第五章材料的力學-資料下載頁
2024-10-09 15:37本頁面
【正文】 ）提出“物質(zhì)波”概念：認為不僅光具有波?！岸笮浴保宜械幕玖Ｗ樱ㄈ珉娮?、質(zhì)子、中子、原子、分子等）都具有“二像性”。 ?并假設在整個空間自由運動的每個粒子，都具有一單色平面物質(zhì)波，其頻率 γ和波長 λ與粒子的能量 E和動量 P之間的關(guān)系如下（德布羅意關(guān)系式）： ??/2hmvPhmcE????波函數(shù)的統(tǒng)計意義 ?自由粒子的平面波（波函數(shù)）科寫成： ? 空間某處物質(zhì)波的強度（振幅的平方）或代表能夠在該處找到這一粒子的幾率密度在任何給定情況下運動的粒子都具有一波函數(shù)與它相聯(lián)系，這波函數(shù)在空間某處的振幅的平方與粒子在該處出現(xiàn)的幾率成正比，這就是波函數(shù)的統(tǒng)計意義，因此“德布羅意波”也稱“幾率波”。 )ex p (),()](ex p [ EthizyxrpEthiA ?????? ?? 薛定諤方程 ?將波函數(shù)對空間位置 x,y,z二次求導，得 ?將波函數(shù)對時間 t一次求導，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)運動時，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”。 專題：材料的力學與顯微結(jié)構(gòu) ?納米陶瓷復合材料顯微結(jié)構(gòu)對力學性能的影響： ?納米陶瓷材料根據(jù)彌散相的不同和基體尺寸為 ?晶內(nèi)型、晶間型、晶向 /晶間型和納米 /納米型。 ?陶瓷納米復合材料的室溫性能（如硬度、強度、 ?斷裂韌性等）得到顯著改善。 ? 納米復合材料在提高室溫力學性能的同時，也顯著的改善了高溫性能。相對而言，陶瓷納米材料在高溫力學性能方面的改進更引人注目。 微米陶瓷復合材料結(jié)構(gòu)對力學性能的影響： ? 1. SiC晶須對復合材料的微觀結(jié)構(gòu)及力學性能的影響： ? 目前，國內(nèi)外采用 SiC晶須增韌 Al2O3已作了大量工作，另外也有在 SiCw/ Al2O3中加入彌散粒子的方法，從而運用晶須增韌與彌散增韌的協(xié)同手段，使 Al2O3陶瓷的性能得到改善。另一方面， SiC晶須特性也直接影響著復合材料的力學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。表面光滑的 SiC晶須有利于拉撥效應，而竹節(jié)狀或表面粗糙的晶須則會增加與基體的摩擦。 ?長纖維增強效果明顯但是形狀復雜的零件用長纖維比較困難。短纖維的效果不太理想。 ?基體上所有優(yōu)良的纖維增強復合材料的顯微結(jié)構(gòu)特點是纖維的取向大致相同，分散均勻，沒有團聚、交叉、扭曲等制造缺陷，所有纖維基本上被基體包裹。 ?從一些研究成果來看，纖維長度對復合材料的強度的影響一般隨著長度增加而增大。 ?復合材料的斷裂韌性隨增強劑顆粒尺寸的變化并不呈現(xiàn)單調(diào)變化規(guī)律。 ? 當顆粒尺寸很小時，斷裂韌性隨顆粒尺寸的增加而增加，但當顆粒尺寸本身很大時，復合材料的斷裂韌性都隨著顆粒的增加而減少。 ? 大量研究表明，復合材料的力學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)生增強增韌的力學性能。 層狀結(jié)構(gòu)復合材料顯微結(jié)構(gòu) 對力學性能的影響 ? 層狀材料的結(jié)構(gòu)是兩層相同或多層相同或不相同的材料組成，界面可以是強結(jié)合，也可以是弱結(jié)合的力學性能材料 經(jīng)過設計的層狀材料可具有在特定方向上對裂紋的容忍性，包括最具破壞性的表面裂紋 層狀結(jié)構(gòu)陶瓷復合材料分成兩類：弱界面結(jié)合和強界面結(jié)合 層狀結(jié)構(gòu)陶瓷復合材料 相變增韌復合材料結(jié)構(gòu)對力學性能的影響 ?相變增韌陶瓷實質(zhì)上是利用多晶多相陶瓷某些相成分在不同溫度的相變，達到改了材料的微觀結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生增韌效果。 ? 相變增韌的材料中，多相成分有時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。 ?從上可以看出材料的力學性能與顯微結(jié)構(gòu)關(guān)系是十分密切的，在絕大數(shù)情況下可以說正是微觀結(jié)構(gòu)決定了材料的力學性能。當然，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理已進行定量計算，以指導材料的研究開發(fā)和生產(chǎn)應用。 ? 隨著顯微技術(shù)的發(fā)展及高速攝影技術(shù)的發(fā)展，對材料的微觀動態(tài)研究已成可能并富有實際意義的。同時，力學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。
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