2020年材料基本概念知识.doc

材料基本概念知识 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。下面是为大家的材料基本概念知识，欢迎大家阅读浏览。 1、材料热容： “当一系统由于加给一微小的热量Q而温度升高dT时，Q/dT这个量即是该系统的热容。”(GB3102.4-93)，通常以符号C表示，单位J/K。 某种物质的比热容是指当单位质量该物质吸收或放出热量引起温度升高或降低时，温度每升高1K所吸收的热量或每降低1K所放出的热量，通常以符号c表示，单位J/kg.K。通常计算的热熔分为等压热熔Cp和等体热熔Cv。 2、材料热膨胀： 物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”。通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。 在相同条件下，气体膨胀最大，液体膨胀次之，固体膨胀最小。也有少数物质在一定的温度范围内，温度升高时，其体积反而减小。 对于每种固体，都有一个德拜特征温度，低于此特征温度时，随温度强烈变动;高于此特征温度时，接近常数。 3、材料热传导： 热传导是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中热对流与热传导同时发生。 物体或系统内的温度差，是热传导的必要条件。热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一个系统的现象叫传热。 热传导是传热三种传热模式(热传导、对流、辐射)之一。它是固体中传热的主要方式，在不流动的液体或气体层中层层传递，在流动情况下往往与热对流同时发生。 4、材料热稳定性： 材料在特定加热条件下，加热期间内一定时间间隔的粘度和其它现象的变化。材料保持原有属性的能力越强，表明材料的热稳定性越好。 5、导电性能： 物体传导电流的能力叫做导电性。不同金属的导电性各不相同，通常银的导电性最好，其次是铜和金。 固体的导电是指固体中的电子或离子在电场作用下的远程迁移，通常以一种类型的电荷载体为主，如：电子导体，以电子载流子为主体的导电;离子导电，以离子载流子为主体的导电;混合型导体，其载流子电子和离子兼而有之。 以外，有些电现象并不是由于载流子迁移所引起的，而是电场作用下诱发固体极化所引起的，例如介电现象和介电材料等。 6、晶体的能带： 能带是讨论晶体(包括金属、绝缘体和半导体的晶体)中电子的状态及其运动的一种重要的近似理论。 它把晶体中每个电子的运动看成是独立的在一个等效势场中的运动，即是单电子近似的理论;对于晶体中的价电子而言，等效势场包括原子实的势场、其他价电子的平均势场和考虑电子波函数反对称而带来交换作用，是一种晶体周期性的势场。 在晶体的能带图上，物质的导电性反映为它的价带是否被填满，是否存在禁带以及禁带宽度的大小。 7、金属的导电性： 金属在外加电场作用下，金属中的电子在无规则运动的基础上叠加一个有规则的运动，产生宏观电流的性质。 材料产生电阻的本质晶体点阵的完整性以及由于晶体点阵离子的热振动，晶体中的异类原子、位错、和点缺陷等，使晶体点阵的周期性遭到破坏，电子波受到散射，进而产生了阻碍作用，降低了材料的导电性。 8、超导电性： 物质在一定温度条件下电阻降为零的现象，称为超导电性。 1911年荷兰物理学家H卡末林昂内斯发现汞在温度降至4.2K附近时突然进入一种新状态，其电阻小到实际上测不出来，他把汞的这一新状态称为超导态。 后来又发现许多其他金属也具有超导电性。低于某一温度出现超导电性的物质称为超导体。 9、接触电性： 两种不同性质的材料接触，由于他们各自具有不同的相、不同的晶态结构、电子结构，在他们的交界处产生载流子的某种迁移行为，由此引起两种材料单独存在时所没有的新的电学效应。 10、热电性： 物质当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性。 热电性主要存在于无对称中心、具有极性轴的介电质矿物晶体中，如电气石、方硼石。 第一热电效应赛贝克效应，1821年德国科学家赛贝克，发现当两种不同的导体组成一个闭合的回路时，在两个接头处存在温度差异，则回路上将有电势和电流产生。 第二热电效应玻尔贴效应，1834年玻尔帖发现，当有电流通过两个不同的导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，还会在两接头处分别出现吸收或放出热量的现象。(玻尔帖效应，被人们认为是赛贝克效应的逆效应。) 第三热电效应汤姆逊效应，1854年汤姆逊发现，当电流通过具有一定温度梯度的导体时，会有一横向热流流入或流出导体，其方向视电流的流向和温度梯度的方向而定。 11、压电性： 某些物质的单晶体，当受到定向压力或张力的作用时，能使晶体垂直于应力的两侧表面上分别带有等量的相反电荷的性质。 若应力方向反转时，则两侧表面上的电荷正负转变。压电效应分为正压电效应和负压电效应。 12、热释电性： 当温度变化时，材料沿某方向的电荷数量减少，温度继续变化则电荷改变符号的性质。 13、铁电性： 某些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化的现象。 14、光电性： 某些材料在受到光照后，引起物质电性发生变化的现象，称为光电性。 光电性，分为外