材料的基本性质

1、.,第一章 材料的基本性质,1、材料的基本性质：物理性质，力学性质，耐久性。 2、材料的物理性质： （1）密度、表观密度、堆积密度 （2）孔隙（孔隙率、密实度）、空隙（空隙率、填充率） （3）材料与水有关的性质（亲水性、吸湿性、吸水性、耐水性、抗渗性、抗冻性） （4）材料的热性质（热容性、导热性、热变形性） 3、材料的力学性质 （1）强度（抗压、抗拉、抗剪、抗弯） （2）弹性与塑性 （3）脆性和韧性 （4）硬度和耐磨性 4、材料的耐久性,.,第一节 材料的物理性质,固体物质,闭口孔隙,开口孔隙,材料体积组成示意图,一、材料的密度、表观密度和堆积密度,.,1、 密度（Density或Specif

2、ic density或True density ） （1）定义：材料在绝对密实状态下单位体积的密度。 （2）公式： 式中： 实际密度（g/cm3或 kg/m3 ） m 材料在干燥状态下的质量（g或 kg） V 材料在绝对密实状态下的体积（cm3或 m3 ） （3）解释：绝对密实体积：不包括材料内部孔隙的固体物的实体积。 （4）绝对密实体积的测量：磨细粉，干燥后排液测量。,.,2、表观密度（容重）（Apparent density或Relative density） 1、定义：在自然状态下单位体积的质量 2、公式： 式中 ：0材料的表观密度（g/cm3或 kg/m3 ） m 材料的质量（g或 k

3、g ） V0材料在自然状态下的体积，或称表观体积（cm3或 m3 ） 3、解释：自然状态体积：包含材料实体积和内部孔隙的体积，也即外观几何形状的体积。 4、自然状态体积的测量：外观规则，尺量；不规则，表面涂蜡，排液法。 5、注意：表观密度与含水量有关。,.,.,3、堆积密度（Bulk density） 1、定义：散粒材料在自然堆积状态下单位体积的质量 2、公式： 式中 ： 0 A散粒材料的堆积密度（g/cm3或 kg/m3 ） m 散粒材料的质量（g或 kg ） V0散粒材料的自然堆积体积（cm3或 m3 ） 3、解释：自然堆积体积：包含自然状态下的体积又包含颗粒之间的空隙体积。 4、自然堆积

4、体积的测量：用所填充满容器的标定容积来表示。 5、注意：堆积密度有松散的自然堆积和密实的密实堆积。,.,.,.,思考题,1、实际密度、表观密度和堆积密度之间的大小关系如何？,.,二、 材料的孔隙与空隙 1、 孔隙 （1）孔隙对材料性能的影响 孔隙的多少，孔隙的特征（大小，联通与否，与外界是否连通） （2）孔隙率（Porosity）：材料内部孔隙的体积占材料表观体积的百分率。 （3）密实度（Dense condition）：材料内部固体物质的体积占材料表观体积的百分率。 （4）开口孔隙率与闭口孔隙率,.,孔隙特征 孔隙构造 连通的孔： 彼此连通且与外界相通 封闭的孔： 相互独立且与外界隔绝 孔隙

5、大小 微孔、细孔、大孔,.,(5)有关孔隙的知识： 孔隙特征直接影响材料的多种性质。 一般情况下，闭口孔隙率大的材料宜选择作为保温隔热材料。 开口孔与大气相连，空气、水能进出，闭口孔在材料内部，是封闭的，有的孔在材料内部被分割成独立的，有的孔在材料内部又是相互连通的。,.,材料的开口孔隙除对吸声有利外，对材料的强度、抗渗、抗冻和耐久性均不利； 微小而均匀的闭口孔隙对材料抗渗、抗冻和耐久性无害，但可降低材料表观密度和导热系数，使材料具有轻质绝热的性能。 材料中开放的、互相连通的、细致的气孔越多，其吸声性能越好。,.,可见，对于同种材料，孔隙率相同时，其性质不一定相同。 孔隙尺寸大小将孔隙分为大孔、中孔和小孔，其中毛细孔对材料性质影响最大，毛细水的去与留影响材料的干缩与湿账。,.,2、 空隙 （1）空隙率（Void ratio）：散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率。 （2）填充率（Fill ratio）：颗粒的自然状态体积占材料堆积体积的百分率。