【正文】 但脆性很高，溫度急變抗力很低，抗拉、抗彎性能差。 高分子材料的性能特點： 輕，具有高彈性和粘彈性。 3．合金中二類基本相： 固溶體、金屬化合物。 與許多金屬的熔體也不發(fā)生作用。 日用陶瓷的熱穩(wěn)定性為 220℃ 。 2. 導(dǎo)熱性 陶瓷無自由電子傳熱，導(dǎo)熱性很低。 改善陶瓷韌性的方法： 消除陶瓷表面的微裂紋。 陶瓷強度對應(yīng)力狀態(tài)特別敏感： 抗拉強度很低 抗彎強度較高 抗壓強度很高 4. 塑性 陶瓷在室溫下幾乎沒有塑性。 晶界上有晶粒間的局部分離或空隙； 晶界上原子間鍵被拉長 , 鍵強度被削弱； 相同電荷離子的靠近產(chǎn)生斥力 , 會造成裂縫。 各種常見材料的彈性模量和硬度 材料 彈性模量 /MPa 硬度 /HV 橡膠 很低 塑料 1380 ～ 17 鋁合金 72300 ～ 170 鋼 207000 300～ 800 碳化鈦 390000 ～ 3000 金剛石 1171000 6000～ 10000 2. 硬度 陶瓷硬度是各類材料中最高的，因其結(jié)合鍵強度高。 多孔陶瓷隔熱性能好。 石英玻璃 石英晶體 鈉硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu) 3. 氣相 陶瓷內(nèi)部殘留的孔洞。 ● 硼化物和硅化物： 較強的共價健，連成鏈、網(wǎng)和骨架，構(gòu)成獨立結(jié)構(gòu)單元。 MgO Al2O3 (3) 非氧化合物 ● 金屬碳化物： 共價鍵和金屬鍵之間的過渡鍵 , 以共價鍵為主。 (1) 硅酸鹽 是普通陶瓷的主要原料，結(jié)合鍵為離子鍵與共價鍵的混合鍵。是最常用的陶瓷結(jié)構(gòu)材料和工具材料。減摩、耐磨性、絕緣性、耐蝕性好，耐熱性低、易老化。 表現(xiàn)： 橡膠變脆，龜裂或變軟，發(fā)粘； 塑料退色，失去光澤和開裂。 3. 耐蝕性 耐水和無機試劑、耐酸和堿的腐蝕。 塑料的磨損率低。 (5) 韌性 高聚物的沖擊韌性比金屬小得多，為金屬的百分之幾。 彈性能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋? b. 應(yīng)力松弛 而逐漸衰減的現(xiàn)象。發(fā)生不可回復(fù)的塑性變形。 粘彈性產(chǎn)生的原因 鏈段的運動遇到阻力。 ● 高聚物的彈性模量低。快速拉伸時強度較高，伸長率小。 溫度低，強度較高。 如： 酚醛塑料 。 (3)體型高聚物的力學(xué)狀態(tài) 體型高聚物具有網(wǎng)狀分子鏈。 部分晶態(tài)的線型高聚物，非晶態(tài)區(qū)在 Tg溫度以上和晶態(tài)區(qū)在熔點 Tm溫度以下時為皮革態(tài)。 高聚物柔軟而富彈性，具有橡膠的特性。 聚合物聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 高分子材料的性能 一、高分子材料的機械性能 (1)線型非晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài) ☆ 老師提示： 重點內(nèi)容 線型非晶態(tài)高聚物在不同溫度下表現(xiàn)出三種力學(xué)狀態(tài)： 玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。 ●非晶態(tài)： 分子鏈在空間無規(guī)則排列，亦稱玻璃態(tài)。外力去除后，縮回卷曲狀和線團(tuán)狀。 ● 無規(guī)立構(gòu)： 取代基 R無規(guī)律在碳鏈平面兩側(cè)。 (2) 支化型分子鏈 在主鏈的兩側(cè)以共價鍵連接的支鏈。 ● 雜鏈大分子： 主鏈除有碳原子外，還有氧、氮、硫、磷等，以共價鍵相連接。 高分子材料的結(jié)構(gòu) 一、大分子鏈的結(jié)構(gòu) 1. 大分子鏈的化學(xué)組成 主要是碳、氫、氧。 高分子化合物由低分子化合物通過聚合反應(yīng)獲得。 如 4Cr9Si2可制造內(nèi)燃機排氣閥及加熱爐爐底板 , 料盤等。 碳鋼、鑄鐵的耐腐蝕性較差； 鋁合金和銅合金的耐腐蝕性較好。 居里點： 當(dāng)溫度升高到一定數(shù)值時，鐵磁性材料磁疇被破壞，變?yōu)轫槾朋w。 制造變壓器、電動機、測量儀表等。 膨脹系數(shù)大的材料制造的零件 , 溫度變化時 , 尺寸和形狀變化較大。 合金的導(dǎo)電性比純金屬差。 4. 導(dǎo)電性 傳導(dǎo)電流的能力稱 導(dǎo)電性 。銀導(dǎo)熱性最好 , 銅、鋁次之。制造耐高溫零件，如火箭、導(dǎo)彈、燃?xì)廨啓C和噴氣飛機等零、部件。用于航天航空器上。 裂紋擴展的臨界狀態(tài)所對應(yīng)的應(yīng)力場強度因子稱為 臨界應(yīng)力場強度因子 ，用 K1C表示，單位為 MN/m3/2，它代表材料的斷裂韌性。 工作應(yīng)力低于材料的屈服強度。這種過程稱為 金屬的疲勞 。 測得試樣 沖擊吸收功 ，用符號 Ak表示。 卸去主載荷 F1，測量其殘余壓入深度 h, 用 h與 h0之差△ h來計算洛氏硬度值。 鋼球壓頭用 HBS表示 硬質(zhì)合金球用 HBW表示 布氏硬度計 1. 布氏硬度（ HB) 一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球在一定載荷作用下壓入試樣表面。 (a)原始試樣 （ b)拉伸后試樣 1. 伸長率（ δ） 試樣拉斷后 , 標(biāo)距的伸長與原始標(biāo)距的百分比稱為伸長率。 2. 屈服極限（屈服強度） σ s 金屬開始發(fā)生明顯塑性變形的抗力。 金屬材料的機械性能 金屬材料的機械性能，即是指金屬材料在外力（載荷）作用時表現(xiàn)出來的性能。 切削加工 五、熱處理工藝性能 鋼的熱處理工藝性能主要考慮其淬透性 , 即鋼接受淬火的能力。 四、切削加工性能 用切削后的表面粗糙度和刀具壽命來表示。 獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。 偏析大使鑄件各部分的力學(xué)性能有很大的差異，降低鑄件的質(zhì)量。 2. 收縮性 鑄件在凝固和冷卻過程中，其體積和尺寸減少的現(xiàn)象。 鑄造性能、鍛壓性能、焊接性能、 切削加工性能、熱處理性能 使用性能 材料在使用條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料的性能由金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)所決定。 冷拔后（變形度為 80%）抗拉強度為 500 MPa。 變形前 變形后 片狀珠光體 球狀珠光體 ● 碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %的鐵碳合金 室溫平衡組織為 片狀珠光體 。 ● 圖 (a)為純鐵的組織，叫 鐵素體 。 在金相顯微鏡下觀察，可以看到金屬材料內(nèi)部的微觀形貌。鐵原子可以部分地被 Mn、 Cr等金屬原子置換 , 形成以間隙化合物為基的固溶體 , 如 (Fe、Mn)3C、 (Fe、 Cr)3C。 間隙相（ TiC) （ 1）間隙相 當(dāng)非金屬原子半徑與金屬原子半徑之比小于，形成具有簡單晶格的間隙化合物，稱為間隙相 。 生成電子化合物時 , 元素每個原子所貢獻(xiàn)的價電子數(shù)： Au、 Ag、 Cu為 1個 Be、 Mg、 Zn為 2個 Al為 3個 Fe、 Ni為 0個 CuZn合金中電子化合物： 性能： 主要以金屬鍵結(jié)合 , 具有明顯的金屬特性 , 導(dǎo)電，熔點和硬度較高，但塑性較差，有色金屬中重要的強化相。 性能特點是硬度高、脆性大。 合金中含有金屬化合物時 , 強度、硬度和耐磨性提高 , 而塑性和韌性降低。 固溶體綜合機械性能很好 , 常作為結(jié)構(gòu)合金的基體相。 固溶強化是金屬強化的一種重要形式。 （ 3）按溶質(zhì)原子在固溶體中分布有否規(guī)律分 ●無序固溶體： 溶質(zhì)原子無規(guī)則分布 ●有序固溶體： 溶質(zhì)原子規(guī)則分布 無序固溶體 有序固溶體 有序化轉(zhuǎn)變： 在一定條件下，一些合金的無序固溶體可轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬倘荏w。 固溶體中溶質(zhì)的含量即為固溶體的 濃度 ，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)表示。 例如銅鋅合金中鋅溶入銅中形成的固溶體一般用 α 表示 , 亦可表示為 Cu(Zn)。 固態(tài)物質(zhì)為固相。 合金的強度、硬度、耐磨性等機械性能比純金屬高許多； 某些合金還具有特殊的電、磁、耐熱、耐蝕等物理、化學(xué)性能。 組元： 組成合金的獨立的、最基本的單元。亞晶界由位錯垂直排列成位錯墻構(gòu)成。 晶界在空間呈網(wǎng)狀；晶界上原子的排列規(guī)則性較差。 （ 1）晶界 實際金屬為多晶體。 ● 當(dāng)含有一定量的位錯時 , 強度降低。 不銹鋼中的位錯線 位錯的量： 用位錯線長度來表示。晶面發(fā)生錯動。如切入晶體的刀片，刀片的刃口線即為位錯線。 ● 異類原子的半徑比金屬原子的半徑小得多 , 位于晶格的空隙中。 （ 2）間隙原子 位于晶格間隙之中的原子叫間隙原子。 ☆ 練習(xí)