第四章材料(material)的性能(property).ppt

固溶体强化 , 固溶体强化 FIGURE 8.16 应变强化 冷加工 FIGURE 8.19 应变强化 cold work 再结晶 FIGURE 8.22 高分子强化——取向 交联 FIGURE 8.29 天然橡胶 材料的弹性模量表示材料对于弹性变形的抵抗力 主要取决于原子间的结合能力, 构件刚度 金属的模量值主要取决于 10-102 A 晶体中原子的本性、电子结构 B 原子的结合力、 C 晶格类型以及晶格常数等。 D 合金元素降低弹性模量。 陶瓷材料具有较高模量、原因 10-102 A 原子键合的特点 特种陶瓷 B 构成材料相的种类，分布、比例及气孔率有关。 高分子材料低模量 FIGURE 7.19. 4-4. 一硫化的橡胶球受到6.89MPa的静水压力，直径减少了1.2%，而相同材质的试棒在受到516.8KPa的拉应力时伸长2.1%，则此橡胶棒的泊松比为多少？ K=σ/(ΔV/V)=6.89Mpa/[1-0.9883]=193.7Mpa E=σ/ε=516.8Kpa/2.1%=24.6Mpa ν=0.5(1-E/3K)=0.48 金属晶体、离子晶体、共价晶体等的变形通常表现为普弹性，主要的特点是： A 应变在应力作用下瞬时产生， B 应力去除后瞬时消失， C 服从虎克定律。 高分子材料通常表现为高弹性和粘弹性 返回 2. 有机聚合物的弹性、粘弹性 Elasticity and Visco-elasticity of Polymers ⑴高弹性，即橡胶弹性 (rubberlike elasticity) ① 弹性模量小、形变大。 A 一般材料，如铜、钢等，形 变量最大为 1 ? 左右， B 而橡胶的高弹性形变很大， 可拉伸至 5 ~ 10 倍。 C 橡胶的弹性模量则只有一般 固体物质的万分之一左右， 即10—100 ?10 4 Pa。 ② 弹性模量随温度升高而上升，而一般固体的模量则随 温度 的提高而下降。 (a) 软而弱；(b) 硬而脆； (c) 硬而强； (d) 软而粘弹性； (e) 硬而粘弹性 （2）粘弹性 viscoelasticity ①静态粘弹性 固定应力 A 蠕变(creep) 开尔文模型（Kelvin model) 并联 在蠕变过程中形变 ? 是时间的函数。即柔量D是时间的函数 D (t) =? (t) / ? 粘壶 B. 应力松弛(stress relaxation) 马克斯维尔模型 (Maxwell model) 串联 在应力松弛过程中，模量随时间而减小，称为松弛模量， E (t) = ? (t) / ? 0 ②动态粘弹性 Dynamic viscoelasticity 周期性、交变应力 在周期性应力作用下，模量 E可采用复数表示式。 E* = E ’ + i E ’’ tan ? = E ’’ / E ’ 3、滞弹性——无机固体和金属的与时间有关的弹性。 取决于温度和荷载的频率 4、 弹性极限与弹性比功（金属） 比例极限 弹性变形时应力与应变严格成正比关系的上限应力 ? p = F p / S 0 条件比例极限 tan?’ /tan?=150% ? p50 代表材料对极微量塑性变形的抗力 切线 （条件）弹性极限 最大弹性变形时的应力值。 弹性比功 弹性应变能密度。材料吸收变形功而又不发生 永久变形的能力 W?=????/2=??2/2E 残留变形时的应力 4-1-4永久变形(permanent deformation) 大形变、不可逆 两种基体类型 晶质材料 塑性流动－金属为主 晶体一部分相对于另一部分