材料性能学复习 ncu 材料科学与工程
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天津市考研材料科学与工程复习资料材料性能与材料加工技术重点知识总结材料科学与工程是近年来发展迅速的学科领域之一,它研究材料的性能和加工技术,从而推动各种工业领域的发展。
作为天津市考研材料科学与工程的考生,掌握这些重点知识非常重要。
本文将对材料性能和材料加工技术的重点知识进行总结,以帮助考生更好地复习。
一、材料性能1. 物理性能物理性能是衡量材料特性的重要指标,包括密度、热膨胀系数、热导率、电导率等。
其中,密度是指材料单位体积的质量,常用符号为ρ。
热膨胀系数是指材料在温度变化时的膨胀程度,表示为α。
热导率是指材料传导热量的能力,常用符号为λ。
电导率是指材料导电能力的大小,常用符号为σ。
2. 机械性能机械性能是衡量材料抗力和刚度的指标,包括强度、韧性、硬度等。
强度是指材料的抗力能力,通常有拉伸强度、屈服强度、冲击强度等。
韧性是指材料在外力作用下不易断裂的能力。
硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。
3. 热性能热性能是衡量材料在高温条件下的稳定性能指标,包括热稳定性、热膨胀性、热导率等。
热稳定性是指材料在高温条件下保持结构稳定的能力。
热膨胀性是指材料在高温条件下膨胀的程度。
热导率是指材料在高温条件下传导热量的能力。
4. 化学性能化学性能是衡量材料在化学环境中的稳定性能指标,包括耐腐蚀性、氧化性、还原性等。
耐腐蚀性是指材料在化学介质中不易被腐蚀的能力。
氧化性是指材料与氧气反应的能力。
还原性是指材料能够还原其他物质的能力。
二、材料加工技术1. 粉末冶金粉末冶金是利用金属或非金属粉末为原料,通过成型、烧结等工艺制备材料的一种方法。
它具有生产成本低、产品结构均匀、性能稳定等优点,广泛应用于制造零件和工具。
2. 熔融加工熔融加工是利用材料的熔化性质进行加工的一种方法,包括熔炼、铸造、混炼等工艺。
熔融加工能够制备各种形状和尺寸的材料,适用于大批量生产和复杂形状的零部件制造。
3. 塑性加工塑性加工是利用材料的塑性变形性质进行加工的一种方法,包括拉伸、冷轧、冷挤压等工艺。
绪论二、单项选择题1、下列不是材料力学性能的是()A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能2、属于材料物理性能的是()A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性三、填空题1、材料的性能可分为两大类:一类叫_ _,反映材料在使用过程中表现出来的特性,另一类叫_ _,反映材料在加工过程中表现出来的特性。
2、材料在外加载荷(外力)作用下或载荷与环境因素(温度、介质和加载速率)联合作用下所表现的行为,叫做材料_ 。
四、简答题1、材料的性能包括哪些方面?2、什么叫材料的力学性能?常用的金属力学性能有哪些?第一章材料单向静拉伸的力学性能一、名词解释弹性极限:是材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时的应力(或达到最大弹性变形所需要的应力)。
强度:是材料对塑性变形和断裂的抗力。
屈服强度:材料发生屈服或发生微量塑性变形时的应力。
抗拉强度:拉伸实验时,试样拉断过程中最大实验力所对应的应力。
塑性变形:是材料在外力作用下发生的不可逆永久变形但不破坏的能力。
韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
二、单项选择题1、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的()A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性2、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为()A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度3、拉伸实验中,试样所受的力为()A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力4、常用的塑性判断依据是()A、断后伸长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性5、工程上所用的材料,一般要求其屈强比(C )A、越大越好B、越小越好C、大些,但不可过大D、小些,但不可过小6、工程上一般规定,塑性材料的δ为()A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%7、形变强化是材料的一种特性,是下列( C )阶段产生的现象。
A、弹性变形;B、冲击变形;C、均匀塑性变形;D、屈服变形。
材料复习知识点第二章物质结构基础原子中电子的空间位置和能量1、电子的统计形态法描述四个量子数n, 第一量子数:决定体系的能量n = 1, 2, 3…(整数),n=1时为最低能级K, L, M…l, 第二量子数:决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性l = 0, 1, 2, 3, 4 (n-1) n = 1,l = 0s p d f g 状态 n = 2,l = 0,1 (s, p) m l, 第三量子数:决定体系角动量在磁场方向的分量m l = 0,±1,±2,±3 有(2l+1)个m s, 第四量子数:决定电子自旋的方向 +l/2,-l/22、电子分布遵从的基本原理:(1)泡利不相容原理:在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子,即同一原子中,最多只能有两个电子处于同样能量状态的轨道上,且自旋方向必定相反。
n=1时最多容纳2个电子n=2时最多容纳8个电子主量子数为n的壳层中最多容纳2n2个电子。
(2)能量最低原理:原子核外的电子是按能级高低而分层分布,在同一电子层中电子的能级依s、p、d、f的次序增大。
(3)洪特规则:简并轨道(相同能量的轨道)上分布的电子尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。
请写出Fe和Cu原子的外层电子排布Fe:(26)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2Cu:(29)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1结合方式基本结合:离子键、金属键、共价键------化学键合派生结合:分子间作用力、氢键-------物理键合基本结合:1. 离子键合离子键:原子核释放最外层电子变成的正离子与接收其放出电子而变成的负离子相互之间的吸引作用(库仑引力)所形成的一种结合。
典型的离子化合物有NaCl、MgCl2等。
特点:①电子束缚在离子中;②正负离子吸引,达到静电平衡,电场引力无方向性和饱和性----产生密堆积,取决于正负离子的电荷数和正负离子的相对大小。
材料科学与工程前沿复习材料科学与工程是一门研究材料的组织结构、性能、制备和应用的学科,近年来在科技领域有了长足的发展。
为了追求科学的竞争力和工程的实用性,材料科学与工程的前沿知识是必不可少的。
本文将围绕材料科学与工程的前沿领域进行复习,包括材料的多尺度结构、新材料的合成方法、材料的性能调控以及材料的应用等方面。
首先,材料的多尺度结构是材料科学与工程的基础知识之一、材料的性能与其组织结构有着密切的关系,而材料的组织结构又由其在不同尺度上的结构所决定。
因此,了解材料的多尺度结构对于理解其性能和调控其性能具有重要意义。
在材料的多尺度结构中,原子尺度、晶界尺度、晶体尺度、微观结构尺度和宏观结构尺度等都是需要考虑的因素。
其次,材料的合成方法也是材料科学与工程的前沿领域之一、新材料的合成方法的发展可以大大改善传统材料的性能,同时也可以制备全新的材料。
材料的合成方法包括物理方法、化学方法、生物方法等多种途径,例如溶液法、气相法、固相法、导电高分子等。
因此,掌握不同合成方法在材料制备中的应用和优势,对于材料科学与工程的发展具有重要意义。
另外,材料的性能调控也是材料科学与工程的重要内容之一、通过调控材料的组织结构和化学成分,可以改善材料的物理性能、力学性能、光学性能等方面。
材料的性能调控可以通过多种途径实现,如固溶处理、表面改性、纳米尺度调控等。
了解不同的性能调控方法,并且能够根据材料的特性选择合适的调控方法,对于研究和开发具有特定性能的材料具有重要意义。
最后,材料的应用是材料科学与工程的核心之一、材料在工业、能源、环境、生物医学等领域中有着广泛的应用。
随着科技的发展和社会的需求,新型材料的应用正在不断拓展。
例如,碳纳米管、石墨烯、稀土永磁体等新材料在电子、光电子、能源等领域中有着广阔的应用前景。
了解不同材料的应用特点以及开发新材料的方法对于推动材料科学与工程的发展具有重大意义。
综上所述,材料科学与工程的前沿知识包括材料的多尺度结构、新材料的合成方法、材料的性能调控以及材料的应用等方面。
江西省考研材料科学与工程复习资料材料学原理掌握材料性质江西省考研材料科学与工程复习资料:材料学原理及材料性质材料科学与工程领域是一个研究、设计和开发新材料的理论与实践学科。
在江西省考研中,材料科学与工程是一个重要的专业方向,掌握材料学原理及材料性质对于备考取得好成绩至关重要。
本文将为大家详细介绍材料学原理和材料性质的相关知识。
一、材料学原理材料学原理是材料科学与工程的核心基础理论,也是工程技术实践的指导原则。
它主要包括以下几个方面的内容:1. 材料的结构与性质:材料的结构决定了其性质。
材料的结构可从原子、晶体或分子层面进行研究,常见的结构类型包括金属结构、陶瓷结构和聚合物结构等。
不同结构的材料具有不同的性质,如导电性、热导率、硬度等。
2. 材料的制备与加工:材料的制备和加工是将材料从自然状态转化为工程材料的过程。
制备和加工方式的选择直接影响材料的性能和应用范围。
常见的制备和加工方法包括熔融法、溶液法、沉积法和粉末冶金等。
3. 材料的表征与测试:材料的表征和测试是研究材料性质的重要手段。
常用的表征方法包括显微镜观察、X射线衍射、电子显微镜和热分析等。
通过表征和测试,可以准确了解材料的结构特征和性能指标。
4. 材料的应用与工程:材料的应用和工程是材料学原理的最终目的。
工程材料的选用需要根据具体应用环境和性能要求来进行。
常见的工程材料包括结构材料、功能材料和生物材料等。
二、材料性质材料性质是指材料在外界作用下表现出来的特征和性能。
正确认识和掌握材料性质对于材料工程的设计和应用具有重要意义。
主要涉及的材料性质如下:1. 机械性能:机械性能是材料最基本的性质之一,包括强度、硬度、韧性、刚性等。
这些性能指标直接影响材料在承受外力时的表现。
2. 导电性与热导率:导电性和热导率是材料的电导和热传导特性。
金属通常是良好的导电材料,而绝缘体则具有较低的导电性。
3. 光学性质:光学性质是材料对光的相互作用特性。
包括透明度、折射率、吸光度和反射率等。
材料工程基础复习一)导热1,热传导:又称导热,指两个相互接触的物体或同一物体的各部分,由于温差而引起的热量传递现象。
(导热是依靠物体微观粒子的热运动而传递热量,其特点是物体各部位不发生宏观相对位移。
) 傅里叶公式:dxdt kq -= k:导热系数(热导率):单位温度梯度作用下物体内单位时间,单位面积的传热量;一般情况下,固体的k 值较大,液体次之,气体最小。
q:热流密度:单位时间内通过单位面积的热流量。
Q:热流量:单位时间通过面积A 的热量。
单位:sJW 或2,导热热阻:)(kA R k R δδ==或 对流换热热阻:hR 1= 3,导热微分方程:t t2∇=∂∂ατ①导热系数为常数,无内热源:)(222222zt y t x t t ∂∂∂∂∂∂=∂∂ατ :α导温系数(热扩散率):ckρα=:反映了导热过程中材料的导热能力(k )与沿途物质储热能力(c ρ)之间的关系。
热扩散系数说明物体被加热或冷却时,物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力。
②导热系数为常数,无内热源,稳态导热:0222222=∂∂∂∂∂∂zty t x t (拉普拉斯方程) 4,热传导分析计算①通过单层平壁的导热:kt t q δ21-= 由于通过每层的热流密度q 一定,所以可以根据 k t t k x t t δ211-=-公式算出在x处的温度,112.t x t t t +-=δ②通过多层平壁的导热:33221141k k k t t q δδδ++-=,同样根据通过各层的热流密度q 一定算出各个地方的温度值。
③复合壁的导热:注意:)(i i i i A k R δ= 一定要加入面积来算热流量Q ,不算热流密度q 。
④通过单层圆筒壁的导热(认为圆筒壁长度远大于直径,简化为沿半径方向的一维导热):1221ln .21r r kl t t Q π-=1221ln 21r r k t t l Q q l π-== 112211ln ln r r r r t t t t --= 12ln 21r rk R tl π=也可以根据q 一定来计算某点的温度值。
江西省考研材料科学与工程复习资料材料力学重点整理材料加工工艺解析材料科学与工程是一门涉及材料结构、性能、制备和应用的学科。
作为其中的重要分支,材料力学和材料加工工艺是材料科学与工程领域中的核心内容。
本文将对江西省考研材料科学与工程相关的材料力学及材料加工工艺进行重点整理和解析。
一、材料力学材料力学是研究材料在力的作用下的力学行为及其规律的学科。
它主要涉及力、应力、应变、弹性、塑性、破裂等概念和理论。
在考研材料科学与工程中,材料力学是一个重要的考点。
1.1 应力与应变应力是指单位面积上的力的大小,应变是指物体在受力作用下发生的形变。
常见的应力包括拉应力、压应力、剪应力等。
在材料力学中,应力与应变之间存在一定的关系,常用的有胡克定律、泊松比等。
1.2 弹性力学弹性力学是研究材料在力的作用下具有弹性行为的学科。
在弹性力学中,主要关注材料的弹性恢复能力和材料的弹性模量。
常见的弹性力学模型有胡克弹性模型、刚性体模型等。
1.3 塑性力学塑性力学是研究材料在力的作用下具有塑性行为的学科。
塑性行为指的是材料在受力作用下发生的不可逆形变。
常见的塑性力学模型有本构模型、流动规律等。
1.4 破裂力学破裂力学是研究材料在外部力作用下发生断裂行为的学科。
破裂行为指的是材料在受到极限载荷时发生的断裂。
常见的破裂力学理论有线性弹性断裂力学、断裂能力实际理论等。
二、材料加工工艺材料加工工艺是指通过加工技术对材料进行外形、性能和纯度的改善,并制备成具有一定形状、尺寸和性能要求的制品的过程。
在考研材料科学与工程中,材料加工工艺也是一个重要的考点。
2.1 加工方法材料加工可以通过物理方法、化学方法或机械方法进行。
常见的加工方法包括压力加工、热加工、粉末冶金、表面处理等。
2.2 加工工艺材料加工工艺是指根据加工要求,采用一系列工艺操作进行材料加工的过程。
常见的加工工艺有锻造、轧制、挤压、铸造、焊接等。
2.3 加工参数材料加工中的参数对最终制品的性能和质量有很大影响。
北京市考研材料科学与工程复习资料材料结构与材料性能重点梳理北京市考研材料科学与工程复习资料——材料结构与材料性能重点梳理材料结构与材料性能是材料科学与工程中的关键概念,理解和掌握这一内容对于考研学子来说至关重要。
本文将对北京市考研材料科学与工程中材料结构与性能的重点内容进行梳理,以帮助考生加深对这一知识领域的理解。
一、晶体结构晶体是指一种各向同性有序排列的固体材料。
晶体的结构对材料的性能和行为具有重要影响。
在复习过程中,需要重点掌握以下几种晶体结构:1. 立方晶系结构:包括面心立方结构和体心立方结构。
面心立方结构包括最密堆积结构和六方密堆积结构,体心立方结构包括简单立方结构。
2. 其他晶系结构:包括正交晶系、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系等。
每种晶系结构都具有特定的晶格参数和晶胞结构,通过学习其特点和性质,可以深入理解晶体的结构及其性能。
二、非晶态结构与晶体不同,非晶态结构是一种无序排列的结构,它不具有长程有序性。
在考研复习中,需要关注以下几个重点:1. 非晶态结构的形成机理:非晶态材料的形成与凝固方式、冷却速率等因素密切相关。
了解非晶态结构形成的基本原理,可以帮助理解材料的性能和制备方法。
2. 非晶态材料的性质:非晶态材料具有特殊的物理、化学和力学性质,如高硬度、高弹性模量、高抗蠕变性能等。
对这些性质的理解是复习的关键。
三、材料的微观结构与宏观性能关系材料的微观结构对宏观性能具有重要影响。
在考研复习中,需要了解以下几个方面的内容:1. 晶体缺陷与材料性能:晶体缺陷是晶体结构中的缺陷点或缺陷线,包括点缺陷(如空位、插入原子等)和线缺陷(如位错等)。
不同类型的晶体缺陷对材料的导电性、热导性和机械性能等有着不同的影响。
2. 相图与相变:相图是描述材料在不同压力和温度下相变规律的图表形式。
通过学习相图,可以了解材料在相变过程中的结构变化和性能变化规律。
3. 材料的组织与性能:通过改变材料的热处理工艺和合金元素的配比,可以有效调控材料的组织结构,从而改变材料的性能。
测试试卷1.关于固体材料的热容,爱因斯坦模型认为:晶体中每一个原子都是一个独立的振子,原子之间彼此无关,原子以( )的频率振动;德拜模型考虑到晶体中原子的相互作用,认为晶体中对热容的主要贡献是( ),把晶体近似视为连续介质,声频支的振动也近似看作是( )。
低温脆性常发生在具有()结构的金属及合金中,而在( )结构的金属及合金中很少发现。
[参考答案]体心立方或密排六方面心立方2.Griffith微裂纹理论从能量的角度来研究裂纹扩展的条件,这个条件是( )。
[参考答案]物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能3.滑移是在__________作用下,在一定滑移系统上进行的。
[参考答案]切应力4.裂纹扩展的基本方式有三种,分别为()、()和(),其中以()裂纹扩展最危险,最容易引起脆性断裂。
[参考答案]张开型滑开型撕开型张开型5.描述材料的蠕变性能的力学性能指标有:()、()、()等。
[参考答案]蠕变极限持久强度松弛稳定性6.屈服是材料由()向()过渡的明显标志。
答案:弹性变形弹-塑性变形材料7.磁性的本源是材料内部电子的__________和__________。
8.晶体中热阻的主要来源是__________间碰撞引起的散射。
8.对介质损耗的主要影响因素是__________和__________。
9.在垂直入射的情况下,光在界面上的反射的多少取决于两种介质的__________。
10.电场周期破坏的来源是:__________、__________ 、__________ 、__________ 等。
11.由于恒压加热物体除温度升高外,还要对外界做功,所以等压热容__________等容热容。
12.BaTiO3电介质在居里点以下存在__________、__________、__________和__________四种极化机制。
13..断口特征三要素是指__________、__________和__________。
金属材料中的塑性变形有两种基本方式____和____。
14.解理断裂断口的基本微观特征是__________、__________、__________。
15.一25cm长的圆杆,直径2.5mm,承受4500N的轴向拉力。
如直径拉伸成2.4mm,问:设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,拉伸后的长度为_________;在此拉力下的真应力为_________、真应变为_________;在此拉力下的名义应力为_________、名义应变为_________。
15.介质的极化有两种基本形式____________和_____________。
超导体的两个基本特性是__________和__________。
16.当一根金属导线两端温度不同时,若通以电流,则在导线中除产生焦耳热外,还要产生额外的吸放热现象,这种热电现象称为__________效应。
17.无机材料的热冲击损坏有两种类型:__________和__________。
18.决定乳浊度的主要因素是__________、__________和。
19.热量是依晶格振动的格波来传递的,格波分为_______和_______两类。
20.从对材料的形变及断裂的分析可知,在晶体结构稳定的情况下,控制强度的主要参数有三个:_________,_________和_________。
21.金属材料电导的载流子是_________,而无机非金属材料电导的载流子可以是_________、_________或_________、_________。
22.在低碳钢的单向静拉伸试验中,整个拉伸过程中的变形可分为______、______、______以及______四个阶段。
23.电介质的击穿形式有_______,________和________三种形式。
二.名词解释试题铁磁体:主要特点:在较弱的磁场内,铁磁体也能够获得强的磁化强度,而且在外磁场移去,材料保留强的磁性.原因:强的内部交换作用,材料内部有强的内部交换场,原子的磁矩平行取向,在物质内部形成磁畴粘着磨损:因两种材料表面某些接触点局部压应力超过该处材料屈服强度发生粘合并拽开而产生的一种表面磨损色散:材料折射率随入射光频率的减小(或波长增加)而减小的性质,称为折射率的色散。
汤姆逊效应:当一根金属导线两端温度不同时,若通以电流,则在导线中除产生焦尔热外,还要产生额外的吸放热现象.这种热电现象硬度:材料表面上不大体积内抵抗变形或破裂的能力,是材料的一种重要力学性能。
缺口敏感度:衡量在硬性应力状态(α<0.5)和应力集中条件下材料的脆化倾向,试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值。
内耗:在非理想弹性的情况下,由于应力和应变不同步,使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线,这个封闭回线称为弹性滞后环。
存在弹性滞后环的现象说明加载时材料吸收的变形功大于卸载时材料释放的变形功,有一部分加载变形功被材料所吸收。
这部分在变形过程中被吸收的功称为材料的内耗。
低周疲劳:断裂寿命较短,N=102~105,断裂应力水平较高,往往伴有塑性应变发生,亦称为高应力疲劳或应变疲劳。
电介质:柯普定律磁阻效应光生伏特效应磁致伸缩机电耦合系数弛豫滞弹性压电效应热释电效应磁各向异性蠕变光电导三问答题试题1.何谓空间电荷?陶瓷中产生空间电荷的原因有哪些?[参考答案]在电场作用下,不均匀介质的正负间隙离子分别向负正极移动,引起瓷体内各点离子密度变化,即出现电偶极矩,在电极附近积聚的离子电荷就是空间电荷。
实际上,除了介质的不均匀性以外,晶界、相界、晶格畸变、杂质等缺陷区都可成为自由电荷(间隙离子、空位、引入电子等)运动的障碍。
在这些障碍处,自由电荷积聚形成空间电荷,同理,宏观不均匀性,如夹层、气泡等部位也能形成空间电荷。
2.简述热膨胀的机理可从两方面加以解释。
(1)、从位能曲线的非对称性进行解释;(2)、从引力、斥力曲线加以解释。
3.影响塑性形变的因素有哪些?[参考答案]晶体结构和键型本征因素:晶粒内部的滑移系统相互交截、晶界处的应力集中、晶粒大小和分布;外来因素:晶界作为点缺陷的源和阱,易于富积杂质,沉淀有第二相。
特别当含有低熔点物质时,多晶材料的高温塑性滑移首先发生在晶界。
(杂质在晶界的弥散、晶界处的第二相、晶界处的气孔)4.断裂能包括哪些内容?[参考答案]热力学表面能:固体内部新生单位原子面所吸收的能量。
塑性形变能:发生塑变所需的能量。
相变弹性能:晶粒弹性各向异性、第二弥散质点的可逆相变等特性,在一定的温度下,引起体内应变和相应的内应力。
结果在材料内部储存了弹性应变能。
微裂纹形成能:在非立方结构的多晶材料中,由于弹性和热膨胀各向异性,产生失配应变,在晶界处引起内应力。
当应变能大于微裂纹形成所需的表面能,在晶粒边界处形成微裂纹。
5.克服材料脆性和改善其强度的关键是什么?[参考答案]提高材料的断裂能,便于提高抵抗裂纹扩展的能力;减小材料内部所含裂纹缺陷的尺寸,以减缓裂纹尖端的应力集中效应。
6.试题:晶体材料屈服强度的理论计算值与实测值之间相关悬殊,请说明误差产生的主要原因。
产生误差原因:(1)理论计算式的推导是建立在势能-原子位移的变化曲线为正弦波形曲线基础上,而晶体的真实势能-原子位移的变化曲线形式尚不清楚。
(2)真实晶体并非完整晶体。
材料的实际强度就是实验测得的临界分剪应力;理论强度则是按完整晶体刚性滑移模型计算的强度。
7.试解释下列力学性能指标的意义(1)HBS(2)HBW(3)HV(4)HK(5)HS(6)KI(7)KIC(8)tanδ答案:(1)HBS:布氏硬度,压头为淬火钢球(2)HBW:布氏硬度,压头为硬质合金钢球(3)HV:维氏硬度(4)HK:努氏硬度(5)HS:肖氏硬度(6)KI:应力场强度应子(7)KIC:平面应变断裂韧度(8)tanδ:内耗8.一般陶瓷用品,为什么选择釉的膨胀系数适当地小于坯体的膨胀系数?9.什么是铁电体?铁电体具有哪些共同特性?10.将两种不同金属联成回路,如果两接点处温度不同,在回路中会产生哪些热电效应?其基本原理如何?11.TiO2广泛应用于不透明搪瓷釉。
其中的光散射颗粒是什么?颗粒的什么特性使这些釉获得高度不透明的品质?12.铁磁性材料中为什么会形成磁畴?四计算题试题1.一透明Al2O3板厚度为1mm,用以测定光的吸收系数。
如果光通过板厚之后,其强度降低了15%,计算吸收散射系数的总和。
(a-A12O3晶体:n=1.760)[参考答案]T=I/I0=1-15%=85%,x=1mm=0.1 cm根据透光度公式:T=I/I0=(1-R)2e-(β+S)x(2分)则有:85%=(1-R)2e-(β+S)0.1(2分)如果考虑反射损失,则(2分)R很小,可忽略,即:1-R≈1∴有0.85=e-(β+S)0.10.85=e-(β+S)0.1解得:β+S=-(Ln0.85/0.1)=1.65cm-12.试题:一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa),计算上限及下限弹性模数。
3.多晶多相无机材料中裂纹产生和快速扩展的原因是什么?有哪些防止裂纹扩展的措施?[参考答案]裂纹产生的原因(1)由于晶体微观结构中存在缺陷,当受到外力作用时,在这些缺陷处就引起应力集中,导致裂纹成核,例如位错在材料中运动会受到各种阻碍:(2)材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面型纹,-这种表面裂纹最危险,裂纹的扩展常常由表面裂纹开始。
(3)由于热应力而形成裂纹。
大多数陶瓷是多晶多相体,晶粒在材料内部取向不同,不同相的热膨膨系数也不同,这样就会因各方向膨胀(或收缩)不同而在晶界或相界出现应力集中,导致裂纹生成。
(4)由于晶体的各向异性引起,如弹性模量的各向异性导致晶粒间存在一应力,如果该应力超过材料的强度则出现微裂纹。
快速扩展的原因按照格里菲斯微裂纹理论,材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量,而是决定于裂纹的大小,即是由最危险的裂纹尺寸(临界裂纹尺寸)决定材料的断裂强度,一旦裂纹超过临界尺寸,裂纹就迅速扩展而断裂。
因为裂纹扩展的动力,当C增加时,G也变大,而是常数,因此,断裂一旦达到临界尺寸而起始扩展,G就愈来愈大于4γ,直到破坏。
所以对于脆性材料,裂纹的起始扩展就是破坏过程的临界阶段,因为脆性材料基本上没有吸收大量能量的塑性形变。
防止裂纹扩展的措施微晶、高密度与高纯度、预加应力、化学强化、相变增韧、韧性相(如金属粒子)弥散于材料中增韧、纤维增强复合材料等。
4.论述大多数无机非金属材料在常温下不能产生塑性形变的原因无机非金属材料滑移系统少,不易产生塑性形变,主要原因有:(1)离子键或共价键,具有明显的方向性。