【正文】 同時，力學性能與其它物理功能相結合也將是新型材料研究中一件有意義的工作。 ? 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，不同的相變陶瓷內部是可以出現(xiàn)不同情況的線度統(tǒng)計。 ? 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。短纖維的效果不太理想。另一方面， SiC晶須特性也直接影響著復合材料的力學性能。 ? 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。屬脆性材料，一般用于抗 壓構件。常用指標 屈服極限 (?S)，一般拉和壓時的 ?S相同 ，如低碳鋼 。 強度 ? 材料在載荷作用下抵抗塑性變形或破壞的最大能力 ? 拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度、沖擊強度、疲勞強度等 硬度 ? 材料抵抗其他物體壓入表面的能力 疲勞 ? 材料在受到外力作用時，應力振幅超過一限度導致材料的斷裂稱為材料疲勞 應力與應變 ? 在材料上作用以拉伸、壓縮等外力時，會產生內應力，并產生應變 不同材料的應力 —應變關系示意圖 彈 性 ? 材料在應力作用下產生變形，而當應力除去后能恢復原狀的能力 ? 剛性：材料在應力作用下抵抗彈性變形的能力 ? 彈性模量：描述應力與應變之間的比例關系 彈性模量（ E） ? E的大小表征物體變形的難易程度，原子間結合強度的標志之一 ? 彈性模量實際與曲線上受力點的曲線斜率成正比 ? 對于理想的彈性材料，在應力的作用下會發(fā)生彈性形變（ Elastic Deformation），其應力與應變關系服從虎克定律 ? 三種應變類型的彈性模量 楊氏模量 E、剪切模量 G、體積模量 B 縱向彈性模量又稱楊氏模量 塑性 ? 材料在載荷作用下，應力超過屈服點后能產生殘余變形而不即行短裂的性質 韌性 ? 材料抵抗裂紋產生及擴展的能力 ? 韌性與脆性相反 ? 韌性斷裂與脆性斷裂 脆性材料在 拉伸時的力學性能 O F ? L 0AFbb ??強度極限 ： Fb ① ?b—拉伸強度極限 ，脆性材料唯一拉伸力學性能指標。 ? 5．減小產品的有效厚度。 提高抗熱沖擊斷裂性能的措施： ? 1． 提高材料強度 ， 減小彈性模量 E， 使 提高 。 材料的熱傳導 材料的熱穩(wěn)定性（ thermal stability） 熱穩(wěn)定性是指材料承受溫度的急劇變化而不致破壞的能力。一般 αl愈小，材料熱穩(wěn)定性愈好。 式中 ， αl＝線膨脹系數 ， 即溫度升高 1K時 ， 物體的 相對伸長 。由于恒壓加 熱物體除溫度升高外，還要對外界做功，所以 根據熱力學第二定律可以導出： 式中： V0＝摩爾容積， ＝體膨脹系數 （ expansion coefficient）， ＝壓縮系數（ pression coefficient）。 （ J/K） 顯然，質量不同熱容不同，溫度不同熱容也不同。 材料的主要性能 ? 熱學 ? 力學 ? 電學 ? 光學 ? 磁學 ? 化學 ? …… ? 材料晶格熱運動所引起的熱變化或材料組織結構發(fā)生變化時伴隨熱效應。 6）醇和烷烴的拉曼光譜是相似的： I. CO鍵與 CC鍵的力常數或鍵的強度沒有很大差別。 1）同種分子的非極性鍵 SS， C=C， N=N， C?C產生強拉曼譜帶， 隨單鍵 ?雙鍵 ?三鍵譜帶強度增加。 ? 高分子材料（聚合物構象、聚合物形變、降解 … ）。 不對稱振動 → 紅外活性 4. 紅外與拉曼譜圖對比 紅外光譜：基團； 拉曼光譜：分子骨架測定； 紅外與拉曼譜圖對比 對稱中心分子 CO2， CS2等，選律不相容。 制樣方法 1）氣體 ——氣體池 2）液體： ① 液膜法 ——難揮發(fā)液體（ BP》 80?C） ②溶液法 ——液體池 溶劑： CCl4 ， CS2常用。 FCOF ?C=0 1928cm1 。相同基團的特征吸收并不總在一個固定頻率上。 ? 叁鍵和累積雙鍵區(qū) (2500?2022cm1 ), 包括 C?C、 C?N的伸縮振動、 C=C=C、 C=C=O的反對稱伸縮振動等。無瞬間偶極距變化時，無紅外吸收。 雙原子分子的簡諧振動及其頻率 化學鍵的振動類似于連接兩個小球的彈簧 任意兩個相鄰的能級間的能量差為： 21113072hkEhkkc??m?? ? m m? ? ?? ? ? K化學鍵的力常數，與鍵能和鍵長有關， m為雙原子的折合質量 m =m1m2/（ m1+m2） 發(fā)生振動能級躍遷需要能量的大小取決于鍵兩端原子的折合質量和鍵的力常數，即取決于分子的結構特征。 對稱分子：沒有偶極矩，輻射不能引起共振，無紅外活性。 BPS1系列樣品的 DSC曲線 聚醚醚酮 (PEEK)DSC圖 材料熱分析總結 ? 程序控制溫度 , 因溫度變化而引起的物性改變。?H=K其中一個控制溫度，使試樣和參比物在預定的速率下升溫或降溫；另一個用于補償試樣和參比物之間所產生的溫差。而實現(xiàn)使 ΔT 等于 0，其辦法就是通過功率補償。 DSC的基本原理 差示掃描量熱法（ DSC）是在溫度程序控制下，測量輸給物質和參比物的功率差與溫度關系的一種技術。不久，美國 PerkinElmer 公司研制生產的 DSCI型商品儀器問世。如果涉及有氣體參加或釋放氣 體的反應，還和氣體擴散等因素有關。 升溫速率常常影響差熱峰的形狀，位置和相鄰峰的分辨 率。 這是因為可逆反應無論在加熱曲線還是冷卻曲線上均能 反映出相應的峰，而非可逆反應常常只能在加熱曲線上 表現(xiàn)而在隨后的冷卻曲線上卻不會再現(xiàn)。 ? Teo受實驗影響較小，重復性好，與其它方法測得的起 始溫度一致。據此可進行定量分析。自由度 為零的反應其差熱峰尖銳；自由度愈大，峰越圓滑。自峰頂向基線方 向作垂直線，與 AC交于 D點， BD為峰高，表示 試樣與參比物之間最大 溫差。例如， 過程結束后曲線一般回不到原來的基線，這是因 為反應產物的比熱、熱導率等與原始試樣不同的 緣故。 相變包括兩類過程： ? 等，此類一般屬可逆反應； ? 第二類為化學過程，有分解、化合、化學吸附與解吸、 氧化、還原等，這一類多數是不可逆過程。差熱分析也 可測定試樣的熱容變化，它在差熱曲線上反映出基線 的偏離。 TG 應用實例 差熱分析 (Differential Thermal Analysis, DTA) 差熱分析 (DTA)是在程序控制溫度下，測量物質和參比 物的溫度差與溫度關系的一種方法。 實際測定的 TG和 DTG曲線與實驗條件，如加熱速率、氣氛、試樣 重量、試樣純度和試樣粒度等密切相關。 DTG曲線的峰頂 d2W/dt2=0，即失重速率的最大值，它與 TG曲線 的拐點相對應。 根據熱重曲線上各步失重量可以簡便地計算出各步的 失重分數，從而判斷試樣的熱分解機理