材料的热学PPT学习教案

1、会计学1 材料的热学材料的热学PPT课件课件 第1页/共64页 热扩散系数 (a)、热发射率 ()、 热膨胀系数 ( ) 和粘度 ( ) 等是 热计算和热设计的关键参数， 也是研制、评价和优选所用隔 热和防热材料的主要技术依据。 第2页/共64页 第3页/共64页 第4页/共64页 第5页/共64页 第6页/共64页 第7页/共64页 第8页/共64页 第9页/共64页 第10页/共64页 第11页/共64页 第12页/共64页 第13页/共64页 第14页/共64页 不同温度下某些陶瓷材料的热容不同温度下某些陶瓷材料的热容 第15页/共64页 第16页/共64页 第17页/共64页 固体的摩

2、尔热容为：固体的摩尔热容为： 但是由上式计算但是由上式计算Cv必须知道谐振子的频谱。这是非常困难的事。实必须知道谐振子的频谱。这是非常困难的事。实 际上，采用简化的爱因斯坦模型和德拜模型。际上，采用简化的爱因斯坦模型和德拜模型。 第18页/共64页 称为爱因斯坦比热函数。当选取适当的角频称为爱因斯坦比热函数。当选取适当的角频 ，可以使理论上的，可以使理论上的cv值与实验的吻合。值与实验的吻合。 热容的量子理论表达式热容的量子理论表达式 第19页/共64页 u即：即： 此即经典的杜隆一珀替公式。也就是说，量子理论所导出的热容值如按爱因斯坦的简化模型计算，在高温时与经典公式一致。此即经典的杜隆一珀

3、替公式。也就是说，量子理论所导出的热容值如按爱因斯坦的简化模型计算，在高温时与经典公式一致。 在低温时，即在低温时，即TkTk时：时： 上式表明：上式表明：Cv值按指数律随温度而变化，而不是从实验中得出的按值按指数律随温度而变化，而不是从实验中得出的按T3变化的规律，比实验值更快趋于零变化的规律，比实验值更快趋于零 第20页/共64页 第21页/共64页 0max 高于max不在声频支而在光频支 范围，对热容贡献很小，可以略 而不计。 max由分子密度及声速决定。 第22页/共64页 第23页/共64页 第24页/共64页 b. 不同结构的某些无机材料的热容不同结构的某些无机材料的热容 第25

4、页/共64页 n约等于构成该复合材料的物质的热 容之和：C = gici ngi：材料中第i种组成的重量百分数 nci：材料中第i种组成的比热容 第26页/共64页 第27页/共64页 第28页/共64页 n 1122nn。 n高温下该定律具有普遍性，适用 于金属化合物，金属与非金属化合 物，中间相和固溶体。热处理能改 变合金的组织，但对合金高温下的 热容没有明显影响。该定律对铁磁 合金不适用。 第29页/共64页 第30页/共64页 而导致热容曲线向下拐折 不可逆转变, 如过饱和固溶体的时 效，马氏体和残余奥氏体回火转变， 形变金属的回复与再结晶等。 第31页/共64页 0 l l T l

5、00 (1) tl llllT 0(1 ) tV VVT 第32页/共64页 3333 00 (1)(1) ttll VllTVT 0(1 3 ) tl VVT 3 Vl 第33页/共64页 000 (1)(1)(1) lll tabcabcabc VllllllTTT Vabc 0( ) tabc VVT 第34页/共64页 第35页/共64页 第36页/共64页 第37页/共64页 当温度升高到当温度升高到T2时，同理平均位置移到了时，同理平均位置移到了r = r2处。处。 平均位置随温度的不同，沿平均位置随温度的不同，沿AB曲线变化。曲线变化。 所以，温度越高，平均位置移得越远，引起晶体

6、的所以，温度越高，平均位置移得越远，引起晶体的 膨胀膨胀 第38页/共64页 第39页/共64页 大 n固态金属的体热膨胀极限方程： (VTm-V0)/V0 6% 6.7%。 n即：从0K到熔点，固体体积的变化总量 约6%左右 第40页/共64页 平衡位置随温度的变化平衡位置随温度的变化 第41页/共64页 第42页/共64页 第43页/共64页 dT QKS t dx 第44页/共64页 2 2 p TKT tcx 第45页/共64页 第46页/共64页 pe KKK 第47页/共64页 第48页/共64页 第49页/共64页 () iii i Kc N v 第50页/共64页 n可见温度的影响 很复杂 第51页/共64页 第52页/共64页 th p K D C 第53页/共64页 第54