《材料物理性能》PPT課件

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1、《材料物理性能》序論1.材料的性能問題回顧研究材料和生產(chǎn)材料的目的→應(yīng)用材料→材料能否達到要求和優(yōu)劣、性能價格比（科技發(fā)展對材料的性能要求越來越高）。對于每一實際應(yīng)用的材料→要求其具有一種或多種（綜合）性能。有些場合要求材料某方面的指標越高越好，如超導(dǎo)材料：在努力提高其臨界溫度Tc，擴大其應(yīng)用領(lǐng)域；有些場合要考慮其“性能價格比”，即達到使用要求即可。那么，性能如何表征和測試、性能的物理本質(zhì)、影響性能的因素、如何正確選擇材料和提高材料的性能是材料科學(xué)的基礎(chǔ)知識。總之，我們使用和研究材料，必須首先對其性能要有充分的了解。材料性能分類、概況？●力學(xué)性能在外力作用下所表現(xiàn)出的行為：彈性變形、塑性

2、變形、斷裂→彈性模量、硬度、強度、塑性、韌性、疲勞等等。作為結(jié)構(gòu)材料最重要的性能指標?！裎锢硇阅?由材料的物理本質(zhì)所決定的性能，如電子能帶結(jié)構(gòu)的不同決定材料導(dǎo)電性的不同等。是材料在熱、電、磁、光等作用下通過材料的物理本質(zhì)所表現(xiàn)出的不同性能。如密度、熱膨脹性、導(dǎo)電性、磁性、導(dǎo)熱性、熔點等。作為功能材料最重要的性能指標?！窕瘜W(xué)性能材料在一定環(huán)境條件下抵抗各種介質(zhì)化學(xué)作用的能力。如耐腐蝕性能、抗氧化性能等。★工藝性能材料在不同制造工藝條件下所表現(xiàn)出來的承受加工的能力，是物理、化學(xué)性能的綜合。如鑄造性能、塑性加工性能、焊接性能、切削加工性能等。直接影響材料使用的方式、成本、生產(chǎn)效率等。材料的性能

3、（使用性能和工藝性能）材料性能學(xué)是材科科學(xué)與工程一級學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。因為材料科學(xué)的根本任務(wù)是：材料制備、提高材料性能、開發(fā)性能優(yōu)異的新材料、研究材料的應(yīng)用，以滿足各行業(yè)對材料性能要求日益提高的需要。最終歸結(jié)到材料性能上。通過材料性能的學(xué)習(xí)，可以掌握材料性能的基本概念、物理本質(zhì)、變化規(guī)律及性能指標的工程意義，了解影響材料性能的各種因素及材料性能與其化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)間的關(guān)系，掌握改善和提高材料性能、充分發(fā)揮材料性能潛力的主要途徑，同時了解材料性能的測試原理、方法及相關(guān)儀器設(shè)備。只有這樣才能在合理選用材料、提高材料性能和開發(fā)新材料過程中具有必須的基本知識、基本技能和明確的思路。2.為什么要學(xué)習(xí)和

4、研究材料的性能工程材料按照其用途可分為：結(jié)構(gòu)材料和功能材料●在以機械工業(yè)為主導(dǎo)的時代：主要使用結(jié)構(gòu)材料，主要追求材料高強度、高韌性、耐高溫等，即材料力學(xué)性能?！癞?dāng)今人類進入了信息時代：功能材料越來越重要，發(fā)展迅速。如信息技術(shù)、電子計算機、機器人領(lǐng)域，太空、海洋等領(lǐng)域要求材料具有很高的功能性。材料物理性能是功能材料的基礎(chǔ)，如音像技術(shù)與材料的磁學(xué)性能有關(guān)、超導(dǎo)材料與材料的電性能相關(guān)、隔熱材料與材料的熱學(xué)性能相關(guān)、光導(dǎo)纖維與材料的光學(xué)性能有關(guān)等。學(xué)習(xí)材料物理性能主要是為功能材料的研究和使用打基礎(chǔ)。3.本課程的學(xué)習(xí)目的、內(nèi)容學(xué)習(xí)熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能和光學(xué)性能?！裾莆栈靖拍睿河嘘P(guān)概念與現(xiàn)象及

5、表征，如熱導(dǎo)率、磁疇、硬磁與軟磁材料、熱電效應(yīng)、半導(dǎo)體的熱敏、光敏現(xiàn)象等等?！裎锢肀举|(zhì)：如熱膨脹是怎么產(chǎn)生的，不同材料為什么有不同的磁性等。從材料原子結(jié)構(gòu)、電子層、晶格運動等內(nèi)部因素認識材料物理性能的本質(zhì)和機理?！裼绊懸蛩?、與化學(xué)成分及組織結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：如為什么合金熱導(dǎo)率較純金屬低？為什么陶瓷材料較金屬材料熱膨脹系數(shù)小？石墨與金剛石哪個熱膨脹系數(shù)大？為什么？等等?！裎锢硇阅苤笜说墓こ桃饬x：物理性能指標在實際工程上有何應(yīng)用?！窳私馕锢硇阅苤笜说臏y試方法和原理，相關(guān)儀器，試樣準備。注意：金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料表現(xiàn)出不同的物理性能，如材料熱穩(wěn)定性（耐熱震性）只對無機非金屬材料有意義

6、，導(dǎo)電熱敏效應(yīng)只對半導(dǎo)體材料有意義等等。學(xué)習(xí)時將三大類材料物理性能的共性融合在一起，同時兼顧其個性。本課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容和要求材料物理性能哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社邱成軍等TB303/Q712材料物理性能機械工業(yè)出版社，陳騑騢TB303/C417金屬材料物理性能冶金工業(yè)出版社王潤75.211W35無機材料物理性能清華大學(xué)出版社關(guān)振鐸等71.2241/460工程材料的性能、設(shè)計與選材機械工業(yè)出版社，柴惠芬,石德珂編71.22/501材料物理性能中南大學(xué)出版社龍毅，李慶奎，強文江參考書：熱學(xué)性能：各種材料及其制品都是在一定溫度環(huán)境下使用的，在使用過程中將對不同的溫度做出反映，所表現(xiàn)出的不同熱物理性能。如環(huán)

7、境溫度變化材料膨脹或收縮，同時吸收或放出熱量，但不同材料表現(xiàn)不同的值；材料各部分溫度不同時…。包括熱容、熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱穩(wěn)定性等等。本章學(xué)習(xí)這些熱學(xué)性能的有關(guān)概念、物理本質(zhì)、影響因素、測量方法和工程意義。第一章材料的熱學(xué)性能第1節(jié)熱學(xué)性能的物理基礎(chǔ)1、各種熱學(xué)性能的物理本質(zhì)材料各種熱學(xué)性能的物理本質(zhì)，均與晶格熱振動有關(guān)。晶格熱振動：固體材料（包括晶體和非晶體），點陣中的質(zhì)點（原子、離子）實際上并不是固定不動