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1、加工硬化，又称为应变硬化，是由于位错增值所引起的，所以能够产生加工硬化的材料必须是位错能够滑移的塑性材料2.3加工硬化加工硬化主要是与金属和合金等塑性材料有关的概念。众所周知，金属的性能可以通过冷加工即在低温下使金属发生形变的方法来改变。图2.19加工硬化产生原理通过使金属发生塑性变形的方式，可以使其屈服强度增高。这就是所谓的加工硬化。材料的屈服强度逐渐增高的同时，作为材料塑性指标的延伸率逐渐降低。一般情况下，未经历冷加工的金属材料中的位错密度约为106cm/cm3。相对来说，这样的位错密度还是很小
2、的。经过了冷加工的金属材料中的位错密度可增殖至1012cm/cm3，比初始的位错密度大近百万倍。位错密度越大，位错之间的相互作用也越大，对位错进行滑移的阻力也随之增大。这就是加工硬化的原理。加工硬化的原理Frank-Reed位错源图2.20位错增殖示意图利用加工硬化，可以在获得所需的金属材料的形状的同时，提高材料的强度。尤其是对于那些不能采用各种热处理强化方法的材料，如低碳钢、奥氏体不锈钢、有色金属等，加工硬化方法显得更加重要。利用各种材料加工技术，如轧制、锻造、冲压、拉拔、挤压等等，都可以达到利用
3、加工硬化提高材料强度的目的。通过冷加工处理，并不是所有的性能都可以得到改善，即虽然抗张强度、屈服强度和硬度有所增加，但是塑性和金属形变总的可能性却下降了。此外，物理性能如导电率、密度等也都有所下降。对于具体的金属材料来说，冷加工量或塑性变形量有一个极限值。同时，也要考虑材料电导率和抗腐蚀性的损失程度。图2.21冷加工或添加锌对铜的电导率和屈服强度的影响陶瓷中也会有一些位错，所以也会出现很小程度的加工硬化。但是，陶瓷通常很脆，在低温时不可能发生明显的塑性变形，只有在高温下才会有塑性变形。热弹性高分子材
4、料在塑性变形时也会有硬化现象。但其原因不是加工硬化，而是长链分子发生了重新排列甚至晶化。有时需要消除冷加工所产生的加工硬化。在这种情况下，可以对材料进行退火。退火后的材料既可以保持冷加工后所得到的精确尺寸和良好表面，又可以恢复材料的塑性。退火后的材料可以继续进行冷加工。这样将冷加工与退火相结合，可以使材料的最终变形达到一个很大的值。5.1概述115.2材料的导电性能5.4半导体物理5.3金属电导5.5超导物理2个学时4个学时4个学时第5章导电物理2个学时10个学时125.2材料的导电性能5.2.1能
5、带结构5.2.3导电材料与电阻材料5.2.4其他材料的导电性能13材料的性能决定于：组成结构5.2.1能带结构材料结构的类型聚集态结构气、液、固；固态中有晶态和非晶态。物相结构：混合物、晶态、非晶态显微结构：取向空间位置分布：多组分、多相材料的均匀性分子与晶体结构基团结构分子结构：相对分子量、相对分子质量分布、支化度、交联度晶体结构构型与构象电子结构14从连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动，到不连续能量分布的价电子在均匀势场中的运动，再到不连续能量分布的价电子在周期性势场中的运动，分别是经典自由
6、电子论、量子自由电子论、能带理论这三种分析材料导电性理论的主要特征。5.2.1能带结构能带理论是在量子自由电子论的基础上，考虑了离子所造成的周期性势场的存在，从而导出了电子的分布特点，并建立了禁带的概念。15电子的运动状态的表征：5.2.1能带结构粒子性与波动性经典物理：状态用物理量描述。量子力学：状态用波函数描述。薛定谔方程Schrodinger在1926年建立了非相对论粒子的波函数随时间演化的方程。量子数（n主，l角，m磁，ms自旋）16原子的壳层结构：5.2.1能带结构1916年柯塞尔(W
7、.Kossel)对多电子的原子系统提出了壳层结构学说：主量子数n相同的电子分布在同一壳层上。主量子数n相同而角量子数l不同的电子分布在不同的分壳层或支壳层上。l=0,1,2,3,4...…如：n=3,l=0,1,2…分别称为3s态,3p态,3d态…主量子数n愈小其相应的能级愈低。在同一壳层中,角量子数l愈小,其相应的能级愈低。17多电子的原子系统中,核外电子在不同的壳层上的分布遵从下面两条基本原理：1.泡利不相容原理一个原子系统内，不能有两个或两个以上电子具有完全相同的量子态(n,l,ml,ms)。
8、利用泡利不相容原理可以计算各个壳层中可能占有的最多电子数。5.2.1能带结构电子的分布规律：18对给定的一个n,l=0,1,2,…,(n-1),共n个值；ml=0,±1,±2,…,±l，共(2l+1)个值；共2个值;(2l+1)2=2n2所以各壳层能容纳的最多电子数为n=1,2,3,4，5,……KLMNO……最多电子数：28183250…...量子态数为5.2.1能带结构19对给定的一个l(角)的分壳层,ml=0,±1,±2,…,±l，共(2l+1)个值(磁)；共2
