材料的物理性能有哪些材料的物理性能是指材料在物理方面所表现出来的特性和性能。
它包括了材料的力学性能、热学性能、电学性能等多个方面。
下面我们将分别介绍材料的各种物理性能。
首先,材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出来的性能。
其中包括了材料的强度、韧性、硬度、塑性等。
强度是材料抵抗外力破坏的能力,通常用抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等来表示。
韧性是材料抵抗断裂的能力,硬度是材料抵抗划伤的能力,而塑性则是材料在外力作用下发生形变的能力。
其次,材料的热学性能是指材料在热力作用下所表现出来的性能。
其中包括了材料的热膨胀性、导热性、比热容等。
热膨胀性是指材料在温度变化下的体积变化能力,导热性是指材料传导热量的能力,比热容则是指材料单位质量在温度变化下的热量变化能力。
再次,材料的电学性能是指材料在电场作用下所表现出来的性能。
其中包括了材料的导电性、绝缘性、介电常数等。
导电性是指材料传导电流的能力,绝缘性是指材料阻止电流流动的能力,介电常数则是指材料在电场中的极化能力。
最后,材料的物理性能对于材料的选择和应用具有重要的意义。
不同的材料具有不同的物理性能,因此在工程实践中需要根据具体的应用要求选择合适的材料。
同时,通过对材料的物理性能进行研究和改进,可以提高材料的性能,拓展材料的应用领域。
综上所述,材料的物理性能包括了力学性能、热学性能、电学性能等多个方面,它对于材料的选择和应用具有重要的意义。
我们需要深入了解材料的物理性能,才能更好地应用和改进材料,推动材料科学的发展。
二建建筑的建筑材料性能建筑材料是指用于建造和修复各类建筑物的材料。
在二级建造师考试中,建筑材料的性能是一个重要的考点。
一、物理性能物理性能是指建筑材料在外界环境下的各种物理特性。
常见的物理性能有密度、热传导性、声传导性、吸水性等。
1. 密度:密度是指单位体积内的质量,通常用千克/立方米表示。
在建筑中,不同材料的密度会对结构和施工产生影响。
例如,密度大的材料可以提供更好的隔音效果,而密度小的材料则更轻便。
2. 热传导性:热传导性是指材料传导热量的能力。
建筑材料的热传导性能对于保温和隔热非常关键。
一般而言,导热系数越小的材料,保温性能越好。
3. 声传导性:声传导性是指材料对声波的传导能力。
在建筑领域,隔音是一个重要的考虑因素。
各种建筑材料的声传导性能各异,如隔音板、隔音玻璃等可以有效隔离噪音。
4. 吸水性:受潮、吸湿是一些建筑材料的固有特性。
吸水性能对建筑物的耐久性和变形非常重要。
合理使用吸水性能较弱的建筑材料,可以减少由于湿度变化引起的开裂、变形等问题。
二、力学性能力学性能是指建筑材料在受力状态下的各种性质。
主要包括强度、刚度、韧性、抗压强度、抗拉强度等。
1. 强度:强度是指材料抵抗破坏的能力。
对于建筑材料来说,强度是一个至关重要的指标。
在结构设计中,需要根据不同材料的强度来合理选择建筑材料,以确保结构的稳定可靠。
2. 刚度:刚度是指材料对应力的反应能力。
刚度越大,表示材料越难变形。
刚度较大的材料适合用于承重结构,如钢材和混凝土。
3. 韧性:韧性是指材料在受力过程中能够吸收和耗散大量的能量而不发生断裂。
在建筑中,一些受冲击力作用较大的部位需要具备韧性较好的材料,以增加结构的抗震性能。
4. 抗压强度和抗拉强度:抗压和抗拉强度是材料承受压力和拉力的能力。
在构建承重结构时,需要考虑材料的抗压和抗拉强度,以保证结构的稳定性。
材料物理性能及测试材料的物理性能是指材料在物理方面的性质和行为,包括材料的力学性能、热学性能、电学性能以及光学性能等。
这些性能对于材料的使用和应用起着重要的作用。
为了准确地评估和测试材料的物理性能,科学家和工程师使用了各种测试方法和仪器设备。
一、力学性能力学性能是衡量材料在外力作用下的行为的一种性能。
主要指材料的强度、韧性、硬度、延展性等。
常用的测试方法包括拉伸测试、压缩测试、剪切测试和弯曲测试等。
1.拉伸测试拉伸测试是一种常见的方法,用来评估材料的强度和延展性。
在拉伸测试中,材料样品被施加拉伸力,通常通过测量载荷和伸长量来计算拉伸应力和应变。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中承受的最大应力,屈服强度是指材料开始产生可观察的塑性变形的应力。
2.压缩测试压缩测试用于测量材料在受压力下的性能。
将材料样品放入压力装置中,施加压力使其受到压缩,通过测量载荷和位移来计算压缩应力和应变。
压缩强度是指材料在压缩过程中承受的最大应力。
3.剪切测试剪切测试用于评估材料的抗剪切能力。
将材料样品放入剪切装置中,施加剪切力使其发生剪切变形,通过测量载荷和位移来计算剪切应力和应变。
剪切强度是指材料在剪切过程中承受的最大应力。
弯曲测试用于评估材料在弯曲载荷下的行为。
将材料样品放入弯曲装置中,施加弯曲力使其发生弯曲变形,通过测量载荷和位移来计算弯曲应力和应变。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中承受的最大应力。
二、热学性能热学性能是指材料在温度变化下的行为。
主要包括热膨胀性、热导率、比热容等性能。
常用的测试方法包括热膨胀测试、热导率测试和比热容测试等。
1.热膨胀测试热膨胀测试用于测量材料随温度变化而发生的膨胀或收缩。
在热膨胀测试中,材料样品被加热或冷却,通过测量长度变化来计算热膨胀系数。
2.热导率测试热导率测试用于测量材料传导热的能力。
在热导率测试中,材料样品的一侧被加热,另一侧被保持在恒定温度,测量两侧温度差来计算热导率。
3.比热容测试比热容测试用于测量材料吸热或放热的能力。
材料物理学中的物理性能测试材料物理学是研究材料的结构、性质和性能的学科,而物理性能测试则是评估这些材料在不同环境下的响应和表现的重要手段。
通过物理性能测试,我们可以了解材料的力学性能、热学性能、电学性能等,从而为材料的设计、选择和应用提供科学依据。
一、力学性能测试力学性能是材料最基本的性能之一,它包括材料的强度、硬度、韧性等指标。
常见的力学性能测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
拉伸试验是最常用的力学性能测试方法之一,通过施加拉力来测量材料的抗拉强度、屈服强度、断裂强度等指标。
压缩试验则是施加压力来测量材料的抗压强度、屈服强度等。
弯曲试验则是通过施加弯曲力来测量材料的弯曲强度、弯曲模量等。
二、热学性能测试热学性能是材料在热力学条件下的表现,包括导热性能、热膨胀性能等。
导热性能测试是评估材料导热性能的重要方法,常用的测试方法有热传导仪、热导率计等。
热膨胀性能测试则是测量材料在温度变化下的线膨胀系数,常用的测试方法有热膨胀仪、激光干涉仪等。
三、电学性能测试电学性能是材料在电场、电流下的表现,包括电导率、介电常数、电阻等。
电导率测试是评估材料导电性能的重要方法,常用的测试方法有四探针法、电导率计等。
介电常数测试则是测量材料在电场中的响应,常用的测试方法有介电常数测试仪、电容测量仪等。
电阻测试则是测量材料对电流的阻碍程度,常用的测试方法有电阻测试仪、电阻箱等。
四、其他物理性能测试除了上述的力学性能、热学性能和电学性能测试外,材料物理学中还有其他重要的物理性能需要测试。
例如,磁学性能测试是评估材料磁性的重要手段,常用的测试方法有霍尔效应测试、磁滞回线测试等。
光学性能测试则是评估材料对光的传输、反射、折射等性能的重要方法,常用的测试方法有透射光谱仪、反射光谱仪等。
综上所述,物理性能测试在材料物理学中具有重要的地位和作用。
通过对材料的力学性能、热学性能、电学性能等进行测试,我们可以全面了解材料的性能特点,为材料的设计、选择和应用提供科学依据。
材料的物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光等外部作用下所表现出来的性能。
物理性能的好坏直接关系到材料的使用寿命、安全性以及性能稳定性。
下面我们将从几个方面来介绍材料的物理性能。
首先,材料的强度是衡量其物理性能的重要指标之一。
强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力。
一般来说,材料的强度越高,其抗拉、抗压、抗弯等性能就越好。
不同材料的强度差异很大,比如金属材料的强度一般较高,而塑料材料的强度较低。
因此,在选择材料时,需要根据实际使用情况来确定所需的强度水平。
其次,材料的硬度也是衡量其物理性能的重要指标之一。
硬度是指材料抵抗划伤或压痕的能力。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性和耐划伤性能,适合用于制造耐磨零件和耐磨工具。
不同材料的硬度差异较大,比如金属材料的硬度一般较高,而橡胶材料的硬度较低。
因此,在实际应用中,需要根据材料的硬度来选择合适的材料。
此外,材料的导热性能也是其物理性能的重要指标之一。
导热性能是指材料传导热量的能力。
导热性能好的材料能够迅速传导热量,具有良好的散热性能,适合用于制造散热器、导热片等产品。
不同材料的导热性能差异较大,比如金属材料的导热性能一般较好,而塑料材料的导热性能较差。
因此,在选择材料时,需要考虑其导热性能是否符合要求。
最后,材料的密度也是其物理性能的重要指标之一。
密度是指材料单位体积的质量。
密度较大的材料通常具有较好的质地和稳定性,适合用于制造高强度、高稳定性的产品。
不同材料的密度差异较大,比如金属材料的密度一般较大,而泡沫材料的密度较小。
因此,在选择材料时,需要考虑其密度是否符合要求。
总之,材料的物理性能是影响其使用性能的重要因素。
在实际应用中,需要综合考虑材料的强度、硬度、导热性能和密度等指标,选择合适的材料,以确保产品具有良好的性能和稳定性。
希望本文对您有所帮助,谢谢阅读!。
材料物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光、受电、受磁等外界作用下所表现出的性质和特点。
它是材料的内在本质,直接影响着材料的使用性能和应用范围。
材料的物理性能包括了热学性能、光学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。
首先,热学性能是材料的一个重要物理性能指标。
热学性能包括导热性、热膨胀性和热稳定性等。
导热性是指材料传导热量的能力,通常用热导率来表示。
热膨胀性是指材料在温度变化下的体积变化情况,通常用线膨胀系数来表示。
热稳定性是指材料在高温环境下的性能表现,包括了热变形温度、热老化等指标。
这些性能对于材料在高温环境下的应用具有重要意义。
其次,光学性能是材料的另一个重要物理性能。
光学性能包括透光性、反射率、折射率等指标。
透光性是指材料对光的透过程度,通常用透光率来表示。
反射率是指材料对光的反射程度,通常用反射率来表示。
折射率是指材料对光的折射程度,通常用折射率来表示。
这些性能对于材料在光学器件、光学仪器等领域的应用具有重要意义。
此外,电学性能是材料的另一个重要物理性能。
电学性能包括导电性、介电常数、电阻率等指标。
导电性是指材料导电的能力,通常用电导率来表示。
介电常数是指材料在电场中的极化能力,通常用介电常数来表示。
电阻率是指材料对电流的阻碍程度,通常用电阻率来表示。
这些性能对于材料在电子器件、电气设备等领域的应用具有重要意义。
最后,磁学性能是材料的另一个重要物理性能。
磁学性能包括磁导率、磁饱和磁化强度、矫顽力等指标。
磁导率是指材料对磁场的导磁能力,通常用磁导率来表示。
磁饱和磁化强度是指材料在外磁场作用下的最大磁化强度,通常用磁饱和磁化强度来表示。
矫顽力是指材料在外磁场作用下的抗磁化能力,通常用矫顽力来表示。
这些性能对于材料在磁性材料、电机、传感器等领域的应用具有重要意义。
综上所述,材料的物理性能是材料的重要特性,直接影响着材料的使用性能和应用范围。
不同类型的材料具有不同的物理性能,因此在材料选择和应用过程中,需要充分考虑材料的物理性能指标,以确保材料能够满足特定的使用要求。
材料的物理性能所谓材料的物理性能,指的是材料在物理方面表现出来的特性和性质。
物理性能通常包括以下几个方面:1. 密度:密度是材料单位体积的质量。
不同材料的密度差别很大,如金属的密度通常比非金属高,而气体的密度则通常较低。
2. 弹性:材料的弹性是指在受力时,材料能够恢复到原来形状和尺寸的能力。
弹性可以通过杨氏模量来衡量,不同材料的弹性差异很大。
3. 热膨胀系数:材料在受热时会发生尺寸变化,其中热膨胀系数就是用来描述这种变化的。
不同材料的热膨胀系数差别很大,如金属通常具有较高的热膨胀系数。
4. 导热性:材料的导热性指的是材料对热量的传导能力。
导热性可以通过热传导系数来衡量,不同材料的导热性差异很大。
5. 导电性:导电性指的是材料对电流的导电能力。
导电性可以通过电导率来衡量,不同材料的导电性差别很大,如金属通常具有较好的导电性。
6. 磁性:磁性是指材料对磁场的响应能力。
材料可以分为铁磁性、顺磁性和抗磁性等,不同材料的磁性差异很大。
7. 光学性能:光学性能指的是材料在光的作用下的表现。
光学性能包括透明度、折射率、散射等,不同材料的光学性能差异较大。
除了上述几个主要的物理性能外,还有一些其他的物理性能也十分重要,如硬度、韧性、断裂韧性、可塑性等。
这些物理性能对于材料的选择、设计和应用都具有重要意义,不同物理性能的组合使得材料在不同领域有着广泛的应用。
因此,研究、了解和掌握材料的物理性能对于材料科学和工程技术具有重要的意义。
材料科学中的物理性能分析材料科学是一门研究材料结构、性质和制备方法的科学。
而物理性能分析则是材料学中非常重要的一个方面,它可以帮助科学家更好地了解材料的特性,因此对于材料研究和应用具有极大的意义。
材料的物理性能主要包括热学性能、导电性、磁性、光学性能等。
下面我们将分别介绍这些方面的物理性能分析。
一、热学性能分析热学性能是材料中一个非常重要的性能参数,它包括热导率、比热、热膨胀系数等。
其中热导率是材料热传导性能的重要参数之一,它决定了材料是否适用于制造热导管、散热器、加热器等热工设备。
热导率的测量方法包括横向热流法、纵向热流法、加热法等。
比热是固体、液体、气体等物质吸收或释放热时所需要的热量与其温度变化之比,它是材料的另一个重要参数。
测量比热的方法主要有差热分析法、热容热偏差法、放热法等。
热膨胀系数是材料热膨胀的能力,它通常用来描述材料在加热或降温过程中的体积变化程度。
热膨胀系数的测量方法包括悬铂法、差热分析法、干涉仪法等。
二、导电性能分析导电性是材料的另一个关键性质之一,它通常用来描述材料中导电的能力。
材料导电性能的主要因素包括材料中自由电子的浓度、载流子的迁移率等。
材料导电性能的分析方法主要有电阻率测量法、霍尔效应测量法等。
电阻率测量法是一种常见的测量材料导电性的方法,它是通过测量电流流过材料时的电阻,来计算材料的电阻率。
电阻率测量法可以用于测量各种类型的材料导电性。
霍尔效应测量法是一种可以测量半导体中载流子浓度、迁移率和极性的方法。
它基于霍尔效应的原理,而霍尔效应是指电磁场引起空间中电荷移动的现象。
霍尔效应测量法可以用于测量各种类型的材料的导电性。
三、磁性能分析磁性是材料的另一种重要性质。
根据磁性的不同,材料可以分为铁磁性、抗磁性、顺磁性、反铁磁性等类型。
材料磁性能的分析方法主要有振动样品磁强计法、SQUID磁强计法、磁化率测量法等。
振动样品磁强计法是一种测量磁性的方法,它可以通过观察材料在磁场中的振动状态,依据材料在磁性强场下发生的微小位移来测量材料的磁性。
材料的物理性能材料的物理性能:密度、相对密度、弹性、塑性、韧性、刚性、脆性、缺口敏感性、各向同性、各向异性、吸水率和模塑收缩率等。
•弹性:是材料在变形后部分或全部恢复到初始尺寸和形状的能力。
•塑性:是材料受力变形后保持变形的形状和尺寸的能力。
•韧性:是聚合物材料通过弹性变形或塑性变形吸收机械能而不发生破坏的能力。
•延展性:材料受到拉伸或压延而未受到破坏的延伸性称为延展性。
•脆性:是聚合物材料在吸收机械能时易发生断裂的性质。
•缺口敏感性:材料从已存在的缺口、裂纹或锐角部位发生开裂,裂纹很快贯穿整个材料的性质称为缺口敏感性。
•各向同性:各向同性的材料为在任何方向上物理性能相同的热塑性或热固性材料。
•各向异性:各向异性材料的性质与测试方向有关,增强塑料在纤维增强材料的排列方向上有较高的性能。
•吸水性:吸水性是材料吸水后质量增加的百分比表示。
模塑收缩性:模塑收缩性是指零件从模具中取出冷却至室温后,其尺寸相对于模具尺寸发生的收缩。
冲击性能:是材料承受高速冲击载荷而不被破坏的一种能力,反应了材料的韧性。
塑料材料在经受高冲击力而不被破坏,必须满足两个条件:①能迅速通过形变来分散和冲击能量;②材料内部产生的内应力不超过材料的断裂强度。
疲劳性能:塑料制品受到周期性反复作用的应力,包括拉伸、弯曲、压缩或扭曲等不同类型的应力,而发生交替变形的现象,称为疲劳。
抗撕裂性:抗撕裂性是薄膜、片材、带材一类薄型瓣重要力学性能。
塑胶材料●塑胶材料可分为两大类:热塑性塑料、热固性塑料。
●热塑性塑料从构象(形态不同)可分为三种类型:无定型聚合物(PS、PC、PMMA)、半结晶聚合物(PE、PP、PA)、液晶聚合物(LCP)。
●热塑性塑料受热后会软化,并发生流动,冷却后凝固变硬,成为固态。
1.作用物理量、感应物理量、本征参数的概念及之间的关系。
作用物理量指的是作用在材料上的外界因素如应力、温度、电场、磁场、光等。
感应物理量是指在外界因素作用下,材料内部状态变化宏观表现如形变(ε)、热量Q、热流密度q、电流密度J等。
感应物理量的性质及大小因材料的不同而不同,这主要取决于材料的本性。
在外界因素微量的条件下,一般作用物理量与感应物理量具有线性关系,比例系数为材料的本征参数,如热容C、热导率λ、电导率σ等。
2.显微结构显微结构是指在显微镜下直至电子显微镜下观察到的结构,包括相分布、晶粒尺寸和形状。
气孔大小和分布、杂质。
缺陷和晶界等。
3.声子的概念及性质声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
声子的粒子性:主要体现在声子携带声波的能量和动量,且声子和物质作用服从能量和动量守恒定律。
声子的准粒子性:主要表现在声子的动量不确定,系统中声子的数目不守恒。
4.电子的共有化运动及能级分裂原子组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限于在某一个原子上,可以由一个原子转移到相邻原子的相似壳层上去,电子可以在整个晶体中运功,这种运动称为电子的共有化运动。
内壳层的电子原来处于低能级,共有化运动很弱,其能级分裂得很小,能带很窄。
外壳层的电子原来处于高能级,共有化运动很显著,能级分裂得很厉害,能带很宽。
5.弹性模量的概念及其影响因素胡克定律表明,对于足够小的形变,应力与应变呈线性关系,系数为弹性模量E;作用力和位移呈线性关系,系数为弹性系数kѕ。
从双原子间的作用力曲线及其势能曲线可知:kѕ=(d2u/dr2)r0E=k s/r0ks反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。
影响因素:(1)晶体结构的影响。
弹性模量表示了原子间结合力的大小,对于各向异性材料,弹性模量因材料的方向不同而差别很大,(2)温度的影响E=E0-bTexp(-T0/T)可知随着温度升高发生热膨胀现象,原子间结合力减弱,受热后渐渐变软,因此弹性模量随着温度升高而降低。
对于温度系数Tc为E的温度补偿材料具有敞旷结构,并且内部结构单位能发生较大的转动。
(3)复相的弹性模量A.复合材料弹性模量的上限值采用并联模型,即有:ε=εA=εB,且F=F A+F B,由F=σS=EεS 易得Eu=υA E A+(1-υA)E B式中υA=V A/V,υB=V B/V,分别表示两相的体积分数,且υA+υB=1因为应变相同,所以大部分应力由高模量的相承担。
B.复合材料弹性模量的下限值(必用,因为第二相为气相,计算值和真实值相差太大)采用串联模型,有:F=F A=F B,ΔL=ΔL A+ΔL B,F=σS=EεS,ε=ΔL/L,得到1/E L=υA/E A+(1-υA)/E BC.含有气体时E=E0(1-0.9P+0.9P2)式中E0为材料无气孔时的弹性模量,P为气孔率,适用于P≤50%6.根据标准线性固体模型,推导应力σ和应变ε的关系式解:根据模型有:ε`=ε`1+ε`3=ε`2 σ3=ηε`3 σ`=σ`1+σ`2σ=σ1+σ2 σ1= E1ε1 σ1=σ3σ2=E2ε2=σ2=E2εσ`2= E2ε`2= E2ε` σ`=E1ε`1消去各元件的应力和应变,可以解得应力σ和应变ε的关系ε`=ε`1+ε`3=σ`1/ E1 + σ3 /η=(σ`-σ`2)/ E1 +σ1/η=(σ`- E2ε`2)/ E1 +(σ-σ2)/ η=(σ`- E2ε`)/ E1 +(σ- E2ε)/ η推出 E1ηε`=ησ`- E2ηε`+ E1σ- E1E2ε即η(E1+E2)ε`+ E1E2ε=ησ`+ E1σ即η(E1+E2)ε`/ E1E2 + ε =ησ`/ E1E2 + σ/ E2令Γε=η/ E1 Γσ= η(E1+E2)/ E1E2则有Γσε`+ε=Γεσ`/ E2 +σ/ E2其中,Γε为恒定应变下的应力弛豫时间,Γσ为恒定应力下的应变蠕变时间7.粘度的定义η是使相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力σ=ηdv/dx 粘度的单位为pa.s影响粘度的因素有:温度,时间,熔体的结构和组成等8.名义应力与真实应力,名义应力与真实应力的概念以及它们的相互关系设材料受力前的横截面积为A,原始长度为LO,在载荷F作用下产生ΔL的变形,则有名义应力,应变分别为σ =F/A ε=ΔL/LO真实应力,应变分别为σt=F(LO +ΔL)/A LOεt =dLL=ln(1+ε)LL0当材料处于压缩状态时,有ΔL小于0 即σt小于σ,εt小于ε当材料处于拉伸状态时,有ΔL大于0 即σt大于σ,εt大于ε初始状态ΔL=0 即σt=σ,εt=ε9.应力场强度因子KIKI是反映裂纹尖端应力场强度的一个量,它与外加应力Γ。
裂纹长度C裂纹种类和受力状态有关,由实验规律知:KI=Yσ√C 式中Y为几何形状因子10.弹性应变能固体受到外力作用而变形,在变形过程中,外力所作的功转变为储存于固体内的能量,当外力逐渐减小,变形逐渐减小,固体会释放出部分能量而做功,这部分能量为弹性应变能。
11.控制材料强度的三个物理量级如何提高材料的强度在晶体结构既定的情况下,控制强度的主要因素有三个,即弹性模量E,断裂表面能γ和断裂尺寸C,其中E是非结构敏感的,γ与微观结构有关,但对单相材料微观结构对γ的影响不大,唯一可以控制的事材料中的裂纹,可以吧微裂纹理解为各种缺陷的总和,所以强化措施大多从消除缺陷和组织其发展着手。
12.氧化锆陶瓷的增韧机理氧化锆陶瓷的增韧机理主要有:应力诱导相变增韧,相变诱发微裂纹增韧,残余应力增韧等A 相变增韧当部分稳定氧化锆陶瓷烧结致密后,四方相氧化锆颗粒弥散分布于其他陶瓷基体中,冷却时亚四方相颗粒受到基体的抑制而处于压应力状态,这时基体沿颗粒连线方向也处于压应力状态。
材料在外力作用下所产生的裂纹尖端附近由于应力集中的作用,存在张应力场,从而减轻了对四方相颗粒的束缚,在应力的诱发作用下会发生向单斜相的转变并发生体积膨胀,相变和体积膨胀的过程除消耗能量外,还将在主裂纹作用区产生压应力,二者均阻止裂纹的扩展,只有增加外力,做功才能使裂纹继续扩展,于是材料强度和断裂韧性大幅度提高。
B微裂纹增韧部分稳定氧化锆陶瓷在烧结冷却过程中,存在较粗四方相向单斜相的转变,引起体积的膨胀,在基体中产生弥散分布的裂纹或主裂纹扩展过程中在其尖端过程区内形成的应力诱导相变导致的微裂纹,这些尺寸很小的微裂纹在主裂纹尖端扩展过程中会导致主裂纹分叉或改变方向,增加了主裂纹扩展过程中的有效表面能,此外裂纹尖端应力集中区内微裂纹本身的扩展也起着分散主裂纹尖端能量的作用,从而抑制了主裂纹的快速扩展,提高了材料的韧性。
C表面残余压应力增韧陶瓷材料可以通过引入残余压应力达到增强韧化的目的:控制含弥散四方氧化锆颗粒的陶瓷在表层发生四方相向单斜相转变,引起表面体积膨胀而获得表面残余压应力,由于陶瓷断裂往往起始于表面裂纹,表面残余压应力有利于阻止表面裂纹的扩展,从而起到了增强增韧的作用。
13.热容的本质及其影响因素物体在温度升高1K时所吸收的热量称作该物体的热容Ct=(dQ/dT)T影响因素:与温度和热过程等因素有关由德拜的比热模型可知,在高于德拜温度θD时,无机材料的热容趋于常数25J/(K`mol),而低于θD时与T的三次方成正比变化,不同材料的θD不同的,它与键的强度,材料的弹性模量,熔点等有关14.热应力裂纹安定性因子(Rst)Rst=√〔λ2G/α2E0〕式中λ为材料的热导率单位是W/(m`k)G为断裂表面能单位是J/m2α为材料的线膨胀系数单位是1/KE0为材料无裂纹时的弹性模量单位是MPaRst值大,裂纹不易扩展,材料的抗震性就好。