第五章材料的力學(xué)(文件)
【正文】 展， 是裂紋長度 C增大，導(dǎo)致 σA更大， 如此惡性循環(huán)，材料很快斷裂。 ? 陶瓷、玻璃等脆性材料有微米級(jí)微觀線度的裂紋時(shí)，就會(huì)發(fā)生低于理論結(jié)合強(qiáng)度的斷裂；而金屬和非晶態(tài)高聚物則在毫米級(jí)宏觀尺寸的裂紋時(shí)，才會(huì)發(fā)生地應(yīng)力的斷裂。 )( 9 PaCYK ICf ????)( 9 PaCYK ICf ???? 材料的硬度 ?硬度沒有統(tǒng)一的定義，各種硬度單位也不同，彼此間沒有固定的換算關(guān)系。 ? 在本書中僅介紹量子力學(xué)的部分主要內(nèi)容，將有利于對(duì)材料電學(xué)、磁學(xué)和光學(xué)的理解。 )ex p (),()](ex p [ EthizyxrpEthiA ?????? ?? 薛定諤方程 ?將波函數(shù)對(duì)空間位置 x,y,z二次求導(dǎo)，得 ?將波函數(shù)對(duì)時(shí)間 t一次求導(dǎo)，得 ?整理并比較，得薛定諤方程（ Schrodinger） : ?薛定諤定態(tài)方程： ?只有適合薛定諤方程的單值、連續(xù)（一階導(dǎo)數(shù)也連續(xù)）、有限的函數(shù)，方為粒子物質(zhì)波的波函數(shù) ????? 222 222222222222hphPzPPzyxyx ?????????? ?????????????? ???????? ????? Epmphit 2 2????? Ezyxmht ????????? ??????????? 22222 222222?? )(2 22 EpEmh ???? ?例如 1：一維勢阱問題 ?電子原子內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，能 量量子化顯著 mdhnEEEnn 8)12(21 ????? ?例 2：線性謝振子的問題 ? 其中 n=0， 1， 2， … ?諧振子能量 En也是量子化的 ?hnE n )2/1( ??例 3：貫穿勢壘的問題 ?粒子可以由區(qū)域 Ⅰ 穿過勢壘 Ⅱ 到達(dá)區(qū)域 Ⅲ 中，并且粒子 穿過勢壘后能量并不減少， 仍然保持在區(qū)域 Ⅰ 的能量， 這種現(xiàn)象被形象化的稱為 “隧道效應(yīng)”。相對(duì)而言，陶瓷納米材料在高溫力學(xué)性能方面的改進(jìn)更引人注目。 ?長纖維增強(qiáng)效果明顯但是形狀復(fù)雜的零件用長纖維比較困難。 ?復(fù)合材料的斷裂韌性隨增強(qiáng)劑顆粒尺寸的變化并不呈現(xiàn)單調(diào)變化規(guī)律。 ? 相變?cè)鲰g的材料中，多相成分有時(shí)無法按照某一尺寸或線度去描述，不同的相變陶瓷內(nèi)部是可以出現(xiàn)不同情況的線度統(tǒng)計(jì)。同時(shí)，力學(xué)性能與其它物理功能相結(jié)合也將是新型材料研究中一件有意義的工作。當(dāng)然，這種決定關(guān)系并不是一目了然的，需要深入的研究其決定機(jī)理已進(jìn)行定量計(jì)算，以指導(dǎo)材料的研究開發(fā)和生產(chǎn)應(yīng)用。 ? 大量研究表明，復(fù)合材料的力學(xué)性能很大程度上取決于分散相在基體相中的分散質(zhì)量和二者形成的界面情況，而無機(jī)剛性粒子的加入正好產(chǎn)生特殊的界面結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生增強(qiáng)增韌的力學(xué)性能。 ?基體上所有優(yōu)良的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是纖維的取向大致相同，分散均勻，沒有團(tuán)聚、交叉、扭曲等制造缺陷，所有纖維基本上被基體包裹。另一方面， SiC晶須特性也直接影響著復(fù)合材料的力學(xué)性能許多研究都表明 SiC完整的單晶含量與晶須表面物理狀態(tài)有密切關(guān)系。 ?陶瓷納米復(fù)合材料的室溫性能（如硬度、強(qiáng)度、 ?斷裂韌性等）得到顯著改善。 hnDPhnDP?????????? 量子力學(xué)的假設(shè) ? 1924年德布羅意（ De Broglie）提出“物質(zhì)波”概念：認(rèn)為不僅光具有波?！岸笮浴?，而且所有的基本粒子（如電子、質(zhì)子、中子、原子、分子等）都具有“二像性”。 材料的量子力學(xué)基礎(chǔ) ?量子力學(xué)是反映微觀粒子（分子、原子、原子核、基本粒子等）運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論 ?它是 1920年代在總結(jié)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)和舊量子論的基礎(chǔ)上建立起來的。m1/2 ? 乙鋼： σys= 109Pa,KIC= 107Pa ?由于同種材料中大尺寸材料比小尺寸材料包含的裂紋數(shù)目更多，使得大尺寸材料的斷裂強(qiáng)度較低，這就是材料強(qiáng)度的尺寸效應(yīng)。 ?例如，抗拉強(qiáng)度是指在拉伸試驗(yàn)機(jī)上，在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、溫度和拉伸速率下，在啞鈴形材料標(biāo)準(zhǔn)試樣上施加拉伸負(fù)荷，直至試樣斷裂時(shí)所承受的最大應(yīng)力 σf。由于高分子材料的分子鏈?zhǔn)切滦偷?，并且要考慮的形變是單軸方向的，因此可以采用在 X方向上的‘有效彈性系數(shù)’而把體系描述成在一維方向上的分子鏈。升高溫度與延長時(shí)時(shí)間對(duì)分子運(yùn)動(dòng)及其引起的粘彈性行為是等效的，可借助轉(zhuǎn)換因子 ?T將某一溫度測定的粘彈性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為另一溫度 T0的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，這就是時(shí)溫等效原理。 動(dòng)態(tài)力學(xué)松弛 ?滯后和力損耗：動(dòng)態(tài)力學(xué)松弛或動(dòng)態(tài)粘彈性，此時(shí)應(yīng)力和應(yīng)變均勻?yàn)闀r(shí)間的函數(shù)。 ?若應(yīng)力表達(dá)式為 則應(yīng)變?yōu)? ?為 ?應(yīng)變滯后于應(yīng)力的相位差， ?越大則應(yīng)變 落后于應(yīng)力 ts in)t( 0 ??? ?)t(s in)t( 0 ???? ??力損耗 ?力損耗 W：當(dāng)應(yīng)變滯后于應(yīng)力時(shí)每一循環(huán)周期損失的能量。 材料的蠕變 ?高分子材料的總應(yīng)變包括三部分： ??1為普彈應(yīng)變（對(duì)應(yīng)分子內(nèi)部鏈長和鍵角在受力時(shí)的瞬時(shí)形變）， ?2為高彈應(yīng)變（對(duì)應(yīng)分子鏈段在受力時(shí)的逐漸伸展的形變）， ?3為粘性應(yīng)變（對(duì)應(yīng)沒有化學(xué)交聯(lián)的線性分子鏈?zhǔn)芰r(shí)的相對(duì)滑移形）。 位錯(cuò)蠕變理論 ?認(rèn)為在低溫時(shí)受到阻礙而難以發(fā)生運(yùn)動(dòng)的
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1