中国地质大学《材料性能与检测》1绪论.pptVIP

黑箱法对材料的内部结构不作探究，认为材料是一个看不见内容的“黑箱”（black box）或“闭箱”（closed box），只从它的输入和输出的实验关系，来定义或理解其性能。 （1）黑箱法 材料 输入 输出 环境影响 黑箱法只能提供输入与输出之间的定量关系，表象地回答“是什么”，不能解释“为什么”，即不能提出改变性能的措施。 用自然暴露法研究复合材料在大气环境的老化性能，就是采用“黑箱法”的例子。 若输入为X，输出为Y，从实验确定： Y＝ K·X K—传递函数， 定义与表达弹性模量E、电阻R和热膨胀系数a等性能。 现象 输入（X） 输出（Y） 关系式 K 性能 弹性变量 σ ε ε = （1/Ε）σ 1/E E 导电 V I I= （1/ R ）V 1/R R 热膨胀 T ΔL ΔL =（α L0 ）ΔT αL0 α 对所研究的性能P，在已有理论的指导或大量实验数据的启示下，寻求与P有关的结构参数Si，然后建立P与Si之间的经验关系式： P=f（S I） i—l，2，…，n 可以用Si计算P，并可通过工艺与选材改变Si，从而控制P，即按工艺、 结构、性能的思路。 相关法的目的是找出性能与结构之间的相关性关系。 相关法属于归纳法，主要解决性能的现象问题，回答“是什么”，对于现象的本质性无法解释，相关法常用于材料工程领域。 （2）相关法 过程法用于深入了解现象的本质，回答“为什么”和“怎么办”的问题。 材料的“性能”是对于它的“行为”的表述，行为当然是一种“变化”，过程法从“内因”和“外因”的辩证关系去理解变化、行为和性能，找寻作为变化根据的“内因”，探究外因如何通过内因而起作用。也就是说，要找出P=f（ S i ）中影响或决定结构参数S i的化学性质、微观结构与能量关系，以及它们对行为过程的影响，从而发现通过控制这些因素来改变结构参数以调节性能P的途径。 （3）过程法 三种方法分别代表了材料研究的不同层次，区别主要在对材料结构（即材质、性能的内因）的态度和揭示程度。 黑箱法不考虑结构； 相关法是建立性能与结构之间的相关性方程； 过程法是从性能所涉及的过程去探究结构与性能的关系，从而寻找控制与调节性能的途径。 1.地位 人们通过检测（测试）可以对事物进行客观的分析和评价。回顾科学技术的发展历程，无论是新元素的发现，还是一种新效应的证实；无论是对材料性能的认识，还是利用和开发，都离不开检测（测试）。因此检测渗入到材料各个研究部门。对一个新课题的研究，往往需要进行大量复杂多样的测试工作。因此性能检测在材料科学研究中的地位越来越重要。 一个研究部门的研究成果如何？第一是设计思路，第二就是如何对设计思路进行检测分析。一个企业，其产品是否有市场，重要的是质量如何，而质量必须通过检测而确定。因此，材料性能及检测贯穿于材料的各个环节中，它是各个环节研究的基础。同时，重大的技术进步几乎总是与材料的性能改良或新材料的发展和使用紧密相连。 四、在材料科学研究中的地位及特点 2、特点 （1）复杂性：从前面的分类可以看出，材料的种类繁多，不同材料性能不同，其测试的手段也不同，即使同种材料用于不同的行业，其所需性能测试方法手段也不同。因而检测所涉及面很广，也很复杂； （2）多样性：对同一种性能的检测有不同的检测方法、手段和标准。如粒度，有显微镜法、重力沉降法、激光粒度测定法、库尔特计数粒度测定法、吸附法等。 （3）整体效应：结果反映材料的整体效应，避免局部微观区域观察或测量可能造成的错觉； （4）动态过程：进行材料试验的动态过程研究，较精确地判断材料中发生相变的温度、时间、数量和限度； （5）灵敏性：灵敏地地确定一些微量元素对材料结构与性能的影响。 * 化学性能：酸性（氧化锆）、中性（氧化铝陶瓷）、碱性（水泥） * 例材料机械性能，既要研究材料的各种强度、弹性、塑性、韧性的特殊规律，即建立与性能的各种表象规律，又要运用晶体缺陷理论去研究材料从形变到断裂的普遍规律，去探寻这些现象形成的机理。 * * （工艺决定结构，结构控制性能） 材料性能与检测 中国地质大学（武汉） 材料与化学学院 课程安排 总学时：40学时 考查方式：笔试50% + 平时作业、考勤50% 参考教材： 材料物理性能 邱成军等 哈尔滨工业大学出版社 材料性能检测实习讲义 校内教材 材料性能检测在材料研究中的作用 研究目标 设计 基础数据 合成 评价检测