现代实验力学课件

现代实验力学课件Tag内容描述：<p>1、第三节辐射损伤,暴露在辐射下的材料会发生许多不同的问题，造成材料结构和性质的改变。,（1）金属,高能量的辐射(例如中子)可把原子撞离它的正常位置，而形成间隙原子及空位，这些点缺陷可以显著改变金属材料的电学性质如导电性，也可以影响材料的力学性质，如使延性材料变得硬而脆。退火有助于消除辐射产生的损伤。,（2）陶瓷,辐射也能在陶瓷材料内部产生点缺陷，一般情况下，辐射对陶瓷材料的力学性质影响不大，因为它本。</p><p>2、12.3高温蠕变与疲劳,很多构件长期在高温条件下运转。例如，航空发动机叶片的使用温度高达1000，用Cr-Mo-V钢制造的汽轮机转子使用温度约为550等。高温对金属材料的力学性能影响很大。温度和时间还影响金属材料的断裂形式。,一、高温蠕变1、蠕变现象和蠕变曲线2、蠕变极限和持久强度3、蠕变断裂4、蠕变断裂机制图二、高温疲劳,一、高温蠕变,1、蠕变现象和蠕变曲线当温度T(0.30.5)Tm。</p><p>3、第三节再结晶和晶粒长大,在烧结中，坯体多数是晶态粉状材料压制而成，随烧结进行，坯体颗粒间发生再结晶和晶粒长大，使坯体强度提高。所以在烧结进程中，高温下还同时进行着两个过程，再结晶和晶粒长大。尤其是在烧结后期，这两个和烧结并行的高温动力学过程是绝不对不能忽视的，它直接影响着烧结体的显微结构(如晶粒大小，气孔分布)和强度等性质。,一、初次再结晶,初次再结晶常发生在金属中，无机非金属材料特别是些软性材。</p><p>4、2.4面缺陷（surfacedefects）,面缺陷是将材料分成若干区域的边界，如表面、晶界、界面、层错、孪晶面等。一、晶界（位错界面）（一）小角度晶界（smallanglegrainboundary）（二）大角度晶界（largeanglegrainboundary）二、堆积层错三、反映孪晶界面,一、晶界（位错界面）,（一）小角度晶界（smallanglegrainboundary）晶界的结构和性。</p><p>5、1.2晶体中质点的结合力与结合能,晶体中质点间的结合力晶体的结合力与结合能,一、晶体中质点间的结合力,晶体中键的类型晶体中键的表征晶体中离子键、共价键比例的估算,晶体中的原子之所以能结合在一起，是因为它们之间存在着结合力和结合能。,1.晶体中键的类型,按照结合力性质的不同,化学键,物理键,离子键（ionicbond）,共价键（covalentbond）,金属键（metallicbond）,范德。</p><p>6、2.6非化学计量化合物,实际的化合物中，有一些化合物不符合定比定律，负离子与正离子的比例并不是一个简单的固定的比例关系，这些化合物称为非化学计量化合物。非化学计量化合物的特点：1）非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；2）可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；,3）缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；4）非化学计量化合物都是半导体。半导体材料分为两大类：一是掺杂半导体，如。</p><p>7、1.3决定离子晶体结构的基本因素,一、内在因素对晶体结构的影响1.质点的相对大小2.晶体中质点的堆积3.配位数与配位多面体4.离子极化二、外在因素对晶体结构的影响同质多晶与类质同晶及晶型转变,一、内在因素对晶体结构的影响,1.质点的相对大小2.晶体中质点的堆积3.配位数与配位多面体4.离子极化.,1.质点的相对大小原子半径及离子半径,质点（原子或离子）的相对大小对晶体结构有决定性影响。在晶体。</p><p>8、第二节烧结过程及机理,一、烧结过程,(一)烧结温度对烧结体性质的影响图5是新鲜的电解铜粉(用氢还原的)，经高压成型后，在氢气气氛中于不同温度下烧结2小时然后测其宏观性质：密度、比电导、抗拉强度，并对温度作图，以考察温度对烧结进程的影响。,图5烧结温度对烧结体性质的影响l一比电导2一拉力3一密度,比电导(-1cm-3),温度(C),拉力(kg/cm3),密度(g/cm2),结果与讨论：1.随烧结。</p><p>9、第九章烧结,概述,烧结过程及机理,再结晶和晶粒长大,影响烧结的因素,固相烧结,第一节概述烧结过程是一门古老的工艺。现在，烧结过程在许多工业部门得到广泛应用，如陶瓷、耐火材料、粉末冶金、超高温材料等生产过程中都含有烧结过程。烧结的目的是把粉状材料转变为致密体。研究物质在烧结过程中的各种物理化学变化。对指导生产、控制产品质量，研制新型材料显得特别重要。,一、烧结的定义,压制成型后的粉状物料在。</p><p>10、第一章晶体结构,1.1结晶学基础知识1.2晶体中质点的结合力与结合能1.3决定离子晶体结构的基本因素1.4单质晶体结构1.5晶体的结构与性质无机化合物结构1.6硅酸盐晶体结构1.7高分子结构,1.1结晶学基础知识,晶体结构的定性描述晶体结构的定量描述晶面指数、晶向指数,一、晶体结构的定性描述,晶体及其特征晶体结构与空间点阵晶胞与晶胞参数晶系与点阵类型,晶体：晶体是内部质点在三维空间成周期性重。</p><p>11、第三节固相烧结,从前面讨论可知，传质方式不同，烧结机理亦不相同：对于不同物料，起主导作用的机理会有不同，即使同一物料在不同的烧结阶段和条件下也可能不同。烧结的各个阶段，坯体中颗粒的接触情况各不同。为了便于建立烧结的动力学关系，目前只能从简化模型出发，针对不同的机理，建立不同阶段的动力学关系。,简化模型,模型简化的前提条件：原料通过工艺处理可以满足或近似满足模型假设。烧结模型烧结初期，认为粉料是等径。</p><p>12、第二节相变的分类分类方法有很多，目前有以几种：一、按物质状态划分二、从热力学角度划分三、按相变发生的机理来划分,一、按物质状态划分：液相（liquid）固相（solid）气相（gas）二、从热力学角度划分：根据相变前后热力学函数的变化，可将相变分为一级相变、二级相变和高级相变,1.一级相变：在临界温度、压力时，化学位的一阶偏导数不相等的相变。两相能够共存的条件是化学位相等。相变时：体积V，熵S。</p><p>13、2.2点缺陷,本节介绍以下内容：一、点缺陷的符号表征：Kroger-Vink符号二、缺陷反应方程式的写法,一、点缺陷的符号表征:Kroger-Vink符号,以MX型化合物为例：1.空位（vacancy）用V来表示，符号中的右下标表示缺陷所在位置，VM含义即M原子位置是空的。2.间隙原子（interstitial）亦称为填隙原子，用Mi、Xi来表示，其含义为M、X原子位于晶格间隙位置。3.错位原子错。</p><p>14、第二节固相反应机理固态反应一般是由相界面上的化学反应和固相内的物质迁移两个过程构成。但不同类型的反应既表现出一些共性规律，也存在着差异和特点。一相界面上化学反应机理傅梯格（Hltting）研究了ZnO和Fe2O3合成的反应过程。图1示出加热到不同温度的反应化合物，经迅速冷却后分别测定的物性变化结果。可把整个反应过程划分为六个阶段。,图1ZnO-Fe2O3混合物加热过程中性质的变化1.对色剂的吸附性。</p><p>15、0.1.1材料按化学成分(或基本成分)分类0.1.2材料的特性分类0.1.3材料按服务领域分类0.1.4材料按结晶状态分类0.1.5材料按材料大小分类，0.1材料按物理特性分类：导电材料、绝缘材料、半导体材料、磁性材料、半透明材料、高强度材料、高温材料、高温材料用压电材料、热电材料、铁电材料、非线性光学材料、磁光材料、电光材料、声光材料、激光材料等来区分物理效果。用途分类为电子材料、电气材料、光学。</p><p>16、第四节玻璃的形成,1形成玻璃的物质及方法2玻璃形成的热力学条件3玻璃形成的动力学条件4玻璃形成的结晶化学条件（1）复合阴离子团大小与排列方式（2）键强（3）键型,1形成玻璃的物质及方法,当今普遍认为，只要冷却速率足够快，几乎任何物质都能形成玻璃，参见表37、38。目前形成玻璃的方法有很多种，总的说来分为熔融法和非熔融法。熔融法是形成玻璃的传统方法，即玻璃原料经加热、熔融和在常规条件下。</p><p>17、第三节固相反应动力学一.一般动力学关系整个过程的速度将由其中速度最慢的一环控制。现以金属氧化反应M+1/2O2MO为例（图5）说明之。,图5,由化学动力学和菲克第一定律，其反应速度V和扩散速度V分别为：V=KcV=D=D,当过程达到平衡时，Vp=VD或K0=DC=c0V=Kc=,讨论：1、当扩散速度远大于化学反应速度时，即KD/，则V=kc=Vp最大（式中c0=c），说明化学反应速度控。</p><p>18、固相反应第一节引言第二节固相反应机理第三节固相反应动力学第四节影响固相反应的因素,第一节引言一固相反应分类a.从反应物的组成变化方面分类b.从固体中成分的传输距离来分类c.按反应性质分类d.按参加反应的物质的状态可分为e.按反应机理可分为f.按生成物的位置分成,二固相反应特征基于研究结果，泰曼认为：（1）固态物质间的反应是直接进行的，气相或液相没有或不起重要作用。（2）固态反应开始温度远低于反应物。</p><p>19、第十二章疲劳与断裂,在特定外界条件下工作的构件，虽然所受应力低于材料屈服强度，但服役一定时间后，也可能发生突然脆断。这种与时间有关的低应力脆断称为延滞断裂。外界条件可以是应力，如交变应力；也可以是环境介质，如腐蚀介质、氢气氛或热作用等。由交变应力引起的延滞断裂，就是疲劳断裂；而在静载荷与环境联合作用下引起的延滞断裂，叫做静载延迟断裂，或称静疲劳；疲劳与断裂是材料、构件和机械最常见的失效方式，约占构。</p><p>20、传递函数的物理意义 在第e个物理坐标上施加单位激励 引起 该坐标的位移响应称为原点传递函数 原点导纳 在第f个物理坐标上施加单位激励 引起 第e个坐标的位移响应称为跨点传递函数 跨点导纳 频率响应函数的估计 频响函数1 输入输出互谱 输入自谱 频响函数2 输出自谱 输出输入互谱 相干检验 可以判断频响函数估计输入输 出线性关系的可靠度 fx 1 fG fG fF fF fF fX fF fX f。</p>