材料物理性能简介09.doc

<<材料物理性能>>基本要求
一,基本概念:
摩尔热容: 使1摩尔物质在没有相变和化学反应的条件下,温度升高1K所需要的能量,它反映材料从周围环境吸收热量的能力,它与温度、质量、过程有关。用Cm 表示,单位为J/(mol·K)。
晶格热振动: 晶体点阵中的质点(原子,离子)总是围绕着平衡位置作微小振动.
声子(Phonon): 声子是晶体中晶格集体激发的准粒子,就是“晶格振动的简正模能量量子。聲子與光子(光的量子)相似,可視為具有粒子性的波包。化学势为零,属于玻色子。
德拜温度:德拜模型认为,晶体对热容的贡献主要是低频弹性波的振动,声频支的频率具有0~ωmax 分布,其中,最大频率所对应的温度即为德拜温度:称为德拜特征温度。
5. 示差热分析法(Differential Thermal Analysis, DTA
): 利用在相同条件下加热或冷却时,试样和标准样的温度差与温度或时间关系,对组织结构进行分析的一种技术。
差动扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC): 用差动方法测量加热或冷却过程中,将试样和标准样的温度差保持为零时,所需要补充的热量与温度或时间的关系。
禁带:能隙所对应的能带,或允带间电子禁止的能级所对应的能带。
导带:具有空能级允带中的电子(未满带的电子),在外电场作用下可参与导电。这种未满的允带称为导带。
固体电解质:,必须:电子载流子的浓度小;离子晶格缺陷浓度大,并参与电导。
本征电导:源于晶体点阵的基本离子的运动。固有电导中,载流子由晶体本身的热缺陷提供。
杂质电导:由固定较弱的杂质离子的定向运动。填隙杂质或置换杂质(溶质)。
霍尔效应: 沿x轴通入电流,z方向上加磁场,y方向上将产生电场。实质:运动电荷在磁场中受力所致。
塞贝克效应:当两种不同的导体组成一个闭合回路时,若在两接头处存在温度差则回路中将有电势及电流产生,这种现象称为塞贝克效应。
玻尔帖效应:当有电流通过两个不同导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,还要在两接头处出现吸热或放出热量Q的现象。
磁畴:在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。
磁致伸缩效应:铁磁体在磁场中被磁化时,其形状和尺寸都发生变化的现象。
退磁场:非闭合回路磁体磁化后,磁体内部产生一个与磁化方向相反的磁场。
自发磁化:在未加磁场时铁磁金属内部的自旋磁矩已经自发地排向了同一方向的现象.
技术磁化:在外磁场的作用下,铁磁体从完全退磁状态磁化到饱和的内部变化过程。
磁滞损失: 磁滞回线所包围的面积相当于磁化一周所产生的能量损耗。
磁导率µ:当外磁场H增加时,磁感应强度B增加的速率叫磁导率,用µ表示, 即µ=B/H。
抗磁性: 定义: 当材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场的方向相反时,固体表现为抗磁性。抗磁性物质的抗磁性一般很微弱,磁化率χ是甚小的负常数(M与H反向),一般约为~10-6 数量级。.
反铁磁性:由于交换作用,反铁磁性体的原子磁矩在同一子晶格中,无外磁场的作用时,磁矩是同向排列的,具有一定的磁矩;在不同的子晶格中磁矩是反向排列。两个子晶格中自发磁化强度大小相同,方向相反,整个晶体M=0。反铁磁性物质大都是非金属化合物,如FeO,NiF2
滞弹性:是指在弹性范围内出现的非弹性现象。弹性蠕变和弹性后效都是弹性范围内应变的变化落后于应力的现象。
瑞利磁滞回线:当外磁场的振幅不大(磁化基本上为可逆)时,得到在原点附近具有正负对称变化的磁滞回线.
内耗:固体材料对振动能量的损耗称为内耗,它代表材料对振动的阻尼能力。
滞弹性:在弹性范围内出现的非弹性现象(如弹性蠕变和弹性后效)。
滞弹性内耗:由滞弹性产生的内耗。
弹性模量:在弹性范围内,引起物体单位变形所需要的应力大小。即材料所受应力σ与应变ε之间的线性比例系数,σ= Eε,其中称为弹性模量。它表示材料弹性变形的难易程度。
二,基本理论(含微观机理):
热学: —珀替定律;
杜隆—珀替定律:“恒压下元素的原子热容等于25J/K·mol”。实际上大部分元素的原子热容都接近25 J/K·mol,特别在高温时符合得更好。
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热膨胀:微观机理
电学: 1. 量子自由电子理论; 2. 能带理论;
磁学: ; 2. 矫顽力理论(应力理论,杂质理论)
弹性与内耗: ;(驰豫理论的基本思想)
三,基本规律(含影响因素)
热学:热容的实验规律,影响热容的因素及规律(