性能學(xué)思考題及答案

1、第五周第五周1.1.請(qǐng)分析人類歷史上曾使用的建請(qǐng)分析人類歷史上曾使用的建構(gòu)筑物材料構(gòu)筑物材料從所使用的材料的從所使用的材料的性能的角度闡述其開發(fā)歷程以及你認(rèn)為可能的開發(fā)研究的方向。性能的角度闡述其開發(fā)歷程以及你認(rèn)為可能的開發(fā)研究的方向。2從所使用的材料的性能的角度簡(jiǎn)述人類炊具使用和開發(fā)的歷從所使用的材料的性能的角度簡(jiǎn)述人類炊具使用和開發(fā)的歷程以及現(xiàn)代炊具材料開發(fā)研究的方向。程以及現(xiàn)代炊具材料開發(fā)研究的方向。要求：簡(jiǎn)述炊具材料的發(fā)展歷史沿

2、革，說明各中炊具材料所具備要求：簡(jiǎn)述炊具材料的發(fā)展歷史沿革，說明各中炊具材料所具備的性能及優(yōu)缺點(diǎn)，分析炊具材料需具備哪些性能，探討現(xiàn)代炊具材的性能及優(yōu)缺點(diǎn)，分析炊具材料需具備哪些性能，探討現(xiàn)代炊具材料開發(fā)研究的方向。料開發(fā)研究的方向。第六周第六周1.1.彈性變形的本質(zhì)彈性變形的本質(zhì)正常狀態(tài)下材料晶格中的離子受離子間相互作用力控制保持在其平衡位置僅作微小熱振動(dòng).離子間作用力包括由正離子和自由電子間庫侖力所產(chǎn)生的引力和由離子之間電子殼層產(chǎn)生

3、應(yīng)變所產(chǎn)生的斥力引力和斥力都是離子間距離的函數(shù)在離子的平衡位置合力為零.當(dāng)外力作用于離子時(shí)合力曲線零點(diǎn)位置改變離子位置隨之相應(yīng)調(diào)整即產(chǎn)生位移離子位移的總和在宏觀上表現(xiàn)為材料的變形.外力去除后離子依靠彼此之間的作用力回到原來的平衡位置宏觀變形隨之消失即彈性變形的可逆性.2.2.虎克定律的近似性虎克定律的近似性虎克定律是由實(shí)驗(yàn)建立的描述無機(jī)材料金屬木材等許多重要材料在正常溫度不大應(yīng)力作用下產(chǎn)生彈性變形時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變之間的關(guān)系應(yīng)變與應(yīng)力成正比比

4、例系數(shù)為材料的彈性模量.但是根據(jù)彈性變形的雙原子模型離子間相互作用力與離子間彈性位移的關(guān)系是拋物線關(guān)系合力曲線有最大值Fmax如果外加拉應(yīng)力略大于Fmax就意味著可以克服離子間引力而使其分離Fmax是彈性狀態(tài)下的理論斷裂抗力此時(shí)相應(yīng)的離子彈性變形量可達(dá)25%.但實(shí)際工程材料由于不可避免存在各種缺陷雜質(zhì)氣孔微裂紋因而實(shí)際斷裂抗力遠(yuǎn)小于Fmax時(shí)材料就發(fā)生了斷裂或塑性變形實(shí)際材料的彈性變形只相當(dāng)于合力曲線的起始階段近似為一直線因此虎克定律所

5、表示的外力位移曲線關(guān)系是近似正確的.強(qiáng)度，但晶粒太大會(huì)降低鋼的高溫塑性和韌性。陶瓷材料——不同的晶粒尺寸決定了控制蠕變速率的蠕變機(jī)理不同?！Я３叽绾艽?，蠕變速率受位錯(cuò)滑動(dòng)和晶內(nèi)擴(kuò)散的控制；——晶粒尺寸較小時(shí)，情況比較復(fù)雜，蠕變速率可能受晶界擴(kuò)散、晶界滑動(dòng)機(jī)制所控制，也可能是所有機(jī)制的混合控制；玻璃相能夠提高材料致密化程度，但是降低蠕變性能，玻璃相與晶粒不潤濕——抗蠕變性能好，潤濕程度增加，抗蠕變性能下降。3)應(yīng)力的影響：高應(yīng)力下蠕變

6、速率高，低應(yīng)力下蠕變速率低。應(yīng)力對(duì)蠕變的影響主要是改變?nèi)渥儥C(jī)制，陶瓷材料蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果表明，在低應(yīng)力范圍，擴(kuò)散蠕變機(jī)理起控制作用，而在中、高應(yīng)力范圍，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)機(jī)理起控制作用。4)蠕變是熱激活過程，蠕變激活能和擴(kuò)散激活能都是溫度的減值函數(shù)，隨著溫度的改變而改變，它們的相對(duì)關(guān)系，影響著蠕變機(jī)制。3、材料的粘性的影響因素有哪些材料的粘性的影響因素有哪些1)1)溫度。不同類型的材料，其粘度隨溫度的變化規(guī)律差別很大。一般的，溫度升高，粘度下降。2)

7、時(shí)間。在玻璃轉(zhuǎn)變區(qū)域內(nèi)，形成玻璃液體的粘度與時(shí)間有關(guān)。從高溫狀態(tài)冷卻到退火點(diǎn)的試件，其粘度隨時(shí)間增加而增加，而預(yù)先在退火點(diǎn)以下恒溫處理一定時(shí)間后的試件，其粘度隨時(shí)間而降低。3)組成。組成對(duì)無機(jī)氧化物粘度的影響很大。硅酸鹽材料的粘度總是隨著不同改性陽離子的加入而變化。在復(fù)雜氧化物玻璃中，改性陽離子的加入在任何給定溫度下，總會(huì)使粘度降低。1、材料屈服強(qiáng)度與晶格能之間的關(guān)系，為什么？、材料屈服強(qiáng)度與晶格能之間的關(guān)系，為什么？當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限

8、后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到某點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的小平臺(tái)，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度(σs或σ0.2)。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2％)時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度（yieldstrength）

9、。實(shí)際晶體中存在位錯(cuò)缺陷當(dāng)受到剪應(yīng)力作用時(shí)并不是晶體內(nèi)部兩部分整體相互錯(cuò)動(dòng)而是位錯(cuò)在滑移面上沿滑移方向運(yùn)動(dòng)實(shí)際晶體的滑移是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果實(shí)際晶體的滑移是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)所需的力比使晶體兩部分整體相互滑移所需的力小得多.微觀上位錯(cuò)開始滑移即是屈服的開始而使晶體兩部分相互滑移要克服的即是晶格能因此材料的屈服強(qiáng)度要比晶格能小得多.4、金屬、無機(jī)非金屬單晶、陶瓷材料塑性變形能力大小順序？金屬、無機(jī)非金屬單晶、陶瓷材料塑性變形能力大小順序