《材料化学》第3章材料的性能.pptx

第3章材料的性能

材料的性能是一种参量，用于表征材料在给定外界条件下的行为，它是材料微观结构特征的宏观反映。只有在充分了解各种材料性能特点的前提下，才能合理地选择、应用和发展各种材料。化学性能电性能力学性能光学性能热学性能磁性能

三大材料的一般特点金属材料：①在常温下一般为固体（汞例外）。②熔点一般较高，（Sn（232℃）、Pb（327℃）、Zn（420℃）、Al（659℃）③密度一般都较大，（Mg、Al密度为3g/m3以下）④呈现固有的金属光泽；⑤纯金属的延展性较大⑥因自由电子是能量的载流子，所以导热性和导电性好，特别是Ag、Cu、Al等尤为明显；⑦多数金属在空气中易被氧化；⑧合金的性质取决于母相金属的性质和合金的组成，一般合金较硬、较脆，延展性变小、导电性也变小。

42.1.3Propertyofmaterials各类材料的一般特性

无机非金属材料：①与金属不同，自由电子的数目少，因此导电性和导热性均小，除离子化者外，在常温下是电的绝缘体，但在高温下表现出导电性；②由于共价键键合力强，质坚硬，抗压强度虽高，但抗拉强度却小，且呈脆性；③材料的熔点都较高，耐热性好，且化学稳定性较强，但二水石膏在120℃发生热解，氧化硅系统的结晶质矿物（长石、石英等）在较低温度(560-570℃）发生相变，表现出剧烈的膨胀，耐热性较差，石灰石在900℃发生热分解。

高分子材料：①随聚合度增大，熔融状态时的粘度增大，固态时的强度增大；②有热塑性树脂（加热时软化，温度降低时凝固，可反复进行）和热固性树脂（加热时发生反应固化，且不熔不溶）之分；③具有较高的比强度（强度除以材料的密度所得到的比值）；④一般耐水性和耐化学试剂侵蚀性较优良；⑤耐热性、耐老化性较差，易蠕变，热膨胀率大；⑥易燃烧，有的会产生有害气体。

12/10/20243:29:43AM72.1.3.2Chemicalperformance溶蚀性耐腐蚀性抗渗透性抗氧化性1.化学性能 ChemicalPerformance——材料抵抗各种介质作用的能力化学稳定性

材料在使用过程中同周围的环境发生一定程度上的气相－固相、液相一固相或固相－固相之间的反应，表面逐渐被侵蚀。材料的化学性能是指材料抵抗各种介质作用的能力。它包括溶蚀性、耐腐蚀性、抗渗入性、抗氧化性等，归结为材料的化学稳定性。还有催化性、离子交换性等。材料的化学稳定性依材料的组成、结构等而不同。金属材料主要是易被氧化腐蚀。硅酸盐类的材料由于氧化、溶蚀、冻结溶化、热应力、干湿等作用而被损坏。高分子材料则会因氧化、生物作用、虫蛀、溶蚀、老化降解而损害其耐久性。

金属材料的化学稳定性以金属对周围介质侵蚀的抵抗能力来衡量。金属的腐蚀（1）化学腐蚀：金属材料受周围介质作用引起的化学变化。（2）电化学腐蚀：金属与电解质接触时发生的一种腐蚀。电解质：在潮湿的环境中、在溶液中、在熔融状态下能形成阴阳离子，而能导电的物质，如酸、碱、盐等。在腐蚀过程中，金属表面形成许多微小的电流。产生电化学腐蚀的基本条件：必须是两种不同的金属或同一种金属由于化学成分、金相组织有所不同，当它处于一种电解质中，就不可避免产生电化学腐蚀，而电位低的金属就会不断地受到腐蚀。

有的金属氧化后，生成的氧化物在其表面形成一种致密的薄膜，氧不能再继续与金属直接接触，防止金属的继续氧化，增强了金属的抗氧化能力。Al、Cr生成Al2O3、Cr2O3是一种结构致密、性质稳定的保护膜。工业上常用6类10级的耐蚀性评级标准：Ⅰ类1级表示为完全耐蚀Ⅱ类2级、3级表示为相当耐蚀Ⅲ类4级、5级表示为耐蚀Ⅳ类6级、7级表示为尚耐蚀Ⅴ类8级、9级表示为耐蚀差Ⅵ类10级表示为不耐蚀

12/10/20243:29:43AM12(1)Chemicalstabilityofmetalmaterials氧化物成核生长氧溶解氧化膜生长内氧化缝隙孔洞微裂纹宏观裂纹吸附（1）化学锈蚀金属氧化反应的主要过程示意图

12/10/20243:29:43AM13ElectrochemistrycorrosionSO2气体对铁的侵蚀过程（2）电化学腐蚀

12/10/20243:29