第二章--材料科学与工程的四个基本要素

第二章 材料科学与工程的四个基本要素MSE 四要素；–使用性能，材料的性质,结构与成分，合成与加工两个重要内容；–仪器与设备，分析与建模§2。1 性质与使用性能 1. 基础概念 2。 性质与性能的区别与关系 3. 材料的失效分析 4。 材料(产品)使用性能的设计 5. 材料性能数据库 6. 其它问题2。1.1 基础内容材料性质： 是功能特性和效用的描述符，是材料对电。磁.光.热。机械载荷的应。材料性质描述• 力学性质；强度，硬度，刚度，塑性，韧性 物理性质；电学性质,磁学性质，光学性质，热学性质 化学性质;催化性质，防化性质结构材料性质的表征————材料力学性质 强度：材料抵抗外应力的能力。 塑性:外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能 力. 硬度:材料在表面上的小体积内抵抗变形或破裂的能力。 刚度：外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。疲劳强度：材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。抗蠕变性:材料在恒定应力（或恒定载荷)作用下抵抗变形的能 力.韧性:材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。物理性质的交互性---—材料应用的关键点现代功能材料不仅仅表现出单一的物理性质,更重要的是具备了特殊的物理交互性.例如： 电学—---机械电致伸缩 机械-———电学压电特性 磁学—-——机械磁致伸缩 电学—-——磁学巨磁阻效应 电学——--光学电致发光性能定义在某种环境或条件作用下,为描述材料的行为或结果，根据特定的法律规范所获得的表征参量。材料力学性能 1。 强度表征： 弹性极限，屈服强度，比例极限…… 2. 塑性表征:延伸率 δ，断面收缩率 φ，冲杯深度 h 3. 硬度表征：布氏硬度,洛氏硬度,维氏硬度…… 4。 刚度表征：弹性模量，杨氏模量，剪切模量…… 5。 疲劳强度表征：疲劳极限，疲劳寿命…… 6。 抗蠕变性表征：蠕变极限，持久强度…… 7. 韧性表征：断裂韧性 KIC，断裂韧性 JIC材料物理性能 1. 电学性能表征：导电率,电阻率，介电常数…… 2. 磁学性能表征：磁导率，矫顽力，磁化率……3。 光学性能表征：光反射率，光折射率，光损耗率…… 4。 热学性能表征：热导率，热膨胀系数,熔点，比热…… 2。1.2 性质与性能的区别与关系性质与使用性能的区别与关系性能是随着外因的变化而不断变化，是个渐变过程，在这个过程中发生量变的积累，而性质保持质的相对稳定性；当量变达到一个“度”时，将发生质变,材料的性质发生根本的变化。需要注意的一...