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结构与功能陶瓷 Advanced Ceramics （材料学专业 硕士研究生课程） 济南大学材料学院 侯宪钦 前言 材料学专业硕士研究生专业基础课程 以材料学本科的专业课程为基础 要求 1 掌握脆性材料的断裂力学基础； 2 了解各类结构陶瓷和功能陶瓷的基础知识；为以后的科学研究工作奠定坚实的基础。 New Uses of Ceramics陶瓷材料的必威体育精装版用途 1. 无机材料的力学性能 1.1 材料的形变 Deformation of Materials 材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称之为形变。 材料承受外力作用、抵抗形变的能力及其破坏的规律，称为材料的力学性能或机械性能（mechanical properties)。 1.1.1 无机材料的弹性形变 Elastic Deformation Elastic deformation is not permanent; it means that when the load is removed, the part returns to its original shape and dimensions. For most metals and most advanced ceramics, the elastic region is linear. For some materials, including metals such as cast iron, polymers, and concrete, the elastic region is non-linear. 应力 Stress Stress : load per unit Area 单位面积的载荷 应变 Strain - Ratio of elongation of a material to the original length 材料的伸长量与原始长度的比率 Elongation Hooke’s Law If the behavior is linear elastic, or nearly linear-elastic, Hooke’s Law may be applied: Where E is the modulus of elasticity (MPa),S is the stress (MPa), e is the strain 应力应变图Stress-Strain Diagram ※ The diagram gives us the behavior of the material and material properties. ※ Each material produces a different stress-strain diagram. Stress – Strain Behavior (I) 典型陶瓷的应力应变图 1.1.2 无机材料中的塑性形变 Plastic Deformation 材料在外力去除后仍能保持部分应变的特性称为塑性（Plasticity)。 材料发生塑性形变而不开裂的能力称为延展性（Ductility)。 利用延展性进行冷加工：锻造、冲压等；主要是金属材料；陶瓷材料由于具有很少的塑性形变而不能用于这些工序。 塑性形变机理 ※ 晶体中的塑性形变有两种基本的形式： 滑移与挛晶 位错运动 ※ 在单晶材料中，塑性形变主要由滑移引起；挛晶的贡献很小。 ※ 滑移是晶体在受到外力时，一部分相对于另一部分的平滑移动。它是在剪切应力作用下在一定的滑移系统上进行的。 塑性形变的位错运动理论 实际晶体中存在位错缺陷，当受到剪切应力作用时，并不是晶体内两部分整体相对错动，而是位错在滑移面上沿滑移方向运动。 使位错运动所需要的力要比使晶体两部分的整体滑动所需要的力小得多。 1.2 无机材料的脆性断裂与强度 The brittle fracture and  strength of inorganic materials Failure (Fracture) 断口形貌 Microstructure Microstructure Brittle Fracture 1.3 Theoretical Strength of materials 材料的理论强度 无机材料的抗压强度是