中科大材料力学与热学性能

一、名词解释1、滞弹性在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功。包申格效应：材料经过预先加载并产生少量塑性变形，卸载后，再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载规定残余伸长应力降低的现象，称为包申格效应。河流花样：裂纹跨越若干相互平行的而且位于不同高度的解理面；解理裂纹与很多螺型位错相遇，汇合台阶高度足够大时，便成为在电镜下可以观察到的河流花样。穿晶断裂：金属断裂时裂纹穿过晶内。穿晶断裂可以是韧性断裂如室温下的穿晶断裂也可以是脆性断裂（如低温下的穿晶断裂）沿晶断裂：金属断裂时裂纹沿晶界扩展。沿晶断裂多为脆性断裂。断口形貌呈冰糖状应力场强度因子在线弹性断裂力学中，表示带初始裂纹构件的裂纹尖端处应力场奇异性性态的一个参数。或者反映裂纹尖端弹性应力场强弱的物理量，称为应力强度因子。裂纹扩展能量释放率：把裂纹扩展单位面积时系统释放势能的数值称为裂纹扩展能量释放率，简称能量释放率或能量率。驻留滑移带：金属在循环应力长期作用下，形成永久留或再现的循环滑移带称为驻留滑移带，具有持久驻留性疲劳条带电镜断口分析表明，第二阶段的断口特征是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样，称为疲劳条带（疲劳条纹，疲劳辉纹）应力腐蚀断裂：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。磨损：机件表面相接触并作相对运动使，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑（松散的尺寸与形状均不同的碎屑）使表面材料逐渐流失（导致机件尺寸变化和质量损失）造成表面损伤的现象即为磨损。应力松弛：材料在恒定变形条件下，应力随时间的延续而逐渐减少的现象。蠕变：金属在长时间的恒温、恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象。3问答1金属解理典型组织特征2弹性模量是否对组织敏感合金化、热处理（显微组织）冷塑性变形对弹性模量的影响较小，所以，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标。3标准试样延伸率大小1五倍（大）2十倍（小）疲劳断裂特点1疲劳是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂，其断裂应力水平往往低于材料抗拉强度，甚至屈服强度。2疲劳是脆性断裂。由于一般疲劳的应力水平比屈服强度低，所以不论是韧性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前均不会发生塑性变形及有形变预兆，它是长期积累的损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢亚稳扩展到临界尺寸时才突然发生的。3疲劳对缺陷（缺口，裂纹及组织缺陷）十分敏感，由于疲劳破坏是从局部开始的，所以他对缺陷具有高度的选择性。4疲劳断裂也是裂纹萌生与扩展的过程。所有资料均为本人亲自整理，限于材料系内部童鞋们专用，谢绝一切外借行为。孙兆威1.材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、熔化和升华等。（41）2.什么是热容？什么是杜隆-珀替定律和奈曼-柯普定律？（42）热容是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。（元素的热容定律）杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/(K•mol)；（化合物的热容定律）奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。7.什么是热稳定性？无机材料受热损坏类型有几种？（60----62）热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，所以又称为热抗震性。从无机材料受热损坏的形式来看，可分成两种类型：一种是材料发生瞬时断裂，抵抗这类破坏的性能称为抗热冲击断裂性；另一种是在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落，并不断发展，最终破裂或变质，抵抗这类破坏的性能称为抗热冲击损伤性。11.什么是热应力？其计算公式怎样？（63）由于材料热膨胀或收缩引起的内应力称为热应力。14.提高抗热冲击断裂性能的措施（69）提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施，主要根据是抗热冲击断裂因子所涉及的各个性能参数对热稳定性的影响。（1）提高材料强度，减少弹性模量E，使提高。（2）提高材料的热导率，使提高。（3）减少材料的热膨胀系数，小的材料，在同样的温差下，产生的热应力小。（4）减少表面热传递系数h。（5）减少产品的有效厚度。15.热分析方法有几种？它们的定义？（70----71）热分析方法有：普通热分析、差热分析（DTA）、示差扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）和热膨胀分析等。（1）普通热分析法是测量材料在加热或冷却过程中热效应所产生的温度和时间的关系的一种分析方法。（2）差热分析是在程序控制温度下，将被测材料与参比物在相同条件下加热或冷却，测量试样与参比物之间温差（）随温度（T）时间（t）的变化关系。（3）差示扫描量热法是在程序温度控制下用差动方法测量加热或冷却过程中，在试样和标样的温度差保持为零时，所要补充的热量与温度和时间的关系的分析技术，一般分为功率补偿差示扫描量热法和热流式差示扫描量热法。（4）热重法就是在程序控制温度下测量材料的质量与温度关系的一种分析技术，把试样的质量作为时间或温度的函数记录分析，得到的曲线称为热重曲线。16.简述热分析的应用（71----72）差热分析、热重、差示扫描量热和热机械分析是热分析的四大支柱，用于研究物质的物理现象（结晶性质的变化、融化、升华、吸附等）和化学现象（脱水、分解、氧化、还原等），几乎在所有自然科学中得到应用。（1）物质的鉴定热分析谱图可作为物质的指纹图，这早已被地质学家、陶瓷学家和冶金学家所证实。其特点是多种混合物不经分离很快获得各个特征扫描图谱。（2）进行热力学研究用热分析方法可测定各种热力学函数，如各种潜热、比热容、生成热、反应热、爆燃热等。以及对各种合金，浓溶液相图的研究。（3）动力学研究研究物质在程序温度过程中的反应速度、反应活化能和反应级数等。（4）结构与物理性能关系的研究例如络合物稳定性与其结构关系、高分子的物理性能与一般结构和超分子结构的关系，生物大分子的结构与生物功能的关系等，都可以采用热分析方法进行研究。By孙兆威注：材料系专用，谢绝外传