材料结构与性能答案

1、材料的结构层次有哪些，分别在什么尺度，用什么仪器进行分析?现在，人们通过大量的科学研究和工程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。在不同的尺度下,主要的，或者说起决定性的问题现象和机理都有很大的差异，因此需要我们用不同的思路和方法去研究解决这些问题。更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发生及进行的时间尺度也很不相同。一般地讲，空间尺度越大的,则描述事件的时间尺度也应越长。不同的学科关注不同尺度的时空中发生的事件。现代科学则按人眼能否直接观察到，且是否涉及分子、原子、电子等的内部结构或机制，而将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微

2、观(Microscopic)世界。之后，又有人将可以用光学显微镜观察到的尺度范围单独分出，特别地称作/显微结构(世界)。随着近年来材料科学的迅速发展，材料科学家中有人将微观世界作了更细致地划分。而研究基本粒子的物理学家可能还会把尺度向更小的方向收缩，并给出另外的命名。对于宏观世界，根据尺度的不同，或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/工程及人体尺度等。人类的研究尺度已小至基本粒子，大至全宇宙。但到目前为止，关于/世界的认识还在不断深化，因而对其划分也就还处于变动之中。即使是按以上的层次划分，其各界之间的边界也比较模糊，有许多现象会在几个尺度层次中发生。在材料科学与工程领域中，对于

3、材料结构层次的划分尚不统一,可以列举出许多种划分方法,例如:有的材料设计科学家按研究对象的空间尺度划分为三个层次：工程设计层次:尺度对应于宏观材料，涉及大块材料的加工和使用性能的设计研究。连续模型尺度:典型尺度在1Lm量级,这时材料被看作连续介质,不考虑其中单个原子、分子的行为。微观设计层次:空间尺度在1nm量级,是原子、分子层次的设计。国外有的计算材料学家，按空间和时间尺度划分四个层次1，即(1)宏观这是人类日常活动的主要范围，即人通过自身的体力,或借助于器械、机械等所能通达的时空。人的衣食住行，生产、生活无不在此尺度范围内进行。其空间尺度大致在0.1mm(目力能辨力最小尺寸)至数万公里人力

4、跋涉之最远距离)，时间尺度则大致在0.01秒(短跑时人所能分辨的速度最小差异)至100年(人的寿命差不多都在百年以内)。现今风行的人体工程学就是以人体尺度1m上下为主要参照的。介观介观的由来是说它介于/宏观与/微观之间。其尺度主要在毫米量级。用普通光学显微镜就可以观察。在材料学中其代表物是晶粒，也就是说需要注意微结构了,如织构，成分偏析，晶界效应,孔中的吸附、逾渗、催化等问题都已开始显现。现在，介观尺度范围的研究成果在材料工程领域，如耐火材料工业、冶金工业等行业中有许多直接而成功的应用。微观其尺度主要在微米量级,也就是前面所说/显微结构(世界)0。多年以来借助于光学显微镜、电子显微镜、X)衍射

5、分析、电子探针等技术对于晶态、非晶态材料在这一尺度范围的行为表现有较多的研究,许多方法已成为材料学的常规手段。在材料学中，这一尺度的代表物有晶须、雏晶、分相时产生的液滴等。纳观其尺度范围在纳米至微米量级，即10-610-9m,大致相当于几十个至几百个原子集合体的尺寸。在这一尺度范围已经显现出量子性,已经不再能将研究对象作为/连续体0,不能再简单地以其统计平均量作为表征，微结构中的缺陷、掺杂等所起的作用明显加大。不同凝聚状态在结构上有什么不同？1.11.2陶瓷材料的强化影响陶瓷材料强度的阖素是多丿丁血的，材料强度的本质圮内部质心r,离亍、分了）间的结合力.为丁使材料实际强度提側理论强度的数仏长期

6、以来进行丸慣研轧从对材料的形变及断裂的分析可知.在胎体姑构既定的情况下、控制强度的工耍因素们三个，即兆性模加E斷裂功（断裂表简能）和裂纹尺J仁其中E楚非结构敏感的,巧微观结构有Q但对单-相材料、微观结构对的影响不大，唯一可以控制的是材料屮的微裂纹.可以把微裂纹理解为各种缺陷的总利n所以强化描施人多从消除厭陷和PJI.rk-H发展看氐值得提出的仃下列儿个方肌儆汕高密度7高纯度为了消除缺陷，提高晶体的完整性，细、密、匀、纯是洱前陶瓷发展的-个重业力Mtn近年来出现了许多微血髙密度、爲纯度陶瓷，例如用热压工艺制造的陶瓷密度接近理论值，几乎没有气孔，特别值得提沖的处各种纤维材料及晶疾表16列出些纤维胡

7、须的將性，从表屮可以看出，将块体材料制成细纤维，强度大约提高一个数量级，而制成晶须则提高两个数童级冷珅论弧度的大小同数量级aM须提裔强度的I浚曲恻2-就杲大大提M/Mr体的完整性，实验指出制须強度附讪顶截而讥忙的增加而降低a顶加侦力人为地预加尿力用:材料表Ifl谴成七汕讪力比就可提川N料的抗张强度a脆性断裂通常址在张问力柞用卜小农ifii开始，如果在表血沁成-出残余压冋力层侧亦材料使用过程屮农ifii受判拉伸破坏N前旨先坐葩服表jfu.l-.的残余压应力a通过定加热、冷却制度在表面人为地引入残余压应力的过程叫做热韧化这种技术已被广泛用于制造安全玻璃（钢化玻璃）如汽车飞机门窗.眼镜用玻璃-方法是

8、將玻璃加热到转变温度臥上忸低丁熔心然后淬冷这样依Mif即冷却变成刚性的血内部仍处软化状态，不存直感力。rr以话继续逐却I山内部将比押fii以更大速率收缩，此时楚农血受爪内部莞拉,结果直表洵形成残留压机力b图1-54士热恻化玻璃板受橫时厅川时彼余隔力,作用应力及合成应力分布的情形-这种热韧化技术近年来发展到用于其他结构陶瓷材料淬冷不仅在表贏诰成从3力川讪还可使讪程细化口利用厨fiik内部的热膨岷系数不同他可以达到顶加戯力的效眼（3）化学强化如果要求表面残余压应力更高，则热韧化的办法就难以做到此时就要采用化啓曲化（离T龙换）的办法，这种技术是通过改变农简的化学组成,使我甘的摩尔休积比内部的大。由丁

9、去向休积版大受到内部材料的限制，就产生-种两向状态的丛应力。可以认为这种.SjAilK力和体积变化的关蔡近似服从冼屯定彳匚如果体积变化为2%1E=70GPa,p=0.251咖衣間杯应力陆迟930MPa.通常是用一种丈的离子置换小的，由于受扩散限制及受惜电离子的影响，实践上，压力层的厚度被限制在数百微米范围内口在化学强化的玻皤板中，应力分布情况和热恻化玻璃不同,直热恻化玻璃屮形状接近抛物线月最大的屁血*问力接近内部最大帐夙力的两倍，但在化学强化中、血常不是抛物线形.而是在内部存在一个接近乎直的小的张应力区*到化学强化区突然变为压应力口表面压应力|内部张机力Z比可达数|丫你如果内部磁力恨小则化学强

10、化的玻璃可以切割和钻L但如果压应力层较薄而内祁张肌力较大.內部裂统腿II发扩展破坏时可能裂成碎块化学强化方丛II前尚冇发展屮Ki会得到更广泛的用此外，将表比拋光及化啓处那用以消除表何缺陷也能提高强度口强化材料的个巫要发展龙复合杠4的冷现=复件材料是E年来川速发展的领域二=（4）陶瓷材料的增韧所谓增恻就杲提咼陶瓷材料强度及改魯陶瓷的脆性是陶瓷材料要解决的巫要问迥L打金屈材料相比,陶瓷材料仃极讣的强度.比弹性模量比金屈大很釦门心数陶瓷材料缺乏塑性变形能力和韧性、S1.S1-7.极限闷变小丁0.1%-0.2%.在外力的作fflhff.现脆性.M抗冲山、抗热冲山能力也很进.脆件断裂往超汗致了材料被破坏

11、.般的陶瓷材料祀锻温卜耶性为零这是为为丈多数陶瓷材料胡休结构复杂-滑移系统少.位错生威能高几位楮的可动性殆.韧化的匕要机珅肓航力诱訂抿变增韧币变诱发微裂纹增韧,残余皿力增切等a几种增韧机理并不山flUlb/Fjn/rh，条件下-仃-种或儿种机珅.起工韭作乩和变增恻：利用劣卅滲和陶瓷中共些相成分直不同温度的相变，从血増M啲效果:统称知：lI变增恻例如，利用的兮氏（+11变来改善陶瓷材料的力学性能,上II前引人注1丨的研究领域.研究r多种7的相变增韧川阴力相转变成单斜札休积增大3%5%,如部分稳定卜方多胡陶瓷（TZP）,增韧陶瓷（ZTA）,增韧莫来右陶瓷（ZTM）,增韧尖胡石陶瓷*增韧钛霰铝陶瓷，

12、增韧陶瓷廛同以及增韧仏其屮PSZ陶瓷较曲成SftJZP.ZTA,ZTMKi|究得也K,PS乙TZ巳ZTA竽的新裂制性已达R的高达，但温度升商时，相变增韧失效.T1部分稳迅陶瓷烧結致密片小方和颗粒弥散分術F淇他陶瓷牯体屮(辺苹本身X冷却时亚稳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讪也处于曲应力状态。材料在外力作用下所产4的裂纹尖端附近由丁阴力集屮的作用存在灿力场恳而减轻对卩方相颗粒的束缚帝檢力的诱发作用下会发心|讪单斜帕的转变并发生体积膨胀別变和体积膨胀的过程除消耗能量外地将状1裂纹作用区产力二者均阴.止裂纹的旷展贝仃增洲外力做口才能使裂纹继無广展上材料强度和新裂韧性丈福

13、度提仏成此，这种微结构会产空种不同的增韧机理在轨化钾卩具右亚稳态I川方相的盘状沉沉的微粒.如图15所小首先，随着裂纹发展与致的阴力增力Ila会使四力結构的沉淀相通过目氏休相变转变为单詢站构,这-相变吸收了能量并导致体积膨川T仝胀闷力。这种微区的形变在裂纹附迈尤为明显比况相变的粒子周国的喰力场会吸收额外的能盘，汁形成许多微裂纹a这些微纺构的变化订效地降低裂纹尖端附近的冇效应力强度a第-“由丁沉淀颗粒对裂纹的阻滞作用和打域残余应力场的效应.会引起製纹的偏转.裂纹16转又引起裂纹的衣面积和有澈脆性断裂的本质是什么？格里菲斯微裂纹理论是如何解释的？1.脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变

14、形，没有明显征兆，因而危害性很大。通常，脆断前也产生微量塑性变形。一般规定光滑拉伸试样的断面收缩率小于5%者为脆性断裂，该材料即称为脆性材料；反之，大于5%者则为韧性材料。脆性断裂的特点1断裂前无明显的预兆2断裂处往往存在一定的断裂源3由于断裂源的存在，实际断裂强度远远小于理论强度2.1(1)为了传递力，力线一定穿过材料组织到达固定端力以音速通过力管(截面积为A),把P/n大小的力传给此端面。远离孔的地方，其应力为：d=(P/n)/A孔周围力管端面积减小为A1,孑L周围局部应力为：d=(P/n)/A1椭圆裂纹越扁平或者尖端半径越小，其效果越明显。应力集中：材料中存在裂纹时，裂纹尖端处的应力远超

15、过表观应力。应力集中强度理论口口-q断裂的条件：当裂纹尖端的局部应力等于理论强度J=（YsE/r0严时，裂纹扩展，沿着横截面分为两部分，此时的外加应力为断裂强度。唧叫=2gc/严=j=他曰严断裂强度ac=（ysE/4c考虑裂纹尖端的曲率半径是一个变数，即不等于其一般式为：ac=yysE/c）i/2y是裂纹的几何（形状）因子。12.2Griffith提出的关于裂纹扩展的能量判据弹性应变能的变化率QUEI西等于或大于裂纹扩展单位裂纹长度所需的表面能増量荐I3C,裂纹失稳而扩展。断裂强度（临界应力）的计算-根据Griffith能量判据计算材料断裂强度（临界应力）-外力作功，单位体积内储存弹性应变能：

16、W=Ue/AL=（1/2）PAL/AL=（1/2）as=Q2/2E-设平板的厚度为4个单位，半径为C的裂纹其!弹性应变能为：Ue=Wx裂纹的体积=Wx（tiC2x1）=jtC2q2/2E将该式求导可得：平面应力状态下扩展单位长度的微裂纹释放应变能为:dUE/dC=kCq2/E（平面应力条件）或dUE/dC=n（l一酹）Cq2/E（平面应变条件）由于扩展单位长度的裂纹所需的表面能为：5US/5C（即dUs/2dC）=2ys断裂强度（临界应力）的表达式匚Qf=2Eys/kC1/2（平面应力条件）仃尸2Eys/（l-）底严（平面应变条件）控制强度的三个参数弹性模量E：取决于材料的组分、晶体的结构、气

17、孑-对其他显微结构较不敏感。断裂能Yf:不仅取决于组分、结构,在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响，是一种织构敏感参数，起着断裂过程的阻力作用o裂纹半长度6材料中最危险的缺陷，其作用在于导致材料内部的局部应力集中，是断裂的动力因素。断裂能的种类热力学表面能：固体内部新生单位原子面所吸收的能量。塑性形变能：发生塑变所需的能量。相变弹性能：晶粒弹性各向异性、第二弥散质点的可逆相变等特性，在一定的温度下，引起体内应变和相应的内应力。结果在材料内部储存了弹性应变能。微裂纹形成能：在非立方结构的多晶材料中，由于弹性和热膨胀各向异性，产生失配应变,在晶界处引起内应力。当应变能大于微裂纹形成所需的表面能

18、，在晶粒边界处形成微裂纹。什么是延展性？延展性（ductilityandmalleability），是物质的一种机械性质，表示材料在受力而产生破裂（fracture）之前，其塑性变形的能力。延展性是由延性、展性两个概念相近的机械性质合称。常见金属及许多合金均有延展性。在材料科学中，延性（Ductility）是材料受到拉伸应力（tensilestress）变形时，特别被注目的材料能力。延性它主要表现在材料被拉伸成线条状时。展性（Malleability）是另外一个较相似的概念，但它表示为材料受到压缩应力（compressivestress）变形，而不破裂的能力。展性主要表现在材料受到锻造或轧制成

19、薄板时。延性和展性两者间并不总是相关，如黄金具有良好的延性和展性，但铅仅仅有良好的展性而已。然而，通常上因这两个性质概念相近，常被称为延展性。提高材料强度改善脆性的措施及其原理第六节提高材料强度的措施影响材料强度的因素是多方面的。而决定材料强度的本质因素是材料内部质点的结合力。提高材料的强度是指提高其抗弹性、塑性及断裂形变的能力，这几项主要决定的指标是E或G,y及裂纹长度。弹性模量表示原子间的结合力,它是一种结构不敏感性能常数，Y则现微观结构有关（但单相材料的微观结构对其影响不大）。故关键的因素是是裂纹长度，因为裂纹长度与工艺过程有关,是可以改变的，所起的效果也是不错的。1提高无机材料抗弹性形

20、变的能力主要是提高E（或G）,即提高弹性刚度。方法一：改变材料中的键合力（原子结构）。由于对于同类材料来说，熔点越大，模量E、G也就越大。因此，可试图变换其中的原子，而使健合力提高，从而达到增大E、G的目标，而提高抗弹性形变的能力。这种方法是不可取的。这是因为人们使用的材料是大量的，添加少量的异种原子所起的作用较小，E、G代表晶格的平均键合力，是结构不敏感性能。方法二：复合材料i）在基体中加入弹性模量高的复合材料（纤维、晶粒或其它材料），可使弹性模迅速增大。对于连续纤维单向强化复合材料，若纤维与基体的应变相，即C=f=m，则有：Ec=EfVf+EmVmac=afVf+amVmf+Vm=1Ec、

21、ac:复合材料的弹性模量和应力；f、Ef、af:纤维材料的体积分数、弹性模量和应力；m、Em、am:基体材料的体积分数、弹性模量和应力；上述式子所描述的为理想状态，也是对复合材料弹性模量的强度的最高估计，故称为上限模量或上限强度。在复合材料中，纤维与基体的应变是一样的，即：m=f=am/Em=af/Ef设m超过基体的临界应变时，复合材料就破坏，但此时纤维尚达到其临界应力。据这一条件，将上式代入（）中，可求得复合材料的最低强度值（下限强度）。ac=am1+Vf（Ef/Em-1）若纤维与基体共同受力，实际的af及am总会比单独测定时的临界值要高，故实际的复合材料强度数值介于上限与下限强度之间。例子

22、：玻璃、硼等脆性材料为纤维聚酯环氧树脂、铅等延性材料的基体。可对基体起增强作用。ii）短纤维也可使材料的强度增大，但短纤维的最短长度应要有个限制。根据力的平衡条件，求出tmyndIc/2=afnd2/4即：Ic=afyd/2tmy式中，d:纤维直径；afy：纤维的拉伸屈服应力；tmy：剪应力沿纤维全长达到界面的结合强度或基本的屈服强度；只有当IIc时，短纤维才有强化的效果。而当I=101c时，强化效果可相当于长纤维的95%。短纤维复合材料强度为：ac=afy（1-lc/21）Vf+am*（1-Vf）am*为应变与纤维屈服应变相同时的基体应力。问题：纤维和晶须的品种不多，应用受到限制。iii）纤

23、维复合材料的工艺原则由于纤维的强化作用取决于纤维与基体的性质，二者的结合强度以及纤维在基体中的排列方式，要达到强化的目的，应注意如下几个工艺原则：使纤维尽可能多地承担外加负荷，方法：选用afam；EfEm的材料。这是因为当两者的应变相同时，纤维与基体所受的应力之比为弱性模量之比，即：af/am=Ef/Em；结合强度相当，使基体中所承受的应力能传递到纤维上，过弱时，纤维的作用较小，其体材料则如存在缺陷一样，使总体的强度降低；过强时，纤维可分担大部分应力，但在断裂过程中，没有纤维自基体中拨出这种吸收能量的作用，使复合材料表现为脆性断裂；应力的方向应与纤维平行；纤维与基体膨胀系数相艾匹配，最好应要使

24、af略大于am，这样，当温度由高降低时，纤维受拉，基体受压，能起到预应力的作用；二者在高温下的要具有好的化学相容性。iv）纤维强化复合材料的失效机制有四种：基体开裂、分层、纤维断裂和界面脱胶。2提高无机材料抗断裂能力a）断裂的原因：存在一条（多数情况下为微观的）最长的初始裂纹。裂纹产生的原因：遗留在工件上的制造或加工缺陷；工件运转时，由于摩擦、腐蚀或形变强化的结果导致的初始裂纹。其结果必然导致应力集中（即应力在工件上分布不均匀），当这些初始裂出现在如下一些重要地方时，更容易导致试件的破坏。表面上：划痕、刀痕、受压或锤击部位，腐蚀损伤，易造成缺口；试样内：在硬质点（熔渣夹杂物、弥散罐头化物、脆性

25、相等）的周界处，在滑移系统的交界处，晶界上。b）措施i）尽可能地减小初始裂纹的长度。方法：清除表面上的或组织中的不均匀性，以避免可导致危险的应力集中源常采用精整表面（如常采用抛光与化学处理的防腐蚀和防磨损的方法）和表面强化（有表面热处理和化学强化的方法）。表面热处理：如钢化玻璃。方法是将玻璃加热到转变温度以上，熔点以下，然后淬冷，这样就会出现如下的现象：刚淬冷时，表面由于冷却变为刚性，处于受拉状态，而在材料内部，仍然是熔融状态，相对来说处于受压状态。继续冷却，在材料的表面几乎与刚冷却时相同，但在材料内部却以更大的速率继续收缩，处于受拉状态，其结果在材料表面形成了残留压应力，从而提高了其强度。其

26、它，如Al2O3在1700C于硅油中淬冷，除了造成表面的压应力外，还可使晶粒细化，提高强度。陶瓷的釉的膨胀系数a应要略小于坯体，才可使釉带有压应力。化学强化：通过离子交换的办法，改变表面的化学组成，使表面的摩尔体积大于其内部，也可产生压应力。这种表面压应力和体积变化的关系近似服从虎克定律：a=KAV/V=E/3（1-2|j）x（AV/V）ii）优化材料的显微结构向微晶、高密度与高纯度方向发展af=a0+KId-0.5（a0、KI为材料常数）在多晶材料中，晶界的表面能要小于晶粒本身，也即，晶界间比晶粒中的容易更容易产生裂纹。细晶材料晶界比例大，沿晶界破坏时，裂纹的扩展要走迂回曲折的道路，晶粒愈细

27、，此路程愈长。相应地，KIc（断裂阻力也就愈大）。再材料中的初始裂尺寸与晶粒粒度相当，晶粒愈细，初始裂纹长度也就愈短，相应地，就提高了临界应力。纤维材料与晶须，强度大。一般纤维比块体提高1个数量级，晶须又比纤维提高一个数量级。提高密度（减小孔隙率），气孔对材料的强度影响很大，因为它的存在既减小了负荷面积，又可导致气孔邻近区域应力的集中，减弱材料的负荷能力。再气孔多分布于晶界上，往往可以构成开裂源。杂质的存在，可有如下几种危害：一是形成夹杂物，在夹杂物周围，往往是薄弱带，从而初始裂纹容易在此产出；另一是形成缺陷，职固溶体替换，也会形成缺陷，尤其是不等价替换。在材料中设置吸收能量的机构一一增韧脆性

28、这一致命的弱点限制了陶瓷材料的应用。韧化成了陶瓷材料研究的核心课题之一。现已探索出了一些有效的韧化途径方法一：弥散增韧。大基体中加入具有一定颗粒尺寸的微细粉料，如金属粉未（可吸收弹性应变能的释放量，从而增加断裂表面能，改善韧性）及非金属粉未（在与基体生料粉未均匀混合后，在烧结或热压时，多半存在于晶界相中，以其高弹性模量和高温强度增加了整体的断裂表面能，特别是高温的断裂韧性）。要求：弥散相与基体相具有化学相容性与物理湿润性，使其在烧结后成为完整的整体，而不臻于产生有害的第三种物质。方法二：相变增韧。利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同温度的相变，从而增韧的效果，统称为相变增韧。如ZrO2。由单斜相

29、转变为四方相时，体积增大35%。利用这种体积变化，在基体上形成大量的微裂纹或可观的挤压奕力，从而吸收断裂时的多余能量，防止裂纹的扩展达到增韧的作用。3合理使用陶瓷材料a）使用应力不要超过临界应力，这样，裂纹就不会快速失稳扩展了。b）合理使用陶瓷材料，尽可能在构件中扬长避短。长处：耐压好，抗拉强度较差。典型例子：砖和混凝土建造的大楼很少因为其抗压强度的不足而被压裂或压碎，但用混凝土制成的防空壕盖板，却常因为自重而被折断。因此在设计制品时，尽可能地用其长而避其短。热韧化是什么处理方法2预加应力人为地预加感力用材料表血违成力咸就可料的抗张強也脆性断裂通常楚在张J应力作用W捉1171始，如果在表血送成

30、底残余区应加舊则在材料使用过程屮农ihi受肚拉伸破坏之前首先吆服表ifii上的残余压应力a通过一定加热、冷却制度在表面人为地引入残余压应力的过程叫做热韧化-这种技术己被广泛用于制造安全玻璃（钢化肢1阐，如汽车飞机门窗，眼镜川玻璃匚方法是将玻璃川热到转变温度取上但低于熔爲寫后淬冷这样依測亡即冷却变战刚性的砸内部仍处于软化状态环存有应爪在以肩继续羚却|山内部将比农血以史大逸率收缩，此时楚提血受内祁受执结果rr表阳i形成残留圧应力.图1-54是热韧化玻璃板受橫|i.J弯曲时越枷力，作用夙力及合成应力分布的情形.这种热韧化技术近年来发展到用于其他结构陶瓷材料淬冷不仅在表咖逍服心较力血门还可使胡粒细化.

31、利用提此內部的热膨脹系数不同他可以达到顶加阴力的效果.塑性形变的特点是什么？塑性形变是指一种在外力移去后不能恢复的形变;材料经受塑性形变而不破坏的能力叫延展性（或塑性）。什么是蠕变和弛豫，什么是蠕变断裂？当对粘弹性体施加恒定应力时，其应变将随时间而增加，这种现象叫做蠕变或徐变，此时弹性模量的数学表达式为：当对粘弹性体施加恒定应变时，其应力将随时间而减小，这种现象叫做弛豫，此时弹性模量可表示为：ER)蠕变：材料在高温和恒定应力作用下，即使应力低于弹性极限，也会发生缓慢的塑性变形,这种现象就称为蠕变。材料在长时间的恒温恒应力作用下缓慢产生塑性变形的现象称为蠕变。零件由于这种变形而引起的断裂称为蠕变

32、断裂。尺寸效应是指什么？尺寸效应（effectofsize）与穿透深度或相干长度可相比拟的实心和空心超导体（如壁和膜的厚度），它们的物性状态，如电磁性质，相变，状态的稳定性，磁通量子跃迁等等与样品尺寸大小也有关。最显著的如临界尺寸，屏蔽因子等所呈现的特征。样品这种尺寸改变有较明显地影响物性的情形称超导电性质的尺寸效应。无机定义：同样材质而尺寸大小不同时，强度材料的静态疲劳是什么?静态疲劳-概述材料的破坏与损伤大部分都从微细损伤现象开始，萌生出微小裂纹并可能扩展至断裂，为了防止这一破坏过程发生至危害状态，微细缺陷或者夹杂物以及由晶格变形引起的微米级缺陷的力学行为特别是瞬间状态下微细变化以及定量地

33、检测，评价材料和器件的可靠性、高精度的寿命预测、疲劳裂纹尖端开口变化和裂纹速率间的关系塑性变形与裂纹萌生间的关系等。静态疲劳，是材料科学中的专业术语，材料的破坏与损伤大部分都从微细损伤现象开始，萌生出微小裂纹并可能扩展至断裂。典型蠕变曲线分几个阶段，并论述各阶段特点?材料在高温下的力学性能都是和蠕变过程相联系的.00一週蠕歪曲蛭该曲线分四个阶段：1）OQ在外力作用下发生瞬时弹性形变2）蠕变减速阶段。特点是应变速率随时间递减，其规律可表示为dt/为常数，氐温时，理二1，=Alnt2.丄高温时,旳二一，s=Bt33）比稳定蠕变阶段。特点是蠕变速率几乎保持不变，即（18；dt=k（常数），所以宀kt4）山加速蠕变阶段。特点是应变率随时间增加而增加，最后到刀点断裂。认为无机材料中晶相的位错在低温下受到障碍难以发生运动，在高温下，原子热运动加剧，位错可借助于外界提供的热激活能和空位扩散来克服某些短程障碍，通过位错的攀移，引起蠕变。即高温蠕变是由位错的攀移运动引起的。12、分别从原子间力和位能的角度阐述热膨胀的机理。所谓线性振动是指质点间的作用力与距离成正比，即微观弹性模量0为常数。非线性振动是指作用力并不简单