材料物理性能測(cè)試思考題答案-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 行排列，即產(chǎn)生反鐵磁性。磁滯回線所圍成的面積為鐵磁體所消耗的能量，稱(chēng)為磁滯損耗，通常以熱的形式而釋放。電阻產(chǎn)生的機(jī)制是電子—聲子(離子)散射。對(duì)金屬來(lái)說(shuō)，溫度升高離子熱振動(dòng)的振幅愈大，電子就愈易受到散射，故可以認(rèn)為與溫度成正比，則也就與溫度成正比(因?yàn)槭阶又衅渌牧烤c溫度無(wú)關(guān))，這就是高溫下電阻率與溫度成正比的原因。顯然，低溫時(shí)用電阻法研究金屬冷加工更為合適。這兩種情況下價(jià)電子都是自由的，就像金屬具有大量的這樣的自由電子，所以具有很強(qiáng)的導(dǎo)電能力。導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴在電場(chǎng)的作用下沿相反的方向定向移動(dòng)，產(chǎn)生電流。當(dāng)電子波通過(guò)一個(gè)理想晶體點(diǎn)陣時(shí)(0K) , 它將不受散射；只有在晶體點(diǎn)陣完整性遭到破壞的地方, 電子波才受到散射(不相干散射) , 這就是金屬產(chǎn)生電阻的根本原因。對(duì)于非金屬材料：溫度升高，材料的電子或載流子運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)，數(shù)量也增加，傳遞電荷的能力增強(qiáng)，導(dǎo)電性增強(qiáng)。幾乎所有純?cè)仉S溫度變化電阻壓力系數(shù)幾乎不變。形成固溶體時(shí)，導(dǎo)電性能降低。一般，冷加工引起電阻率增大。而有序固溶體電阻增加100% , 甚至更高。固溶體發(fā)生有序化時(shí)對(duì)導(dǎo)電性的影響：(1)使點(diǎn)陣規(guī)律性加強(qiáng)，減少了對(duì)電子的散射而使電阻率降低(2)使組元間的相互化學(xué)作用加強(qiáng)，使有效電子數(shù)減少，從而引起電阻率的升高。合金熱導(dǎo)率通常小于純金屬。根據(jù)魏德曼—弗蘭茲定律，熱導(dǎo)率與電導(dǎo)率之間存在如下關(guān)系：。材料中質(zhì)點(diǎn)之間的振動(dòng)存在的關(guān)系和作用。對(duì)于金屬，Cv不能直接通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量，需由實(shí)驗(yàn)測(cè)得Cp，再換算得到Cv。Ⅰ區(qū)：T：0～5K，Cv∝TⅡ區(qū)： cv∝T3，T達(dá)到時(shí)，Cv＝3R。金屬原子的熱振動(dòng)既具有動(dòng)能，又具有位能，兩者不斷地相互轉(zhuǎn)換，且平均動(dòng)能與平均位能統(tǒng)計(jì)地相等(每個(gè)振動(dòng)自由度平均動(dòng)能和平均位能都為1/2kT) 。(2)認(rèn)為所有元素?zé)崛菹嗤瑯?gòu)成化合物時(shí)，分子熱容等于各原子熱容之和，與事實(shí)不完全相符。把原子的振動(dòng)能量看作是連續(xù)的，不符合能量不連續(xù)性的量子化條件。(2)事實(shí)符合情況：在高溫時(shí)熱容和杜隆—珀替定律一致，并和熱容曲線符合得較好。德拜模型(1)前提：在愛(ài)因斯坦量子熱容理論基礎(chǔ)上加以完善的。(2)事實(shí)符合情況：在高溫下原子都幾乎以最大頻率振動(dòng)，因而使熱容接近于一個(gè)常數(shù)。這也完全符合實(shí)驗(yàn)規(guī)律。材料熱容與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式。 格律乃森定律的內(nèi)容及原因。體膨脹系數(shù)與定容熱容成正比，它們有相似的溫度依賴關(guān)系，在低溫下隨溫度升高急劇增大，而到高溫則趨向平緩。隨后，熱導(dǎo)率在一小段溫度范圍內(nèi)基本保持不變；當(dāng)溫度升高到某一溫度后，熱導(dǎo)率開(kāi)始急劇下降，并在熔點(diǎn)處達(dá)到最低值。 ②晶粒大小的影響：一般情況是晶粒粗大，熱導(dǎo)率高；晶粒愈細(xì)，熱導(dǎo)率愈低。當(dāng)加入少量雜質(zhì)時(shí)，組元的熱導(dǎo)率降低很劇烈，但隨著濃度的增加對(duì)熱導(dǎo)率的影響要小得多。(3)對(duì)于無(wú)機(jī)非金屬材料比較而言, 金屬材料熱導(dǎo)率的影響因素比較單一，而無(wú)機(jī)非金屬材料就復(fù)雜一點(diǎn)。③晶粒大小和各向異性的影響：與對(duì)金屬的熱導(dǎo)率影響相同。⑤分散相的影響：常見(jiàn)復(fù)相陶瓷的典型微觀結(jié)構(gòu)是分散相均勻地分散在連續(xù)相中。只是由于與固相相比，其熱導(dǎo)率很小，可以近似認(rèn)為零, 且κc/κd很大，此時(shí)κ≈κs ( 1φ氣孔)?？梢圆扇∧男┐胧┨岣卟牧系拇艑?dǎo)率？其理論依據(jù)是什么？(1)消除材料中的雜質(zhì)；(2)把晶粒培育到足夠大并呈等軸狀；(3)形成再結(jié)晶織構(gòu)；(4)采用磁場(chǎng)中退火。(4)的理論依據(jù)是在沿軸向的磁場(chǎng)中緩慢冷卻時(shí)，磁疇將在室溫磁化時(shí)沿應(yīng)伸長(zhǎng)(在正磁致伸縮情況下)的方向預(yù)先伸長(zhǎng)，這樣經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)中退火的樣品，其磁致伸縮將不妨礙磁化，樣品的磁化將變得更加容易，從而在該方向會(huì)有高的磁導(dǎo)率。物體在磁化時(shí)要伸長(zhǎng)(或收縮)，如果受到限制，不能伸長(zhǎng)(或縮短)，則在物體內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力(或拉應(yīng)力)，物體內(nèi)部將產(chǎn)生的磁彈性能。而其它各項(xiàng)磁自由能退磁能是指退磁場(chǎng)與鐵磁體的相互作用能。其中，交換作用能的能量最大。有外H作用時(shí)：即使總磁矩為0的原子，也會(huì)產(chǎn)生磁矩。外H作用下：固有磁矩與H作用，有較高的靜磁能，為降低靜磁能，固有磁矩改變與H的夾角，趨于排向外H方向，表現(xiàn)為正向磁化。對(duì)大塊晶粒來(lái)說(shuō)，后者比前者要小很多，因此分疇在能量上是有利的。(3)磁晶各向異性能的大小，因?yàn)楸谝茖?shí)質(zhì)上是原子磁矩的轉(zhuǎn)動(dòng)，它必然要通過(guò)難磁化方向，故降低磁晶各向異性能也可提高磁導(dǎo)率。有人建議：銀有良好的導(dǎo)電性而且能夠在鋁中固溶一定的數(shù)量，因此可用銀使鋁固溶強(qiáng)化，以供高壓輸電線使用。Ag價(jià)格昂貴，不宜用與高壓輸電線。鋁包鋼芯鋁絞線和普通鋼芯鋁絞線相比，絞線重量輕5%，載流量提高2～3%，弧垂減小1～2%，電力損耗減少4～6%，且防腐性能好、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、架設(shè)和維護(hù)方便、傳輸容量大。(3)鋁鋼間的結(jié)合強(qiáng)度好。7
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