第8章--材料热分析
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1章 X衍射复习1、 X射线的产生极其分类。
X 射线的产生:一真空二极管,发射电子的灯丝是阴极,阻碍电子运
动的金属靶为阳极。在管子两极间加上高电压,使阳极发射出的电子流
高速撞击金属阳极靶,产生X射线。
产生条件:要有产生电子的电子源(如加热钨丝发射热电子);要有
自由电子撞击靶子,如阳极靶,用以产生X射线;要有施加在阴极和阳
极之间的高压,用以加速自由电子朝阳极靶方向加速运动,如高压发生
器;将阴极阳极封闭在大于0.001Pa的高真空中,保持两极纯洁,促使
加速电子无阻碍的撞击到阳极靶上。
分类:
软X射线:波长为0.05--0.25nm的射线,穿透能力较弱,X射线衍射分
析中常用。
硬X射线;波长为0.005--0.01nm甚至更短的射线,材料探伤中用。 2、 布拉格公式。
布拉格定律:当X射线照射晶体时,只有相邻面网间散射的X射线
光程差为波长的整数倍时,才能产生干涉加强,形成衍射线,反之不
能。
布拉格公式:2dsinθ=nλ(2θ入射线与衍射线间的夹角,即衍射
角;)
布拉格定律是X射线在晶体中产生衍射必须满足的条件,它反映了
衍射方向(θ表示)与晶体结构(d表示)间的关系。 3、 PDF卡片:粉末衍射卡片,又称ASTM或JCPDS卡片,每张卡片记
录着一种结晶物质的粉末衍射数据。 4、物相定性分析的主要依据是什么?
在一定波长的X射线照射下,每种晶体物质都给出自己特有的衍射
花样,多相试样的衍射花样只是由它所含物质的衍射花样机械叠加而
成。 2章 透射电镜复习1、TEM的主要结构,按从上到下列出主要部件
1)电子光学系统--照明系统、图像系统、图像观察和记录系统。
2)真空系统
3)电源和控制系统
几何像差(包括球差和像散)和色差产生原因,消除办法: 球差即球面像差,由于电磁透镜的中心区域和边缘区域对电子的折射
能力不符合预定的规律而造成的。
可以通过减小Cs值和缩小孔径角(TEM的球差系数)来控制
像差是由于电磁透镜磁场是理想的旋转对称磁场而引起的像差。
ANSYS热分析指南
ANSYS热分析指南
第一章 简介………………………………………………………………………2
第二章 基础知识…………………………………………………………………4
第三章 稳态热分析………………………………………………………………8
第四章 瞬态热分析………………………………………………………………43
第五章 表面效应单元……………………………………………………………66
第六章 热辐射分析………………………………………………………………90
第七章 热应力分析………………………………………………………………120
1 ANSYS热分析指南
第一章 简介
1.1 热分析的目的
热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,我们一般关心的参数有:
温度的分布
热量的增加或损失
热梯度
热流密度
热分析在许多工程应用中扮演着重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等等。通常在完成热分析后将进行结构应力分析,计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。
1.2 ANSYS中的热分析
ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Professional、ANSYS/FLOTRAN四种产品中支持热分析功能。ANSYS热分析基于由能量守恒原理导出的热平衡方程,有关细节,请参阅《ANSYS Theory Reference》。ANSYS使用有限元法计算各节点的温度,并由其导出其它热物理参数。
ANSYS可以处理所有的三种主要热传递方式:热传导、热对流及热辐射。
1.2.1 对流
热对流在ANSYS中作为一种面载荷,施加于实体或壳单元的表面。首先需要输入对流换热系数和环境流体温度,ANSYS将计算出通过表面的热流量。如果对流换热系数依赖于温度,可以定义温度表,以及在每一个温度点处的对流换热系数。
1.2.2 辐射
ANSYS提供了四种方法来解决非线性的辐射问题:
一章
1、原子间的键合类型有几种?(P1)
金属键、离子键、共价键、分子键和氢键
2、什么是微观粒子的波粒二象性?(P1)
光子这种微观粒子表现出双重性质——波动性和粒子性,这种现象叫做波粒二象性。
3、什么是色散关系?什么是声子?声子的性质?(P20、P25)
将频率和波矢的关系叫做色散关系。
声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
性质:(1)声子的粒子性:声子和光子相似,光子是电磁波的能量量子,电磁波可以认为是光子流,光子携带电磁波的能量和动量。
(2)声子的准粒子性:准粒子性的具体表现:声子的动量不确定,波矢改变一个周期或倍数,代表同一振动状态,所以不是真正的动量。
4、声子概念的意义?(P25)
(1)可以将格波雨物质的相互作用过程理解为,声子和物质的碰撞过程,使问题大大简化,得出的结论也正确。
(2)利用声子的性质可以确定晶格振动谱。
5、简述高聚物分子运动的特点。(P29)
(1)运动单元的多重性 (2)分子运动时间的依赖性 (3)分子运动的温度依赖性
6、影响高聚物玻璃化温度的因素(P33)
(1)分子链结构的影响 (2)分子量的影响 (3)增塑剂的影响 (4)外界条件的影响
7、影响高聚物流动温度的因素(P39)
(1) 分子量 (2)分子间作用力 (3)外力
8、线性非晶高聚物的力学状态?(P29)
二章
1、材料的热学性能的内容。(P41)
材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、熔化和升华等。
2、什么是热容?(P42)什么是杜隆-柏替定律和奈曼-柯普定律(P43)
热容是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量,其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。
杜隆-珀替定律:恒压下元素的原子热容为25J/(k·mol);
奈曼-柯普定律:化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
第一章 绪论
1.基本概念
材料化学:化学与材料科学两者结合,从分子水平到宏观尺度认识与控制结构与性能或功能的基本关系;是关于材料制备、加工和分析的化学,它的作用是改进材料的组成、结构以及合成方法,开发具有突出性能或特殊功能的新型材料。
2.材料的分类
(1)按组成、结构特点分:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料
(2)按使用性能分:结构材料(主要利用材料的力学性能)
功能材料(主要利用材料的物理和化学性能)
(3)按状态分:单晶材料、多晶材料、非晶态材料、复合材料
3.材料的构成要素
当一种材料被创造、发现和生产出来时,该材料所表现出来的性质和现象是人们关心的中心问题,而材料的性质和现象取决于成分和各种层次上的结构,材料的结构又是合成和加工的结果,最终得到的材料制品必须能够、并且以经济和社会可以接受的方式完成某一指定的任务。
习题:1.什么是材料化学,应该从哪些角度来认识材料?
2.你如何认识材料的结构与性能之间的关系?举例说明。
第二章 材料化学的理论基础
1.晶体的宏观特征:规则的几何外形、晶面角守恒、物理性质的各向异性、有固定的熔点。
2.晶体与非晶体之间的转化
a 热力学:非晶态的吉布斯自由能高,是一种亚稳状态。
b 动力学:动力学上难以转化,(势垒高)如金刚石和石墨。
c 转化方法:机械能使晶体非晶化。
3.点阵:按连结任意两点所得向量进行平移后能够复原的一组点。
4.点阵的二个必要条件:
(1)点数无限多;(2)各点所处环境完全相同。
5.平面点阵(晶面)指标(h k l)
定义:一平面点阵在三个晶轴的倒易截数之比。
意义:用来标记一组互相平行且间距相等的平面点阵面与晶轴的趋向关系。
6.晶面间距d(hkl)
定义:晶面指标为(h k l)的一组平面点阵中相邻的两平面点阵面间的垂直距离。
意义:每一种晶体物质都有一套特征d(hkl),是晶体物相分析的重要依据。