材料物理化学性能一章幻灯片.pptVIP

 材料及其制品在使用过程中，将对不同的温度作出反映，表现出不同的热物理性能．  金属组织变化 产生热效应 1.1 表征热学性能的基本参数及热学性能 (1-2) 式中： 为热量， 为内能， 为焓。 可以直接从系统的能量增量来计算. 在等压过程中，将一个质量为 的物体从0K升高到 所需要的热量称为该物体的热焓。 对于固体材料的热容，在上世纪已发现了两个经验定律： 经典热容理论 1mol单原子固体物质的摩尔定容热容为： 实验结果表明，材料的摩尔热容如下图1-1（P139图8-2）所示，是随温度而变化的． 1.1 表征热学性能的基本参数及热学性能 1.爱因斯坦模型 爱因斯坦模型认为：晶体中每一个原子都是一个独立的振子，原子都以相同的频率振动，这样就推导出如下的热容温度关系式 式中 —谐振子的振动频率； 这就是杜隆—珀替定律的形式。 2．德拜模型 三.影响材料热容的因素 (1)对于固体材料，热容与材料的组织结构关系不大，见P141图 8-3 1.2热容的测量、热分析法的应用 一．热容的测量 将精确称重的待测试样由细线吊挂在加热器中加热．加热后将待测试样迅速投入量热器中进行测量． 混合法测量固体材料的比热容原理：温度不同的物体混合之后，热量将由高温物体传给低温物体．如果在混合过程中和外界没有热交换，最后达到均匀稳定的平衡温度，在此过程中，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，称为热平衡原理． 2．电热法测固体的比热容 电热法测量固体材料的比热容是在两圆柱形待测物的中间夹上加热器之后，置于量热器中，如图1-3（P144图8-6）所示 (1-18) 变换式(1-18)可得 ： 二 热分析方法的应用 1．热分析方法 二 热分析方法的应用 1．热分析方法 2．热分析的应用 2．热分析的应用 曲线1：无组织转变，比热容呈直线变化． 由于加热过程发生组织转变，在不同 温度区间产生3种不同热效应． 热效应Ⅰ:淬火马氏体转变为回火马氏体 2．热分析的应用 2．热分析的应用 若合金在加热过程中不发生相变，则比热容随温度变化应沿着AE呈直线增大. 由于CuZn合金在加热时产生了有序-无序转变，其真实热容是沿着AB曲线增大，随后再沿着BC下降到C点，温度再升高，CD曲线则沿着稍高于AE的平行线增大。 比热容沿着AB线上升的过程是有序减少和无序增大的共存状态，曲线上升得越剧烈，转变为无序状态的数量愈多。 * * 材料物理化学性能 主讲教师：韩立影 第一章 热学性能分析  本章讨论 热容的物理概念 物理本质 测量方法 热容测量在材料研究中的应用 从热效应可以确定出组织转变的类型，转变温度和进行的情况 1.1 表征热学性能的基本参数及热学性能 1.2热焓及热容的测量、热分析法的应用 第一章 热学性能分析 一.热容的基本概念 材料在温度上升或下降时要吸热或放热，在没有相变或化学反应的条件下，材料温度升高1K时所吸收的热量(Q)称做该材料的热容，单位为J／K，所以在温度T时材料的热容可表达为 （1-1） 单位质量材料的热容又称之为“比热容”或“质量热容”，单位为J／(kg·K). 1mol材料的热容则称为“摩尔热容”，单位为J／(mol·K)。 当温度T2无限趋近于T1时，材料的比热容，即 (1-3) 当加热过程在恒压条件下进行时，所测定的比热容称为比定压热容； 平均比热容是指单位质量的材料从温度T1到T2所吸收的热量的平均值： 加热过程是在保持物体容积不变的条件下进行时，所测定的热容称为比定容热容。