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第七章材料的高温力学性能1、解释下列名词[1]蠕变：材料在长时间的恒温、恒应力作用下，即使应力小于屈服强度，也会缓慢地产生塑性变形的现象称为蠕变。
[2]蠕变曲线：通过应力、温度、时间、蠕变变形量和变形速率等参量描述蠕变变形规律的曲线。
[3]蠕变速度：通常指恒速(稳定)蠕变阶段的速度。
[4]持久塑性：持久塑性是指材料在一定温度及恒定试验力作用下的塑性变形。
用蠕变断裂后试样的延伸率和断面收缩率表示。
[5]持久强度：在给定温度T下，恰好使材料经过规定的时间发生断裂的应力值。
[6]蠕变脆性：由于蠕变而导致材料塑性降低以及在蠕变过程中发生的低应力蠕变断裂的现象。
[7]高温应力松弛：恒定应变下，材料内部的应力随时间降低的现象。
[8]等强温度：使晶粒与晶界两者强度相等的温度。
[9]蠕变极限：高温长期载荷作用下材料对塑性变形抗力的指标。
[10]应力松弛：零件或材料在总应变保持不变时，其中的应力随着时间延长而自行降低的现象。
[11]应力松弛曲线：给定温度和总应变条件下，应力随着时间的变化曲线。
[12]松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能。
[13]高温疲劳：高于再结晶温度所发生的疲劳。
[14]热暴露（高温浸润）：材料在高温下即使不受力，长时间处于高温条件下也可使其力学性能发生变化，通常导致室温和高温强度下降，脆性增加。
原因是材料的组织发生变化、环境中的氧化和腐蚀导致力学性能发生变化。
2、问答题[1]简述材料在高温下的力学性能的特点。
答：材料在高温下不仅强度降低，而且塑性也降低：载荷作用时间越长，引起变形的抗力越小；应变速率越低，作用时间越长，塑性降低越显著，甚至出现脆性断裂；变形速度的增加而等强温度升高。
[2]与常温下力学性能相比，金属材料在高温下的力学行为有哪些特点? 造成这种差别的原因何在？答：1 首先，材料在高温和恒定应力的持续作用下将发生蠕变现象；2材料在高温下不仅强度降低，而且塑性先增加后降低。
3 应变速率越低，载荷作用时间越长，塑性降低得越显著。
材料高温条件下的力学性能总结1概述高温下金属及合金中出现的扩散、回复、再结晶等现象，会使其组织发生变化。
金属材料长时间暴露在高温下，也会使其性能受到破坏。
在高压蒸汽锅炉、汽轮机、柴油机、航空发动机、化工设备中高温高压管道等设备中，很多机件长期在高温下服役。
对于这类机件的材料，只考虑常温短时静载时的力学性能还不够。
如化工设备中高温高压管道，虽然承受的应力小于该工作温度下材料的屈服强度，但在长期使用过程中会产生连续的塑性变形，使管径逐步增大，甚至会导致管道破裂。
温度的“高”或“低”是相对该金属的熔点来讲的，一般采用约比温度T/Tm（Tm表示材料熔点），T/Tm>0.TO.5,则算是高温。
民用机接近1500℃,军用机在2000℃左右，航天器的局部工作温2500℃2影响因素温度对材料的力学性能影响很大。
在高温下载荷持续时间对力学性能也有很大影响。
材料的高温力学性能W室温力学性能，一般随温度升高，金属材料的强度降低而塑性增加。
载荷持续时间的影响：o〈os,长期使用过程中，会产生蠕变，可能最终导致断裂；随载荷持续时间的延长，高温下钢的抗拉强度降低；在高温短时拉伸时，材料的塑性增加；但在长时载荷作用下，金属材料的塑性却显著降低，缺口敏感性增加，往往呈现脆性断裂；温度和时间的联合作用还影响材料的断裂路径。
温度升高时，晶粒强度和晶界强度均会降低，但是由于晶界上原子排列不规则，扩散容易通过晶界进行，因此，晶界强度下降较快。
晶粒与晶界两者强度相等的温度称为“等强温度”TE。
当材料在TE以上工作时，材料的断裂方式由常见的穿晶断裂过渡到晶间断裂。
材料的TE不是固定不变的，变形速率对它有较大影响。
因晶界强度对形变速率敏感性比晶粒大得多，因此TE随变形速度增加而升高。
综上所述，研究材料在高温下的力学性能，必须加入温度和时间两个因素。
建筑材料的高温性能.《建筑材料的高温性能》在建筑领域，材料的性能是确保建筑物安全、稳定和持久的关键因素之一。
而在众多性能中，材料的高温性能显得尤为重要。
当建筑物面临火灾等高温环境时，建筑材料的性能直接关系到人员的生命安全和财产的保护。
首先，让我们来了解一下什么是建筑材料的高温性能。
简单来说，它指的是建筑材料在高温条件下保持其物理、化学和力学性能的能力。
这包括材料的耐热性、热稳定性、热膨胀性、热传导性以及在高温下的强度和变形特性等。
常见的建筑材料如钢材、混凝土、木材和砖块等，它们在高温下的表现各不相同。
钢材在常温下具有较高的强度和良好的延展性，但在高温下，其强度会急剧下降。
当温度超过一定限度时，钢材甚至会失去承载能力，导致建筑物结构的坍塌。
这是因为在高温下，钢材内部的晶体结构发生了变化，从而影响了其力学性能。
混凝土是另一种广泛使用的建筑材料。
在高温下，混凝土会发生脱水、分解等化学反应，导致其强度降低。
此外，混凝土的热膨胀系数相对较大，在温度变化时容易产生裂缝，从而影响其整体性和承载能力。
不过，通过添加一些特殊的外加剂和纤维材料，可以在一定程度上提高混凝土的高温性能。
木材在建筑中也有一定的应用，但其可燃性是一个需要关注的问题。
在高温下，木材容易燃烧，并且其强度会迅速下降。
然而，经过防火处理的木材可以在一定程度上提高其耐火性能。
砖块作为一种传统的建筑材料，在高温下的性能相对较为稳定。
但如果温度过高，砖块也可能会出现开裂、剥落等现象。
建筑材料的高温性能对于建筑物的防火设计具有重要意义。
在设计过程中，需要根据建筑物的用途、高度、面积等因素，合理选择具有良好高温性能的建筑材料，并采取相应的防火措施。
例如，在钢结构建筑中，可以采用防火涂料或设置防火隔离带等方式来提高钢结构的耐火性能；在混凝土结构中，可以通过增加钢筋的保护层厚度、使用高性能混凝土等方法来增强其在高温下的稳定性。
此外，建筑材料的高温性能还与施工质量密切相关。
建筑材料的高温性能
建筑材料的高温性能从哪几个方面来衡量
在建筑防火方面.判定建筑材料高温的性能好坏应考虑以下五个方面。
1.燃烧性能
建筑材料的燃烧性能包括着火性、火焰传播性、燃烧速度和发热量等。
2力学性能
研究材料在高温作用卜，力学性能（尤其是强度性能）随温度的变化关系。
对于结构材料，在火灾高温作用下保持一定的强度是至关重要的。
3.发烟性能
材料燃烧时会产生大量的烟，‘已除了对人身造成危害之外，还严重妨碍人员的疏散行动和消防扑救工作进行在许多火灾中，大量死难者并非烧死.而是烟气窒息造成。
4.毒性性能
在烟气生成的同时.材料燃烧或热解中还产牛定的毒性气休据统计.建筑火灾中人员死亡R0/,为烟气中毒IN死.因此对材料的潜在毒性必须加以重视。
5.隔热性能
在隔绝火灾高温热量方面，材料的导热系数和热容量是两个最为重要的影响因素。
此外，材料的膨胀、收缩、变形、裂缝、熔化、粉
化等因素也对隔热性能有较大的影响，这是因为在实际中.构造做法与隔热性能直接有关，这些因索又影响着构造做法。
选用建筑材料时必须综合考虑L述五个囚素但由于材料的种类、使用11的和作用等小相同。
在考虑其防火性能时又应有不同的侧秉方曲。
如对于用于承重构件的砖、石、混凝十、钢材等材料，山于它们同属于无机材料.具备不燃性，因此在考虑其防火性能时币点在于其高温下的力学性能及隔热性能而对于却料、术材等材料，由于是有机材料，具备可燃性，在建筑中主要用作装修和装饰材料.所以在考虑其防火性能时、则应侧重于燃烧性能、发烟比能及燃烧毒性。
建筑材料的高温性能1. 引言高温环境对建筑材料的性能和稳定性产生重要影响。
在许多应用中，建筑材料需要能够在高温条件下长期使用，同时保持其结构完整和性能稳定。
本文将介绍建筑材料在高温条件下的性能特点和相关的测试方法。
2. 高温性能的影响因素建筑材料在高温下的性能受多种因素影响，包括材料的组成、结构和处理方式等。
下面将详细介绍各个因素对高温性能的影响。
2.1 材料的组成材料的组成是影响高温性能的重要因素。
一般来说，无机材料比有机材料在高温下更为稳定。
有机材料往往含有较高的碳元素，易于在高温下燃烧和氧化，导致性能下降。
而无机材料如砖、石灰石等由于其化学成分的稳定性，能够在高温下保持较好的性能。
2.2 结构和形状材料的结构和形状也对高温性能产生影响。
某些材料具有较好的热传导性质，能够迅速将热量传递到材料周围，进而减小温度梯度，避免因热胀冷缩而引发的开裂和变形。
此外，具有较高固化温度的材料能够在高温下保持较好的力学性能和抗火性能。
2.3 处理方式材料的处理方式也对高温性能产生影响。
例如，陶瓷材料的烧结温度、热处理工艺等均能够影响其高温性能。
合适的处理方式能够提高材料的熔点、热膨胀系数和抗氧化能力，从而提高其在高温下的使用寿命。
3. 高温性能的测试方法为了评估建筑材料在高温条件下的性能，需要进行相应的测试和评估。
下面介绍几种常用的测试方法。
3.1 热导率测试热导率测试能够评估材料在高温下的热传导性能。
常用的测试方法包括横向热导率测试和瞬态平面源法。
通过测量材料在高温下的热导率，可以评估材料在高温条件下的热传导能力和耐火性能。
3.2 力学性能测试在高温条件下，材料的力学性能也会发生变化。
常见的力学性能包括抗拉强度、抗压强度和弹性模量等。
通过力学性能测试，可以评估材料在高温条件下的强度和稳定性。
3.3 热膨胀系数测试热膨胀系数是评估材料在高温下热膨胀性能的重要参数。
热膨胀系数测试能够测量材料在高温条件下的膨胀系数，从而评估其在高温下的变形和开裂风险。
高分子材料的高温性能与耐火性研究高分子材料的高温性能和耐火性是当今材料科学研究领域的重要课题之一。
在高温环境下，传统的金属和陶瓷材料可能失去其特性，而高分子材料在一些特定的条件下具有良好的高温性能和耐火性能，具有广泛的应用前景。
首先，高分子材料的高温性能是指在高温环境下能够保持其结构、性能和功能的能力。
高分子材料的高温性能与其结构密切相关，高分子材料的主链结构、分支结构和交联结构等都会对其高温性能产生影响。
此外，高分子材料的热稳定性、熔点和热膨胀系数等也是评价其高温性能的重要指标。
为了改善高分子材料的高温性能，研究人员采取了多种方法。
一种方法是在高分子材料中引入耐高温填料，如无机纳米颗粒、陶瓷纤维和陶瓷颗粒等，以增强高温下的热稳定性和机械性能。
另一种方法是通过改变高分子材料的化学结构，例如引入含有稳定的共轭结构、芳香族结构或含氮杂化物结构的单体，以提高高温下的热稳定性和耐火性能。
其次，高分子材料的耐火性是指材料能够在火灾等极端条件下保持其结构完整和性能稳定的能力。
高分子材料的耐火性主要取决于其化学结构和炭化机理。
一般来说，高分子材料的耐火性能随着其含氧量的增加而增强。
引入含氧官能团、溴化物和含氮杂化物等对提高高分子材料的燃烧抑制效果具有重要作用。
此外，合理的加工方法和添加剂也可以改善高分子材料的耐火性能。
近年来，高分子材料的高温性能和耐火性研究取得了显著的进展。
一方面，高分子材料的合成和调控方法不断创新，有机聚合物、热塑性聚氨酯和热塑性热固性高分子材料等新型材料涌现出来，具有出色的高温性能和耐火性能。
另一方面，利用纳米技术、纳米复合材料和纳米涂层等方法改善高分子材料的高温性能和耐火性能的研究也得到了广泛的关注。
高分子材料的高温性能和耐火性研究不仅为材料科学领域提供了重要的理论和技术支持，也为广泛的应用领域带来了新的机遇。
例如，在航空航天、汽车制造和电子器件等领域，需要高温稳定和耐火的材料来替代传统的金属和陶瓷材料，以满足极端条件下的工作要求。
建筑材料的高温性能在建筑领域，材料的性能至关重要，而其中高温性能更是在某些特定情况下决定着建筑物的安全性和稳定性。
当面临火灾等高温环境时，建筑材料的表现直接影响着人员的生命安全和财产损失。
因此，深入了解建筑材料的高温性能是建筑设计和施工中不可忽视的重要环节。
首先，我们来谈谈钢材这一常见的建筑材料。
在常温下，钢材具有良好的强度和韧性，被广泛应用于建筑结构中。
然而，在高温下，钢材的性能会发生显著变化。
当温度升高到一定程度时，钢材的强度会急剧下降。
这是因为高温使得钢材内部的晶体结构发生改变，原子间的结合力减弱。
一般来说，当温度超过 500 摄氏度时，钢材的强度会降低到常温时的一半左右。
此外，高温还会导致钢材的膨胀，这可能会引起结构的变形和失稳。
混凝土也是建筑中常用的材料之一。
在高温下，混凝土的性能同样会受到影响。
混凝土中的水分在高温下会蒸发，导致混凝土内部产生孔隙和裂缝。
这不仅会降低混凝土的强度，还会影响其耐久性。
而且，高温还可能使混凝土中的水泥浆体发生化学变化，进一步削弱混凝土的性能。
然而，与钢材相比，混凝土在一定程度上能够承受更高的温度，因为其热传导性能相对较差，热量传递相对较慢。
除了钢材和混凝土，砖块也是常见的建筑材料。
砖块在高温下的性能相对稳定，但也不是完全不受影响。
长时间的高温可能会导致砖块的开裂和强度下降。
特别是在火灾情况下，砖块的表面可能会剥落，影响其结构功能。
再来看看玻璃。
玻璃在常温下是透明且坚硬的，但在高温下容易软化甚至熔化。
这使得玻璃在防火方面的性能相对较弱，需要采取特殊的防火处理措施，如使用防火玻璃或在玻璃表面涂覆防火涂层。
木材作为一种传统的建筑材料，其高温性能也值得关注。
木材在高温下容易燃烧，并且燃烧速度较快。
不过，经过特殊处理的木材，如防火木材，可以在一定程度上提高其耐火性能。
在实际的建筑设计和施工中，了解建筑材料的高温性能对于采取有效的防火措施至关重要。
例如，在设计钢结构建筑时，需要考虑设置防火涂层或采用耐火钢，以提高钢材在高温下的性能。
材料的高温性能研究材料的高温性能是指在高温下不同材料的物理和化学性质表现。
能否适应高温环境是衡量材料性能的关键指标。
高温性能研究是材料学研究的一个重要方向，在工业生产中有着广泛的应用。
一、高温环境对材料性能的影响高温环境下，材料的物理和化学性质都会受到不同程度的影响。
温度升高，材料的热膨胀系数加大，热导率增加，热容量降低，机械强度和硬度等机械性能降低。
化学性质方面，材料在高温下容易发生腐蚀、氧化等反应。
因此，高温性能研究的目的是为了找到能够在高温环境下保持稳定性的材料，使材料能够长期保持稳定的性能。
二、高温性能研究的方法1. 实验研究实验研究是高温性能研究的主要方式。
在高温下进行各种测试，例如热膨胀系数测试、热稳定性测试、化学稳定性测试等等。
实验研究能够直接得到高温条件下的各种材料性能指标，有着很高的可靠性。
2. 理论模拟理论模拟是高温性能研究的重要途径。
通过建立数学模型，模拟出材料在高温条件下的物理和化学性质变化。
理论模拟可以有效地降低实验成本和时间，为实验研究提供宝贵的指导。
三、高温性能研究的应用高温性能研究在工业生产中有着广泛的应用。
例如，航空、航天、冶炼、电力、石化等领域都需要材料能够在高温条件下保持稳定性。
高温性能优良的材料能够有效地提高生产效率和质量，降低生产成本，促进工业生产的发展。
四、现代高温材料的研究进展现代高温材料的研究已经取得了许多进展。
例如，高温合金、碳纤维复合材料、陶瓷材料等新型材料的开发和研究，在航空、航天、汽车、电力等领域都有着广泛的应用。
这些材料具有独特的高温性能优点，能够适应更加严苛的高温环境。
总之，高温性能研究是材料学研究的重要方向，能够为工业生产提供重要的技术支持。
通过实验研究和理论模拟，可以得到更加准确的材料性能指标，并借此开发出更加优秀的高温材料，推动工业生产的发展。
