本科材料-第三章讲解.ppt

* * * * * Chapter3 Properties of Materials * 金属材料：颜色取决于其反射光的波长； 无机非金属材料：颜色通常与光吸收特性有关； 3.6.2 材料的颜色 本章参考书： 刘光华编著. 现代材料化学. 上海：上海科学技术出版社，2000 H. Czichos, T. Saito, L. Smith. Springer Handbook of Materials Measurement Methods. German, Springer, 2006 Brian S. Mitchell. An Introduction to Materials Engineering and Science. USA, John Wiley Sons, 2004. Michel W Barsoum. Fundamentals of Ceramics. London, IOP Publishing, 2003 William D, Callister J. Materials science and engineering: An introduction. 5th Ed. , USA, John Wiley Sons, 1999 W. F. Smith. Foundations of materials science and engineering. New York, McGraw-Hill Book Co., 1992 B. D. Fahlman. Materials Chemistry. German, Springer, 2007 Anthony R. West. Basic Solid State Chemistry. USA, John Wiley Sons, 2003 Lesley E. Smart, Elaine A. Moore. Solid State Chemistry-An introduction. Taylor Francis, 2005. * Chapter3 Properties of Materials * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * Chapter3 Properties of Materials * 定压热容Cp 晶体材料较高温度下： Cp=3R=24.9 J?mol-1?K-1。 极低温度下： Cp?T3 定容热容CV 3.3.1 热容（heat capacity）——1mol物质升高1K所需要的热量 Chapter3 Properties of Materials * 膨胀系数?：温度变化1K时材料尺度的变化量。 线膨胀系数?l和体积膨胀系数?V 3.3.2 热膨胀thermal expansion Chapter3 Properties of Materials * Curve 势能一原子间距离曲线 假想的 实际的 热膨胀现象解释 Chapter3 Properties of Materials * Curve 金属和无机非金属材料的线膨胀系数较小； 聚合物材料则较大。 键强与热膨胀 膨胀的差异 ——原子间的键合力越强，则热膨胀系数越小。 Chapter3 Properties of Materials * Examples 热量通量q ： 热导率?：表征物质热传导性能的物理量。 单位：W?m-1?K-1，或 cal?cm-1?s-1?K-1 1 cal?cm-1?s-1?K-1=4.2?102 W?m-1?K-1 3.3.3 热传导（thermal conduction） ——热量从系统的一部分传到另一部分 或由一个系统传到另一个系统的现象 Chapter3 Properties of Materials * 各种材料的导热率 金属材料有很高的热导率 自由电子在热传导中担当主要角色； 金属晶体中的晶格缺陷、微结构和制造工艺都对导热性有影响； 晶格振动 无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低。 热传导依赖于晶格振动（声子）的转播。 高温处的晶格振动较剧烈，再加上电子运动的贡献增加，其热导率随温度升高而增大。 半导体材料的热传导： 电子与声子的共同贡献 低温时，声子是热能传导的主要载体。 较高温度下电子能激发进入导带，所以导热性显著增大。 高分子材料热导率很低 热传导是靠分子链节及链段运动的传递，其对能量传递的效果较差。 Chapter3 Properties of Materials * Examples Chapter3 Properties of Materials * 导电性 介电性 铁电性 压电性 ——材料被施加电场时所