【正文】 驗結(jié)果 ? 疲勞強度 ： 被測材料抵抗交變載荷的性能 。 ? 疲勞 ? 材料在低于 ?s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。 ? 材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。 用 ?1表示。 ? 鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為 107，有色金屬合金為 108。 疲勞應(yīng)力示意圖 疲勞曲線示意圖 材料的 性能 疲勞曲線：交變應(yīng)力 σ與交變次數(shù) N的關(guān)系 疲勞斷口 通過 改善材料的形狀結(jié)構(gòu)，減少表面缺陷，提高表面光潔度，進行表面強化 等方法可提高材料疲勞抗力。 軸的疲勞斷口 疲勞輝紋（掃描電鏡照片） 材料的 性能 ◆特點 1：無論是脆性材料，還是塑性材料，疲勞斷裂均不產(chǎn)生 明顯的塑性變形； 特點 2：裂紋產(chǎn)生及擴展區(qū)呈 “貝殼 ”花樣，最后斷裂區(qū)呈纖維 狀或結(jié)晶狀。 ? 阻尼及阻尼性能 ? 材料的阻尼： 是一種材料內(nèi)部所引起的對于振動能量的消耗 ，即 “ 內(nèi)耗 ” 。 內(nèi)耗的來源是由于材料內(nèi)部有缺陷或不均勻結(jié)構(gòu)存在 。 ? 阻尼性能： 材料能夠很快地壓抑機械振動的性能就是材料的阻尼性能 。 材料的 性能 材料表現(xiàn)出來的密度、熔點、熱膨脹 (系數(shù) )性、導(dǎo)電性、磁學(xué)及光學(xué)等性能。 ? 物理性能 材料的 性能 ? 磁學(xué)性能 ? 鐵電性能 ? 超導(dǎo)電性能 ?光學(xué)性能 材料的 性能 ? 磁學(xué)性能 ? 材料磁性的來源與分類： (1) 原子磁矩：由電子軌道運動磁矩 、 電子自轉(zhuǎn)磁矩及原子核磁矩組成 。 材料中原子的電子態(tài)和磁性與孤立的原子相比發(fā)生了變化，晶體電場效應(yīng) 也引起材料中電子態(tài)發(fā)生變化。 (2) 材料磁性概述和分類： a. 概述：材料在外磁場中恒被磁化而獲得磁矩 ， 單位體積的磁矩稱為磁化強 度 M， 磁化強度與磁場強度 H的比值稱為磁化率 χ。 b. 分類：抗磁性 、 順磁性 、 反鐵磁性 、 鐵磁性及亞鐵磁性 。 前三種磁性很弱， χ約為 103~106。 后兩種為強磁性 ， χ約為 10~106。 ① 抗磁性：物質(zhì)的磁化率為負 ， 其磁化強度 M與磁場 H反向 ， 大多數(shù)有機和無機材料均呈現(xiàn)抗磁性 。 ② 順磁性：物質(zhì)的磁化率為正 ， M與 H同向 。 ③ 反鐵磁性：物質(zhì)的磁化率為正 ， 但很弱 ， 約為 103。 ④ 鐵磁性和亞鐵磁性： 材料都有磁有序相變點 (居里點 Tc)， 當溫度高于 Tc時 ， 呈順磁性 ， 當溫度低于 Tc時 ， 呈鐵磁性或亞鐵磁性， 均為強磁性 。 ? 幾個概念： 矯頑力 (Hc)：表征材料抵抗退磁作用的本領(lǐng) 。 磁疇：鐵磁體 ， 包含許多自發(fā)磁化的區(qū)域 ， 由于它們的磁化方向各異 ， 因此 總的磁化強度為零 ， 這種自發(fā)磁化的區(qū)域即為磁疇 。 磁滯伸縮：強磁體被磁場磁化時 ， 其形狀和體積隨之變化 。 磁性材料：具有強磁性的材料 。 軟磁材料：指那些容易反復(fù)磁化 ， 在外磁場去掉后容易退磁的材料 。 具有高 磁導(dǎo)率和低矯頑力 。 硬磁材料：指那些難以磁化 ， 且除去外場后仍能保留高的剩余磁化強度的材 料 。 具有高矯頑力 ， 不易退磁 ， 在磁路不閉合時仍可保持較高的 剩磁 ， 提供應(yīng)用所需的磁場或磁矩 。 (永磁材料 ) ? 強磁材料按組成與結(jié)構(gòu)分類： 單質(zhì)：只有金屬呈現(xiàn)強磁性 ， 3個過渡族鐵磁金屬鐵 、 鈷 、 鎳 ， 具有高于室溫的居里溫度 ， 獲得廣泛應(yīng)用 。 6個稀土金 屬有強磁轉(zhuǎn)變 。 合金：以鐵磁元素為基的合金和非鐵磁元素構(gòu)成的鐵磁合金 。 非金屬氧化物：包括鐵氧體 (如磁鐵礦 Fe3O4)、 強磁化合物 (如 EuO、 CrO2)。 非晶強磁合金：即金屬玻璃 。 材料的 性能 夠 鐵電體是電介質(zhì)的一個亞類 ， 其基本特征是具有自發(fā)電極化并且這種電極化可以在外電場作用下改變方向 。 ? 電介質(zhì)的極化與鐵電性： 導(dǎo)電材料：以電荷長程遷移即傳導(dǎo)的方式對外電場作出響應(yīng) 。 電介質(zhì)：以感應(yīng)的方式對外電場作出響應(yīng) ， 即沿電場方向產(chǎn)生電偶極矩 或電偶極矩的改變 ， 此現(xiàn)象為電介質(zhì)的極化 ， 此材料為電介質(zhì)。 電介質(zhì)的極化：在外電場的作用下 ， 呈電中性的電介質(zhì)由于正 、 負電荷 重心不重合而產(chǎn)生感應(yīng)電偶極矩的過程 。 鐵電性：具有自發(fā)電極化并且這種電極化可以在外電場作用下改變方向 。 ? 鐵電性 能 材料的 性能 ? 超導(dǎo)電性 能 ? 歷史： 1911年荷蘭低溫物理學(xué)家 H. K. Onnes發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)從特定的溫度開始會轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆珱]有電阻的狀態(tài) ， 這就是超導(dǎo) (電 )現(xiàn)象 。 這些超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度不超過， 即必須用液氦冷卻才會出現(xiàn) (低溫超導(dǎo)體 )。 1986年 G. Bednorz和 K. A. Muller發(fā)現(xiàn)某些稀土元素的氧化物是超導(dǎo)體 ， 其轉(zhuǎn)變溫度在 30K以上 ， 稱高溫超導(dǎo)體 。 (有的高溫超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變溫度達到 135K) 。 ? 基本特征： (1) 零電阻效應(yīng)：超低溫下超導(dǎo)體的電阻為零； Tc：超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度 ， 即臨界溫度 。 (2) 邁斯納效應(yīng)：處于超導(dǎo)態(tài)的物質(zhì)完全排斥磁場 ， 即磁力線不能進入超導(dǎo) 體內(nèi)部 ， 稱為完全抗磁性或邁斯納效應(yīng) 。 (3) 超導(dǎo)體的臨界參數(shù)： 溫度低于 Tc時 ， 當磁場值超過某一臨界值 Hc時 ， 材料從超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài) ， Hc稱為臨界磁場 。 溫度低于 Tc時 ， 當樣品的電流密度 J超過某一臨界值 Jc時 ， 材料從超導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài) ， Jc稱為臨界電流密度 。 把 Tc、 Hc、 Jc稱為超導(dǎo)體的三個臨界參數(shù) 。 材料的 性能 ? 第二類超導(dǎo)體： 高臨界參數(shù) (高 Tc、高 Hc和高 Jc)的超導(dǎo)體，如 Nb3Sn，有兩個臨界磁場：下臨界場 Hc1和上臨界場 Hc2，當磁場小于 Hc1時，完全處于邁斯納態(tài)，當磁場大于 Hc2時，完全恢復(fù)正常態(tài)，當磁場介于 Hc1和 Hc2之間時，處于“混合態(tài)”，將只存在一個臨界場的超導(dǎo)體稱為第一類超導(dǎo)體，將存在兩個臨界場的超導(dǎo)體稱為第二類超導(dǎo)體。 ? 超導(dǎo)隧道效應(yīng) (約瑟夫森效應(yīng) )： 弱連接超導(dǎo)體 (兩塊超導(dǎo)體中間夾一塊納米厚度的絕緣膜 ， 形成超導(dǎo)層 絕緣層 超導(dǎo)層 ， 由于中間的絕緣層較薄 ， 使它兩側(cè)的超導(dǎo)體在電磁性質(zhì)上弱耦合在一起 )， 當有一個很小的電流從一個超導(dǎo)體穿過絕緣層而流到另一個超導(dǎo)體時 ， 如果電流很小 ， 沒有超過這種結(jié)構(gòu)的臨界電流 ， 則兩側(cè)的超導(dǎo)體層間沒有電壓 ， 整個弱連接超導(dǎo)體呈現(xiàn)零電阻性 。 兩超導(dǎo)體中間的絕緣層也能讓超導(dǎo)電流通過和現(xiàn)象叫超導(dǎo)隧道效應(yīng) 。 材料的 性能 ? 光學(xué)性能 光優(yōu)于電子的特點：光在介電材料中的傳播速度遠高于電子在金屬導(dǎo)線中的傳播速度 ， 光可以攜帶更多的信息；介電材料的帶寬遠大于金屬；光子間不像電子間具有很強的相互作用 ， 有助于降低能量損耗 。 ? 光波在光纖中的傳播： 光纖即光導(dǎo)纖維 ， 是由低損耗材料制成的其結(jié)構(gòu)類似于同軸電纜的圓形介質(zhì)波導(dǎo)：內(nèi)芯是一種較高折射率的材料 ， 周圍是另一種較低折射率的材料構(gòu)成的包層 ， 最外層是保護層 。 (1) 光纖的分類：階躍型折射率光纖和梯度型折射率光纖 。