第三章-材料的性能.pptx

1第三章材料的性能2材料的性能材料的物理性能:讨论材料的密度、熔点、导热率、热膨胀等。材料的机械(力学)性能:拉伸、冲击、疲劳、蠕变等情况下,讨论材料的硬度、强度、塑性、韧性等。材料的腐蚀性能:讨论在反应堆条件下材料所遭受的各种腐蚀及预防措施和改进。材料的辐照性能:讨论辐照对材料的影响及辐照引起材料降级的原因。-材料一立方厘米体积所具有的质量称为此材料的密度。()实际的密度由于缺陷和气孔等的因素比理论密度小一些。密度测量一般采用排水法测定。4Li(3)ρ=-3体心立方Os(76)(92)(94)(4)(40)(41),或同一物体的两个不同区域间产生温差时,热能将从高温处向低温处传递。导热系数是测量热流通过材料速率的物理量。若横截面为A,在时间τ内流过的热量为Q,则Q=kA(T/L)(3-2)k为常数,称为该材料的导热系数,也叫热导率。它是在单位温度梯度(T/L)时在每单位时间内流过单位横截面积的热量,单位为:W/MK图3-16导热系数与材料中的气孔率有关。气孔率增加,材料的密度减小,导热率下降。因此二氧化铀燃料的密度与它的导热系数呈正相关。二氧化铀的导热系数与氧/铀比有关(参见图3-2)。与温度的关系:在低温段,随温度上升而降低。研究认为在这温度段的热传导主要是晶格振动,即声子所作的贡献。以化学计量的二氧化铀为例,到约2000K时达到最低点。高于此温度,导热系数随温度上升又呈上升趋势,研究认为这是由于高温时电子导热所占份额增大所致。7二氧化铀(不同氧/铀比的)导热系数随温度变化趋势8常用金属和合金的导热率W/m•KNaKBeMgAlFeCoNiCuAg140100160172226947062392415ZrUUO2碳钢18-/~~,这种现象称为热膨胀。设一物体在0oC时的长度为L0,则其在toC时的长度将为Lt=L0(1+t+t2+)(3-4)一般及其以下各项都极小,可以忽略不计。因而上式可简化为Lt=L0(1+t)(3-5)微分表达式为=1/L·dL/dt(mm/mm·℃)(3-6)对于钢来说,一般=(10∽20)X10-6线膨胀系数不是一个恒定不变的常数,它随温度的变化而略有不同。(力学性能)在这里讨论的机械性能包括材料的硬度拉伸性能所测定的各种强度、塑性指标、冲击韧性、断裂韧性疲劳和蠕变等力学性能。