材料结构和性能解答(全)
5.1_晶体材料的结构与物理性能
晶体缺陷
一方面对材料的某些性能产生不良影响 一方面也使材料的性能产生各种变化，达到材料
的改性，甚至赋于材料新的或特殊的性能。 改变晶体中缺陷的种类或缺陷的浓度，可制得所需性能 的晶体材料，是材料改性和制备新型或特殊性能材料的有效 方法之一，非整比化合物构成的材料即是其中的一类。
实例1：在钠蒸汽中加热NaCl晶体 氯化钠晶体中有少量钠原子掺入，此时，若晶体受到辐 射时，钠原子将电离为钠离子和自由电子，钠离子占据正常 正离子位置、电子占据负离子格点，形成Na1+δCl，此时电 子处于空缺位置，他们能够吸收可见光而使晶体材料带有颜 色，为绿色化合物 。
晶体的稳定性： 组成晶体的微粒是对称排列的，形成很规则的几何空 间点阵，组成点阵的各个原子之间，都相互作用着， 它们的作用主要是静电引力。对每一个原子来说，其 他原子对它作用的总效果，使它们都处在势能最低的 状态，因此很稳定，宏观上就表现为形状固定，且不 易改变。
晶体的范性：
晶体内部原子有规则的排列，引起了晶体各向不同的 物理性质。例如原子的规则排列可以使晶体内部出现 若干个晶面，立方体的食盐就有三组与其边平行的平 面。如果外力沿平行晶面的方向作用，则晶体就很容 易滑动（变形），这种变形还不易恢复，称为晶体的 范性。同样也可以看出沿晶面的方向，其弹性限度 小，只要稍加力，就超出了其弹性限度，使其不能复 原；
衍射效应 由于组成材料的周期性排列的晶体相当于三维光 栅，能使波长相当的x射线、电子流或中于流产生衍射 效应，这成为了解晶体材料内部结构的重要实验方法。 测定晶体立体结构的衍射方法，有X射线衍射、电 子衍射和中子衍射等方法。其中以X射线衍射法的应用 所积累的精密分子立体结构信息最多。 例：XRD谱图示例
（2）不同晶体材料的特殊性 不同的晶体材料具有不同的微观结构，使之区 别于其他的晶体，因而又使不同晶体材料之间各 有特点。 例：晶体缺陷形成非整比化合物构成的材料。
工程材料第二版习题解答
第一章材料的结构与性能一、材料的性能（一）名词解释弹性变形：去掉外力后，变形立即恢复的变形为弹性变形。
塑性变形：当外力去除后不能够恢复的变形称为塑性变形。
冲击韧性：材料抵抗冲击载荷而不变形的能力称为冲击韧性。
疲劳强度：当应力低于一定值时，式样可经受无限次周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳强度。
σ为抗拉强度，材料发生应变后，应力应变曲线中应力达到的最大值。
bσ为屈服强度，材料发生塑性变形时的应力值。
sδ为塑性变形的伸长率，是材料塑性变形的指标之一。
HB：布氏硬度HRC：洛氏硬度，压头为120°金刚石圆锥体。
（二）填空题1 屈服强度、抗拉强度、疲劳强度2 伸长率和断面收缩率，断面收缩率3 摆锤式一次冲击试验和小能量多次冲击试验， U型缺口试样和V型缺口试样4 洛氏硬度，布氏硬度，维氏硬度。
5 铸造、锻造、切削加工、焊接、热处理性能。
（三）选择题1 b2 c3 b4 d f a （四）是非题 1 对 2 对 3错 4错（五）综合题 1 最大载荷为2805.021038.5πσ⨯=F b断面收缩率%10010810010⨯-=-=A A A ϕ 2 此题缺条件，应给出弹性模量为20500MP,并且在弹性变形范围内。
利用虎克定律 320℃时的电阻率为13.0130℃时的电阻率为18.01二、材料的结合方式 （一）名词解释结合键：组成物质的质点(原子、分子或离子)间的相互作用力称为结合键，主要有共价键、离子键、金属键、分子键。
晶体：是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一类物质。
非晶体：是指原子在其内部沿三维空间呈紊乱、无序排列的一类物质。
近程有序：在很小的范围内(一般为几个原子间距)存在着有序性。
（二）填空题1 四，共价键、离子键、金属键、分子键。
2 共价键和分子键，共价键，分子键。
3 强。
4 强。
（三）选择题1 a2 b3 a（四）是非题1 错2 错3 对4 错（五）综合题1晶体的主要特点：○1结构有序；○2物理性质表现为各向异性；○3有固定的熔点；○4在一定条件下有规则的几何外形。
高分子材料的结构及其性能PPT(36张)
B、高弹性 随着温度的升高，当T＞Tg 时，分子的动能增加，使链段的自由旋转成为可能，此时，试
样的形变明显增加，在这一区域中，试样变成柔软的弹性体，称为高弹态。 高弹态时，弹性模量显著降低，外力去除后，变形量可以回复，有明显的时间依赖性。由
如图16-7，在间同立构高聚物中， 原子或原子团会交替分布在主链两侧； 在全同立构高聚物中，原子或原子团 则全部排列在主链同一侧；而在无规立构高聚物中，主链两侧原子分布是随机的。
这种化学成分相同，但由于不对称取代基沿分子主链分布不同的现象，就叫做 高分子的立体异构现象。
2、大分子链的构象及柔性 高聚物结构单元是通过共价键重复连接形成线型大分子，共价键的特点是键能
2、单体 高分子化合物是由低分子化合物通过聚合反应获得。
组成高分子化合物的低分子 化合物称作单体。所以我们经 常说，高分子化合物是由单体 合成的，单体是高分子化合物 的合成原料。如图16-2，聚乙 烯是由乙烯（CH2＝CH2）单 体聚合而成的。 高分子化合物的相对分子质 量很大，主要呈长链形，因此 常称作大分子链或者分子链。 大分子链极长，可达几百纳米以上，而截面一般小于1nm。
物，简称高聚物材料，是以高分子化合物为主要组分的有机 材料，可分为天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。 天然高分子材料包括如蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡 胶、淀粉和蛋白质等。 人工合成高分子材料包括如塑料、合成橡胶、胶粘剂和涂料 等。工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。
一、高聚物的基本概念 1、高聚物和低聚物 高分子化合物是指相对分子质量很大的化合物，其相对分子质量在5000
材料的结构与性能特点
材料的结构与性能特点第一章材料的结构与性能固体材料的性能主要取决于其化学成分、组织结构及加工工艺过程。
所谓结构就是指物质内部原子在空间的分布及排列规律。
材料的相互作用组成物质的质点（原子、分子或离子）间的相互作用力称为结合键。
主要有共价键、离子键、金属键、分子键。
离子键形成：正、负离子靠静电引力结合在一起而形成的结合键称为离子键。
特性：离子键没有方向性，无饱和性。
NaCl晶体结构如图所示。
性能特点：离子晶体的硬度高、热膨胀系数小，但脆性大，具有很好的绝缘性。
典型的离子晶体是无色透明的。
共价键形成：元素周期表中的ⅣA、ⅤA、ⅥA族大多数元素或电负性不大的原子相互结合时，原子间不产生电子的转移，以共价电子形成稳定的电子满壳层的方式实现结合。
这种由共用电子对产生的结合键称为共价键。
氧化硅中硅氧原子间共价键，其结构如图所示。
性能特点：共价键结合力很大，所以共价晶体的强度、硬度高、脆性大，熔点、沸点高，挥发度低。
金属键形成：由金属正离子与电子气之间相互作用而结合的方式称为金属键。
如图所示。
性能特点：1)良好的导电性及导热性；2)正的电阻温度系数；3)良好的强度及塑性；4)特有的金属光泽。
分子键形成：一个分子的正电荷部位与另一分子的负电荷部位间以微弱静电引力相引而结合在一起称为范德华键（或分子键）。
特性：分子晶体因其结合键能很低，所以其熔点很低，硬度也低。
但其绝缘性良好。
材料的结合键类型不同，则其性能不同。
常见结合键的特性见表1-1。
晶体材料的原子排列所谓晶体是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一类物质。
晶体的主要特点是：①结构有序；②物理性质表现为各向异性；③有固定的熔点；④在一定条件下有规则的几何外形。
理想的晶体结构1.晶体的基本概念(1) 晶格与晶胞晶格是指描述晶体排列规律的空间格架。
从晶格中取出一个最能代表原子排列特征的最基本的几何单元，称为晶胞。
晶胞各棱边的尺寸称为晶格常数。
(2) 晶系按原子排列形式及晶格常数不同可将晶体分为七种晶系(3) 原子半径原子半径是指晶胞中原子密度最大方向相邻两原子之间距离的一半。
钢结构简答题
钢结构简答题钢结构思考题及解答1.3 钢结构主要有哪些结构形式？钢结构的基本构件有哪⼏种类型？答：⑴钢结构的主要形式有钢框架结构、钢桁架及钢⽹架结构、悬索结构、预应⼒钢结构。
⑵根据受⼒特点构件可分为轴⼼受⼒构件、受弯构件、拉弯及压弯构件三⼤类。
钢结构还可与混凝⼟组合在⼀起形成组合构件，如钢-混凝⼟组合梁、钢管混凝⼟、型钢混凝⼟构件等。
1.4 钢结构主要破坏形式有哪些？有何特征？答：⑴钢结构破坏的主要形式包括强度破坏、失稳破坏、脆性断裂破坏。
⑵强度破坏特征：内⼒达到极限承载⼒，有明显的变形；失稳破坏特征：具有突然性，可分为整体失稳破坏与局部失稳破坏；脆性断裂破坏特征：在低于强度极限的荷载作⽤下突然断裂破坏，⽆明显征兆。
1.6 钢结构设计的基本⽅法是什么？答：基本⽅法：概率极限状态设计法、允许应⼒法。
2.1 钢材有哪两种主要破坏形式？各有何特征？答：⑴塑性破坏与脆性破坏。
⑵特征：塑性破坏断⼝呈纤维状，⾊泽发暗，有较⼤的塑性变形和颈缩现象，破坏前有明显预兆，且变形持续时间长；脆性破坏塑性变形很⼩甚⾄没有，没有明显预兆，破坏从应⼒集中处开始，断⼝平齐并呈有光泽的晶粒状。
2.2 钢材主要⼒学性能指标有哪些？怎样得到？答：①⽐例极限f：对应应变约为0.1%的应⼒；p②屈服点（屈服强度）f：对应应变约为0.15%的应⼒，即下屈服极限；yf：应⼒最⼤值；③抗拉强度uf：⾼强度钢材没有明显的屈服点和④条件屈服点（名义屈服强度）0.2屈服强度，定义为试件卸载后残余应变为0.2%对应的应⼒。
2.3 影响钢材性能的主要化学成分有哪些？碳、硫、磷对钢材性能有何影响？答：⑴铁、碳、锰、硅、钒、铌、钛、铝、铬、镍、硫、磷、氧、氮。
⑵碳的含量提⾼，钢材强度提⾼，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能⼒下降；硫使钢材热脆，降低钢材冲击韧性，影响疲劳性能与抗锈蚀性能；磷在低温下时钢变脆，在⾼温时使钢塑性降低，但能提⾼钢的强度和抗锈蚀能⼒。
材料物理性能答案
材料物理性能答案材料的物理性能是指材料在物理方面所表现出来的特性和性能。
它包括了材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。
在工程实践中，对材料的物理性能有着非常高的要求，因为这些性能直接关系到材料在使用过程中的稳定性和可靠性。
下面将分别对材料的力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能进行详细介绍。
首先，力学性能是材料最基本的性能之一。
它包括了材料的强度、韧性、硬度、塑性等指标。
强度是材料抵抗外部力量破坏的能力，韧性是材料抵抗断裂的能力，硬度是材料抵抗划痕的能力，塑性是材料在外力作用下发生形变的能力。
这些指标直接影响着材料在工程中的使用寿命和安全性。
其次，热学性能是材料在热学方面的表现。
它包括了材料的热膨胀系数、热导率、比热容等指标。
热膨胀系数是材料在温度变化时长度、面积或体积的变化比例，热导率是材料传导热量的能力，比热容是材料单位质量在温度变化时吸收或释放的热量。
这些指标对于材料在高温或低温环境下的稳定性和耐热性有着重要的影响。
再次，电学性能是材料在电学方面的表现。
它包括了材料的导电性、绝缘性、介电常数等指标。
导电性是材料导电的能力，绝缘性是材料阻止电流流动的能力，介电常数是材料在电场中的响应能力。
这些指标对于材料在电子器件、电力设备等方面的应用具有重要的意义。
最后，磁学性能是材料在磁学方面的表现。
它包括了材料的磁化强度、磁导率、矫顽力等指标。
磁化强度是材料在外磁场作用下磁化的能力，磁导率是材料传导磁场的能力，矫顽力是材料磁化和去磁化之间的能量损耗。
这些指标对于材料在电机、变压器等磁性设备中的应用具有重要的作用。
综上所述，材料的物理性能是材料工程中非常重要的一部分。
它直接关系到材料在使用过程中的性能和稳定性，对于材料的选用、设计和应用具有重要的指导意义。
因此，对材料的物理性能进行全面的了解和评价，是材料工程中必不可少的一项工作。
建筑材料常见问题解答--基本性质
建筑材料常见问题解答----- 建筑材料的基本性质1．一般的讲，建筑材料的基本性质可归纳为哪几类？答：一般的讲，建筑材料的基本性质可归纳为以下几类：物理性质：包括材料的密度、孔隙状态、与水有关的性质、热工性能等。
化学性质：包括材料的的抗腐蚀性、化学稳定性等，因材料的化学性质相异较大，故该部分内容在以后各章中分别叙述。
力学性质：材料的力学性质应包括在物理性质中，但因其对建筑物的安全使用有重要意义，故对其单独研究，包括材料的强度、变形、脆性和韧性、硬度和耐磨性等。
耐久性：材料的耐久性是一项综合性质，虽很难对其量化描述，但对建筑物的使用至关重要。
2．什么是材料的化学组成？答：材料化学组成的不同是造成其性能各异的主要原因。
化学组成通常从材料的元素组成和矿物组成两方面分析研究。
材料的元素组成，主要是指其化学元素的组成特点，材料的矿物组成主要是指元素组成相同，但分子团组成形式各异的现象。
3．建筑材料的微观结构主要有哪几种形式？各有何特点？建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体等形式。
晶体的微观结构特点是组成物质的微观粒子在空间的排列有确定的几何位置关系。
一般来说，晶体结构的物质具有强度高、硬度较大、有确定的熔点、力学性质各向异性的共性。
建筑材料中的金属材料（钢和铝合金）和非金属材料中的石膏及水泥石中的某些矿物等都是典型的晶体结构。
玻璃体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序浑沌状态。
玻璃体结构的材料具有化学活性高、无确定的熔点、力学性质各向同性的特点。
粉煤灰、建筑用普通玻璃都是典型的玻璃体结构。
胶体是建筑材料中常见的一种微观结构形式，通常是由极细微的固体颗粒均匀分布在液体中所形成。
胶体与晶体和玻璃体最大的不同点是可呈分散相和网状结构两种结构形式，分别称为溶胶和凝胶。
溶胶失水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体。
如气硬性胶凝材料水玻璃和硅酸盐水泥石中的水化硅酸钙和水化铁酸钙都呈胶体结构。
物质结构与材料性能
物质结构与材料性能一．材料的物理结构1．材料共有的结构层次在实际生产、生活中使用的任何材料都是宏观物体。
它们都能被分割为若干微小的颗粒，这些颗粒靠拢成一个整体就形成了生产生活中使用的材料。
材料的颗粒虽然很小仍是由许多原子团（分子）或原子构成。
与这些颗粒相比，相应的分子或原子几乎可以看成是一些点。
点与点之间有着相对稳定的、大小不等的距离，从而使它们在颗粒中的空间分布形成各种形状的点阵。
原子虽小，仍有内部结构，由带正电的原子核和在核周围运动的电子组成。
原子核还有内部结构。
如果把原子放大成一个足球场，则原子核像是放在足球场中心的小米粒或黄豆粒，而电子则比灰尘还小，在足球场那末大的空间范围绕核飞舞。
原子之间、原子团之间、颗粒之间的相互作用，归根到底主要都是相距比较近的那些原子核、电子之间的相互作用的综合表现。
2．材料在物理结构上的差别依据上述对材料物理结构层次的认识，可以看出材料在结构上的差别在于：①构成材料的颗粒大小和结合的紧密程度的差别。
②分子、原子在颗粒中形成的空间点阵形状的差别及构成材料颗粒的原子间结合紧密程度的差别。
③材料颗粒中亚原子层次的结构和运动的差别，主要是颗粒中电子受束缚状况的差别。
④构成材料颗粒的原子种类的差别（即元素的差别）。
二．物理结构与材料性能从化学角度看，材料的化学组成、化学键决定材料的化学性质，而物理结构的差别将导致材料在机械、热、光、电磁等物理性能上的差别。
原则上，使用在差别发生层次上适用的物理理论去分析，就能得出大体符合实际的认识。
1．颗粒大小对材料性能的影响纳米材料(1)颗粒大小对材料性能的影响①颗粒越小，颗粒的表面积与其体积的比越大。
可见球形颗粒的表面积与其体积之比与半径R成反比。
因而颗粒越小颗粒的表面积与其体积之比越大，处于表面处的原子数所占的比例越大，由这些原子参与的相互作用越强烈。
在物理现象中表现为吸附能力增强，电磁作用增强等等。
在机械性能上表现为材料的韧性增大，以至通常情况下很脆的陶瓷，当其颗粒线度已近纳米数量级时，可具有良好的韧性。
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1、离子键及其形成的离子晶体陶瓷材料的特征。
答：当一个原子放出最外层的一个或几个电子成为正离子，而另一个原子接受这些电子而成为负离子，结果正负离子由于库仑力的作用而相互靠近。
靠近到一定程度时两闭合壳层的电子云因发生重叠而产生斥力。
这种斥力与吸引力达到平衡的时候就形成了离子键。
此时原子的电中性得到维持，每一个原子都达到稳定的满壳层的电子结构，其总能量达到最低，系统处于最稳定状态。
因此，离子键是由正负离子间的库仑引力构成。
由离子键构成的晶体称为离子晶体。
离子晶体一般由电离能较小的金属原子和电子亲和力较大的非金属原子构成。
离子晶体的结构与特性由离子尺寸、离子间堆积方式、配位数及离子的极化等因素有关。
离子键、离子晶体及由具有离子键结构的陶瓷的特性有：A、离子晶体具有较高的配位数，在离子尺寸因素合适的条件下可形成最密排的结构；B、离子键没有方向性C、离子键结合强度随电荷的增加而增大，且熔点升高，离子键型陶瓷高强度、高硬度、高熔点；D、离子晶体中很难产生自由运动的电子，低温下的电导率低，绝缘性能优良；E、在熔融状态或液态，阳离子、阴离子在电场的作用下可以运动，故高温下具有良好的离子导电性。
F、吸收红外波、透过可见波长的光，即可制得透明陶瓷。
2、共价键及其形成的陶瓷材料具有的特征。
答：当两个或多个原子共享其公有电子，各自达到稳定的、满壳层的状态时就形成共价键。
由于共价电子的共享，原子形成共价键的数目就受到了电子结构的限制，因此共价键具有饱和性。
由于共价键的方向性，使共价晶体不密堆排列。
这对陶瓷的性能有很大影响，特别是密度和热膨胀性，典型的共价键陶瓷的热膨胀系数相当低，由于个别原子的热膨胀量被结构中的自由空间消化掉了。
共价键及共价晶体具有以下特点：A、共价键具有高的方向性和饱和性；B、共价键为非密排结构；C、典型的共价键晶体具有高强度、高硬度、高熔点的特性。
D、具有较低的热膨胀系数；E、共价键由具有相似电负性的原子所形成。
3、层状结构材料的各向异性。
答：层状结构中范德华力起着重要的作用，陶瓷的层状结构间有较强的若键存在使得层与层之间连接在一起。
蒙脱石和石墨的结构层内键合类型不同于层间键合类型，因此材料显示出较高的各向异性。
所有的这些层状结构的层与层之间很容易滑移，粘土矿物中的这种层状结构使它在有水的情况下容易发生塑性变形。
4、影响陶瓷材料密度的因素。
答：密度是指单位体积的质量，陶瓷材料的密度有四种表示方式，分别是：结晶学密度、理论密度、体积密度、相对密度。
前三种在制作过程中没有形成气孔，在结构内的原子间只有间隙。
陶瓷材料的密度主要取决于元素的尺寸，元素的质量和结构堆积的紧密程度。
相对原子质量大的元素构成的陶瓷材料显示出较高的密度，如碳化钨、氧化铪等。
金属键合和离子键合陶瓷中的原子形成紧密堆积，会使其密度比共价键键合陶瓷（较开放的结构）的密度更奥一些，如锆石英。
5、硬度所反映的材料的能力；静载荷压入法测定硬度的原理。
答：硬度代表材料抵抗硬的物体压陷表面或破坏的能力。
静载荷压入法测定硬度的基本原理：将一硬的物体在静载荷的作用下压入被测物体的表面，以凹面单位面积的载荷表示被测物体的硬度。
分为：布氏硬度、维式硬度和洛氏硬度三种。
6、影响陶瓷材料硬度的因素。
答：大多数陶瓷具有较高的硬度，但有部分陶瓷的硬度较低，这主要取决于化学键及其内部结构。
虽然硬度在一定程度上可以反映材料的耐磨损性，但是有些耐磨损性很好的陶瓷硬度也不是很大。
所以硬度测试不能代替耐磨损性测试来衡量材料的耐磨损性。
陶瓷、矿物、晶体的硬度主要取决于结合建类型、晶体结构和化学组成。
离子半径越小，离子电价越高、配位数越大、结合能越大，抵抗外力摩擦、刻划及压入的能力也就越强，所以硬度就较大.此外，陶瓷材料的微观结构、裂纹、杂质等都对硬度有影响。
温度对陶瓷的硬度也有影响，一般温度升高，硬度下降。
7、影响固体材料的熔点的主要因素。
答：固体材料的熔点主要取决于内部质点间结合力的大小，即晶体中化学键的类型和它的强弱程度。
结合力越大，破坏质点间的联系所需的能量就越大，熔点就越高；反之，则熔点就越低。
从微观上讲，融化过程是一个很复杂的过程，影响材料熔点的因素不是单一的，还和晶体结构的类型、配位状况、离子半径的大小、极化作用等许多因素有关。
8、结构陶瓷材料的力学性能特征。
答：与金属材料和有机材料不同，陶瓷材料具有弹性模量高、抗压强度和高温强度高、高温蠕变小等力学性能，同时其断裂韧性又比较低，表现出脆性断裂。
材料的弹性模量的工程意义；影响陶瓷材料的弹性模量的因素。
答：材料的弹性模量的工程意义：弹性模量在工程上反映了材料刚度大小，在微观上反映原子的键合强度。
键合越强，则使原子间隙加大所需的应力越大，弹性模量就越高。
因此弹性模量与陶瓷的键合类型有关，通常具有共价键的陶瓷其价键强，E值也高。
影响陶瓷材料的弹性模量的因素：若陶瓷材料的结合键在不同方向上有所不同，其E也不同；气孔率会影响陶瓷弹性模量，其影响总是使弹性模量降低；温度对材料的弹性模量也有影响，通常温度升高，弹性模量E稍微降低。
10、陶瓷材料的实际强度与理论强度。
答：陶瓷材料的强度，若根据原子键断裂来计算可得到理论强度；若将材料内部和表面的各种缺陷，如裂纹、气孔或夹杂物都考虑进去，则为实际强度。
材料的刚性（弹性模量）越大，表面能越大，原子间距越小，即结合得越紧密，理论强度越大。
但由于材料中存在着制造缺陷和结构缺陷，如气孔夹杂物、裂纹、团聚等，从而导致应力集中，使材料在远低于理论强度的载荷下发生断裂。
11、四点弯曲试验、三点弯曲试验、单轴向拉伸试验测定的强度值特点。
答：四点弯曲试件的最大应力是在两个加载点之间的整个拉伸表面内，拉伸应力从加载点至底部支点降为零。
三点弯曲强度测试的最大应力位于试件加载点对面的表面中线上，应力沿着试件两端呈线性下降，在试件底部支点处应力降为零。
拉伸强度实验在测量断面的整个体积内都处于最高应力状态，从而试件内缺陷都处于高应力下，因此对于给定的陶瓷材料，四点弯曲实验得出的强度值比三点弯曲实验得出的数值要低一些，单轴向拉伸顺眼得出的强度值低于弯曲强度值。
12、加载速率对陶瓷材料强度测定值的影响。
答：陶瓷的强度随加载速率的增加而增加。
从某种程度上讲，可以将强度随加载速率变化看作是缺陷对强度的影响，随加载速率而变化。
加载速率越大，缺陷对强度的影响越小。
对于相同的试样和相同的尺寸的裂纹，高速载荷下的强度测试值要比慢速载荷下的强度高的多，因为在慢速载荷上裂纹有足够的时间扩展。
13、单边切口梁法和压痕法测定材料断裂韧性的优缺点。
答：单边切口梁法定义：在矩形截面的长柱状陶瓷部件中部开一个很小的切口作为预置裂纹，切口宽度最好不大于0.25mm，切口深度约为试件的0.4~0.5倍，采用三点或四点弯曲对试样加载直至断裂。
主要优点是：①试样加工比较简单，采用矩形长试样[2mmx4mmx(36~40mm)],中间用金刚石圆形刀开一狭窄的切口（切口宽《0.25mm，深度为0.4~0.5W)；②测定值比较稳定，可比较性好，又比较接近真实的Kic；③可在高温或不同介质与气氛中试验。
因此，该法已被许多国家用作标准方法。
缺点：断裂韧性受开口宽度的影响，Kic随切口宽度的增大而增大，这样，若开口宽度控制单边切口梁法所测定的断裂韧性Kic可能偏高。
压痕法定义：在陶瓷表面进行精密抛光，表面光洁度达到1μm以上，在硬度以上用Vickers 金刚石压头以适当的载荷加载，制造压痕及延压痕对角线扩展的裂纹。
主要优点：①对试样尺寸、数量要求低，便于制备，可用小尺寸样品测试断裂韧性；②试样加工简单，仅需对表面精密抛光；③不需预制裂纹，测试速度快；④不需要特殊的装置和夹具，只要不同的硬度计；⑤可以测试同一个试样的Kic的不均匀性。
缺点：①受材料组织均匀性影响，对某些材料，如气孔率高和组织非常不均匀的材料不适用；②测量值分散性大；③压痕应力场复杂，解析结果中含很多假设，各计算公式得到的值差别较大。
所以，应尽量增加测试点数，以提高结果准确性。
14、共价键陶瓷的热膨胀系数较低，而离子键陶瓷或金属材料相对较高的原因。
答：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀性。
用热膨胀系数α来表征。
通常共价键陶瓷具有较低的热膨胀系数。
这是由于共价键的方向性使这类陶瓷中易产生一些空隙，受热时各原子产生振动的振幅中有一些被结构内的空隙和键角的改变所吸收，从而使整个部件的膨胀小的多。
而对于离子键陶瓷或金属材料，由于它们具有紧密堆积结构，受热时每个原子的振幅累积起来使得整个材料发生比较大的膨胀。
15、气孔对陶瓷材料热导率的影响。
答：热导率的物理意义是指在单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。
通常，陶瓷含有一定量的气孔，气孔对热导率的影响是较复杂的。
一般情况下，气孔的体积分数越高，陶瓷材料的热导率就越低，气孔率大的陶瓷保温材料往往具有很低的热导率。
对于陶瓷粉末和纤维材料，其热导率比烧结状态时低的多，这是因为这期间气孔又形成了连续相，因此，材料的热导率就会在很大程度上受气孔相的热导率的影响。
这也是通常情况下陶瓷粉末和纤维类材料能有良好的隔热性能的原因。
16、材料的抗热震性的概念。
陶瓷材料热应力的产生方式。
答：材料的抗热震性是指材料承受温度的急剧变化而不被破坏的能力。
也可称为抗热冲击性，或热稳定性。
由于温度变化而引起的内应力称为热应力。
热应力可能导致材料热冲击破坏或者热疲劳破坏。
而抗热震性实际上就是抵抗热应力。
陶瓷材料热应力的产生主要有一下集中方式：a、温度梯度引起热应力；b、热膨胀系数不同引起热应力；c、陶瓷部件被约束时产生热应力。
17、多晶陶瓷材料的热震破坏的类型。
答：多晶陶瓷材料的热震破坏有两种类型：一种是材料发生的瞬时断裂，抵抗这类破坏的性能称为抗热震断裂性，一般玻璃和致密陶瓷材料大都属于这种情况。
另一种是在热冲击循环作用下，材料表面开裂和剥落并不断延伸和发展，最终碎裂或失效，抵抗这类破坏的性能称为抗热震损伤性。
一般含有微孔的陶瓷和耐火材料及非均质的金属陶瓷容易发生此种特征的热震破坏。
18、影响热震断裂的因素及其影响情况。
答：对于因热应力是陶瓷发生瞬时断裂的情况，从R和R’银子可以知道，材料的强度σ、弹性模量E、热膨胀系数α和热导率λ是主要影响因素。
①提高材料强度σ有利于抗热震性的改善，而弹性模量ED大，弹性小，在热冲击条件下材料难以通过变形来波分抵消热应力，因而对抗热震性不利、另外，若使σ∕E提高对改善抗热震性也有利。
②热膨胀系数α。
在同样的温度下，α小的材料产生的热应力小，其R也大。
③热导率λ。
热导率大，材料内温度梯度会减小，温差应力就小，有利于改善抗热震性。
此外，断裂韧性高的陶瓷有利于抗热震性的改善。