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文档简介

第五章玻璃的力学性能及热学性能主要内容●5.1玻璃的力学性能◆51.1玻璃的机械强度◆512玻璃的弹性◆51.3玻璃的硬度和脆性◆51.4玻璃的密度●52玻璃的热学性能◆52.1玻璃的热膨胀系数◆522玻璃的比热◆523玻璃的导热性◆524玻璃的热稳定性5.1.1玻璃的机械强度51.1.1理论强度与实际强度●所谓材料的理论强度,就是从不同理论角度来分析材料所能承受的最大应力或分离原子(离子或分子等)所需的最小应力。取决于原子间的相互作用及热运动E:弹性模量y:形成单位新表面所做的功a:每一紧邻原子对的间距Oth=XEE:弹性模量X:为与物质结构和键型有关的常数,一般为01~02不同材料的弹性模量、理论强度与实际强度材料名称键型弹性模量EPa系数x理论强度尸a实际强度/Pa石英玻璃纤维离子共价键124×10100.11.24×10101.05×1010玻璃纤维离子-共价键72×10100.10.72×101002~0.3×101块状玻璃离子-共价键72×10100.10.72×10108~15×107氯化钠离子键4.0×100.060.24×10100.44×107有机玻璃共价键0.40.6×10100.10.04006×101010~15×107金属键20×101001530×10100.1~0.2×1010块状玻璃的实际强度与理论强度相差2~3个数量级。●原因:玻璃的脆性、玻璃中存在微裂纹(尤其是表面微裂纹)和内部不均匀区及缺陷的存在造成应力集中。5112玻璃的断裂力学断裂力学的基本概念◆脆性断裂理论假定在一个无限大的平板内有一椭圆形裂纹,它与外力垂直分布,长度为2c,在一定应力σ的作用下,此裂纹处的弹性应变能为:E而同时产生两个新裂口表面,相应的表面断裂能为:yzc玻璃材料的缺陷及裂纹的扩展◆玻璃材料由于在其表面和内部存在着不同的杂质、缺陷或微不均匀区,在这些区域引起应力

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