材料的物理性能与化学性能
材料的性能第一章材料的性能
同的标准。称为标尺A、标尺B、标尺C。洛氏硬度实验是现
今所有使用的几种普通压痕硬度实验的一种。三种标尺的初
始压力均为98.07N（10Kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。
标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N（60Kgf）；
标尺B使用的是直径为1.588mm（1/16英寸）的钢球作为压头，
（３）布氏硬度适合于测试成品材料的硬度，维氏硬度可测试整体材料的硬 度；
（４）塑性材料零件可用屈服强度作为设计指标，脆性材料应用抗拉强度作 为设计指标。
第一章 材料的性能
使用性能：材料在使用过程
中所表现的性能。包括力学
神 舟
性能、物理性能和化学性能。
一 号
工艺性能：材料在加工过程
飞 船
中所表现的性能。包括铸造、
锻压、焊接、热处理和切削
性能等。
材料在外力的作用下将发生形状和尺寸变化，称 为变形。
外力去除后能够恢复的变形称为弹性变形。 外力去除后不能恢复的变形称为塑性变形。
钢球压头与 金刚石压头
HRB用于测量低硬度材料, 如 有色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料， 如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便， 压痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
洛氏硬度压痕
洛氏硬度（HR）测试当被测样品过小或者布氏硬度（HB） 大于450时，就改用洛氏硬度计量。试验方法是用一个顶角 为120度的金刚石圆锥体或直径为1.59mm/3.18mm的钢球， 在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬 度。根据实验材料硬度的不同，可分为三种不同标度来表示：
A<Z 时，有颈缩，为塑性材料表征
材料性能测试
材料性能测试
材料性能测试是指对材料的各种性能进行测试和评价，以确定材料的质量和适用范围。
材料性能测试是材料科学研究的重要内容之一，也是保证产品质量和安全的重要手段。
材料性能测试通常包括力学性能、物理性能、化学性能、热学性能等方面的测试。
首先，力学性能测试是对材料在外力作用下的性能进行测试和评价。
力学性能测试的主要内容包括拉伸性能、弯曲性能、压缩性能、硬度等指标的测试。
这些指标可以反映材料在受力情况下的性能表现，对材料的强度、韧性、刚性等特性进行评价。
其次，物理性能测试是对材料的物理性质进行测试和评价。
物理性能测试的主要内容包括密度、热膨胀系数、导热系数、电阻率等指标的测试。
这些指标可以反映材料的物理性质，对材料的密度、热传导性能、电导率等特性进行评价。
再次，化学性能测试是对材料的化学性质进行测试和评价。
化学性能测试的主要内容包括腐蚀性能、耐热性、耐腐蚀性等指标的测试。
这些指标可以反映材料在化学环境中的性能表现，对材料的耐腐蚀性、耐热性等特性进行评价。
最后，热学性能测试是对材料的热学性质进行测试和评价。
热学性能测试的主要内容包括热传导性能、热膨胀系数、比热容等指标的测试。
这些指标可以反映材料在热学环境中的性能表现，对材料的热传导性能、热膨胀性能等特性进行评价。
综上所述，材料性能测试是对材料各项性能进行全面测试和评价的过程，可以帮助人们了解材料的特性和适用范围，为材料的选择和应用提供依据。
在材料科学研究和工程实践中，材料性能测试具有重要意义，对于提高材料的质量和性能，推动材料科学的发展具有重要作用。
材料的物理和化学性能
[日期] 材料的物理和化学性能[文档副标题]Windows 用户[公司名称]1、材料的物理性能：指材料固有的属性，由材料的物理本质所决定的性能。
2、热性能⌝比热容材料在没有相变或化学反应的条件下，温度升高或降低1K时所吸收或放出的热量称为热容，单位质量下材料的热容称为比热容，单位J/(kg.K)或J/(mol.K) ⌝热导率材料的导热性通常用热导率来衡量。
热导率的符号是λ，单位是W/(m·K)。
热导率越大，导热性越好。
金属的导热性银最好，铜、铝次之。
⌝热膨胀系数材料随着温度变化而膨胀、收缩的特性称为热膨胀性。
热膨胀性用线胀系数αl 和体胀系数αV 来表示。
指各种材料及其制品在使用的程中对不同温度做出反应，即表现出的不同热物理性能。
3、各种材料的热导率υ金属材料有很高的热导率自由电子在热传导中担当主要角色；金属晶体中的晶格振动、晶格缺陷、微结构和制造工艺都对导热性有影响；υ无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低热传导依赖于晶格振动（声子）的转播。
高温处的晶格振动较剧烈，再加上电子运动的贡献增加，其热导率随温度升高而增大。
υ半导体材料的热传导电子与声子的共同贡献；低温时，声子是热能传导的主要载体。
较高温度下电子能激发进入导带，所以导热性显著增大。
υ高分子材料热导率很低热传导是靠分子链节及链段运动的传递，其对能量传递的效果较差。
4、介电性能低电导率或绝缘材料在电场作用下，沿电场方向产生电偶级矩，从而在靠近电极的材料表面产生束缚电荷。
这种现象叫电场极化现象，可产生这类现象的材料称为介电材料或电介质。
介电常数ε是表征介电材料介电性能的主要宏观物理量。
电容C（capacitance）——电荷量q与电压V的比值：C=q/V 平板电容计算：C =ε (A/L) • ε：介电常数，表征材料极化和储存电荷的能力。
5、超导性能超导现象：材料一定环境（温度）条件下，电阻率为零的现象。
若达到一定温度时，材料开始表现出超导现象，则温度称为材料的临界温度Tc。
物理性能化学性能
• 1.1.1物理性能
• 定义：材料在各种物理条件下表现出来的 性能，包括密度、熔点、导热性、热膨胀 性、磁性等。
1.1.1物理性能• 1Biblioteka 密度。材料单位体积的质量称为密度。
• 2）熔点。金属由固态转变为液态时的温度称 为熔点。
• 3）导热性。导热性是材料传导热量的能力， 用热导率λ来表征。 • 4）导电性。材料传导电流的能力称为导电 性。 • 5）热膨胀性。热膨胀性是指材料在温度变 化时，体积发生膨胀或收缩的性能。
1.2材料的力学性能
• 材料的力学性能是指材料在承受各种外加载 荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变 应力等）时所表现出的力学特征。
• 常用的金属材料力学性能包括强度、硬度、 塑性、刚度、冲击韧性、疲劳强度等。
力－伸长曲线
• 1）弹性形变阶段（oe）。弹性变形是指外 力去除后能恢复的变形。
• 2）微量塑性变形和屈服阶段(es和ss’)。试 样继续发生变形，但除去外力后，只能有 部分变形恢复，而另一部分变形不能消失。 • 3）均匀塑性变形阶段(s’b)。此阶段整个试 样均匀变形，直到b点载荷达到最大值。 • 4）局部塑性变形阶段(bk).b点以后，塑性变 形开始集中在试样某一局部进行，发生颈 缩现象，直至k点断裂。
• 6）磁性。材料能导磁的性能称为磁性。
• 1铁磁性材料 2弱磁性材料 3抗磁性材料。
1.1.2化学性能
• 材料的化学性能是指材料在室温或高温下， 抵抗各种介质化学作用的能力。 • 1）耐腐蚀性。耐腐蚀性是指材料抵抗各种 介质腐蚀破坏的能力。 • 2）抗氧化性。抗氧化性是指材料抵抗高温 氧化的能力。
材料的性质
材料的性质材料的性质是指材料本身所具有的特征和特性，决定了材料的使用和应用的范围。
材料的性质可以分为物理性质、化学性质和机械性质等多个方面。
首先是物理性质，物理性质是指材料在受力、温度、湿度和电磁场等外界条件下的变化特征。
物理性质包括热学性质、光学性质、电学性质、磁性质和声学性质等。
例如，金属具有良好的导热性和导电性，能够迅速传导和散热；玻璃与光有着很好的相容性，可制作成透明的器件。
物理性质直接影响了材料在各个领域的应用。
其次是化学性质，化学性质是指材料在化学反应中的变化特征和反应性。
化学性质直接影响了材料的稳定性和耐久性。
例如，金属在氧气和水中容易发生氧化和腐蚀反应，导致金属材料的腐蚀和破损。
又如塑料材料在受到紫外线和高温等外界因素的作用下容易老化和分解。
因此，化学性质的了解和掌握对于材料的选择和设计具有重要意义。
最后是机械性质，机械性质是指材料在受力、变形和断裂等外力作用下的表现特征和性能。
机械性质包括强度、韧性、硬度、耐磨性、延展性和弹性等。
例如，钢材具有很高的强度和硬度，可以用于制作承受巨大力量的结构件。
而橡胶具有很好的延展性和弹性，可用于制作密封垫圈和弹簧等弹性元件。
机械性质是判断材料适应性和应用领域的重要指标。
除以上几点外，材料的性质还有其它一些参数，如导热系数、电阻率、电化学性质等。
这些参数可以通过实验和测试获得，也可以通过理论计算和模拟预测。
材料的性质对于材料的选择、设计和应用具有决定性的影响。
综上所述，材料的性质是指材料本身所具有的特征和特性，影响了材料的使用范围和性能表现。
它包括物理性质、化学性质和机械性质等多个方面，例如热学性质、光学性质、电学性质、磁性质、声学性质、强度、韧性、硬度和导热系数等。
了解和掌握材料的性质是进行材料选择、设计和应用的基础和前提。
材料的性能有哪些
材料的性能有哪些材料的性能是指材料在特定条件下所表现出的各种物理、化学、力学等特性。
一种材料的性能好坏直接影响着其在各个领域的应用，并且也反映了材料的质量和性价比。
下面介绍一些常见的材料性能。
1.力学性能：包括强度、硬度、韧性、延展性、抗冲击性等，反映了材料在外力作用下的应变能力。
高强度材料通常具有较高的强度和硬度，适用于承载重量的结构，而高韧性材料能够吸收冲击能量，适用于需要耐冲击的应用。
2.热性能：包括热导率、热膨胀系数、热稳定性等，反映了材料在高温条件下的表现。
热导率高的材料能够迅速传导热能，适用于导热器件；而热膨胀系数低的材料能够减少因温差引起的热应力，提高材料的热稳定性。
3.电性能：包括导电性、绝缘性、介电常数等，反映了材料在电场下的行为。
导电性好的材料适用于电子元器件；而绝缘性好的材料能够阻止电流的流动，用于电子隔离材料。
4.光学性能：包括透光性、折射率、光学吸收等，反映了材料对光的传播和相互作用的特性。
透明材料能够透过光线，适用于透明器件；而吸收光线的材料可用于光敏元件或光吸收材料。
5.化学性能：包括耐腐蚀性、化学稳定性、可溶性等，反映了材料在不同化学环境中的化学活性。
耐腐蚀性好的材料能够抵抗化学物质的腐蚀，延长材料的使用寿命。
6.吸声性能：反映了材料对声波的能量吸收能力。
吸声性能好的材料能够减少噪音传播和回声，适用于噪音控制和声学装饰。
7.磁性能：包括磁导率、磁饱和等，反映了材料在磁场中的性能。
高磁导率的材料可以增大磁感应强度，适用于电感器件。
总之，材料的性能是多方面因素综合作用的结果，不同的领域和应用需要不同性能的材料。
因此，在选择材料时，需要根据不同的要求和条件综合考虑材料的性能特点，以便选择最适合的材料。
材料的使用性能包括
材料的使用性能包括材料的使用性能是指材料在特定条件下所表现出来的性能特点，它直接影响着材料在工程实践中的应用。
材料的使用性能包括很多方面，主要包括力学性能、物理性能、化学性能、热学性能等。
下面将分别对这些方面进行详细介绍。
首先，力学性能是材料最基本的性能之一，它包括强度、硬度、韧性、抗疲劳性等。
强度是材料抵抗外力破坏的能力，硬度是材料抵抗外界划伤的能力，韧性是材料抵抗断裂的能力，抗疲劳性是材料抵抗疲劳破坏的能力。
这些性能直接影响着材料在工程实践中的使用寿命和安全性。
其次，物理性能是指材料在物理方面的性能表现，主要包括密度、导热性、导电性、磁性等。
密度是材料单位体积的质量，导热性是材料传导热量的能力，导电性是材料传导电流的能力，磁性是材料受磁场作用的能力。
这些性能直接影响着材料在工程实践中的热学、电学和磁学性能。
再次，化学性能是指材料在化学环境中的性能表现，主要包括耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等。
耐腐蚀性是材料抵抗化学介质侵蚀的能力，耐热性是材料抵抗高温作用的能力，耐磨性是材料抵抗磨损破坏的能力。
这些性能直接影响着材料在工程实践中的耐久性和稳定性。
最后，热学性能是指材料在热学方面的性能表现，主要包括膨胀系数、比热容、热导率等。
膨胀系数是材料在温度变化下的线膨胀性能，比热容是材料单位质量吸收或释放热量的能力，热导率是材料传导热量的能力。
这些性能直接影响着材料在工程实践中的热应力和热传导性能。
综上所述，材料的使用性能是一个综合性能，它包括了力学性能、物理性能、化学性能、热学性能等多个方面。
在工程实践中，我们需要根据具体的使用要求选择合适的材料，并对其使用性能进行充分的考虑和评估，以确保材料在工程实践中能够发挥出最佳的性能。
材料的物理性能与化学性能
电性能：导电率、介电性能、电致伸缩、铁电效应磁性能：磁导率、磁化强度、抗磁性、顺磁性等光性能：连续光谱、特征谱线热性能：热容、热膨胀系数、热导率等材料在外电场中的响应特性。
导电性能，介电性能（1）导电性能：材料传导电流的能力。
常以电导率σ表征。
导电性能主要取决于材料原子结构、显微组织及环境等。
（2）介电性能：在电场作用下，材料在其中无电荷流动时对电场表现出的响应特性。
这种响应主要是材料的极化（材料中束缚正、负电荷中心的分离以及原有永久电偶极子沿外电场的定向排列）未加外电场，偶极子随机排列外电场下，偶极子定向排列介电性能的两个指标介电常数：(真空电容率)K =ε(材料电容率)/ ε表征材料极化和储存电荷的相对能力。
与材料成分、温度、电场变化频率等有关。
介电强度：介电材料不被击穿的最大电场强度。
介电体：期望介电常数高，介电强度高。
电绝缘体：期望介电常数低，介电强度高。
（3）压电效应与电致收缩现象压电效应:某些电介质受外力作用而发生变形同时内部产生极化而产生电势的效应。
压电体。
电致伸缩现象:电介质受外电场作用而内部极化同时产生变形的现象。
（4）铁电效应与铁电体铁电效应：一些压电体材料通过外电场极化后，除去电场仍保留一定剩余极化的现象。
铁电体：具有铁电效应的介电体材料。
加外电场前，电偶极子随机排列加外电场，电偶极子被迫定向排列去外电场，电偶极子保留部分定向排列2）磁性能材料对磁场的响应特性。
磁化强度，磁导率，剩磁，矫顽力等。
磁化：物质中的磁偶极子在磁场作用下沿外加磁场排列的现象。
依据不同物质磁化情况的不同，物质可以分为：外加磁场 H （1）抗磁性：在外加磁场中，产生与外加磁场反向的磁场，如Zn、Ag等。
磁偶极子（2）顺磁性：在外加磁场中，产生与外加磁场同向但微弱的磁场（微弱磁化）。
如稀土金属等。
外加磁场 H 磁偶极子（3）铁磁性: 在外加磁场中，产生与外加磁场同向且很强的磁场（强磁化）。
如铁、镍、钴等。
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、物理性能
物理性能是指材料固有地属性，金属地物理性能包括密度、熔点、电性能、热性能、磁性能等. 文档来自于网络搜索
（）密度：密度是指在一定温度下单位体积物质地质量，密度表达式如下：文档来自于网络搜索
ρ
式中ρ——物质地密度（）；
——物质地质量（）；
——物质地体积（）.
常用材料地密度（℃）
材料铅铜铁钛铝锡钨塑料玻璃
钢
碳纤维复合材料密度[]
密度意义：密度地大小很大程度上决定了工件地自重，对于要求质轻地工件宜采用密度较小地材料（如铝、钛、塑料、复合材料等）；工程上对零件或计算毛坯地质量也要利用密度.文档来自于网络搜索
（）熔点：是材料从固态转变为液态地温度，金属等晶体材料一般具有固定地熔点，而高分子材料等非晶体材料一般没有固定地熔点. 文档来自于网络搜索
常用材料地熔点
材料钨钼钛铁铜铝铅铋锡铸铁碳钢铝合金
熔
点℃
熔点意义：金属地熔点是热加工地重要工艺参数；对选材有影响，不同熔点地金属具有不同地应用场合：高地熔点金属（如钨、钼等）可用于制造耐高温地零件（如火箭、导弹、燃气轮机零件，电火花加工、焊接电极等），低地熔点金属（如铅、铋、锡等）可用于制造熔丝、焊接钎料等. 文档来自于网络搜索
（）电阻率：电阻率用ρ 表示，电阻率是单位长度、单位截面积地电阻值，其单位为Ω.文档来自于网络搜索
电阻率地意义：是设计导电材料和绝缘材料地主要依据.材料地电阻率ρ越小，导电性能越好.金属中银地导电性最好、铜与铝次之.通常金属地纯度越高，其导电性越好，合金地导电性比纯金属差，高分子材料和陶瓷一般都是绝缘体.导电器材常选用导电性良好地材料，以减少损耗；而加热元件、电阻丝则选用导电性差地材料制作，以提高功率. 文档来自于网络搜索
（）导热率：导热率用导热率λ表示，其含义是在单位厚度金属，温差为℃时，每秒钟从单位断面通过地热量.单位为(．Ｋ).文档来自于网络搜索
常用金属地热导率
材料银铜铝铁灰铸铁碳钢
热导率[(．Ｋ)] （℃）
金属具有良好地导热性，尤其是银、铜、铝地导热性很好；一般纯金属具有良好地导热性，合金地成分越复杂，其导热性越差. 文档来自于网络搜索
导热率地意义：是传热设备和元件应考虑地主要性能，对热加工工艺性能也有影响.
散热器等传热元件应采用导热性好地材料制造；保温器材应采用导热性差地材料制造.热加工工艺与导热性有密切关系，在热处理、铸造、锻造、焊接过程中，若材料地导热性差，则
会使工件内外产生大地温差而出现较大地内应力，导致工件变形或开裂.采用缓慢加热和冷却地方法可使零件内外温度均匀，防止变形和开裂. 文档来自于网络搜索
（）热膨胀性（线膨胀系数）：材料随温度地改变而出现体积变化地现象称为热膨胀性，用线膨胀系数α来表示，其含义是温度上升℃时，单位长度地伸长量，单位为℃. 文档来自于网络搜索
常用金属地线膨胀系数[×℃]
材料铝铅锡铜
铁
钛
碳钢黄铜青铜铸铁
线膨胀系数[×℃]
陶瓷地热膨胀性小，金属次之，高分子材料最大.
线膨胀系数地意义：影响工件地精度，精密量具、零件、仪表、机器等，应选用线膨胀系数小地材料，以避免在不同地温度下使用影响其精度；机械加工和装配中也应考虑材料地热膨胀性,以保证构件尺寸地准确性. 文档来自于网络搜索
（）磁性
非铁磁性物质：不能被磁铁所吸引，即不能被磁化，如、等.可用于制作要求避免电磁场干扰地零件和结构件. 文档来自于网络搜索
铁磁性物质：可以被磁铁吸引，即能补磁化，如、、等.可用于制造变压器地铁芯、发电机地转子等；文档来自于网络搜索
表示磁性地物理量：
①导磁率μ（μ）：表示铁磁材料磁化曲线上某一点地磁化强度与外磁场强度地比值；
②磁饱和强度：表示材料能达到地最大磁化强度；
③剩磁：表示外磁场退为零时，材料地剩余磁感应强度；
④矫顽力：表示要使磁感应强度降为零时，必须加反方向地磁场.
软磁材料：指易于磁化并可反复磁化地材料，但当外磁场去除后磁性随之消失.
硬磁材料：硬磁材料经磁化后，当外磁场去除后仍保留磁性，并具有高地剩磁和矫顽力.
、化学性能
耐腐蚀性：金属材料在常温下抵抗氧、水及其他化学物质腐蚀破坏地能力称为耐腐蚀性. 材料地耐蚀性常用每年腐蚀深度（渗蚀度）（年）表示. 文档来自于网络搜索
金属地腐蚀既造成表面金属光泽地缺失和材料地损失，也造成一些隐蔽性和突发性地事故.金属材料中铬镍不锈钢可以耐含氧酸地腐蚀；而耐候钢、铜及铜合金、铝及铝合金能耐大气地腐蚀；合成高分子材料和陶瓷材料一般都具有良好地耐腐蚀性. 文档来自于网络搜索
对金属材料而言，其腐蚀形式主要有两种：一种是化学腐蚀，另一种是电化学腐蚀.化学腐蚀是金属直接与周围介质发生纯化学作用，例如钢地氧化反应.电化学腐蚀是金属在酸、碱、盐等电介质溶液中由于原电池地作用而引起地腐蚀.提高材料地耐腐蚀性地方法很多，如均匀化处理、表面处理等都可以提高材料地耐腐蚀性. 文档来自于网络搜索
高温抗氧化性：在高温下金属材料易与氧结合，形成氧化皮，造成金属地损耗和浪费，因此高温下使用地工件，要求材料具有高温抗氧化地能力.如各种加热炉、锅炉等，要选用抗氧化性良好地材料.材料中地耐热钢、高温合金、钛合金、陶瓷材料等都具有好地高温抗氧化性. 文档来自于网络搜索
提高高温抗氧化性地措施是：使材料在迅速氧化后能在表面形成一层连续而致密并与母体结合牢靠地膜，从而阻止进一步氧化.文档来自于网络搜索。