名词解释材料性能学

名词解释： 韧性断裂：材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。

应力状态软性系数：不同加载情况下材料最大切应力 T max 与最大正应力（T max 的比值。

冲击韧性：冲击试样的冲击吸收功除以试样缺口横截面积的商，低应力脆断：当容器或构件存在宏观裂纹时，在应力水平不高，甚至低于材料屈服 极限的情况下所发生的突然断裂现象称为低应力脆断。

断裂力学在承认宏观裂纹前提下利用力学分析原理定量和研究裂纹扩展规律裂纹体断裂。

疲劳极限：材料能长久经受的最大交变应力。

摩擦：接触物体间的一种阻碍运动的现象。

磨损：在摩擦作用下物体相对运动时，表面逐渐分离出磨屑从而不断损伤的现象。

声子：质点热振动能量是量子化的，能级间隔 hv,hv 是这种量子化弹性波的最小单位,称为量子或声子。

21•德拜温度：所有金属在高于某一特定温度后，其摩尔热容接近一个常数。

22•能带（允带）：能被电子所占有的准连续能级。

23.N 型半导体：四价的本征半导体 Si 、Ge,掺入少量五价的杂质元素，出现若干束缚电子。

24.P 型半导体：四价的本征半导体 Si 、G e 等，掺入少量三价的杂质元素25. 弗仑克尔缺陷：一定温度下，某些原子能够获得较大的热运动能量，挤入晶体原子间的 空隙位置，形成间隙原子，这种间隙原子和空位成对出现的缺陷称为弗仑克尔缺陷。

26. 肖特基缺陷：在晶体内部形成空位，而表面则产生新原子层，结果是晶体内部产生空位但没有间隙原子，这种缺陷称为肖特基缺陷。

大题1.为什么满足格里菲斯公式是断裂的必要不充分条件：充分条件，裂纹尖端的集中应力大于 等于理论断裂强度。

裂纹尖端最大应力 d max = （T [1+（a/ P ）0.5] ~ 2 b ⑻P ）0.5 = （E Y s /a 0）0.5, P -裂纹尖端曲半径。

充分条件： T c =（E 丫 s P /4aa 0） 0.5 讨论：① p =a o , T c =（E 丫 s /4a 0） 0.5, 充分条件公式系数=0.5必要条件公式系数=0.8（72/ n ）。

此时满足必要条件，同时满足 充分条件，故可按格菲公式计算。

②当 P =3a 0时，T c = （ 3E Y s /4a 0） 0.5，此时充分条件公式 系数>0.8，故虽满足格菲公式，裂纹并不扩展。

2. ①液压万能材料试验机： 40CrNiMo 调制钢试样（拉伸试验）。

W18Cr4V 钢淬火会火试样（压 缩试验）；灰铸铁试样（压缩试验）。

②扭转试验机：20Cr 渗碳淬火钢（扭转试验），硬度高、 高疲劳强度，韧性强。

3. 维氏硬度：①渗碳层的硬度分布；⑥仪表小黄铜齿轮；布氏硬度：③灰铸铁；洛氏硬度：②淬火钢；④硬质合金；⑩高速钢刀具。

显微硬度：⑤鉴别钢中的隐晶马氏体与 残余奥氏体 回跳法：⑦龙门刨床导轨；⑨火车圆弹簧4.论述金属材料疲劳破坏的过程： 1.疲劳裂纹的形成。

①在驻留滑移带（永留或再现的循环 滑移带）形成。

②在挤出脊和侵入沟形成，原因是应力应变集中。

③在晶界开裂，夹杂物，第二相与基体界面分离处形成。

2.疲劳裂纹的扩展：1阶段是沿着最大切应力方向向内扩展。

其中多数微裂纹并不继续扩展，成为不扩展裂纹，只有个别微裂纹可沿至几十微米。

n 阶段， 沿垂直拉应力方向向前扩展形成主裂纹，直至最后形成剪切唇为止。

5.韧性断裂的断裂与疲劳断裂的异同点： 1.断裂发生：①韧性断裂是在工作应力不高的情况 下发生低应力脆断；②疲劳断裂是循环应力引起的延时断裂，也属脆断。

2.受载情况：①是 在静载荷作用下产生的 K>KC;②是在变载荷作用下发生的。

3.断口特征：①断裂有三个特征区：纤维区、放射区、剪切唇；②有三个特征区：疲劳源、疲劳裂纹扩展区、瞬断区。

4.断 裂过程：①的断裂过程存在先天裂纹，有亚临界和失稳扩展；②不存在先天裂纹，有裂纹的学习好资料欢迎下载1. 2. 3. aK 。

4. 5. 6. 7. & 20.形成和扩展。

6.何谓接触疲劳，根据剥落裂纹起始位置及形态的差异，接触疲劳为哪三类过程？（论述）①是两接触材料作滚动或滚动加滑动摩擦时，交变接触压应力长期作用使材料表面疲劳损伤，局部区域出现小片或小块状材料剥落，而使材料磨损的现象。

②麻点剥落（点蚀）、浅层剥落、深层剥落（表面压碎）。

③深度在0.1-0.2mm的小块剥落称点蚀，剥落形状为不对称V型针状学习好资料 _______ 欢迎下载.或痘状凹坑。

浅层剥落深度一般为 0.2-0.4mm ，剥块底部大致与表面平行，裂纹沿与表面成锐角或直角扩展。

深层剥落深度与表面强化层深相当（>0.4），剥落时裂纹垂直于表面扩展。

19. ①T f , 一定频率v 的振子占据高能级的几率增加，低频率的振子需要激发到高能及需要的hv 值比较小，先激发占据高能级。

T 再f,高频率的振子 hv 值也得到满足，激发到高能 级，激发声子数f 显著，②T 70K , kT<<hv ，吸收的能量很小，最低频率的振子也不能被激发到更高的能级，没有声子被激发。

③当T f, kT>>hv ，最大频率的振子也被激发到高能级， kT=hvmax,即，德拜特征温度，所有振子占据高能级的几率为1, T 再匸，不同频率的振子获得能量占据更高能级所激发的声子数相同。

20. 影响无机非金属材料热传导的因素： 数①T 对C 的影响T=0K,C=0; T< eD; f,声子碰撞几率f, I J,热阻f,③T 对入的影响T=0K, C=0,入=0 J, f, T< eD, C x T3, I 随 T f 而J, T>eD, I 是下限值J ,入趋于定值；（T <2K ）,声子数很少，电子的散射主要是电子与电子间的相互作用，并应以 于零，但对大多数金属，此时的电阻率表现为一常数，阻所引起，即P '为残留电阻率。

22 .半导体电阻率-温度关系：①低温区：n0=nD+, 本征半导体大得多，但对温度的依赖性小。

②中温区： 这个温度对于，非本征半导体材料来说非常重要， 越高表示此种半导体的使用温度越高。

③高温区：本征激发区23. 影响离子电导率的因素：①唯一的导电机理②两种导电机理（斜率先小后大）这是由于 杂质活化能比基本点阵离子的活化能小许多的缘故。

③两种导电机理（斜率先大后小）两种杂质离子的电导④导电机理复杂 .24.帕耳帖效应内容：将铜、铋两根金属丝的端点互相连接（A,B 处）成为一闭合回路。

将两根铋丝分别接到直流电源的正、负极上，通电。

结果：通电后发现 A 接头变冷，吸热效 应；B 接头变热，发生了放热效应，这个现象称为帕尔帖热电效应。

应用一一制冷当金属导线两端，温度不同，通过电流，发现，若电流方向与热端方向一致时产生放热，反 之吸热。

这就是汤姆逊效应。

把两种不同的金属导体 1, 2组成闭合回路，两接点分别置于 T1和T2 （设T1>T2）两不同温 度时，则在回路中就会产生热电势，形成回路电流。

这种现象称塞贝克效应。

塞贝克效应的应用一一用于温度测量的热电偶1.温度的影响：热导率 入=1/3C U I , U 可以看作常C X T3; T>> eD C ~3R ②T 对平均自由程 I 的影响：T入J, T J,声子碰撞几率J, I f ,热阻J,入f T f , C X T3, I 是上限值，入X T3,入f; T 再入升高速度J ； T= eD , 8 3R , I 随T f 而J ,入J; T 再ff,光子导热， 入f 2 .显微结构的影响①结晶构造的影响 晶体结构愈复杂，晶格振动的非谐性程度愈大，格波受到的散射愈大，因此， 声子平均自由程较小，热导率较低，②各向异性晶体的热导率：非等轴晶系的晶体热导率呈 各向异性。

温度升高，晶体结构总是趋于更好的对称。

因此，不同方向的 晶体与单晶体的热导率④非晶体的热导率。

21. T f,金属中参与导电电子数和电子速度几乎不受影响，导带中—声子，电子一电子之间的散射几率增加， I J, （T J,电阻率P 能量增加，声子数增加，电子的散射主要是电子和声子之间的相互作用。

入差异变小。

③多 nef , 一定。

T f 使得电子 f 。

温度较高时，正离子0K 时当温度接近于 P X T2的规律趋 P = P '。

这是点阵畸变造成的残留电相同温度下，非本征半导体电子浓度，比 nO=ND,电子浓度基本与温度无关。

（半导体的使用温度）。

耗尽区的上限温度9.腐蚀：金属和环境之间的物理-化学作用，其结果使金属的性能发生变化，可导致金属、环境或由它们组成的体系的功能受到损伤。

10. 高温腐蚀：金属在高温环境下与环境中的氧、硫、、氮、、碳等发生反应导致金属的变质或 破坏的过程。

11. 电极电位：金属与溶剂间产生的电位差构成的。

12. 平衡电极电位：当金属电极上只有一个确定的电极反应，并且该反应处于动态平衡， 即金属的溶解速度等于金属离子的沉淀速度。

在此平衡过程中，电极获得了一个不变的电 位值，该电位值通常称为平衡电极电位。

13. 极化，当电极上有净电流通过时，将引起电极电位显著偏离未通电时的电位。

14. 阳极极化：原电池通过阳极电流之后，阳极电位向正的方向移动的现象。

15•阴极极化：通过阴极电流之后，原电池的阴极电位向负的方向移动的现象。

16•电偶腐蚀：当两种金属或合金相接触，在溶液中可以发现在该液中电位较负的金属腐蚀速度加大，而电位较正的金属受到保护。

17 •电动序是指金属在标准条件下的电极电势次序，即标准电极电势次序。

. 18 •电偶序：在某给定环境中，以实测的金属和合金的自然腐蚀电位高低，依次排列的顺序。

19•晶间腐蚀：常用金属及合金都是由多晶体组成，有大量晶界和相界。

在某种介质条件下， 金属腐蚀可沿晶界进行，造成晶间腐蚀。

使晶粒之间失去结合力，金属强度丧失，导致构件 过早破坏.7. 日常生活中烟囱使用镀锌钢而不使用镀锡钢，为什么。

①Zn 比钢的电极电位低，会形成一层很薄的碱碳酸锌 Zn(OH)-2COd 的保护膜，Zn 做阳极，机 体做阴极，形成牺牲阳极的保护电极；② Sn 比钢电位高，当表面有破损后会形成小阳极，大 阴极的电池加速腐蚀。

&热力学判据：M + O 2 7 MO;范托霍夫等温方程式： A G=-RTlnK p + RTlnQ p ；标准吉布斯 自由能变化的定义： A G °=-RTInK p ； A G=-RTln ( a MO 2 a 沪O 2)+ RTln ( a ' MO Z a ' M P’ O 2)由 于MO 和M 均为固态物质，活度为 1。

A G=-RTln (1/P O2) + RTln ( 1/P ‘ O2)F O2是给定温度下 MO 的分解压， 若 P ’o2> P O2, 应达到平衡； 若 P ’ O2< P O2,9•高温氧化历程：(金属离子和氧通过氧化膜扩展的 3种途径)①金属离子单向向外扩散， 在氧化物/气体界面上进行反应。