材料的性能..pptVIP

4. 材料的弹性和塑性 (1) 弹性 是指材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复原形状的性质，称为弹性。 2.1.3.4 Thermal property 膨胀系数?定义：温度变化1K时材料尺度的变化率。 分类：线膨胀系数?l和体积膨胀系数?V 3.3.2 热膨胀（thermal expansion） Curve 势能一原子间距离曲线 假想的 实际的 热膨胀现象的微观解释 r r Curve 金属和无机非金属材料的线膨胀系数较小； 聚合物材料较大。 键强与热膨胀 膨胀的差异 ——原子间的键合力越强，则热膨胀系数越小。 ① 概念：热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象，这种现象叫做热传递。 ② 发生的条件：温度差。 ③ 规律：从“温度高的”传到“温度低的”，直到温度相同为止。 3.3.3 热传导（thermal conduction） 热传导是热传递的一种方式(热传导、热对流、热辐射) 热量通量 各种材料的导热率 金属材料有很高的热导率 自由电子在热传导中担当主要角色； 晶格振动（声子） 无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低。 热传导依赖于晶格振动（声子）的转播。 高温处的晶格振动较剧烈，再加上电子运动的贡献增加，其热导率随温度升高而增大。 半导体材料的热传导： 电子与晶格振动（声子）的共同贡献 低温时，声子是热能传导的主要载体。 较高温度下电子能激发进入导带，所以导热性显著增大。 高分子材料热导率很低 热传导是靠分子链节及链段运动的传递，其对能量传递的效果较差。 注：晶体中的晶格缺陷、微结构和制造工艺都对导热性有影响。 * * * * 1.金属腐蚀过程 2.致密氧化膜的作用 3.致密氧化膜的改善，钢中加入Fe,Si.Al。 * 1.电化学锈蚀的范围：潮湿大气，酸碱盐溶液，海水，地下土壤，不同金属的接触处等 2.电化学锈蚀的原理-与原电池原理相同 3.形成腐蚀电池的三个必备条件：电位差，电解质溶液，连接导线 4.牺牲阳极保护法 * * 1.无机非金属材料大多为化合物 2.硅酸盐材料受酸腐蚀3举例：盛碱液瓶塞，碱式滴定管，被HF酸腐蚀 * * * * * * * 应力愈小，疲劳寿命N愈长；而当应力降低到一定数值后，S-N曲线变为水平直线。 * * 1. 声子：原子振动产生弹性波，称为声子。 2. 材料热量得失过程：热量得失过程就是声子得失过程，其结果是引起材料温度的变化，变化程度可用热容表示。 水的比热较大，对于气候的变化有显著的影响。在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化小一些，水的这个特征对气候影响很大，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海温度降低少，为此一天中沿海地区温度变化小，内陆温度变化大，一年之中夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。 * * * 实验发现铝、金、银、铜等金属在室温下都能符合很好杜隆-珀蒂定律，但对其他元素，特别是金刚石，相差较为悬殊。 *Chapter1, Chemistry of Materials 2005, ceszzh@zsu.edu.cn 洛阳师范学院 Chapter 3 Properties of Materials 材料的性能(1) Chapter 2 Structure and property of materials 材料应用 物理性质 微观结构 一般物理性能 特殊物理性能 结构材料 功能材料 引 言 1. 材料结构、性能与应用之间的关系 2. 各类材料的一般特性 化学性能、力学性能和热性能、电性能、磁性能和光学性能 金属及合金：耐腐蚀性 无机非金属：耐酸耐碱性 高分子：耐溶性及老化性 3.1 化学性能 Chemical Performance ——材料抵抗各种介质作用的能力（O2, 酸，碱，光照等） 化学稳定性 各类材料的薄弱环节 (1) Chemical stability of metal materials (b) 氧化物成核 (c) 氧化膜生长 内氧化: (a) 缝隙，孔洞，微裂纹 (b) 宏观裂纹 表面氧化： (a) 吸附 （1）化学锈蚀 3.1.1 耐腐蚀性 金属氧化反应的 主要过程示意图 钢铁的电化学侵蚀过程 （2）电化学锈蚀 Example 海水对金属的侵蚀示意图 电化学保护法示意图 思考： 为什么有的金属（如铝）比较活泼，但在空气中很稳定？ 为什么在潮湿环境下金属材料容易生锈？ 材料应用中有哪些防锈方法？ 3.1.2 耐酸碱性——无机非金属材料 碱性氧化物 耐酸材料 以酸性氧化物SiO2为主 盛碱液瓶塞 碱式滴定管 被HF酸腐蚀 耐碱材料 SiO2酸碱反应 (3) Chemical stability of polyme