固体设计论文

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1、目录一、热月彭月长的本质3（一）、概述：3（二）、现象原理分析：3（三）、本质讨论：线性运动是否产牛热膨胀现象41、忽略非谐项42、考虑非谐4二、低膨胀合金的用途5（一）概述：5（二）、宇航工业复合材料零件的模子51、概述：62、典型钢种及种类6（1）、4J366（2）低膨胀软磁台金7（3）、高强度低膨胀合金8（4）、零膨胀合金8（5）、非晶态低膨胀合金82、低膨胀合金主要应用9（1）、在航空领域9（4）、精密仪器仪表，光学仪器中的元件，如精密天平的臂，标准件的摆杆，摆轮，钟表的外补偿等;10（5）、各种谐振腔，微波通讯的波导管，标准频率发生器等;10（6）、标准电

2、容器的叶片和支承杆等;10（7）、液态天然气，液态氢，液态氧等的储蓄罐和运输管道;10（8）、热双金属片的被动层;10（9）、用于人造卫星，激光，环形激光陀螺仪及其他先进的高科技产品。10三、参考文献：10热膨胀现象的微观本质及低膨胀合金的应用摘要:热仅仅是产生热膨胀现象的外因,能否发生热膨胀还要决定于内因。联系《固体物理学》知识进行分析，从而,给出理论结果其内因是由于非简谐振动引起的。综合概述了膨胀合金的产生背景及原因，介绍了低膨胀合金的分类和基本性能。研制的各种低膨胀合金，最后综述了低膨胀合金在几个典型行业中的用途。关键词:热膨胀，简谐振动，非简谐振动，低膨胀合

3、金用途Abstract:theheatisonlyproducethermalexpansionphenomenoncanoccur,externalthermalexpansionisstilltobedeterminedintheinternalcause.Contactthesolidstatephysics”knowledgeisanalyzed,andthetheoreticalresultsaretheinternalcauseisduetothesimpleharmonicoscillationcause・Comprehensiveoverviewt

4、heexpansionalloybackgroundandreasons，thispaperintroducestheclassificationoflowexpansionalloyandbasicperformanee.Developedallkindsoflowexpansionalloy,thelowexpansionalloyswerereviewedintheUSESofseveraltypicalindustry.Keywords:thermalexpansion,harmonicvibration,nonharmonicvibration,lowex

5、pansionalloypurposes•、热膨胀的本质热胀冷缩这是自然界一个普遍的现象，也是大家熟知的常识。但是我们从的反常膨胀特点的研究中，看到丹2。从0°C加热到4°C时，它的体积不但不增大，反而缩小；当水温高于4°C时，它的体积才会随着温度升高而增大。要解释这个问题,我们通过固体物理学对氢键的定性讨论来加以说明。（二）、现象原理分析：我们知道，一个中性氢原子通常只和另外的原子形成共价键,但在一定条下，氢原子通常可以和两个负电性大的原子结合，负电性大的原子接受电子的能力强。对00分子,两个H原子和一个0原子分别构成共价键，H必分子呈V形结构，两个0—H键间形成

6、104.5度的夹角。但由于氧的负电性大，配对的电子更多地趋向氧原子,使氧原子显负电性,氢原子显正电性。这样一来，一个分子中的氢就和另一个分子中的氧以氢键结合起来。氢键是弱键，因为高温下热运动剧烈，完全破坏了氢键,随着温度降低，直至4°C时，由于热运动减弱，氢键开始起作用，分子主要以双聚分子（//2。）。存在，其分子排列比较紧密，因而体积更缩小。若温度继续降低，热运动更加减弱，氢键将日2。分子联结成（日2。）。的大分子，但由于氢键的方向性和饱和性，分子排列反而不紧密。所以d°C以下，随着温度下降，体积反而增大。直到o°C时全部分子结合成冰晶体。以上分析表明，热仅仅是产

7、生热膨胀现象的外因，能否发生热膨胀还要决定于内因。从固体物理学有关晶格振动的观点出发，通常我们把原子看成是在晶格平衡位置附近作微振动,具有波的形式，是晶格振动的普遍性质。晶格的振动对固体的热学、声学、光学性质均有影响，在讨论晶体比热时，我们可以用线性振动作近似处理，但晶体的另一些特性如热膨胀、热传导等，就不能用线性振动做近似处理.若两原子的相对位移6,两原子间势能的泰勒展开式为：t/(d+/?)=%)+伴”+屮5ifd勺、6（d凡a8y+(1_1)其中0再令8=d2u2dr2(1-2)则有：（7（d+b）=t/（Q）+丄^尸一丄0戸+••…23-aS2—是简谐震