美国Omega热电偶材料的物理性质
热电偶材料的 物理性质
热电偶材料
b 热电铁 (JP)包含少量这些元素，但含量不同。
热电偶的公称化学成分
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建筑材料的物理性质
建筑材料的物理性质 材料是构成建筑物的物质基础。直接关系建筑物的安全性、功能性、耐久性和经济性。用于建工.程的材料要承受各种不同的力的作用。例如结构中的梁、板、柱应其有承受荷载作用的力学性能；墙体的材料应接有抗冻、绝热、隔声等性能;地而的材料应具有耐磨性能等。一般来说.材料的性质可以分为4个方面：物理性质、力学性质、化学性质和耐久性。 一、物理性能 1、密度 密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。按式（2-1）计算： 材料在绝对密实状态下的体积.是指不包括材料孔隙在内的体积。建筑材料中，除钢材、玻璃等少数材料接近于绝对密实外，绝大多数材料都含有一定的孔隙，如砖、石材等。而孔隙又可分为开口孔隙和闭口孔隙。 在测定有孔隙材料的密度时，为了排除其内部孔隙，应将材料磨成细粉(粒径小于0.2mm)，经干燥后用密度瓶测定其体积。材料磨得越细，测得的密度就越准确。 2、表观密度 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。按式（2-2）计算： 材料的表观体积是指包含材料内部孔隙在内的体积。对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积，对外形不规则的材料，可用排水法求得，但要在材料表面预先涂上蜡，以防水分渗入材料内部而使测值不准。当材料的孔隙内含有水分时，其质量和体积均有所变化，表观密度一般变大。所以测定材料的表观密度有气干状态下测得的值和绝对干燥状态下测得的值(干表观密度)口在进行材料对
比试验时，以干表观密度为准。 3、堆积密度 堆积密度是指散粒或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。按式（2-3）计算： 材料的堆积体积既包含了颗粒内部的孔隙，又包含了颗粒之间的空隙。堆积密度的大小不但取决于材料颗粒的表观密度，而且还与堆积的密实程度、材料的含水状态有关。 表2-1 常用建筑材料的密度、表观密度、堆积密度 4、密实度 密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。以D表示，按式（2-4）计算：
金属热物性参数
金属热物性参数
表1 各种金属的热物性值 金属温度? C 比热 cal/(g·?C) 导热系数 cal/(cm·s·?C) 密度ρ(g/cm3)液相 线、固相线温度(?C) 纯铁 25 200 400 769 800 1000 1500 0.107 0.124 0.145 0.358 0.230 0.148 0.180 0.192 0.152 0.120 0.074 0.071 0.070 0.032 ρ=7.88(20?C) =7.3(1500?C) =7.0(1600?C) 镇静钢(C0.08%) 200 400 800 1200 0.112 0.124 0.142 0.230 0.158 0.142 0.128 0.107 0.068 0.071 ρ=7.86(15?C) 软钢(C0.23%) 200 400 800 1200 0.112 0.124 0.142 0.228 0.158 0.124 0.116 0.102 0.062 0.071 ρ=7.86(15?C) 碳素结构钢(S35C) 25 200 400 800 0.111 0.125 0.134 0.285 0.103 0.095 0.079 0.078 中碳钢(C0.4%) 200 400 800 1200 0.112 0.122 0.140 0.148 0.156 0.124 0.115 0.100 0.059 0.071 ρ=7.85(15?C) 共析钢(C0.8%) 200 400 800 1200 0.108 0.128 0.144 0.146 0.160 0.119 0.108 0.091 0.058 0.072 ρ=7.85(15?C) 工具钢(C1.2%) 200 400 800 0.108 0.130 0.142 0.156 0.103 0.102 0.089 0.057 ρ=7.83(15?C)
物性参数表
物性参数表
常用溶剂 一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol）CAS No.：64-17-5 （1）分子式 C2H6O （2）相对分子质量 46.07 （3）结构式 CH3CH2OH ， （4）外观与性状：无色液体，有酒香。（5）熔点（℃）：-114.1 （6）沸点（℃）：78.3 溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂; 密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59; 稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体); 主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂
二、甲醇（methyl alcohol，Methanol）CAS No.：67-56-1 （1）分子式 CH4O （2）相对分子质量32．04 （3）结构式 CH3O， （4）外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。 （5）熔点（℃）：-97.8，凝固点 -97．49℃，沸点64．5℃．闪点(开口)16℃，燃点470℃，折射率1. 3285，表面张力22．55×10-3N／m （6）相对密度(20 ℃／4℃)0．7914 溶解度参数δ＝14．8，能与水、乙醇、乙醚、丙酮、苯、氯仿等有机溶剂混溶，甲醇对金属特别是黄铜有轻微的腐蚀性。易燃，燃烧时有无光的谈蓝色火焰。蒸气能与空气形成爆炸混合物．爆炸极限6．0％-36．5％(vol)。纯品略带乙醇味，粗品刺鼻难闻。有毒可直接侵害人的肢体细胞组织．特别是侵害视觉神经网膜，致使失明。正常人一次饮用4一10g纯甲醉可产生严重中毒。饮用7-8g可导致失明，饮用
30-100g就会死亡。空气中甲酵蒸气最高容许浓度5mg／m3。
第八单元课题1 金属材料(第1课时 金属的物理性质和用途)
课题1 金属材料 （第1课时金属的物理性质和用途） 学习目标： 知识与技能： 1、认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2、了解常见金属的物理性质。 3、了解物理性质与用途之间的关系。 过程与方法： 1、学习运用观察、实验等方法获取信息。 2、学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工整理。 情感态度与价值观： 1、认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。初步形成“物质性质决定其用途，物质用途体现其性质”的观念。 2、培养学生全面、综合分析问题的能力及合理使用金属材料的意识。 3、培养学生树立为社会进步而学习化学的志向。 学习重点： 1、金属材料的物理性质。 2、物理性质与用途的关系及影响金属材料用途的因素。 学习难点： 1、培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。 2、提高学生综合分析问题的能力。 一、自主探究： 【交流讨论】结合课本及生活实际，列举生活中一些常见的金属制品，并谈一谈生活中最常见的金属有哪些，使用的先后顺序是怎样的？ 【分析总结】观看课本P3页图8-3，分析并总结金属一般具有哪些物理性质。 【实验探究】请同学们设计简单的实验方案，说明铁、铝、铜都能导电和导热。 【交流讨论】请大家阅读课本P3页第一段并观看【表8-1】，查阅有关资料完成课本P4页中的“讨论”。 【分析讨论】物质的性质是否是决定物质用途的唯一因素呢？为什么？
【资料分析 熔点2500℃ 密度3g/cm3 强度与钢相似 导电性良好 导热性良好 抗腐蚀性优异 这种金属的表面有一层氧化物保护层，试设想这种金属的可能用途。 【阅读资料】课本P4页“金属之最” 二、展示提升： 1.下列关于金属的物理性质的说法，错误的是 ( ) A.具有导热性 B.具有延展性 C.具有金属光泽 D.能溶于酸2．某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用了金属的 （） A. 延展性 B.导电性C . 弹性D.导热性3．某市在南浔区和孚镇建立了首个垃圾发电厂，实现了生活垃圾的无害化和资源化处理。2008年4月11日从各乡镇运来了第一批垃圾，在这批垃圾中，含废铝线、一次性塑料餐具、果皮、废旧报纸等。其中属于金属的是 ( ) A. 废铝线 B. 一次性塑料餐具 C. 果皮 D. 废旧报纸4．金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是 （） A．硬度很大、熔点很高B．有良好的导电性、传热性 C．是银白色的固体D．易与酸反应产生氢气 5.常温下，_________是液体，_________是熔点最高的金属，通常用__________做电缆线。白炽灯泡用的灯丝是用_________制备的；日光灯内则充入了低压_________蒸气， _________和_________可用作货币，古代用_________做镜子。 6．常见金属的下列用途各利用的是金属的哪些物理性质： ⑴用铁锅炒菜 ⑵古代人将铜打磨成铜镜 ⑶将铝拉成丝做电线 ⑷用钨制成电阻丝 ⑸人们用黄金做项链、耳环、戒指______________ __
常见物性参数表word版本
常见物性参数表
常用溶剂 一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol）CAS No.：64-17-5 （1）分子式 C2H6O （2）相对分子质量 46.07 （3）结构式 CH3CH2OH， （4）外观与性状：无色液体，有酒香。 （5）熔点（℃）：-114.1 （6）沸点（℃）：78.3 溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂; 密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59; 稳定性:稳定;危险标记 7(易燃液体); 主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂 不同压力下乙醇物性参数变化 表压液态密 度比热容气体密 度 蒸发 热 分子 量 粘度沸 点 MPa Kg/m3KJ/Kg*K Kg/m3KJ/Kg g/mol MPa*s ℃ 0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.6 5 0.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 87 0.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.3 5 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.7 6 46.0 7 0.66 72. 8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.6 9 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.8 2 -0.08 774.37 2.556 0.3559 916.51 46.07 0.83 42.4
金属材料物理性质说课稿
金属材料物理性质说课 稿 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
金属材料稿 一：教材分析 本节课化学九年级下册第八单元课题1《金属材料》。金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容，本课题分为两部分。第一部分主要介绍了几种重要金属的物理性质和用途以及两者之间的关系，第二部分重点介绍了合金。在本单元之前，已经学习了氧气、氢气和碳三种非金属单质，在此处又学习金属材料，使整个初中的化学教材，既有一定的非金属元素知识，又有一些金属元素的知识，这样，使整个初中化学的知识体系内容就比较完整了，体现了义务教育阶段化学学习的全面性 二：教学目标 知识与技能 （1）通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 （2）了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。 （3）能区分生铁和钢，认识金属与金属材料的关系。 过程与方法 （1）引导学生自主实验探究金属的物理性质，培养学生的实验探究能力。 （2）通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 （3）培养学生学会主动与他人进行交流和讨论，清楚地表达自己的观点，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。 情感态度与价值观 通过日常生活中广泛应用金属材料的具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 三：目标重难点 （1）引导学生自主探究金属的物理性质。 （2）物质性质与用途之间的辩证关系。 重点的突出：为了突出本节课的重点我采用科学探究和分析归纳的教学方法。 目标难点 （1）培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。 （2）提高学生综合分析问题的能力。 难点的突破：为了突破本节课的难点，我准备采用学生自主探究，合作学习相互交流，分析归纳的方式来学习。 四：说教学方法 根据化学课程标准“要培养学生科学探究能力，提高学生的科学素养”的要求，以及本节课的内容。我确定的教学方法是：采用实验探究法，按照提出问题—实验探究—观察分析—得出结论的程序实行探究式讨论教学设计意图：
常用材料的物理性能(超详细,好经典)
材料的物理性能 材料的物理性能：密度、相对密度、弹性、塑性、韧性、刚性、脆性、缺口敏感性、各向同性、各向异性、吸水率和模塑收缩率等。 ?弹性：是材料在变形后部分或全部恢复到初始尺寸和形状的能力。 ?塑性：是材料受力变形后保持变形的形状和尺寸的能力。 ?韧性：是聚合物材料通过弹性变形或塑性变形吸收机械能而不发生破坏的能力。 ?延展性：材料受到拉伸或压延而未受到破坏的延伸性称为延展性。 ?脆性：是聚合物材料在吸收机械能时易发生断裂的性质。 ?缺口敏感性：材料从已存在的缺口、裂纹或锐角部位发生开裂，裂纹很快贯穿整个材料的性质称为缺口敏感性。 ?各向同性：各向同性的材料为在任何方向上物理性能相同的热塑性或热固性材料。 ?各向异性：各向异性材料的性质与测试方向有关，增强塑料在纤维增强材料的排列方向上有较高的性能。 ?吸水性：吸水性是材料吸水后质量增加的百分比表示。 模塑收缩性：模塑收缩性是指零件从模具中取出冷却至室温后，其尺寸相对于模具尺寸发生的收缩。 冲击性能：是材料承受高速冲击载荷而不被破坏的一种能力，反应了材料的韧性。 塑料材料在经受高冲击力而不被破坏，必须满足两个条件：①能迅速通过形变来分散和冲击能量；②材料内部产生的内应力不超过材料的断裂强度。 疲劳性能：塑料制品受到周期性反复作用的应力，包括拉伸、弯曲、压缩或扭曲等不同类型的应力，而发生交替变形的现象，称为疲劳。 抗撕裂性：抗撕裂性是薄膜、片材、带材一类薄型瓣重要力学性能。 蠕变性：指材料在恒定的外力（在弹性极限内，包括拉伸、压缩、弯曲等）作用下，变形随时间慢慢增加的现象。 应力松弛：指塑料制品维持恒定应变所需要的应力随时间延长而慢慢松弛的现象。 塑胶材料 ●塑胶材料可分为两大类：热塑性塑料、热固性塑料。 ●热塑性塑料从构象（形态不同）可分为三种类型：无定型聚合物(PS、PC、PMMA)、 半结晶聚合物(PE、PP、PA)、液晶聚合物(LCP)。 ●热塑性塑料受热后会软化，并发生流动，冷却后凝固变硬，成为固态。热塑性塑料 由曲线状高分子组成，在加热时仅仅发生物理变化，其分子链上的基团稳定，分子间不发生化学反应。在多数热塑性塑料能被化学溶剂溶解，它对化学品的耐蚀性较热固性塑料差，其使用温度比热固性塑料低，机械性能和硬度也相对偏低。由于它的生产工艺成熟，来源广泛及可回收再利用，目前得到广泛的使用。 ●通用的工程塑料：PA 聚酰胺、POM 聚甲醛、PC 聚碳酸酯、PPO改性聚苯醚、PET/PBT 聚酯。 塑胶材料的分类 一、按树脂的受热变化分类 1.热固性塑料：酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂、不饱和树脂、氰酸酯树脂、 呋喃树脂、烯丙基树脂、醇酸树脂等。 2.热塑性塑料：目前的使用达95%以上。
材料热物性参数
Apache-Tables
Apache-Tables Table1Ground Reflectance (3) Table2Precipitable Water Vapour Depth(In Metres) (4) Table3Dry-Bulb Temperatures (5) Table4World Weather Data (6) Table5U-Values for Glazing (7) Table6Thermal Conductivity,Specific Heat Capacity and Density (9) Table8Shading Coefficient and Short-wave Radiant Fraction for Blinds and Curtains (19) Table9Transmission Factors for External Miniature Louvres (20) Table10Sensible and Latent Gains from People (21) Table11Radiant Fraction for Casual Gains (22) Table12Winter Design Temperatures and Air Changes (23) Table13Heat Emitter Radiant Fraction (26) Table14Solar Absorptivity (27) Table15Thermal Resistances of Air Gaps (28) Table16Diffusion Resistance Factors (30) Table17Permeances (31) Table18Vapour Resistivities (32) Table21Inside Surface Resistance(Table A3.5CIBSE Guide) (34) Table22Outside Surface Resistance(Table A3.6CIBSE Guide) (35) Table23Emissivities of Various Materials(Table C3.7CIBSE Guide) (36)
建筑材料基本物理性质实验
建筑材料实验 实验一 建筑材料基本物理性质实验 一、实验目的 通过各种密度的测试，计算出材料的孔隙率及空隙率，了解材料的构造持征，分析比较与材料构造特征相关的其它使用功能（如材料强度，吸水率，抗渗性，抗冻性，耐腐蚀性，导热性及吸声性能等）。本实验依据GB/T 208-94《水泥密度测定方法》进行。二、密度实验 1.主要仪器设备 筛子（孔径0.20mm ）；李氏瓶（实图 1.1）；量筒；烘箱；天平（称量500g ，精度0.01g ）；温度计；干燥器；漏斗；小勺；恒温水槽。 2.实验步骤 （1）试样制备。将试样研磨，用筛子筛分除去筛余物，并 放到105℃~110℃的烘箱中，烘至恒重。将烘干的粉料放入干燥 器中冷却至室温待用。 （2）在李氏瓶中注入与试样不起反应的液体至突颈下部， 然后将李氏瓶放入恒温水槽内使刻度部分浸入水中，恒温 30min ，并保持水温为20°C 。记下刻度数。 （3）用天平称取试样m 1（约60g~90g ）。用小勺和漏斗小 心地将试样徐徐送入李氏瓶内（不能大量倾倒，否则会妨碍李 氏瓶中空气的排出，或在咽喉部分形成气泡，导致该部位堵塞）， 直至液面上升至接近20（cm 3）的刻度为止。（4）称取剩下的试样m 2，前后两次质量之差（m 1─m 2）， 即为装入瓶内的试样质量m （g ）。 （5）轻轻摇动李氏瓶排出气泡，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中恒温30min 。记下液面刻度V 2，前后两次液面读数之差（V 2─V 1），即为瓶内试样的绝对体积V （cm 3）。 3.结果计算 按下式计算出试样密度ρ（精确至0.01g/cm 3）： V m = ρ 密度实验用两个试样平行进行，以其结果的算术平均值作为最后结果。两个结果之
物性参数表
常用溶剂 一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol）CAS No.：64-17-5 （1）分子式 C2H6O （2）相对分子质量 46.07 （3）结构式 CH3CH2OH， （4）外观与性状：无色液体，有酒香。 （5）熔点（℃）：-114.1 （6）沸点（℃）：78.3 溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂; 密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59; 稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体); 主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂 不同压力下乙醇物性参数变化 表压液态密 度比热容气体密 度 蒸发 热 分子 量 粘度沸 点 MPa Kg/m3KJ/Kg*K Kg/m3KJ/Kg g/mol MPa*s ℃0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.65 0.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 87 0.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.35 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.76 46.07 0.66 72.8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.69 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.82 -0.08 774.37 2.556 0.3559 916.51 46.07 0.83 42.4
材料物理性质
谐振腔的初始光子来自增益介质中满足频率条件的自发辐射，自发辐射的光 子通过引起受激辐射和多次的反射传播使受激辐射形成链式增殖反应，实现光放 大，产生的激光最后由半反射镜输出。考虑到谐振腔反射镜的反射损耗，增益介 质的增益率必须高于谐振腔的损耗率，才能最终使谐振腔产生稳定的激光。设增 益介质的增益系数为G ，两反射镜的反射率分别为1R 和2R ，腔长为L ，光的初 始强度为0I ，则光束在谐振腔内往返一次后的强度为2012GL I I R R e =，谐振腔的增益要求为20120GL I I R R e I => 或 2121GL R R e >，由此获得产生激光的阈值或谐振腔的最小增益条件为12(12)ln(1)m G L R R =。 受各种因素的影响，由谐振腔输出的激光并非绝对的单色光，其频谱仍具有 一定宽度。导致激光频谱展宽的因素主要有： ①自然展宽 由于粒子处于激发态能级的寿命τ决定其相应辐射过程的持续时 间或相应辐射波列的长度，而有限的波列长度意味着该辐射波不再是绝对的单色 波，而是具有一定的频谱宽度，由此产生的频谱展宽为自然展宽，根据海森堡能 量-时间的不确定关系式 2E t ???≥h ，辐射光子的不确定能量εω?=?h ，时 间的不确定量取t τ?=，则辐射频谱自然展宽的量级约为21ωτ?≥。 ②碰撞（或压力）展宽 若增益介质中粒子数量较多或间距较小，粒子间易发 生相互碰撞，这种碰撞能促进粒子的跃迁，进而缩短其寿命，导致辐射谱线展宽。 对于高压下的气体介质，碰撞展宽尤为显著。 ③多普勒展宽 对于气体介质，粒子因热运动而产生多普勒频移，进而导致相 应辐射谱线展宽。 §7-2材料光学性能的物理本质和影响因素 一、材料的光学性能及其相互关系 在上节中，我们从波动性和粒子性两方面介绍了光或者电磁波的传播和与物 质相互作用的运动规律和性质。虽然涉及的内容比较庞杂，但在线性光学范围内， 无论何种光学性质，如光的传播速度、吸收或衰减、波阻、折射率、反射和透射 系数等，均可以采用相应介质的电磁性质，如介电系数、磁导率和电导率等，来 加以描述，从而使不同介质或物质具有不同的光学性质。通常情况下，材料的这 些电磁性质本身就是频率或波长的函数，因此，由它们表述的光学性质也应是频 率或波长的函数。在某些场合和条件下，材料的光学性质还需采用复变量和张量 的形式。除非特别声明，后续涉及的材料光学性质限定材料的状态是稳态、线性、 非铁磁性、各向同性和均匀的，当然，这些性能也是非线性、铁磁性、各向异性 和非均匀性材料光学性能的基础。
常用材料的热物性参数
表1 各种金属的热物性值 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度(C) =7.88(20C) =7.3(1500C) =7.0(1600C) =7.86(15C) =7.86(15C) =7.85(15C) =7.85(15C)
=7.83(15C)续表1 各种金属的热物性值 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度(C) =7.73(15C) Ts=1488 T L=1497 =7.84(15C) T S=1420 T L=1520 =7.7(15C) 13.1Cr,0.5Ni T S=1399 T L=1454 =7.0(15C) 比热相对于 普通铸铁
=7.1(15C) 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度(C) =7.5~7.8(15C) =8.92 T S=T L=1083
s=2.70(15C) T S=T M=660.2 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度(C) s=1.74 T L=T S=651
s=6.09 T S=1395 T L=1427表2 铸型的热物性计算公式
硅砂，干型，呋喃铸型600C以下 0.385<<0.494 0.0058 第四章 高分子材料的主要物理性能 高分子材料与小分子物质相比具有多方面的独特性能，其性能的复杂性源自于其结构 的特殊性和复杂性。联系材料微观结构和宏观性质的桥梁是材料部分子运动的状态。一种结构确定的材料，当分子运动形式确定，其性能也就确定；当改变外部环境使分子运动状态变化，其物理性能也将随之改变。这种从一种分子运动模式到另一种模式的改变，按照热力学的观点称作转变；按照动力学的观点称作松弛。例如天然橡胶在常温下是良好的弹性体，而在低温时（＜-100℃）失去弹性变成玻璃态（转变）。在短时间拉伸，形变可以恢复；而在长时间外力作用下，就会产生永久的残余形变（松弛）。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ）在常温下是模量高、硬而脆的固体，当温度高于玻璃化温度（～100℃）后，大分子链运动能力增强而变得如橡胶般柔软；温度进一步升高，分子链重心能发生位移，则变成具有良好可塑性的流体。 本着“结构?分子运动?物理性能”这样一条思维线路，本章有选择地介绍高分子材料的热性能、力学性能、高弹性和粘弹性、溶液性质、流变性质、电学性能等。同时通过介绍结构与性能的关系，帮助我们根据使用环境和要求，有目的地选择、使用、改进和设计高分子材料，设计和改进加工工艺和设备，扩大高分子材料使用围。 第一节 高分子材料的分子运动、力学状态转变及热性能 一、高分子运动的特点 与低分子材料相比，高分子材料的分子热运动主要有以下特点： （一）运动单元和模式的多重性 高分子的结构是多层次、多类型的复杂结构，决定着其分子运动单元和运动模式也是多层次、多类型的，相应的转变和松弛也具有多重性。从运动单元来说，可以分为链节运动、链段运动、侧基运动、支链运动、晶区运动以及整个分子链运动等。从运动方式来说，有键长、键角的变化，有侧基、支链、链节的旋转和摇摆运动，有链段绕主链单键的旋转运动，有链段的跃迁和大分子的蠕动等。 在各种运动单元和模式中，链段的运动最为重要，高分子材料的许多特性均与链段的运动有直接关系。链段运动状态是判断材料处于玻璃态或高弹态的关键结构因素；链段运动既可以引起大分子构象变化，也可以引起分子整链重心位移，使材料发生塑性形变和流动。 （二）分子运动的时间依赖性 在外场作用下，高分子材料从一种平衡状态通过分子运动而转变到另一种平衡状态是需要时间的，这种时间演变过程称作松弛过程，所需时间称松弛时间。例如将一根橡胶条一端固定，另一端施以拉力使其发生一定量变形。保持该形变量不变，但可以测出橡胶条的应力随拉伸时间仍在变化。相当长时间后，应力才趋于稳定，橡胶条达到新的平衡。 设材料在初始平衡态的某物理量（例如形变量、体积、模量、介电系数等）的值为x 0，在外场作用下，到t 时刻该物理量变为x （t ），许多情况下x （t ）与x 0满足如下关系： ()τ /0t e x t x -= （4-1） 公式（4-1）实质上描述了一种松弛过程，式中τ称松弛时间。当t =τ时，()e x x /0=τ，可见松弛时间相当于x 0变化到x 0/e 时所需要的时间。 资源]化工主要物性参数查询网站 1 化学工程师资源主页该站点由西弗吉尼亚大学校友Christopher M.A.Haslego维护。该主页有非常丰富的化学工程方面的内容，其中包括一些查找物性数据比较好的站点：(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/physinternetzz.shtml)1.1物性数据((https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/data.xls) 该数据库是浏览型数据库，含有470多种纯组分的物性数据，如分子量、冰点、沸点、临界温度、临界压力、临界体积、临界压缩、无中心参数、液体密度、偶极矩、气相热容、液相热容、液体粘度、反应标准热、蒸气压、蒸发热等。1. 2 聚合物和大分子的物理性质数据库(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/～athas/databank/intro.html) 该数据库是浏览型数据库。含有200多种线性大分子的物性数据，如熔融温度、玻璃转换温度、热容等。该站点不仅提供物理性质，还提供一些供估计物质物理性质的软件，如PhysProps from G&P Engineering、Prode's thermoPhysical Properties Generator(PPP)等。1. 3 https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/～jrm/thermot.html 该站点可查294种组分的热力学性质，还可以根据Peng Robinson状态方程计算纯组分或混合物的性质：包括气液相图、液体与气体密度、焓、热容、临界值、分子量等数据。1. 4 https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/ G&P Engineering是一个软件，提供物质的28种物理性质并估算其它18种物理性质。2 由美国国家标准技术研究院开发的数据库2.1 标准参考数据库化学网上工具书(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/chemistry/) 该数据库是一种检索型数据库，检索方法非常简单，可通过化学物质名称、分子式、部分分子式、CAS登记号、结构或部分结构、离子能性质、振动与电子能、分子量和作用进行检索，可检索到的数据包括分子式、分子量、化学结构、别名、CAS登记号、气相热化学数据、凝聚相热化学数据、液态常压热容、固态常压热容、相变数据、汽化焓、升华焓、燃烧焓、燃烧熵、各种反应的热化学数据、溶解数据、气相离子能数据、气相红外光谱、质谱、紫外/可见光谱、振动/电子能及其参考文献。2.2美国标准技术研究所物理网上工具书(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/) 该站点包括物性常数、原子光谱数据、分子光谱数据、离子化数据、χ-射线、γ-射线数据、放射性计量数据、核物理数据及其它数据库。3 化学搜索器(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/' target=_blank>https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/) Chemfinder 化学搜索器是免费注册使用的数据库，是目前网上化合物性质数据最全面的资源。可通过分子式、化学物质名称、分子量或化合物的结构片段来检索，检索结果包括化合物的同义词、结构图形及物理性质，如熔点、沸点、蒸发速率、闪点、折射率、CAS登记号、比重、蒸汽密度、水溶性质及特征等。该数据库目前含有7 5 000种化合物的数据，其中包括几千种最常见化合物的详细资料。使用起来方便、简单。4sigma-aldrich手册(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/saws.nsf/Pages/Custom+Bulk ?EditDocument) 该数据库是一种可检索数据库，可通过产品名称、全文、分子式、CAS登记号等进行检索，检索的结果包括产品名称、登记号、分子式、分子量、贮存温度、纯度、安全数据等。5 热化学性质估计(http:/https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/chem/TCPEE/TCPE.htm) 有机化合物热化学性质预测，通过化学物质的结构来预测，可预测到沸点、蒸汽压、临界性质、密度、液相密度、溶解参数、粘度等数据。 6 化学同义词数据库(http://129.79.137.107/cfdocs/libchem/searchu.html) 通过化学物质缩写来检索化合物全称，所检索的缩写部分自动进行左右截词。如检索PVC，则系统检索到CPVC(critical pigment volume concentration、Chlorinated Polyvinyl Chloride)、PVC(pigment volume concentration、polyvinyl chloride)、UPVC(unplasticized poly(vinyl chloride))。7加拿大环境技术中心网(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/cgi-win/oil-prop-cgi.exe?Pat h=＼Website＼river＼) 该数据库是检索型数据库，包含412种原油及油品的性质，包括油来源、含水量、比重、Reid 蒸汽压、非金属含量等。8 https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/conversn/constant.htm 该 表1 各种金属的热物性值 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度 (C) =7.88(20C) =7.3(1500C) =7.0(1600C) =7.86(15C) =7.86(15C) =7.85(15C) =7.85(15C) =7.83(15C) 续表1 各种金属的热物性值 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度 (C) =7.73(15C) Ts=1488 T L=1497 =7.84(15C) T S=1420 T L=1520 =7.7(15C) 13.1Cr,0.5Ni T S=1399 T L=1454 =7.0(15C) 比热相对于 普通铸铁 =7.1(15C) 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度 (C) =7.5~7.8(15C) =8.92 T S=T L=1083 s=2.70(15C) T S=T M=660.2 温度 C 比热 cal/(g·C) 导热系数 cal/(cm·s· C) 密度(g/cm3)液相 线、固相线温度 (C) s=1.74 T L=T S=651 s=6.09 T S=1395 T L=1427 表2 铸型的热物性计算公式 硅砂，干型，呋喃铸型600C以下 0.385<<0.494 0.0058 各种不锈钢的化学物理特性： **各种钢的化学物理特性 中国与亚洲、北美诸国（地区）以及澳大利亚的不锈钢钢号近似对照： 不锈钢 通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。 奥氏体不锈钢 在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的 1.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 注塑模工艺条件: 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80～90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。 模具温度：25～70℃。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：500～1000bar。 注射速度：中高速度。 化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 2.PA6 聚酰胺6或尼龙6 典型应用范围: 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。 注塑模工艺条件: 干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。 模具温度：80~90℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90℃。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40℃的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80℃。 注射压力：一般在750~1250bar之间（取决于材料和产品设计）。 注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。 流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t （这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。 化学和物理特性: PA6的化学物理特性和PA66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿 氯化钙热力学物性参数 1氯化钙理化性质及其应用 氯化钙的相对密度为2.15g/cm3，熔点782℃、沸点 1600℃以上。具有极强的吸湿性，暴露于空气中极易潮解。易溶于水，同时放出大量的热。文献[1]详细介绍了氯化钙的应用和生产工艺：氯化钙的应用按级别分为：工业级氯化钙[2]和食品级氯化钙[3]。 1.1工业级氯化钙 工业级氯化钙具有遇水发热且凝点低的特点，可用于融雪和除冰[4-6]。并有吸水性强的功能，还可用作干燥剂，如用于氮气、氧气、氢气等气体的干燥。还是港口消雾[7]和路面集尘[8]、织物防火的最佳材料[9]。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要制冷介质[10]。另外氯化钙还可当作脱水剂、防冻剂、絮凝剂及生产色淀颜料的沉淀剂等。 1.2食品级氯化钙应用 在食品生产中，氯化钙可用于食品加工的稳定剂、稠化剂、吸潮剂、口感改良剂等。在医药领域，氯化钙还可用于药物合成的原料。 1.3氯化钙用于热泵 氯化钙主要是用于化学热泵（Chemical Heat Pump 简称CHP），它是利用不同条件下的一对耦合的可逆化学反应所产生的吸收放热现象来实现热量的传递的，它是一种将热能转化为化学能，从而将 蓄热机和热泵机合二为一的新型节能技术[11]。文献[11]研究了化学热泵为CaCl2/CH3OH体系，它利用了如下化学反应： 该反应是一个气固两相的可逆络合反应，反应的正方向是放热反应。以CaCl2/CH3OH体系设计的化学热泵的工作原理图如下： 下面是氯化钙的部分热力学性质图表： 1溶解度[12]（温度0~100℃） 2粘度[12]（温度-50℃~20℃，质量分数0~30%） 表一 1 化学工程师资源主页 该站点由西弗吉尼亚大学校友Christopher M.A.Haslego维护。该主页有非常丰富的 化学工程方面的内容，其中包括一些查找物性数据比较好的站点：(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/physinternetzz.shtml) 1.1 物性数据((https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/data.xls) 该数据库是浏览型数据库，含有470多种纯组分的物性数据，如分子量、冰点、沸点 、临界温度、临界压力、临界体积、临界压缩、无中心参数、液体密度、偶极矩、气相 热容、液相热容、液体粘度、反应标准热、蒸气压、蒸发热等。 1.2 聚合物和大分子的物理性质数据库(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/～athas/da tabank/intro.html) 该数据库是浏览型数据库。含有200多种线性大分子的物性数据，如熔融温度、玻璃 转换温度、热容等。该站点不仅提供物理性质，还提供一些供估计物质物理性质的软件 ，如PhysProps from G&P Engineering、Prode's thermoPhysical Properties Genera tor(PPP)等。 1.3 https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/～jrm/thermot.html 该站点可查294种组分的热力学性质，还可以根据Peng Robinson状态方程计算纯组 分或混合物的性质：包括气液相图、液体与气体密度、焓、热容、临界值、分子量等数 据。 1.4 https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/ G&P Engineering是一个软件，提供物质的28种物理性质并估算其它18种物理性质。 2 由美国国家标准技术研究院开发的数据库 2.1 标准参考数据库化学网上工具书(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/chemistry/) 该数据库是一种检索型数据库，检索方法非常简单，可通过化学物质名称、分子式 、部分分子式、CAS登记号、结构或部分结构、离子能性质、振动与电子能、分子量和作 用进行检索，可检索到的数据包括分子式、分子量、化学结构、别名、CAS登记号、气相 热化学数据、凝聚相热化学数据、液态常压热容、固态常压热容、相变数据、汽化焓、 升华焓、燃烧焓、燃烧熵、各种反应的热化学数据、溶解数据、气相离子能数据、气相 红外光谱、质谱、紫外/可见光谱、振动/电子能及其参考文献。 2.2 美国标准技术研究所物理网上工具书(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/) 该站点包括物性常数、原子光谱数据、分子光谱数据、离子化数据、χ-射线、γ- 射线数据、放射性计量数据、核物理数据及其它数据库。 3 化学搜索器(https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/' target=_blank>https://www.360docs.net/doc/536774669.html,/) Chemfinder化学搜索器是免费注册使用的数据库，是目前网上化合物性质高分子材料的主要物理性能
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