材料結(jié)構(gòu)及其性能(編輯修改稿)
2024-09-11 23:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輝）。 ?例如硫化鋅含有少量過剩的鋅，或者含有銀、銅或錳之類的雜質(zhì)，在受到能量較高的紫外光激發(fā)后，會(huì)有可見光區(qū)域的發(fā)射。 思考題：長余輝發(fā)光材料的發(fā)光特性與結(jié)構(gòu)之間 的關(guān)系 四、材料的磁學(xué)性能 1. 物質(zhì)的磁性 ? 物質(zhì)的磁性來源于物質(zhì)內(nèi)部的電子和核的電性質(zhì)。 ? 材料磁性的分類：抗磁性、順磁性、鐵磁性（鐵磁性材料只有在居里點(diǎn)溫度以下時(shí)，才具有鐵磁性；在居里點(diǎn)溫度以上時(shí)，材料表現(xiàn)為順磁性）、反鐵磁性 /亞鐵磁性 磁 疇 ? 鐵磁體在很弱的外加磁場作用下也能顯示出強(qiáng)磁性，這是由于在其內(nèi)部存在著磁疇的緣故。 ? 磁疇是鐵磁體的基本組成部分，在沒有外加磁場時(shí)，這些基本部分就已具有磁性。 ? 鐵磁體的各磁疇的排列方向是混亂的 ， 所以在未磁化前 ， 鐵磁體對(duì)外不顯磁性 。 在外磁場作用下 ， 各磁疇的大小發(fā)生變化 ， 自發(fā)磁化方向和外磁場方向相同或近似相同的磁疇擴(kuò)大 ， 方向相反或近似相反的磁疇縮小 ， 以致外磁場方向上的總磁矩隨著外磁場的增強(qiáng)而增加 。 材料的化學(xué)性能與材料腐蝕 ? 材料的化學(xué)性能通常是指材料的化學(xué)穩(wěn)定性 ， 主要包括材料的耐腐蝕性 、 耐酸性和耐熱性等 ? 材料的化學(xué)性能總的體現(xiàn)為各種材料抵抗周圍環(huán)境（大氣、水、各種化學(xué)介質(zhì)、溫度及應(yīng)力等）的作用，避免或減緩腐蝕破壞的能力。 無機(jī)非金屬材料的腐蝕 無機(jī)非金屬材料一般都具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，但也不能避免遭受直接的化學(xué)侵蝕。 幾乎大多數(shù)碳化物陶瓷在常溫下不與酸反應(yīng) ，個(gè)別金屬碳化物陶瓷即使加熱也不與酸起反應(yīng) ，最穩(wěn)定的碳化物陶瓷甚至不受硝酸與氫氟酸混合酸的腐蝕 。 如硅酸鹽材料的腐蝕破壞主要有如下兩種形式： ?表面腐蝕 ?材料組分與腐蝕介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞 ， 由于腐蝕是從材料表面開始 ， 故稱之為表面腐蝕 。 ?內(nèi)部腐蝕 ?硅酸鹽材料除熔融制品 （ 玻璃 、 鑄石等 ） 外 ， 通常都存在一定的孔隙 ， 腐蝕介質(zhì)很容易通過這些孔隙向材料內(nèi)部滲透 ， 使材料和腐蝕介質(zhì)的接觸面增大 ， 從而加速腐蝕 。 高分子材料的腐蝕 ? 高分子材料與周圍環(huán)境 （ 如介質(zhì) 、 應(yīng)力 、 光和熱等 ）作用 ， 發(fā)生惡化變質(zhì)從而喪失其使用性能的現(xiàn)象 ， 稱為高分子材料的腐蝕 ， 又稱高分子材料的老化變質(zhì) 。 ? 高分子材料的老化有如下四種： ?外觀表現(xiàn)：外觀的變化：出現(xiàn)污漬 、 斑點(diǎn) 、 銀紋 、 裂縫 、 噴霜 、 粉化及光澤 、 顏色的變化等； ? 物理性能的變化：包括溶解性 、 溶脹性 、 流變性及耐寒 、 耐熱 、 透氣 、 透光 、 透水等性能的變化； ? 力學(xué)性能的變化：如抗拉 、 抗彎 、 抗壓和抗沖擊強(qiáng)度及伸長率等的變化； ? 電學(xué)性能的變化：如絕緣電阻 、 介電損耗 、 擊穿電壓等的變化 ?高分子的結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)對(duì)其老化（化學(xué)腐蝕）變質(zhì)有著極其重要的影響。如支鏈高分子比直鏈高分子容易老化，因?yàn)橹ф湑?huì)降低高分子的鍵能。 ? 高分子材料的物理老化和腐蝕變質(zhì)一般不涉及分子結(jié)構(gòu)的改變，僅僅是由于物理作用而發(fā)生的可逆性變化。這種變化最主要的原因是腐蝕介質(zhì)經(jīng)滲透擴(kuò)散進(jìn)入高分子材料內(nèi)部，導(dǎo)致材料的溶脹和溶解，從而使材料的力學(xué)性能和機(jī)械性能受到很大的破壞。 滲透和擴(kuò)散 ?一般來說 ， 腐蝕介質(zhì)的分子屬于小分子 。 當(dāng)它與高分子大分子接觸時(shí)比較容易通過滲透 、 擴(kuò)散作用而進(jìn)入高分子材料內(nèi)部 ， 使材料的結(jié)構(gòu)受到破壞 。 ?介質(zhì)高分子材料中的擴(kuò)散還與材料的結(jié)構(gòu)有關(guān) ， 高分子的結(jié)晶度越高 ， 其結(jié)構(gòu)就越緊密 ， 空位和缺陷就越少 ， 擴(kuò)散滲透速度就越慢 。 溶脹與溶解 ? 高分子材料的溶解過程一般要經(jīng)歷溶脹和溶解兩個(gè)階段 ， 由于高分子材料的結(jié)構(gòu)不同 ， 其溶脹和溶解的情況也不一樣 。 ? 結(jié)晶態(tài)高分子材料因結(jié)構(gòu)緊密 ， 很難發(fā)生溶脹和溶解 。 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子材料只能溶脹 ， 不能溶解 。 ? 非晶態(tài)高分子材料的結(jié)構(gòu)比較松散 ， 分子間隙大 ，分子間的相互作用力較弱 ， 溶劑分子容易滲入材料內(nèi)部 ， 發(fā)生溶劑化作用 。 四、金屬材料的耐腐蝕性 ? 金屬材料表面與周圍的環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)及電化學(xué)作用而遭受的破壞，稱為金屬腐蝕。 ? 均勻腐蝕（又稱全面腐蝕）和局部腐蝕兩類。 引起電化學(xué)不均勻性的主要原因是： ? 金屬表面結(jié)構(gòu)上的顯微不均勻性（例如化學(xué)成分或個(gè)別晶體取向上的差異，晶界的存在或有異種夾雜物） ? 超顯微不均勻（例如晶格的不完整，晶格中有位錯(cuò)等） ? 金屬材料大多數(shù)是多晶體 ， 因此其表面上有許多晶粒的邊界 （ 晶界 ） 。 晶界是金屬原子排列比較疏松和紊亂的區(qū)域 ， 容易富集雜質(zhì)原子而產(chǎn)生晶界吸附 ，也容易發(fā)生晶界沉淀 。 ? 在水溶液中 ， 有時(shí)會(huì)發(fā)生晶界比晶粒腐蝕快的現(xiàn)象 ，這就是晶間腐蝕 。 ? 合金的組織結(jié)構(gòu)對(duì)晶間腐蝕有重要的影響 。 材料性能檢測及其特點(diǎn) ? 材料的性能是指材料在給定的一定條件下 ， 當(dāng)某一條件發(fā)生變化時(shí)材料所產(chǎn)生的響應(yīng) 。 ? 材料的性能 ， 其測試技術(shù)都隨著材料的發(fā)展而相應(yīng)革新 。 但總體看來 ， 材料性能檢測技術(shù)還是比較穩(wěn)定 ， 相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)也較規(guī)范 。 三、材料顯微結(jié)構(gòu)的表征 ? 現(xiàn)代材料科學(xué)在很大程度上依賴對(duì)材料化學(xué)的組成 、微觀結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的理解 。 因而對(duì)材料性能的測試以及對(duì)材料化學(xué)的組成 、 材料結(jié)構(gòu)從宏觀到微觀不同層次的表征 ， 構(gòu)成了現(xiàn)代材料化學(xué)的一個(gè)重要部分 ， 也是聯(lián)系材料設(shè)計(jì)與制備直到獲得具有滿意使用性能的材料之間的橋梁 。 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)提供了一系列描繪材料化學(xué)組成和微觀
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