材料性能的影响因素(材料物理)
材料化学组成和显微结构不同,决定其有不同的特性;
材料的内部分子层次上,原子、离子之间的相互作用和化学键合对材料性能产生决定性的影响;
多晶多相材料的显微结构的不同,影响材料的大部分性能。
晶体结合类型、特征:
(1)离子晶体:离子键合、高硬度、高升华热,可溶于极性溶剂、低温不导电,高温离子导电。
(2)共价晶体:共价键合、高硬度、高熔点,几乎不溶于所有溶剂,高折射率,强反射本领。
(3)金属晶体:金属键合、高密度、导电率高,延展性好,只溶于液体金属。
(4)分子晶体:范德华力结合,高热膨胀,易溶于非极性有机溶剂中,低熔点、沸点,压缩系数大,保留分子的性质。
(5)氢键:低熔点、沸点,结合力高于无氢键的类似分子。
单晶体是由一个微小的晶核各向均匀生长而成,其内部的粒子基本上按其特有的规律整齐排列。
晶体微粒(包括离子、原子团)在空间排列有一定的规律
晶体性质:1.均与性;2.各向异性;3.规则的多面体外形;4.确定的熔点;5.对称性
晶体可分为单晶、多晶、微晶等
微晶:粒度很小的晶体组成的物质
(显晶质、隐晶质、单晶、多晶)
晶体和非晶体的区别如下:
晶体有规则的几何外形 非晶体没有一定的外形
晶体有固定的熔点 非晶体没有固定的熔点
晶体显各向异性 非晶体显各向同性
按热力学观点看:晶体一般都具有最低的能量,因而较稳定
非晶体一般能量较高,都处于介稳或亚稳态
晶格确定步骤:1.确定基本结构单元;2.将结构基元看做一点;3.这些几何点聚焦形成点阵
(面角守恒:同组晶体和对应面之间夹角恒定不变)
材料应用考虑因素:使用寿命、性能、可靠性、环境适应性、性价比。
材料性能是一种用于表征材料在给定外界条件下的行为参量。
同一材料不同性能,只是相同的内部结构,在不同的外界条件下所表现出的不同行为。
材料性能的研究:
材料性能的研究,既是材料开发的出发点,也是其重要归属。材料强度、表面光洁度、绝缘性能、热导性、热膨胀系数等是衡量基板材料好坏的重要指标。材料性能的研究,有助于研究材料的内部结构。材料性能就是内部结构的体现,对结构敏感性能,更是如此。同样,材料的性能,也反应了材料的内部结构。
应力及应变
材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化,称为形变。
应力:材料单位面积上所受的附加内力,其值等于单位面积上所受的外力。
应力;若受力后的面积为A,则σT=F/A为真实应力。
应变:用来表征材料受力时内部各质点之间的相对位移。对于各向同性材料,有三种基本的应变类型:拉伸应变ε,剪切应变γ和压缩应变△。
拉伸应变是指材料受到垂直于截面积方向的大小相等、方向相反并在同一直线上的....
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