热力磁复习提纲.docVIP

材料物理总结 （力、热、磁学） 一、力学部分： 1、什么是材料的力学性能？ 答：材料的力学性能是关于材料强度的一门学科，即关于材料在外加载荷（外力）作用下或载荷和环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下表现的变形、损伤与断裂的行为规律及其物理本质和评定方法的一门学科。 2、弹性极限： 弹性极限(e：不产生永久变形的最大应力 3、弹性模量： 在弹性变形阶段，材料的应力应变服从虎克定律：( = E( E即为弹性模量。 弹性模量的影响因素：（1）结合键（材料熔点与弹性模量的一致性关率）（2）原子结构：对金属来说，原子结构对其弹性模量影响很大。（3）温度：随温度升高，弹性模量降低。（4）相变：相变影响晶体结构，从而影响弹性模量。（相变包括：多晶型转变、有序化转变、铁磁性转变、超导态转变等。） 4、陶瓷材料弹性模量的特点： 特点一：陶瓷材料的弹性模量一般高于金属。 特点二：陶瓷材料的弹性模量，不仅与结合键有关，还与陶瓷结构及气孔率有关。（金属材料的弹性模量是一个非常稳定的力学性能指标） 特点三：陶瓷材料压缩时的弹性模量一般高于拉伸时的弹性模量，即压缩时的曲线斜率比拉伸时大。 5、滞弹性 6、屈服强度 屈服强度(s：应力超过(e，材料开始出现塑性变形，当应力增至s点时，试样开始产生明显的塑性变形，在曲线上出现了水平的锯齿形的线段，表现为应力不增加，试样仍然继续塑性伸长，这种现象叫屈服。对应的强度叫屈服强度。 7、影响屈服强度的因素 内在因素有：结合键、组织、结构、原子本性 外在因素有：温度、应变速率、应力状态 8、陶瓷材料的抗弯强度 由于陶瓷材料塑性小，陶瓷强度主要指它的断裂强度。对于脆性材料，拉伸试验时，由于上下夹头不可能完全同轴，会引起载荷偏心而产生附加弯距，使试样断裂往往发生在夹头处，测不出真实的抗拉强度，所以一般均采用弯曲试验。 9、影响陶瓷材料强度的因素 1、尺寸效应 2、显微结构 3、温度（大多数陶瓷材料的耐高温性能比较好，通常在800(C以下，温度对陶瓷材料强度影响不多。 在高温下，大多数陶瓷材料的强度是随温度升高而下降的。） 10、断裂的类型： 1、（根据力的方向） 正断：断裂垂直于最大正应力； 切断：沿着最大切应力方向断开。 2、(1)张开型(或称拉伸型)裂纹 外加正应力垂直于裂纹面，在应力 作用下裂纹尖端张开，扩展方向和正应力垂直。这种张开型裂纹通常简称I (2)滑开型(或称剪切型)裂纹 剪切应力平行于裂纹面，裂纹滑开扩展，通常称为型裂纹。 (3) 在切应力作用下，一个裂纹面在另一裂纹面上滑动脱开，裂纹前缘平行于滑动方向，如同撕布一样，这称为撕开型裂纹，也简称型裂纹。 韧性断裂 有明显塑性变形，5% 断口纤维状，灰暗色。 脆性断裂 无明显塑性变形，5% 断口平齐而光亮，呈放射状或结晶状，有人字形花纹。 11、断裂力学 研究带裂纹体的力学，它给出含裂纹体的断裂判据，并提出一个材料固有性能的指标――断裂韧性，用它来比较各种材料的抗断能力。 12、根据断裂微裂纹理论解释为什么脆性材料容易发生断裂？ 13、断裂韧性 KI：受外界条件影响的反映裂纹尖端应力场强弱程度的力学度量，它不仅随外加应力和裂纹长度的变化而变化，也与裂纹的形状类型以及加载方式有关。与材料本身的固有性能无关。 断裂韧性KC和KIC：是反映材料阻止裂纹扩展的能力，是材料本身的特性。其中：KC是平面应力状态下的断裂韧性，与板材或试样厚度有关。KIC是平面应变状态下的断裂韧性，是一材料常数。 14、根据断裂韧性的判据来合理的选择材料 当应力场强度因子增大到一临界值，这一临界值在数值上等于材料的平面应变断裂韧性KIC时，裂纹就存在失稳扩展的危险，构件就可能发生脆性断裂。 因此，断裂判据为： KI = KIC 当 KI KIC时，裂纹扩展，脆断； 当 KI KIC时，裂纹存在，不断裂。 15、材料的硬度 定义：硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能指标，是在给定载荷条件下，材料对形成表面压痕（刻痕）的抵抗能力。 布氏硬度（HB）、HV）、HM）、HRC）、HK） 16、什么是金属材料的加工硬化？ 17、陶瓷材料的增韧措施 通过晶须或纤维增韧 异相弥散强化增韧 相变增韧 显微结构增韧 二、热学部分： 1、什么是材料的热容？ 概念：在不发生相变和化学反应时，材料升高1K温度所需要吸入的热量，单位：J/K。（质量热容 摩尔热容 平均热容 定压热容 定容热容） 2、金属材料热容与陶瓷材料热容的特点 1、金属材料热容的特点：由离子热容和电子热容构成； 过渡族金属由于d层和f层电子的参与，使电子热容增大而占据主导地位。(离子热容：跟晶格振动有关，服从Debye理论解释。 电