第七章 粉末材料的孔隙性能与复合材料的强韧化
材料科学基础-材料的强韧化
1.强化金属材料的各种手段,考虑的出发点在于制造无缺陷的晶体或者制造位错运动的障碍2.各种强化手段对材料的性能影响强化手段 强度 硬度 韧性 塑性 固溶强化 ↑ ↑ ↓ ↓ 位错强化 ↑ ↑ ↓ ↓ 细晶强化 ↑ ↑ ↑ ↑ 加工硬化 ↑ ↑ ↓ ↓ 沉淀相颗粒强化 ↑↑↓↓3.各种强化手段原理及特点固溶强化利用点缺陷对金属机体进行强化.具体的方式是通过融入某种溶质元素形成固溶体,而使金属强度,硬度提高（1）溶质原子的原子数分数越大，强化作用越大； （2）溶质原子与基体金属原子尺寸相差越大，强化作用越大； （3）间隙型溶质原子比置换原子有更大的固溶强化作用； （3）溶质原子与基体金属的价电子数相差越大，固溶强化越明显 位错强化位错密度达到一定值的时候,流变应力和位错密度符合佩莱-赫许公式,即位错密度增加,位错间的交互材料的强韧化名词解释冲击韧性金属材料缺口试样落锤冲击试验侧得的韧性指标称为冲击韧性 冲击强度(冲击韧性) 高分子材料冲击试验的韧性指标通常称为冲击强度或冲击韧度 固溶强化 纯金属经适当的合金化后强度、硬度提高的现象;根据强化机理可分为无序固溶体和有序固溶体细晶强化 细化晶粒产生塑性变形,从而增大外加作用力达到强化金属材料作用位错强化 通过增大晶体中的位错密度和增加位错阻力的方式增加金属强度方法沉淀相颗粒强化 当第二相以细小弥散的微粒均匀分布在基体相中时，将产生显著的强化作用可形变颗粒 沉淀相通常处于与母相共格状态,颗粒尺寸小,可为运动的位错所切割的颗粒不可形变颗粒 具有较高的硬度和一定尺寸,并于母相共格或非共格的沉淀相颗粒 加工硬化 材料经过受力超过屈服极限,然后卸载,当再次加载时,其比例极限上升而塑性变形将减小的现象韧性 是材料变形和断裂过程中吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现强度 是材料抵抗变形和断裂的能力 塑性 表示材料断裂时总的塑变程度 断裂强度 材料能承受的最大拉力屈服强度材料在受拉力时开始产生塑性变形时的最小应力,又称屈服极限作用增大,流变应力增大,从而起到增强材料硬度作用细晶强化晶界对位错滑移具有阻滞作用,晶粒越细小晶界越多,位错被阻滞的地方就越多,晶体的强度就越高(多晶体金属的晶粒通常是大角度晶界，相邻取向不同的的晶粒受力发生塑性变形时，部分晶粒内部的位错先开动，并沿一定晶体学平面滑移和增殖，位错在晶界前被阻挡，当晶粒细化时，需要更大外加力才能使材料发生塑性变形，从而达到强化的目的)沉淀相颗粒强化 在外加切应力的作用下,材料中运动着的位错线遇到沉淀相粒子,位错线会产生扭曲,并最终绕过沉淀粒子,形成一个位错环.这就造成切应力增大,提高了材料强度相变增韧相变吸收能量而且导致体积膨胀产生张应力,周围还会出现不少微裂纹,从而有效降低了裂纹尖端附近的有效应力强度,而且裂纹偏转还可以增加表面积,从而起到增韧作用.试论材料强化的主要方法及其原理。
第7章 粉末材料的孔隙性能与复合材料的强韧化
• 相变韧化 • 材料在外力作用时，发生相的转变，吸收能量，从而提高材料的韧性。
相变韧化和弥散韧化
• 弥散韧化 • 当裂纹扩展过程中，裂纹遇到第二相粒子时会避开粒子而偏转，在弥散粒 子之间走“之”字，裂纹形状和长度改变，新裂纹表面的形成都会吸收能 量，从而提高材料的韧性。
小结
教学要求： 了解粉末材料的孔隙度特性及其对性能的料性能的影响 理解弥散强化、颗粒强化、纤维强化、相变韧化、弥散韧化
纤维强化
影响纤维化材料强度的因素： • 纤维和基体的性能 • 纤维的体积和尺寸 – 纤维的体积百分数 – 纤维的长度和直径 直径大，强度小 直径太小，易受损 纤维长度>临界长度
• 纤维与基体金属的结合强度 • 纤维的分布和排列 • 复合方法
纤维强化
相变韧化和弥散韧化
• 韧化机理： • 过程区域机理：包括相变韧化，微裂纹韧化，孪晶韧化 • 桥接区域机理：包括弥散韧化，晶须韧化，纤维韧化
• 多孔材料具有较大的比表面和优良的透过性能，以及易压缩变形、吸 收能量好和质量轻等特性。
孔隙度对性能的料性能的影响
• 孔隙度显著影响粉末冶金材料的机械性能 物理性能 化学性能 工艺性能。 • 粉末冶金过程中，可对孔隙度、孔径及分布进行有效控制，并且可以在相 当宽的范围内调整。
弥散强化
• 粒子增强复合材料 增强性复合材料：增强粒子的数量大于20% 弥散强化复合材料：含量较少时。 • 分类 – 通过相变（热处理）获得：析出硬化、沉淀强化或时效强化 – 通过粉末烧结或内氧化获得：弥散强化 • 强化效果 – 相粒子的强度、体积分数、间距、粒子的形状和分布等都对强化效果 有影响 – 第二相粒子强化比固溶强化的效果更为显著
弥散强化与颗粒强化－强化机理
复合材料增韧
复合材料增韧复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料，具有优良的综合性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
然而，复合材料在使用过程中往往容易出现脆性断裂的问题，因此如何增加复合材料的韧性成为了一个重要的研究方向。
增韧的方法有很多种，本文将从微观结构调控、纤维增韧、界面改性、层合板设计等方面来探讨复合材料增韧的方法。
首先，微观结构调控是一种常见的增韧方法。
通过控制复合材料的微观结构，可以有效地提高其韧性。
例如，可以通过纳米颗粒的加入来增强复合材料的韧性，这是因为纳米颗粒可以有效地阻止裂纹的扩展，从而提高复合材料的抗拉强度和韧性。
此外，还可以通过调控复合材料的晶格结构来增加其韧性，例如通过固溶强化、析出强化等方法来改善复合材料的力学性能。
其次，纤维增韧是另一种常用的增韧方法。
在复合材料中加入适量的纤维材料，可以有效地提高其韧性。
例如，在碳纤维增强复合材料中加入适量的玻璃纤维，可以有效地提高其韧性，这是因为玻璃纤维可以有效地吸收能量，阻止裂纹的扩展。
此外，还可以通过控制纤维的取向和分布来增加复合材料的韧性，例如通过层合板的设计来提高其韧性。
再次，界面改性也是一种常用的增韧方法。
复合材料的性能往往受到界面的影响，因此通过改善复合材料的界面性能，可以有效地提高其韧性。
例如通过表面处理、界面活性剂的加入等方法来改善复合材料的界面结合强度，从而提高其韧性。
此外，还可以通过界面层的设计来增加复合材料的韧性，例如通过增加界面层的厚度、改变界面层的成分等方法来提高复合材料的韧性。
最后，层合板设计也是一种常用的增韧方法。
层合板是一种由多层材料组合而成的复合材料，通过合理设计层合板的结构，可以有效地提高其韧性。
例如通过控制层合板的层序、层间界面的设计等方法来增加其韧性。
此外，还可以通过在层合板中加入夹芯材料来增加其韧性，例如在层合板中加入泡沫芯材料、蜂窝芯材料等，可以有效地提高其韧性。
综上所述，复合材料增韧的方法有很多种，可以通过微观结构调控、纤维增韧、界面改性、层合板设计等方面来提高其韧性。
工程材料的强韧化
奥氏体含碳量对马氏体转变温度的影响
700
600 500
温 400 度 300 ℃ 200 100
Ms
0 -100
-200 0
Mf
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Wc 100
奥氏体含碳量对残余奥氏体数量的影响
残 余 奥 氏 体 量 90 80
70
图3-19 碳钢淬火加热温度范围示意图
淬火加热时间
加热时间包括升温和保温时间。
t=аD
淬火冷却介质
冷却速度： 盐水 ＞ 水 ＞ 盐浴 ＞ 油 水：最常用的冷却介质，主要用于形状简单、截面较大 的碳钢零件的淬火。 油：机油、变压器油、柴油等。只用于低合金钢、合金 钢的淬火，使用时油温应控制在40~100 ℃。 盐水：比较适用于形状简单、硬度要求高而均匀、表面 要求光洁、变形要求不严格的碳钢零件。
600
200
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 马氏体的碳浓度 Wc 100
温度 (℃ ) 800
亚共析钢的TTT曲线
F A3 A1
700 600 500
400 300 Ms 200 100 0 Mf -100 0
A
P+F S+F T B
M + A残
1
10
102
103
104
时间(s)
转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1～550℃ ) : A1～650℃ : P ; 5～25HRC; 片间距为0.6～0.7μm ( 500× )。
650～600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2～0.4μm (1000×); 25～36HRC。
金属基复合材料的强韧化研究
金属基复合材料的强韧化研究随着科学技术的不断发展，金属基复合材料作为一种新型材料，受到了越来越多的关注和研究。
金属基复合材料结合了金属材料的强度和刚性以及复合材料的轻质和耐磨性，具有广泛的应用前景。
然而，金属基复合材料在实际应用中还存在一些问题，其中之一就是强韧性不足。
因此，研究金属基复合材料的强韧化成为当前的热点之一。
为了提高金属基复合材料的强韧性，研究人员采用了多种方法。
其中一个常用的方法是引入纳米颗粒增强。
纳米颗粒具有较高的比表面积和界面能，可以有效地提高金属基复合材料的强度和韧性。
此外，纳米颗粒的尺寸控制和分散性也对复合材料的性能起着重要作用。
因此，在制备金属基复合材料时，研究人员需要注意纳米颗粒的选择、尺寸调控和分散性的控制。
另外，界面的性质也对金属基复合材料的强韧性有重要影响。
界面是不同相之间的交界面，其性质直接影响到复合材料的力学性能。
研究人员通过调控界面的形貌和结构来改善金属基复合材料的强韧性。
一种常见的方法是在界面上引入中间层，可以减少应力集中和界面剪切的发生，从而提高复合材料的韧性。
除了纳米颗粒增强和界面改性，金属基复合材料的微观结构设计也是提高其强韧性的重要途径。
通过合理设计金属基复合材料的微观结构，可以实现应力分布的均匀和界面的强化，从而提高复合材料的力学性能。
例如，金属基复合材料中的纤维增强结构可以改善材料的韧性，使其能够在外界载荷下有效地吸收能量。
另外，热处理技术也是提高金属基复合材料强韧性的一种常用方法。
通过合理的热处理工艺，可以改变金属基复合材料的组织结构和相态，从而调控材料的力学性能。
热处理技术包括固溶处理、时效处理、退火等，可以显著提高金属基复合材料的强度、韧性和硬度。
总结起来，金属基复合材料的强韧化研究是一个复杂而又关键的课题。
纳米颗粒增强、界面改性、微观结构设计和热处理技术等方法的综合应用是提高金属基复合材料强韧性的有效途径。
通过对金属基复合材料的强韧化研究，可以推动该新型材料在航空、汽车、电子等领域的应用，为实现可持续发展做出贡献。
材料的强韧化
算的最大应力。
疑问：传统的“强度设计”合理性？是否需辅以“韧性设计”？“安全”系数从某种角度讲也是一种“无知”系数，它反映人们对于客观事物的了解程度，如应力分析是否与使用条件完全符合，施工过程引入的残余应力有多大，施工与设计的偏差等。
采用其所长>1的值来弥补这些“无知”，从而获得“安全”设计。
考虑到高温、疲劳及腐蚀的作用，在设计时引入持久强度、疲劳极限及应力腐蚀断裂强度等性能，还考虑了多向受力，这些均为强度设计，而对塑性指标和韧性指标只依据经验提出要求，未用于设计计算。
(2) 对材料的断裂判据发生了怀疑；疑问：宏观应力σ〈σs〈σb？应力状态、应变速度、环境温度对断裂有何影响？合理的断裂判据？(3) 考核了工艺的适用性；熔化焊接，不仅改变性能，还会引入残余应力、缺口、裂纹等，影响断裂。
(4) 深入理解了工作情况；使用不当，如过载、划伤、冲击、过冷等，均促进脆断。
对于材料的断裂和其它失效，设计是主导，材料是基础，工艺是保证，使用是监护。
断裂的失效机理主要因素协助因素失效机理恒载韧断及脆断交变载荷疲劳断裂力学化学、恒载应力腐蚀断裂化学、交变载荷腐蚀疲劳断裂热学(化学) 蠕变断裂、液态金属脆化三、材料科学与工程的研发思路：(1) 依据工程构件服役行为确定所需材料性能；(2) 依据性能要求，确定所需材料结构；(3) 制定材料生产工艺，获得所需材料结构；(4) 采用必要设备，保证工艺实施；或反其道而行之的思路：(5) 只有适当的设备才能保证工艺；(6) 只有通过工艺才能改变结构；(7) 结构决定性能；(8) 材料的性能决定工程构件的行为。
§2 材料的力学性能力学性能：是指材料在各种载荷(外力)作用下表现出来的抵抗能力。
包括强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
金属、陶瓷和高分子材料具有不同的力学性能，主要是由其基本结构决定的。
如金属和陶瓷的晶体结构、缺陷是理解其力学性能的核心概念；高分子材料的构形，交联与缠结起了关键作用。
复合材料强韧化技术研究
复合材料强韧化技术研究近年来，随着科技的不断进步，复合材料在现代工业中得到了广泛的应用。
它在结构轻量化、耐高温、耐腐蚀等方面表现出色，成为了许多领域中不可替代的材料。
然而，复合材料的一大短板是其强度和韧性相对较低，难以满足实际应用的需要。
为了解决这一问题，复合材料强韧化技术的研究显得尤为重要。
一、传统强化材料的不足在传统的强化材料中，常见的有金属、陶瓷等。
然而，这些材料在实际应用中存在许多问题。
一方面，它们往往比较重，无法满足轻量化的要求；另一方面，在高温、高压下容易发生变形、断裂等问题。
因此，寻求更加轻便、耐用的强化材料就成为了一个紧迫的需求。
复合材料的出现为解决这一问题提供了新的思路。
它由两种或两种以上不同的材料组成，通过复杂的结构设计和优化，不仅能够满足轻量化的要求，而且还可以兼顾力学性能和耐用性。
二、复合材料的优势及其应用复合材料的结构中，常用的材料包括碳纤维、玻璃纤维、基体树脂等。
其中，碳纤维具有高强度、高模量、低密度等特点；玻璃纤维则结构相对简单，价格便宜，可以作为独立的强化材料或与其他材料结合使用；基体树脂则起到连接、支撑和固定的作用。
通过合理的组合，可以得到不同性能的复合材料，如高强度的碳纤维复合材料、耐腐蚀的玻璃纤维复合材料等等。
复合材料具有独特的性能和优点，在工业生产中有广泛的应用。
首先，它们可以用于航空航天、运动器材等领域，满足高强度、轻量化的要求。
其次，复合材料可以制作成各种形状和尺寸，适应不同的工作环境。
最后，复合材料的耐用性和抗腐蚀性也使得它在化工、电子、建筑等领域中得到了广泛的应用。
三、复合材料强韧化技术的研究虽然复合材料具有许多优点，但其强度和韧性仍然是限制其应用的主要因素。
为了克服这一困境，复合材料强韧化技术的研究变得尤为重要。
目前，复合材料强韧化的方法主要包括增强复合材料的强度、改善其韧性和抗冲击能力等方面。
其中，常见的技术包括纤维增强、网格增强、复合增强等。
复合材料的强韧化机理
复合材料的强韧化机理
复合材料的强韧化机理主要包括两个方面：
1. 强化相直接承受力，产生屏蔽效果。
这种机理使应力集中缓和，从而提高材料的强度。
2. 利用裂纹与材料间的相互作用而消耗额外的能量，使断裂能量提高。
这种相互作用可以使裂纹发生弯曲或偏转，与直进模式相比路径变得复杂。
可能发生主裂纹以外的断裂方式，所以与单体机体相比所需能量增大。
以上内容仅供参考，建议查阅复合材料相关书籍或咨询复合材料领域专家，获取更准确的信息。
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E. Gregorová , W. Pabst / Journal of the European Ceramic Society 31 (2011) 2073–2081 Process control and optimized preparation of porous aluminaceramics by starch consolidation casting
发展历史
1916年在德国首先制造出用二氧化钍强化的钨丝，1919 年这种钨丝在美国工业中开始应用。 1946年瑞士依尔曼发现了烧结铝（Al-Al2O3合金）。
1962年制成镍-二氧化钍合金(ThO2-Ni)。
1970年发明机械合金化方法，使弥散强化合金获得较 大进展，研制出用弥散强化和时效硬化或固溶强化方 法结合起来制成的一系列用于高温的合金(机械合金化 合金)。目前应用的弥散强化合金约20多种。 中国从50年代开始研制弥散强化合金以来，已研制出 铝、铜、镍等为基体的弥散强化合金。
粉末多孔材料具有很好的浸透性和自润滑性？？？
由于孔隙的毛细管作用和蓄积作用，具体原因p374页
3. 粉末多孔材料的表面特性
大量孔隙的存在使多孔材料具有很大的比表面， 而比表面的大小又是决定其使用性能的重要指标。 测定开孔隙比表面的方法很多，可用类似于测 量粉末比表面的方法来测定。用BET法测定每克只 有十分之几平方厘米的比表面的试样已相当困难， 因此，对一般由粒度在微米以上的粉末制取的多孔 材料，就不大适用了。当孔隙度大于20%时，用透 过法测定比表面可以得到足够精确的结果，满足实 际应用的需要。
p-对汞所施压强，MPa γ-汞的表面张力，N/m α-汞对试验材料的润湿角，度
D-孔隙直径，µm
汞压入法测定多孔材料孔径分布的方法如下: 将试样置于膨胀计中，并放入充汞装置内，在真 空条件（真空度为1.33～0.013Pa）下，向膨胀计充汞， 浸没试样。压入多孔体的汞量是以与试样部分相联结 的膨胀计毛细管内汞柱的高度变化来表示的。为了使 汞进入孔径小于1.22 µm的孔径，必须对汞施加高压。 随着对汞所施压强的增加，汞逐渐地充满到小孔隙中， 直到开孔隙为汞所填满为止。从而得到汞压入量与压 强的关系曲线，并由此可求得其开孔孔径分布。
（2）粉末多孔材料的透过性能
对于过滤器、含油轴承和其他多孔材料来说，透 过性能是一种很重要的孔隙度特性。研究流体通过 多孔材料的透过性能，可为设计、工艺和应用提供 参考数据。 在多孔体中，当作用在流体上的压差较小，流速 较低，流体的雷诺数Re小于临界雷诺数Re临界时， 则为层流。
当有层流的流体通过多孔材料时，在单位面积上 的流速与其压力梯度成正比，通常以达尔西公式 表示
工程上为了方便，在实际测量中多采用相对透过 系数K,对于气体叫相对透气系数，对于液体叫相 对渗透系数。
应该指出，达尔西公式对实际多孔体的透过规律具有 普遍意义，但只适用于层流条件，而过滤材料往往不 一定只限于层流状态，是否属层流取决于临界雷诺数。 据测量多孔体的渗透性时发现，流体（液体或气体） 的体积流速与压差并不呈线性关系。这说明在一定压 力下，在某些孔隙大小范围内，将超过临界雷诺数而 出现紊流。关于雷诺数Re的计算，由于孔道结构复杂， 表达式也各不相同。
多孔材料的耐腐蚀性比相应的致密材料差，多孔材
料的表面非常发达，所以与周围介质反应的能力显
著增强。致密材料的腐蚀常常发生在表面，多孔材 料的腐蚀不仅发生在表面，而且发生在基体内部， 并且腐蚀介质（特别是液态介质）进入孔隙后，就 很难清除掉。因此，由易腐蚀材料制取的多孔产品， 常常需要进行防腐处理。
4. 粉末多孔材料的其他特性
粉末多孔材料易压缩变形的特性，是通过各种变形方式 使多孔体致密化的基础。
粉末多孔材料具有质量轻和吸收能量好的特性，可用 做消音、消震和隔热装置，使用效果很好。
如用金属纤维制得的粉末多孔材料，在低频时具 有优越的消音性能。用不锈钢纤维制得的多孔材 料，在815 °C高温中仍然不丧失消音。
由于孔隙多，多孔材料的弹性内耗很大，消震性 能很好。高孔隙度的泡沫材料在宇航技术中是一 种很有发展前途的新型材料，具有消音、消震、 隔热和质量很轻等特性。 如泡沫钨的密度只有0.475 g/cm3, 孔隙度高达 98%, 其正常密度是19.35 g/cm3
1. 弥散相和基体的性质 a) 弥散相的性质 根据以上讨论，弥散相粒子稳定而不长大是强化的前提 之一。
对同一基体而言，弥散相不同会有不同的强化效果。
弥散相要求具有高的化学稳定性、高的熔点，从热力 学来说，要求弥散相的生成自由能负值大。 弥散相要求具有高的结构稳定性。
（b）第二相粒子沉淀在位错上阻碍位错的滑移和攀移 这种具有弥散相的合金的抗蠕变能力与抗回复能力有 对应关系。
形变Cu和Cu-Al2O3合金的软化
被弥散相质点钉扎的位错网示意图
影响弥散强化材料强度的因素
弥散强化材料的强度不但取决于基体和弥散相的本 性，而且决定于弥散相的含量、粒度、分布、形态 以及弥散相与基体的结合情况，同时也与工艺（如 加工方式，加工条件）有关。下面分别加以讨论。
c. 形成位错环
b. 位错线弯曲
d. 位错线通过后
在切应力τ作用下，位错线和一系列障碍相遇将 弯曲成圆弧形，圆弧的半径取决于位错所受作 用力和线张力的平衡。在障碍处位错弯过角度 θ， 障碍对具有柏氏矢量b的位错的作用力F将与位 错的线张力T保持平衡。
位错线的平衡
如果用线张力的近似值
切应力
（G是切变模量），临界
这种冷却方式的吸热过程一般通过三条途径实现
a. 利用冷却介质和热流的逆向冷却
b.冷却剂发生物态变化（如熔化、分解、蒸发等）以 吸收大量热量
c. 喷射冷却改变附面层状态，以隔绝壁表面与高热气流。
多孔体止火的原理
是根据火焰通过毛细孔时产生热交换，使燃烧物的 热量通过孔壁而散失，从而阻止燃烧过程的进行， 使火焰熄灭。换句话说，火焰在管道中传播的速度 和孔隙大小是有一定关系的，当孔径减小到某一临 界尺寸时，可燃气体将不可能着火。孔径的这一极 限值称为临界熄火孔径。它与燃气的各种性能之间 的关系用皮克来数Pe临界表示
第六章 粉末材料的孔隙性能与 复合材料的强韧化
1. 概述
2. 粉末材料的孔隙度特性
3. 孔隙度对粉末材料性能的影响（自学）
4.弥散强化
5. 颗粒强化
6. 纤维强化
7.相变韧化和弥散韧化
1. 概述
陶瓷
聚合物
增强剂 MMC
金属 复合材料的范畴
金属粉末材料
粉末材料
颗 粒 材 料
粉末冶金复合材料
金属间化合物 传统陶瓷 陶瓷 复合材料
对一个粒子起作用的位错数取决于粒子间距
第二相粒子上的切应力
使弥散粒子断裂的极限应力与粒子的切变模量成正比
弥散强化两相合金的屈服应力为
1)屈服应力与基体和弥散相的切变模量的平方根的积 成正比，也就是说与基体和弥散相的本性有关。
2)屈服应力与粒子间距的平方根成反比，这也符合实 验结果。 3）柏氏矢量是位错的重要因素，屈服强度的大小直 接与位错有关。
弥散强化的机理 弥散强化机构的代表理论是位错理论。在弥散强化 材料中，弥散相是位错线运动的障碍，位错线需要 较大的应力才能克服障碍向前移动，所以弥散强化 材料的强度高。位错理论有多种模型用以讨论屈服 强度、硬化和蠕变。下面分析几种主要的位错理论 模型。
（1）屈服强度问题
a. 奥罗万机构
a. 位错线通过前
摩尔根对于过滤材料推荐如下公式
当孔径较小时，液体与气体的透过系数相差可达 20倍。这种现象，并不是滤流的层流条件被破坏 所产生的，而是由于固体和液体的介电常数的数 量级不同，使固体表面形成过剩电场，处于固体 表面的液体附面层的物理性质与液体内部的性质 不同，使液体附面层的粘滞系数较高，并且在净 化液体中可能存在固体微粒，从而引起所谓毛细 通道“闭合”现象。 多孔材料由于对液体和气体介质的透过性均匀， 具有很好的过滤作用和均匀分流作用，可以制成 各种过滤器和流体分布元件。
(1) 粉末材料孔隙度和孔径的测定 多孔材料的密度和孔隙度常采用真空浸渍法来测定。 浸渍试样的方法和粉末真密度的测定方法相同。 将清洗干净的 试样在空中称 重w1 真空状态下浸渍液体介 质，使全部开孔隙饱和 后取出试样，除去表面 多余介质
按公式计算烧结 试样的密度和孔 隙度
再一次在空中称 重w2 ，然后在水中称 重 w3
（λ是位错线上粒子的间距）
从此式可以看出，屈服应力与粒子间距成反比，粒 子间越小，材料的屈服强度越大。
烧结铝屈服应力与粒子间距的关系
b. 安塞尔-勒尼尔机构 安塞尔等人对弥散强化合金的屈服提出了另一个 位错模型。他们把由于位错塞积引起的弥散第二相 粒子断裂作为屈服的判据。当粒子上的切应力等于 弥散粒子的断裂应力时，弥散强化合金便屈服。 由于位错塞积而在一个弥散第二相粒子上的切应力可 认为等于
课外请大家比较汞压入法和气体吸 附法的原理和适用范围。
气泡法测定最大孔径及孔径分布的原理与汞压入 法相同，但过程相反。它利用能润湿多孔材料的 液体介质（如水、乙醇、异丙醇、丁醇、四氯化 碳等）浸渍，使试样的开孔隙饱和，再用压缩气 体将毛细管中的液体挤出来。 气泡法仪器设备简单，操作容易。但气泡法无论 是在测定孔径分布的重复性还是测量分布区间方 面，都不如汞压入法，所测数值相当于汞压入法 所测定的孔径体积分布比较集中的贯穿孔隙部分。 气泡法与汞压入法相反，尽管测量最小孔径比较 困难，但是测量最大孔径的精确度高。
现代陶瓷 MMC CMC
PMC
2. 粉末材料的孔隙度特性
一般粉末冶金材料是金属和孔隙的复合体: a. 有低于1～2 %残留孔隙度的致密材料