材料物理性能复习资料1.doc

弹性模量：使物体产生伸长一倍变形量所需的应力。上限弹性模量：两相通过并联组合得到混合系统的E值称之。下限弹性模量：两相通过串联组合得到混合系统的E值称之。粘弹性：某些非晶体或多晶体在应力较小时间时表现粘性弹性。滞弹性：无机固体和金属的弹性模量依赖于时间的现象。蠕变：当对粘弹性体施加恒定应力0时，其应变随时间而增加的现象。弛豫：当施加恒定应变0在粘弹性体上，应力随时间而减小的现象。影响蠕变的因素：1.温度2.应力3.显微结构的影响4.组成5.晶体结构声频支：相邻原子具有相同的振动方向。光频支：相邻原子振动方向相反，形成了一个范围很小，频率很高的振动。热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动的传向冷端，这个现象就称。声子：声频波的量子。声子热导的机理：声子与声子的碰撞产生能量转移。介质损耗：电场作用下，单位时间内电介质因发热而损耗的电能抗热震断裂性：材料发 生瞬时断裂，抵抗这种破坏的性能。双碱效应（中和效应）：当玻璃中碱金属离 子总浓度较大时，碱离子总浓度相同的情况下，含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小 。当两种碱金属浓度比适当时，电导率可以降到很低。压碱效应：含碱玻璃中加入二价金属氧化物，尤其是重金属氧化物，可使玻璃电导率降低。热稳定性：材料在温度急剧变化而不被破坏的能力，也被称为抗热震性。铁电体:能够自己极化的非线性介电材料，其电滞回路和铁磁体的磁滞回路形状相近似。稳定传热：物体内温度分布不随时间改变。载流子的迁移率：载流子在单位电场中的迁移速率。移峰效应：在铁电体中引入某种添加物生成固溶体 ，改变原来的晶胞参数和离子间的相互关系，使居里点向低温或高温方向移动。展宽效应（压峰效应）：铁电体中引入某种添加物形成固溶体，减少居里点处介电常数，使介电常数在较大范围内变化平缓的效应。填空题：1、在结晶的陶瓷中，滞弹性弛豫最主要的根源是残余的玻璃相。2、滑移的条件（1）几何条件 （2）静电作用3、高温蠕变理论 ：高温蠕变的位错运动理论、扩散蠕变理论、晶界蠕变理论。4、两个有关晶体热容的定律：元素的热容定律（杜隆-珀替定律） 化合物的热同定律（柯普定律）5、量子理论的两个模型：爱因斯坦模型、德拜的比热模型6、热冲击损坏有两钟类型：抗热冲击断裂性、抗热冲击损坏性。1、吸收可分为：选择吸收、均匀吸收 吸收定律和散射定律公式： I = I0e-(a+s)x2.发生形变的类型：弹性形变和塑性形变，发生脆性断裂的条件：外加应力的速率大于应力再分配的速率3热击穿的本质是介质在电场中极化，介质损耗发热，当热量在材料内积累,材料温度升高，当出现永久性损坏。4导电材料中载流子是 离子、电子和空位。5裂纹扩展方式：掰开型、错开型、及撕开型。裂纹扩展的条件：物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成的两个新表面所需的表面能。6、 提高陶瓷材料的强度和韧性途径：微晶、高密度与高纯度、 提高抗裂能力和预加应力、 化学强化、 相变增韧、弥散增韧7、热膨胀系数有：线膨胀系数和体积膨胀系数，对于各向同性的晶体v=3i 对于异向同性的晶体：v =a+b+c8、色光的三原色：红、绿、蓝：原料的三间色：红、黄、蓝9、电导的方向有：离子电导和电子电导，霍尔效应是电子电导的特征；电解效应是离子电导的特征10、晶界效应包括：压敏效应和PTC效应11、利用双碱效应和压碱效应，可以减少玻璃的电导率12、极化类型：弹性位移极化、高介晶体极化、松弛极化、自发极化、偶极子转向极化、谐振式极化、夹层式极化与高压式极化前两个特点无损耗，后四个特点有损耗13、介质击穿的类型有：热击穿、电击穿、化学击穿简答题1、不同材料在外力作用时的变形特征？脆性材料:在弹性变形后没有塑性形变或塑性形变很小，接着就断裂，总弹性应变能非常小。延性材料:开始表现为弹性形变，接着有一段弹塑性形变，然后才断裂，总变形能很大。弹性材料:具极大的弹性形变。2、显微结构对陶瓷材料的脆性断裂有何影响？气孔率、气孔或裂纹尖端的曲率半径及大小、晶粒的大小、晶界、内部应力、玻璃相、复合相3、 为什么陶瓷材料具有脆性而金属材料具有塑性？P204、 造成宏观塑性形变的条件：1.有足够多的位错2.位错有一定的运动速度3.要有较小的伯氏矢量，易形成位错。5、 高位蠕变分为哪几个阶段？各阶段有何特点？ （1）起始段oa在外力作用下发生塑性弹性形变，且为瞬时发生，与时间无关 （2）第一阶段蠕变ab（蠕变减速阶段）应变速度随时间减速 （3）第二阶段蠕变bc（稳态蠕变阶段）蠕变速率保持不遍 （4）第三阶段蠕变cd（蠕变加速阶段）应变速率随时间递增，即曲线变陡，最后到d点断裂。6、 何为理论强度？ 使材料沿横截面所有原子间，将所有原子间的结合键同时拉断成为两部分需要的应力。7、 何为尺寸效应？ 尺寸较大的材料的实际强度比理论值低得多，而且实际材料的强度总在一定范围内波动，即是用相同材料在相同条件下制成的时间，强度值也有波动。一般试件尺寸大，强度偏低。4、 用Griffith理论解释相变增韧的原理Griffith概念：Griffith认为实际材料中总是存在许多细小的裂纹或缺陷，在外力作用下，这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象，当应力达到一定程度时，裂纹扩展而导致断裂，所以断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。5、 显微结构对材料脆性断裂的影响：（1）晶粒尺寸：晶粒愈小愈细，强度愈高。（2）气孔的影响：无机材料的弹性模量和强度都随气孔率的增加而降低。6、 判断裂纹的稳定性？ 当(dwe/2dc)(dws/2dc) 时，裂纹失稳，迅速扩展；当(dwe/2dc)=(dws/2dc)时，为临界状态。6、KI是反应裂纹尖端应力场强度的强度因子，应力场强度因子小于等于材料的平面应变断裂韧性，设计的构件是安全的。7、强化复合材料的注意的几个原则：（1）使纤维尽可能多地承担外加负荷。（2）二者的结合强度适当，否则基体中所承受的应力无法传递到纤维上。（3）应力作用的方向应与纤维平行，才能发挥纤维的作用，因此注意纤维在基体中的排列。（4）纤维与基体的热膨胀系数匹配，最好是纤维的热膨胀系数略大于基体的。（5）考虑纤维和基体二者在高温下的化学相容性10、对热稳定性影响的主要因素是什么？其特点是什么？并解释该名词？主要因素是热应力，特点（1）与外力不同，(2)存在材料内部热应力：电子材料热膨胀后收缩引起的内应力11、透明陶瓷的特点？（1）高纯、高密、无气孔（2）晶粒尺寸小于入射光波长（3）无第二相或第二相的折射率与基质的折射率相差小（4）晶粒大小均匀12、热膨胀的机理：固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中的质点间碰均距离岁高度升高而增大。质点在r0两侧受力u对称情况越显著，平衡位置向右移动越多，相邻质点间平均距离就增加的越多，以致晶胞参数增大，晶体膨胀。13、热膨胀与结构的关系：由于玻璃的结构较疏松，内部的空隙较多，所以当温度升高，原子振幅加大，原子间距增大时，部分地被结构内部的空隙所容纳，而整个物体宏观的膨胀量就少些。14、釉的膨胀系数比坯小，烧成后的制品在冷却过程中表面釉层的收缩比坯体小，使釉层中存在压应力，均与分布的预压应力能明显的提高脆性材料的力学强度。15、固体材料热传导的微观机理：（1）把声子当作质点（2）格波的传播当作声子的运动（3）格波与物质的作用理解为声子与物质的碰撞（4）格波遇到的散射理解为声子与质点的碰撞，（5）理想晶体的热阻来源于声子与声子的碰撞16、提高抗热冲击断裂性能的措施：（1）提高材料强度，减小弹性模量（2）提高材料的热导率（3）减小材料的热膨胀系数（4）减小表面热传递系数（5）减小产品的有效厚度。17、影响透光性的因素有哪些？ （1）吸收系数（2）反射系数（3）散射系数（1、材料的宏观及显微缺陷2、晶粒排列方向的影响3、气孔引起的散射损失）18、提高无机材料透光性的措施：（1）提高原材料的纯度（2）参加外加剂，降低气孔率（3）原料适当预烧（4）控制烧成温度，防止二次重结晶（5）热压烧结（6）表面抛光7、选择乳浊剂原则有哪些？（1）颗粒及基体材料的折射率数值应当有较大的差别（2）颗粒尺寸应当和入射波长约略相等（3)颗粒的体积分数要高8、影响半透明性的因素有哪些？1、防止裂纹扩展措施（4分）：A、使用应力不超过临界应力c。B、在材料中设置吸收能量的机构，阻止裂纹扩展。C、人为地在材料中造成大量极微细的小于临界尺寸的裂纹，也可吸收能量，阻止裂纹的扩展。2、（1）热膨胀与结合能和熔点的关系：结合能、熔点越高，则热膨胀系数较小；（2）热膨胀与温度、热容的关系：温度越高、热容越大，热膨胀系数越大；（3）热膨胀和结构的关系：通常结构紧密的晶体膨胀系数较大，而类似于无定形的