材料导论复习资料2012年修订版

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1、材料环：物质从一种形式转变为另外一种形式、声声不息的过程可以看作是一个循环圈，我们将之称为材料环：原料的制取→预加工→工程化→生产制品→服务期→丢弃/回收维修：是服役期内的补充制造过程在很多生产过程中，先是将原材料制成一定规格、一定尺寸的预制件或零件。以下材料可分别预制成：1.橡胶→管材、片材、皮带、垫圈2,塑料→管材、板材、薄膜3.金属→带钢、角钢、工字钢、钢板、齿轮、垫圈、螺钉、螺母单体经过加成缩合或者聚合缩合得到高分子材料：1.聚乙烯--乙烯2.聚苯乙烯--苯乙烯3.尼龙66--己二酸和己二胺4.尼龙610-

2、-己二酸和癸二胺5.尼龙6是己内酰胺的开环产物6.酰胺基之间是芳环—芳香尼龙6.聚酯--对苯二甲酸和乙二醇酯材料分作四大类：金属、陶瓷、聚合物和复合材料黑色金属：钢铁又被总称为黑色金属，包括铸铁、钢与其他铁合金。碳含量：钢不超过2％铸铁2％～4％有色金属：主要包括铝、铜、镍、镁、钛和锌。占有色金属总量90％热固性和热塑性塑料的区别：二者最本质的区别就是分子构造的区别：热塑性分子构造是非网络的，即线形链或支化链，可以在热或溶剂作用下具有流动性；而热固性是网络构造。（热塑性塑料）在热活溶剂作用下会变成粘稠的液体，降低温

3、度活脱去溶剂后就会变成固体，所以热塑性塑料可以反复加工成型。热塑性塑料既可以是结晶性的，又可以是非结晶性的。（热固性塑料）加热后即发生固化，固化后分子形成三维交联网络，不能再次回收加工利用。热固性塑料都是非结晶的韧性：材料在塑性变形过程中吸收能量的能力称为韧性。韧性可以用应力—应变曲线下的面积来度量。疲劳极限：在一应力以下，无论应力变化多少周，材料也不会破坏的这一应力疲劳强度：材料维持某一周数而不破坏的应力蠕变：材料在恒定应力下随时间缓慢塑性形变的过程。影响蠕变断裂的因素：应力、温度、时间硬度的测定方法比较1.布氏

4、法：压痕面积大，能反映较大范围内材料各组分组成相的综合性能，适合于像灰铸铁和轴承合金这样具有粗大组成相的材料。2.维氏法：测量范围较宽，精度较布氏高，压痕过小，测试时间过长。3.努氏法：同样压力下压痕比维氏法小，适用于测极薄材料，丝、带等细长材料。4.肖氏法：操作简便，测量迅速，压痕小，携带方便，可现场测试；精度较低，两种弹性模量不同的材料不能比较，用于检验轧辊的质量和大型工件，如机床床面、导轨、曲轴、大齿轮等的硬度。聚合物和弹性体的硬度一般用邵氏硬度计测定。线胀系数：每度温度升高产生的应变。线胀系数与金属的熔点有

5、关：熔点越高，线胀系数越低。而金属的熔点又反映了金属键键能的强弱：键能越强，线胀系数越小。键能和线胀系数之间的关系：由共价键或离子键构成的材料线胀系数最小；金属由金属键结合，线胀系数居中；聚合物大分子间主要是范德华力，线胀系数最高。热导率：就是热流能与温度梯度的比例系数，是热能在材料内部流动能力的度量。金属材料的热导率较高，无机非金属材料与高分子材料的热导率较低，可作绝热材料。温度升高对金属和半导体电阻率的影响：金属随温度升高使原子振动能增加，给电子的通过增加了困难，即使电子的“平均自由路径”变短。电子自由路径是值

6、电子在晶体结构中运动不与正离子碰撞或不互相发生碰撞的平均距离。显然，平均自由路径越短，电子运动越困难，电阻率越高。而在半导体材料中，温度升高使材料内载流子的数目增加，电阻率降低。极化：将原子或分子置于电场下，会发生电子云中心的位移，即电荷的重新分布，这一现象称为极化。非极性分子的极化仅有电子云的偏移引起，故称为电子极化。非共价键分子如果极性键的排列不对称，就会在分子中产生一个偶极，分子中正电与负电的中心不重合，因此分子在电场中发生转动：带负电的一端指向阳极，带正电的一端指向阴极，这一效应称为偶极极化。离子极化：在电

7、场作用下，晶格中的离子发生位移。超导体：一些晶体冷却到绝对零度就变成超导体，此时电阻为零。1.软磁材料：H值（磁场强度）很小，B值（磁流密度）很大。磁滞环面积相对较小，可通过反复改变外磁场方向不断被磁化与消磁，由于磁性易于消除以及磁性损耗能量很小，这种材料常用作变压器铁芯、电磁铁等。2.硬磁材料（永磁铁）：在生产过程中便获得磁性，不能被消磁，具有很大的磁滞环。影响结晶度的因素：一切结构规整的聚合物分子链在适当条件小都可以结晶，结晶度的高低取决于分子链规整的程度以及外部条件。结构规整性包括化学规整性和立构规整性。1.

8、化学规整性：指链的化学结构和构造的规整性。从组成的角度看应该是均聚物链，如果是共聚链就不够规整；从几何角度看应为线形链，有支化就不能算是规整。但一定程度的共聚和支化还是容许的。2.立构规整性：是指构型的规整性。全同立构与间同立构的分子链具有规整性，能够结晶。无规立构的聚合物一般不能结晶。但如果聚合物链上侧基尺寸较小，对旋光立构的要求不少那么严格，均可结晶。高