腐蚀和电绝缘性能,被广泛应用于制造储罐、船舶和建筑结构等。
碳纤维复合材料具有高强度、低密度和优良的抗腐蚀性能,主要用于制造航空航天器材、赛车和体育用品等。
总结起来,不同的材料具有不同的性能和用途。
金属材料具有优良的导电性和机械性能,适用于制造汽车、飞机和机械设备。
陶瓷材料具有耐高温和耐腐蚀性能,主要用于炉具和化工设备。
材料的性能可分为两类,一种是特征性能,属于材料本身固有的性质,包括热学性能热容、材料受热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称为热容。
(比热容是单位质量)热导率、1秒内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率熔化热、单位质量的晶体物质在熔点时变复成同温度的液态物质所需吸收的热量。
热膨胀、热膨胀是指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熔沸点、力学性能弹性模量、单向应力状态下应力除以该方向的应变。
“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个统称,表示方法可以是“杨氏模量”、“体积模量”等。
拉伸强度、指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力。
是衡量零件本身承载能力重要指标。
屈服强度、当材料所受应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。
当应力达到一个值后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。
这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。
由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度。
耐疲劳强度、金属材料经过无数次应力循环,不产生断裂的最大应力。
硬度、材料局部抵抗硬物压入其表面的能力。
弹性、物体受外力作用变形后,除去作用力时恢复原来形状的性质。
塑性、或称可塑性,指在外力作用下,材料能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
韧性、当承受应力时对折断的抵抗。
韧性越好,则发生脆性断裂可能性越小。
冲击韧性、反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧性值和冲击功表示,其单位分别为J/cm2和J。
它的实际意义在于揭示材料的变脆倾向。
耐磨性能、又称耐磨耗性,几乎和材料所有性能都有关系。
红硬性、其实是抗回火稳定性,红硬性是室温下测得的硬度,热硬性、热硬性应该理解为在高温下保持其硬度的能力电学性能(电导率、描述物质中电荷流动难易程度的参数,表示传导电流的能力电阻率、用来表示各种物质电阻特性的物理量。
第二章第三章第四章第五章第六章第一章材料的性能第一节材料的力学性能材料受外力作用时,所表现的抵抗变形和破坏能力称为力学性能。
外力作用的不同,材料表现的性能不同。
一弹性刚度强度塑性(一)拉伸曲线弹性变形:外力去除后,材料恢复原状OA是直线y=kx AA是曲线塑性变形:材料发生的永久性变形。
ABCD断裂:断前缩径D点韧性断裂:断前有明显变形。
脆性断裂:断前无明显变形。
(二)应力——应变曲线应力:ζ= P/A应变:ε= ΔL/Lo完全不受试样尺寸影响。
(三)弹性极限:最大弹性变形时的应力。
弹性模量:材料在弹性状态下的应力与应变的比值。
E= ζ/ε-单位弹性变形所需的应力。
刚度:金属材料抵抗弹性变形的能力。
AE对组织不敏感,主要取决于金属材料本性。
(四)强度;静载下,抵抗变形和断裂的性能。
1 屈服点强度:材料产生明显塑性变形时的最低应力值。
ζs=Ps/A试样产生0。
2%残余伸长时的应力值。
2 强度极限:材料在破坏前所承受的最大的应力值。
ζb=Pb/A(五)塑性:静载时,产生塑变而不破坏的能力。
1 伸长率:δ=(L—Lo)/Lo×1002 断面收缩率:ψ=(A—Ao)/Ao×100%通常不直接用于工程计算,但保证工件的安全工作。
二硬度衡量金属材料软硬程度的指标。
(-一)布氏硬度直径为D的钢球或硬质合金球,在一定载荷P的作用下,保留一定的时间,去除载荷后,工件上压痕直径为d。
单位面积上所受的力。
HBS (HBW)= P/A =2P/πD(D—√D2—d2)HBS 淬火钢球<450 如:430HBSHSW 硬质合金球>450 如:600HBW特点:1 压痕大,数值精确。
2 压痕大,不宜测量成品和薄件。
(二)洛氏硬度120°金刚锥或一定直径的钢球,在初载荷和主载荷的作用下,压入式样表面,保留一定时间后,去除载荷,测量残余压痕深度,计算硬度值。
HR=(K—H)/0.002特点:1 操作迅速简便。
2 压痕小,可在工件表面或薄件上进行。
3 数值不精确。
(三)维氏硬度(HV)136°正四棱锥金刚石压头,在载荷P的作用下,压入式样表面,保留一定时间后,去除载荷,所施加的载荷与压痕表面积的比值。
HV = P/A = P / (d2/2sin68°)= 1.8544P/ d2特点:1 载荷小,压入前,适表面淬硬层。
2可测量极软至机硬。
3测量麻烦,效率低。
三冲击韧性冲击载荷:具有一定速度的载荷。
冲击韧性:冲击载荷作用下,抵抗破坏的能力。
(一)冲击试验试样:U V夏比试样。
实验:a k= W/A = mg(H—h)a k低:脆性材料,无明显塑变。
断口平整,有金属光泽。
呈晶状。
a k高:韧性材料,有明显塑变。
断口纤维状,无金属光泽。
说明:1.消耗在断前的塑变,而不是断开。
2.a k是弹性变形功,塑性变形共和撕裂变形功三部分出成。
故a k不真正代表材料的韧性。
(二)应用揭示材料的变脆倾向。
1 评定材料低温变脆倾向。
2 反映原材料的冶金质量和热加工产品质量。
a k对金属材料内部结构缺陷等具有较大的敏感性。
四疲劳(一)疲劳现象工件在交变载荷的作用下,在低于屈服强度的情况下发生的断裂。
原因:应力高度集中部位或材料强度较低部位,在交变力的作用下,产生裂纹,裂纹扩展,有效面积缩小,至断裂。
即:产生------扩展-----瞬时断裂。
断口:疲劳源----贝纹线------纤维区(韧性材料)结晶状区(脆性材料)(二)疲劳曲线和疲劳极限疲劳曲线:交变应力与疲劳寿命的关系曲线。
疲劳极限:应力低于一定值时,试样经受无限周期循环而不破坏。
试样不发断裂的最大循环应力。
ζ-1(三)提高疲劳极限的途径1:结构设计尽量避免尖角、缺口和截面突变。
2:降低零件表面粗糙度,提高加工质量。
3:采用各种表面强化处理。
(四)其他疲劳1:冲击疲劳:多次冲击载荷引起损伤积累裂纹扩展。
2:热疲劳:循环热应力引起的疲劳。
原因:温度变化时,材料不能自由膨胀和收缩。
提高途径:降低膨胀系数,提高高温强度和导热性,减少应力集中。
3接触疲劳:接触压应力反复作用,表面剥落。
麻点剥落:0.1----0.2MM以下。
浅层剥落:0.2-----0.4MM深层剥落:大面积表层压碎。
提高途径:降低非金属夹杂。
改善表层质量。
适当心与表硬度深度。
良好润滑。
4腐蚀疲劳:腐蚀环境下发生的疲劳。
危害更大。
提高途径:添加缓蚀剂。
电化学保护。
各种表面处理。
五断裂韧性材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力。
(一)裂纹扩展的基本形式1:张开型。
2:滑开型。
3:撕开型。
(二)应力场强度因子K1裂纹尖端附近应立场强弱程度的力学参量。
K1 =YζC√a(三)断裂韧度K1c及其应用裂纹扩展时的临界状态所对应的应力场强度因子K1c.K1:力学参量,与载荷及试样尺寸有关。
和材料无关。
K1c:力学性能指标,与材料成分、组织结构有关,与载荷及试样尺寸无关。
说明:1 :若知K1c,a后,可求ζC,为载荷设计提供依据。
2 :若知K1c,ζ后,可求a,,为裂纹探伤提供依据。
3:若知ζ、a后,可求K1c,,为正确选材提供依据。
第二节材料的物理性能和化学性能一物理性能1 密度2 熔点3热膨胀性4导电性5导热性6磁性二化学性能1 耐腐蚀性材料抵抗各种介质腐蚀破会的能力。
2抗氧化性材料抵抗高温氧化的能力。
第三节材料的工艺性能一铸造性能二可锻性能三焊接性能四且削加工性能材料容易被切削加工成型并得到精确的形状和高的表面光洁度。
第二章材料的结构第一节金属键金属离子通过正离子和自由电子之间引力而相互结合,这种结合键称为金属键。
金属在固态下具有下列特性1良好的导电、导热性电:自由电子在外加电场或电势差下,定向、加速流动。
热:自由电子流动性强,金属离子震动。
2 正的电子温度系数加热时,离子震动加剧,空位增多,原子排列规则受干扰,电子运动受阻,电阻增大。
3良好的反射力、不透明性及金属光泽自由电子吸收并辐射出大部分投射到表面的光。
4 良好的塑性变形能力金属键无方向性,原子间无选择性,在外力作用而原子位置相对移动时,键不破坏。
第二节晶体结构的基本概念一晶体与非晶体晶体:组成物质的原子(分子)规则排列。
非晶体:组成物质的原子(分子)无规则排列。
晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
二晶体结构:晶体中原子在空间呈规则排列。
排列方式。
三晶格:假想的三维空间格架。
四晶胞:晶格中代表原子排列规律的最小单元。
五晶格常数:晶胞各边的尺寸。
六常用晶格:体心立方、面心立方、密排六方七立方晶系的晶面和晶向的表示方法晶面:通过晶体中原子中心的平面。
1晶面指数步骤1)晶面外一点为原心设坐标,晶格的三条边为坐标轴。
2)晶格常数为轴上度量单位,求截距。
3)求截距的倒数,并化整数。
4)结果放在()内。
2 晶向指数步骤1)晶向上一点为原心设坐标,晶格的三条边为坐标轴。
2)晶格常数为轴上度量单位,求截距。
3)化整数。
4)结果放在方括号里。
立方晶系中,指数相同的晶面和晶向互相垂直。
第三节金属的结构金属的晶体结构一纯金属的晶体结构晶格尺寸:晶胞的大小,用晶格常数表示。
晶胞原子数:一个晶胞内所包含的原子数目体心立方1+8×1/8=2面心立方6×1/6+8×1/8=4密排六方3+2×1/2+12×1/6=6原子半径:晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间平衡距离的一半。
体心立方体对角线√3 /4a面心立方面对角线√2 /4a密排六方底面对角线1/2a据此可见,同种金属原子处于不同类型晶格时,原子半径是不一样的。
配位数; 晶格中原子排列的致密程度。
晶格中与任意原子处于相等距离并相距最近的原子数目。
配位数越大,原子排列致密度越高。
体心立方8面心立方12密排六方12致密度:晶胞中原子本身占有的体积百分数。
致密度=(晶胞中原子所占有体积/晶胞体积)×100%体心立方0.68面心立方0.74密排六方0.74配位数大的,致密度大。
二实际金属的晶体结构晶体缺陷:晶格不完整的部分。
1)点缺陷:空间三维尺寸很小的缺陷。
空位:无原子的节点。
间隙原子:位于间隙中的原子。
空位、间隙原子均产生晶格畸变。
2)线缺陷:位错:刃位错:晶体一部分,沿一定晶面相对晶体的未动部分,逐步的发生了原子间的错动。
螺位错:局部原子错排,具有螺旋形特征。
位错密度:单位体积中位错线的总长。
ρ=∑L / V位错移动是强化金属的主要途径。
3)面缺陷:一维尺寸很小,二维、三维尺寸很大的缺陷。
a 晶界:晶粒和晶粒之间的接触面。
单晶体:一块晶体内部的晶格方位完全一致。
晶粒:彼此方位不同,外形不规则的小晶体。
晶界是晶粒的过渡部位,位向差一般为200---400。
b 亚晶界:亚晶粒之间的交界面。
亚晶粒:晶粒内部是由许多尺寸很小、位向差也很小的小晶块组成。
10---20。
三合金的晶体结构合金:两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。
组元:组成合金的独立的、最基本的单元。
相:成分相同,结构相同,并有界面与其他部分分开的均匀部分。
组织:数量、形态、大小和分布方式不同的各种相组成。
合金的基本相(一)固溶体:成分和性能均匀的,且结构与组员之一相同的固相。
溶剂:与固溶体晶体结构相同的组元。
晶粒和晶粒之间的接触面。
溶解度:溶质的含量。
一定温度和压力下,溶质在溶剂中的极限含量。
1 分类:1)置换式固溶体:溶质原子占据了溶剂晶格某节点位置。
原子半径、晶各类型、电化学性能相同。
间隙式固溶体:溶质原子进入了溶剂晶格间隙位子。
原子半径差大。
2)有限固溶:超过溶解度有其他相形成。
无限固溶:溶质可以任意比例溶入。
3)有序固溶:溶质原子有规律分布。
无序固溶:溶质原子无规律分布。
2性能:强度、硬度增加,塑性、韧性下降。
固溶强化。
(二)金属化合物金属化合物:晶格类型和特性完全不同于任意组元的新相。
1特点:熔点高,硬度大,脆性大。
可用分子式表示。
2分类:1)正常价化合物:遵守化合价规律。
周期表中相距较远元素。
2)电子化合物:符合一定电子浓度。
过渡族元素。
3)间隙化合物:过渡族金属元素与原子半径较小的非金属元素形成。
间隙相:非金属原子半径与金属原子半径的比值小于0.59时,形成的具有简单晶格结构的间隙化合物。
复杂结构的间隙化合物:非金属原子半径与金属原子半径的比值大于0.59时,形成的具有复杂晶格结构的间隙化合物。
第三章材料的凝固材料从液态到固态的转变过程。
结晶:金属原子从一种序到另一种序的转变。
一次结晶:液态倒固态。
二次结晶:固态到另一种固态。
第一节纯金属的结晶一结晶的条件过冷:液态金属实际冷却到结晶温度下而暂不结晶的现象。
过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度之差。
与金属的本质、冷却速度有关。
冷却速度越大,过冷度越大。
ΔT=T0—Tn表示金属液态和固态之间有自由能差ΔF充要条件:足够的自由能和过冷度。