物理性能问答..docx

1.Q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。 Q:宏观塑性形变的必要条件1、有足够多的位错。2、位错有一定的运动速度。3、要有足够小的柏氏矢量b，易发生位错 Q:为什么陶瓷材料具有脆性而金属材料具有塑性（滑移条件）：金属易于滑移而产生塑性形变，就是因为金属滑移系统很多而无机材料的滑移系统却非常少。原因是金属键没有方向性，而大多数无机材料的原子结构是离子键、共价键或是二者的混合型，具有明显的方向性。 Q:影响粘度的因素:温度（温度升高粘度下降），时间（粘度随时间而增加），组成（组成对无机氧化物黏度的影响也很大） Q:影响蠕变的因素:温度（温度升高，位错运动和晶界滑移加快，扩散系数增大，稳态蠕变速率增大），应力（稳态蠕变速率随应力增加而增大），显微结构的影响（气孔、晶粒尺寸、玻璃相等），组成（不同的材料蠕变行为不同），晶体结构（共价键结构程度增加，扩散及位错运动降低） Q: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。 Q:格里菲斯微裂纹理论（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。） Q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。 Q提高强度，增强韧性的关键是： 减缓应力集中效应——减少裂纹及其尺寸； 提高抗裂纹扩展的能力——提高断裂功； Q显微结构对断裂韧性的影响:无机材料的增韧设计，实际上就是通过调整材料的显微结构，以进一步提高材料的裂纹扩展阻力。裂纹偏转与裂纹偏转增韧，裂纹桥接与裂纹桥接增韧，微裂纹增韧与相变增韧，裂纹扩展阻力曲线 Q阻止裂纹扩展:1.微晶、致密、均匀（结构均匀，应力分布均匀）、高纯（杂质少，位错塞积少，减少裂纹形成的机会） 2,预加应力（热韧化）3.化学强化（又称表面化学处理或称表面离子交4.相变增韧5.弥散增韧（纤维增强——复合材料、颗粒增韧）.A、使用应力不超过临界应力σc。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。 Q固体材料热膨胀机理、热膨胀与其他性能的关系。（热膨胀的机理：固体材料的热膨胀本质，可归结为点阵结构中的质点间平均距离随温度升高而增大。质点在r0两侧受力不对称情况越显著，平衡位置向右移动越多，相邻质点间平均距离就增加就越多，以致晶胞参数增大，晶体膨胀）。（热膨胀和结合能、熔点的关系:熔点越高，质点间结合力越大，材料热膨胀系数越小；热膨胀与温度、热容的关系：随温度（热容）升高，热膨胀系数升高；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。） Q影响材料热导率的因素（1、温度影响2、显微结构影响（晶体结构、各向异性晶体的热导率、多晶体与单晶体的热导率、非晶体的热导率）3、化学组成影响4、复相陶瓷的热导率5、气孔的影响。） Q试比较石英玻璃、石英多晶体和石英单晶热导率的大小，并解释产生差异的原因。?答：石英单晶体热导率最大，其次是石英多晶体，最后是石英玻璃。原因：多晶体与单晶体的热导率，多晶体中晶粒尺寸小，晶界多，缺陷多，晶界处杂质也多，声子更易受到散射，因而它的平均自由程度小的多，所以多晶体的热导率比单晶体小。玻璃属于非晶体，非晶体的热导率，在不考虑光子导热的温度下，非晶体声子的平均自由程度比晶体的平均自由程度小的多，所以非晶体的热导率小于晶体的热导率。? Q材料热传导的宏观规律（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，这个现象就称为热传导）和微观机理（固体中的导热主要是由晶格振动的格波和自由电子的运动来实现的，声子和声子热导、光子热导） Q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 Q抗热冲击断裂性