材料應(yīng)用現(xiàn)狀與新材料的發(fā)展趨勢-閱讀頁
2025-01-18 05:24本頁面
【正文】 面心立方晶體各 主要晶面的原子排列與密度體心立方與面心立方晶體各 主要晶向的原子排列與密度 假設(shè)原子同是半徑相等的剛性球，面心立方結(jié)構(gòu) 和密排六方結(jié)構(gòu)密排面上原子堆垛方式有很大的相似 之處。由于種種原因，在金屬中存在著缺陷。 點(diǎn)缺陷影響材料的物理性能，線缺陷影響材料的力學(xué)性能，各種缺陷均影響材料的冶金性能。主要有以下三種。 空位產(chǎn)生的原因：晶體中的熱運(yùn)動。 間隙原子：在晶格節(jié)點(diǎn)以外位置上的原子稱為間隙原子。 間隙原子產(chǎn)生的原因：金屬中存在著空隙。一般說來，置換原子的半徑和基體原子相當(dāng)，或比基體原子大。 注：由間隙原子或置換原子融入基體晶格內(nèi)，可形成間隙固溶體或置換固溶體。 晶體中的點(diǎn)缺陷晶體中的點(diǎn)缺陷 ?。?a）空位 （ b）置換原子 （ c）間隙原子 點(diǎn)缺陷并非固定不動，而是處于不斷的運(yùn)動變化之中。同理，間隙原子也可由一個(gè)間隙位置遷移到另一個(gè)間隙位置。 空位和間隙原子的運(yùn)動是晶體中原子擴(kuò)散的重要方式 。通常稱晶體上半部多出原子面的位錯(cuò)為 正刃型位錯(cuò) ，用符號 “┴” 表示，反之為 負(fù)刃型位錯(cuò) ，用 “┬” 表示。螺旋位錯(cuò)分為左旋 和 右旋 。 螺型位錯(cuò)的滑移過程示意圖螺型位錯(cuò)的滑移 混合位錯(cuò)示意圖4. 柏氏矢量（ 1）柏氏矢量的確定方法 先確定位錯(cuò)的方向（一般規(guī)定位錯(cuò)線垂直紙面時(shí)，由紙面向外為正），按 右手法則 做柏氏回路，右手大拇指指位錯(cuò)正方向，回路方向按右手螺旋方向確定。按同樣方法在完整晶體中做同樣回路，步數(shù)，方向與上述回路一致，這時(shí)終點(diǎn) Q 和起點(diǎn) M 不重合，由終點(diǎn) Q 到起點(diǎn) M 引一矢量 QM 即為 柏氏矢量 b。刃型位錯(cuò)柏氏矢量的確定(a) 有位錯(cuò)的晶體 (b) 完整晶體 MNOPQMNOPQ柏氏矢量螺型位錯(cuò)柏氏矢量的確定(a) 有位錯(cuò)的晶體 (b) 完整晶體 柏氏矢量位錯(cuò)的特點(diǎn)： ① 易動性； ② 增殖性； ③ 纏結(jié)性。主要指晶體中晶界和亞晶界。 面 缺 陷 — 晶 界四、晶界的特性： （ 1）常溫下，晶界對位錯(cuò)的運(yùn)動起阻礙作用，使材料具有較高的塑性變形抗力。 （ 2）晶界上原子具有較高的動能，而且存在較多的空位、位錯(cuò)等缺陷，因而原子的擴(kuò)散速度比在晶粒內(nèi)部快得多。 （ 4）當(dāng)材料中加入某些微量元素時(shí)，那些能降低晶界能的元素，將優(yōu)先富集于晶界于晶界，這種現(xiàn)象叫內(nèi)吸附，以區(qū)別于外表面的吸附。第三節(jié) 材料的力學(xué)性能一、強(qiáng)度與塑性 （一）應(yīng)力 —應(yīng)變圖 （二）彈性模量 （三）強(qiáng)度 二、硬度幾種測量硬度方法的比較硬度種 類 符號 壓頭 測 量范 圍布氏硬度 HB 鋼 球鑄鐵 、有色金屬、 結(jié) 構(gòu) 鋼 等硬度不高材料洛氏硬度HRAHRBHRC錐 角 維 120℃ 的金剛 石 圓錐 或直徑 為 鋼 球淬火 鋼 、有色金屬、工程塑料等維 氏硬度 HV 金 剛 石正四棱 錐 可以 測 量各種工程材料肖氏硬度 HS 金 剛 石 大型 試 件三、韌性 定義：材料抵抗裂紋萌生與擴(kuò)展的能力。 沖擊韌性：材料受沖擊而斷裂的過程中所吸收的沖擊功的大小。四、疲勞特性定義：材料在交變應(yīng)力作用下，即使應(yīng)力的最大值低于材料的 屈服強(qiáng)度，經(jīng)一定的循環(huán)周次材料仍會斷裂。鋼的循環(huán)基數(shù)為 107，有色金屬和某些高強(qiáng)度鋼的循環(huán)基數(shù)為 108。 電阻率與電導(dǎo)率均是評價(jià)材料導(dǎo)電能力的指標(biāo)。 （ 2）每個(gè)載流子的電荷數(shù)。 載流子的四種類型：電子、空穴、正離子、負(fù)離子。如金、銀、銅以及周 期表前 18個(gè)元素。如過渡元素、稀 土元素、錒系元素以及鋁、鉑等。如 鐵、鈷、鎳等。物體在未磁化時(shí)磁矩為零。其磁化強(qiáng)度的強(qiáng)弱用磁化強(qiáng)度 M來表征： M=P/V P— 物體的磁矩。三、材料的熱學(xué)性能 熱容： 1mol固體溫度升高 1K時(shí)吸收的能量，單位 為 J/（ ），單位質(zhì)量物體的熱容稱為比 熱。 熱膨脹系數(shù)：單位長度物體的長度隨溫度的變化 率，單位為 K1
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