材料物理性能简介 Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
<<材料物理性能>>基本要求
一，基本概念：
1.摩尔热容: 使１摩尔物质在没有相变和化学反应的条件下，温度升高1K所需要的热
量称为摩尔热容。它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
2.比热容：质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下，温度升高1K所需要的
热量称为比热容。它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
3.比容：单位质量（即1kg物质）的体积，即密度的倒数（m3/kg）。
4.格波：由于晶体中的原子间存在着很强的相互作用，因此晶格中一个质点的微振动
会引起临近质点随之振动。因相邻质点间的振动存在着一定的位相差，故晶格振动会在晶体中以弹性波的形式传播，而形成“格波”。
5.声子（Phonon）: 声子是中集体激发的准粒子，就是振动中的简谐振子的能量量子。
6.德拜特征温度: 德拜模型认为:晶体对热容的贡献主要是低频弹性波的振动，声频支
的频率具有0～ωmax分布,其中,最大频率所对应的温度即为德拜温度θD,即
θD=ωmax/k。
7.示差热分析法（Differential Thermal Analysis, DTA ）: 是在测定热分析曲线（即加热
温度T与加热时间t的关系曲线）的同时，利用示差热电偶测定加热（或冷却）过程中待测试样和标准试样的温度差随温度或时间变化的关系曲线ΔT~T（t），从而对材料组织结构进行分析的一种技术。
8.示差扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry, DSC）: 用示差方法测量加热或冷
却过程中，将试样和标准样的温度差保持为零时，所需要补充的热量与温度或时间的关系。
9.热稳定性（抗热振性）：材料承受温度的急剧变化（热冲击）而不致破坏的能力。
10.塞贝克效应：当两种不同的导体组成一个闭合回路时，若在两接头处存在温度差则
回路中将有电势及电流产生，这种现象称为塞贝克效应。
11.玻尔帖效应：当有电流通过两个不同导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热
外，还要在两接头处出现吸热或放出热量Q的现象。
12.迈斯纳效应：若在常温下将超导体先放入磁场内，则有磁力线穿过超导体；然后再
将超导体冷却至Tc以下，发现磁产从超导体内被排出，即超导体内无磁场B=0。即超导体具有完全的抗磁性。
13.铁电体：具有电畴结构和电滞回线的晶体。
14.铁电性：具在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化的方向可因外电场的作用
而反向，晶体的这种特性称为铁电性。
15.自发极化：在没有外电场作用时，晶体中存在着由于电偶极子的有序排列而产生的
极化。
16.压电效应：在某些晶体（主要是离子晶体）的一定方向施加机械力作用时，晶体的
两端表面出现符号相反的束缚电荷，且束缚电荷的密度与施加的外力大小成正比，这种由机械效应转换成电效应的现象称为压电效应。
17.逆压电效应：将具有压电效应的电介质置于外电场中，由于外电场的作用引起其内
部正负电荷中心位移，从而导致电介质发生形变（形变与所加电场强度成正比），这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。
18.介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗，由电能
转变为其它形式的能（如热、光能等），统称为介质损耗。
19.光生伏特效应：光照射引起PN结两端产生电动势的效应。当光照射到PN结结区
时，光照产生的电子－空穴对在结电场作用下，电子推向N区，空穴推向P区；电
子在N区积累使N区侧带负电，空穴在P区积累使P区侧带正电，从而建立一个与原内建电位差相反的电位差，称为光生电位差。
20.磁化强度：单位体积的总磁矩，表征物质的磁化状态。
21.磁畴：在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。
22.磁致伸缩效应：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都发生变化的现象。
23.退磁场：当铁磁体磁化出现磁极后，这时在铁磁体内部由于磁极作用而产生一个与
外磁化场反向的磁场，因它起到减弱外磁场的作用，故称为退磁场。
24.技术磁化：在外磁场的作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化到饱和的内部变化过
程。
25.磁导率μ：当外磁场H增加时，磁感应强度B增加的速率叫磁导率，用μ表示，即
μ=B/H。
26.内耗：固体材料对振动能量的损耗称为内耗，它代表材料对振动的阻尼能力。
27.滞弹性：在弹性范围内出现的非弹性现象（如弹性蠕变和弹性后效）。
28.滞弹性内耗：由滞弹性产生的内耗。
29.弹性模量：在弹性范围内，引起物体单位变形所需要的应力大小。即材料所受应力
σ与应变ε之间的线性比例系数，σ = Eε，其中称为弹性模量。它表示材料弹性变形的难易程度。
二，基本理论（含微观机理）：
热学: １．杜隆—珀替定律；２．爱因斯坦模型；３．德拜的比热模型
电学: 1. 量子自由电子理论; 2. 能带理论; 3.离子导电机制
磁学: 1．铁磁金属的自发磁化理论; 2. 矫顽力理论（应力理论，杂质理论）
热膨胀：微观机理
弹性与内耗: 1．弹性理论；２．滞弹性内耗机制（驰豫理论的基本思想）
三，基本规律（含影响因素）
热学：热容的实验规律，影响热容的因素及规律（温度，组织转变，结构相变，合金成分等）
电学：导体，半导体，绝缘体的导电性随温度的变化规律；影响导电性的因素
磁学：Ｍ－Ｔ曲线；磁化规律；影响铁磁性的因素（组织敏感参量和组织不敏感参量）热膨胀：热膨胀的实验规律；常见材料（如钢组织）的膨胀规律
弹性与内耗：内耗的实验测定；斯诺克内耗实验
四，实验测量方法与原理
热学：热容的测定及热分析方法
磁学：磁性的测量方法及原理（如矫顽力等）
热膨胀：热膨胀的测量方法
弹性与内耗：弹性模量及内耗的测量原理；碳在α－Fe中的扩散系数和扩散激活能的测定．
<<材料物理性能>>内容简介
第一章. 材料的热性能
由于材料和制品往往要应用于不同的温度环境中，很多使用场合还对它们的热性能有着特定的要求，因此热学性能也是材料重要的基本性质之一。
固体材料的一些热性能如比热，热膨胀、热传导等都直接与晶格振动有关，因此我们首先介绍热力学与统计力学一些概念和晶格振动的有关内容。
1 材料的热容
热容的概念:
热容的定义：物体在温度升高1K时所吸收的热量称作该物体的热容．
摩尔热容：使１摩尔物质在没有相变和化学反应的条件下，温度升高1K所需要的能量,它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
比热容：质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下，温度升高1K所需要的热量称为比热容。它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
