无机材料物理性能 完美版
《无机材料物理性能》课后习题答案
《材料物理性能》 第一章材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算
其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E1=380GPa,E2=84GPa,V1=0.95,V2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E0(1-1.9P+0.9P2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa和293.1 GPa。 1-11一圆柱形Al2O3晶体受轴向拉力F，若其临界抗剪强度τf为135
MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。 解： 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = 和t = 时的纵坐标表达式。 解：Maxwell模型可以较好地模拟应力松弛过程： Voigt模型可以较好地模拟应变蠕变过程：
以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。 第二章 脆性断裂和强度
Fτ N6053
Ф3mm )(112)(1012.160cos/0015.060cos1017.3)(1017.360cos53cos0015.060cos0015.053cos82332min2MPaPaNFFf：此拉力下的法向应力为
《无机材料物理性能》第5讲
控制强度的三个参数
弹性模量E：取决于材料的组分、晶体的结构、 气孔。对其他显微结构较不敏感。
断裂能 f ：不仅取决于组分、结构，在很大 程度上受到微观缺陷、显微结构的影响，是一 种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用。 裂纹半长度c：材料中最危险的缺陷，其作用 在于导致材料内部的局部应力集中，是断裂的 动力因素。
玻璃
在373K的沸水中
表面 273K
内部 373K
在273K的冰水浴中,表 面层趋于T=100 收缩,内层的收缩为零。
与强度有关的问题（共性，特性）
哪些因素影响材料的强度？ 这些因素与显微结构间的关系？ 材料在怎样的状态下断裂?断裂过程怎样？ 韧性是什么？ 材料的可靠性？具有怎样的强度？可能 用于什么地方？
与材料强度有关的断裂力学的特点：
着眼于裂纹尖端应力集中区域的力场和 应变场分布； 研究裂纹生长、扩展最终导致断裂的动 态过程和规律； 研究抑制裂纹扩展、防止断裂的条件。 给工程设计、合理选材、质量评价提供 判据。
114.1
65
49.1 1030 3520
114.1
81
33.1 1030 1400
96.8
65
31.8 1030 2600
96.8
81
15.8 1050 1400
96.8
40
56.8 1100 2740
91.2
65
26.2 1030 3160
91.2
81
10.2 1050 1260
88.6
65
23.6 1030 2810
结论：弹性应变能释放率 UE / C等于或大于裂纹扩 展单位裂纹长度所需的表面能增量 US /C ，裂纹失 稳而扩展。
《无机材料物理性能》课后习题标准答案
《无机材料物理性能》课后习题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量1-11一圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉力F ，若其临界抗剪强度τf 为135 MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。
解：1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。
3强度3.1-无机材料物理性能
电子电器材料
断裂 强度
光学材料 生物材料
耐摩擦材料 耐磨损材料
材料的 强度
强度理论
工具材料
气孔、晶粒、杂质、 晶界(大小、形状、分 布)等宏观缺陷
晶体结构,单晶多晶 和非晶体中的微观 缺陷
与强度有关的问题（共性，特性）
那些因素影响材料的强度？ 这些因素与显微结构间的关系？ 材料在怎样的状态下断裂?断裂过程怎样？ 韧性是什么？ 材料的可靠性？具有怎样的强度？可能用于什么 地方？
3.1.1理论断裂强度 (1) 能量守衡理论
固体在拉伸应力下，由于伸长而储存了弹性应变能， 断裂时，应变能提供了新生断面所需的表面能。
即：
th x/2=2s
其中：th 为理论强度； x为平衡时原子间距的增量； ：表面能。
虎克定律： th =E (x/r0) 理论断裂强度： th =2 (s E/ r0 )1/2
(2) Orowan近似
Orowan以应力—应变正弦函数曲线的形式近似的描 述原子间作用力随原子间距的变化。
th
0
x
r0
/2
即
= th sin(2x/ )
分开单位面积的原子作功为：
U= /2 0
th
sin(2x/
)dx
=
th
/
=
2s
理论断裂强度：
th = 2 s /
th /th 1 材料为脆性； th /th =5 需参考其他因素作判断。
断裂强度理论值和测定值
材料
Al2O3晶 须 铁晶须 奥氏型钢 硼 硬木 玻璃 NaCl Al2O3刚 玉
Th c th/
无机材料性能
无机材料性能无机材料是指由无机元素构成的物质，其性能直接影响着材料在各个领域的应用。
本文将重点讨论无机材料的性能特点，包括物理性能、化学性能和热性能，并探讨其在不同领域的应用。
一、物理性能无机材料的物理性能是指其在物质内部结构及外部表现方面的特点。
首先，无机材料具有高硬度。
例如，金刚石是目前最硬的材料之一，其硬度高达10级。
高硬度使得无机材料在磨擦、切割和抛光等方面有广泛的应用。
其次，无机材料具有高熔点和高热稳定性。
许多无机材料在高温下仍可保持其形状和性能，例如陶瓷材料常被应用于高温炉具和发动机部件等领域。
此外，无机材料还具有良好的导电性和导热性。
金属材料是最常见的导电材料，而导热材料如铜和铝则常用于传热领域。
二、化学性能无机材料的化学性能主要包括抗腐蚀性、化学稳定性和化学反应活性。
首先，无机材料常具有良好的抗腐蚀性，能够在恶劣的化学环境下保持其性能稳定。
例如，不锈钢由铁、铬和镍等金属元素构成，具有耐酸性和耐热性，在化学工业中得到广泛应用。
其次，无机材料的化学稳定性使其能够长期稳定地存在于各种介质中。
例如，玻璃材料由无机氧化物构成，具有优异的化学稳定性，广泛用于光学、建筑和化学实验仪器等领域。
此外，无机材料也可以表现出一定的化学反应活性。
例如，氧化锌是一种多功能无机材料，具有光催化、抗菌和药物传递等特性，可应用于环境治理和医疗领域。
三、热性能无机材料的热性能是指在温度变化下其物理和化学性质的变化。
一方面，无机材料具有较低的热膨胀系数，即在温度变化下体积的变化较小。
这使得无机材料在高温下仍能维持其形状和尺寸的稳定性。
另一方面，无机材料的热导率较高，即能够快速传导热量。
这在热管理领域中非常重要，例如散热器和热交换器等设备常用金属和陶瓷材料。
四、应用领域无机材料的良好性能使其在各个领域均有广泛应用。
在结构材料方面，陶瓷材料常用于建筑、航空航天和电子器件中。
在电子材料方面，半导体材料如硅和氮化硼被广泛用于电子元器件的制造。
无机材料物理性能6
电导的宏观参数
7、体积电阻和体积电阻率
电流: 电阻:
I IV IS
R V I
V
V
RS V IS
1 1 1 R RV RS
电导的宏观参数
体积电阻Rv与材料性质及样品
几何尺寸的关系:
Rv
v
h S
h－板状样品的厚度(cm) S－板状样品的电极面积(cm2)
ρ －体积电阻率为描写材料电阻
高温下，固有电导起 主要作用。
杂质离子电导与温度的关系
影响离子电导率的因素 离子电导率
2、晶体结构
活化能大小取决于晶体间各粒子的结合力。 而晶体结合力受如下因素影响：
离子半径：离子半径小，结合力大 离子电荷，电价高，结合力大 堆积程度，结合愈紧密，可供移动的离子 数目就少，且移动也要困难些，可导致较 低的电导率
E R J H
y
Hx z
电导的物理特性
霍尔系数
Ey RH J x H z
RH
1 ni e
霍尔系数
RH为霍尔系数。正负号为载流子带电符号。
ni为载流子浓度。
电导的物理特性
实质：运动电荷在磁场中受力所致，但此处 的运动电荷只能是电子，因其质量小、 运动容易，故此现象只出现于电子电 导时，即可用霍尔效应的存在与否检 验材料是否存在电子电导。
3、电场强度
定义：单位长度上的电势差。
表达式：
E V L
(V•cm-1)
4、电阻率：
R L
S
RS
L
cm
ρ为电阻率， 为反映材料电阻性能的参数
5、电导率：
1
1 cm1
反映材料的电阻性能。
【无机材料物理性能】课后习题集答案解析
【⽆机材料物理性能】课后习题集答案解析课后习题《材料物理性能》第⼀章材料的⼒学性能1-1⼀圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉⼒，若直径拉细⾄2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉⼒下的真应⼒、真应变、名义应⼒和名义应变，并⽐较讨论这些计算结果。
解：由计算结果可知：真应⼒⼤于名义应⼒，真应变⼩于名义应变。
1-5⼀陶瓷含体积百分⽐为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的⽓孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的⽓孔时，将P=0.05代⼊经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =?==-σ名义应⼒0851.0100=-=?=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =?==-σ真应⼒)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
1-11⼀圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉⼒F ，若其临界抗剪强度τf 为135 MPa,求沿图中所⽰之⽅向的滑移系统产⽣滑移时需要的最⼩拉⼒值，并求滑移⾯的法向应⼒。
解：1-6试分别画出应⼒松弛和应变蠕变与时间的关系⽰意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。
解：Maxwell 模型可以较好地模拟应⼒松弛过程：Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：).1()()(0)0()1)(()1()(10=∞=-∞=-=e EEe e Et t t στεσεεεσεττ；；则有：其蠕变曲线⽅程为：./)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应⼒松弛曲线⽅程为)(112)(1012.160cos /0015.060cos 1017.3)(1017.360cos 53cos 0015.060cos 0015.053cos 82332min 2MPa Pa N F F f =?=?=?=?=??=πσπτπτ：此拉⼒下的法向应⼒为为：系统的剪切强度可表⽰由题意得图⽰⽅向滑移以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料⼒学性能的复杂性，我们会⽤到⽤多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合⽽成的复杂模型。
无机材料物理性能：介电6.4
6.4.3 电击穿
固体介质电击穿的碰撞电离理论： 在强电场作用下，固体导带中可能因冷或热发射存在一 些电子，这些电子被加速，获得动能； 高速电子与晶格振动相互作用，把能量传递给晶格； 上述两个过程在一定温度和场强下平衡时，固体介质有 稳定的电导； 当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时， 电子动能越来越大； 大到一定值，电子与晶格振动的相互作用导致电离产生 新电子，使电子数目迅速增加，电导进入不稳定状态， 发生击穿。
6.4 介电强度
6.4.1 介质在电场中的破坏 介质的击穿：外加电场强度超过某一临界值时，介 质由介电状态变为导电状态的现象。 介电强度：相应的临界电场强度。 6耗而受热；
当外加电压足够高时，散热和发热从平衡状态转入非 平衡状态，介质的温度将越来越高，直至出现永久性 破坏。
无机材料物理性能第3讲
2.1.1 固体材料的理论断裂强度
1、理论断裂强度的物理模型
σ
在外力作用下，解理面间
的原子结合遭到破坏，从而引
a0
起晶体的脆性断裂。当原子处
于平衡位置时，原子间的作用
m
n 力为零；在拉应力作用下，原
子间距増大，引力也增大。原
子间结合力—原子间距曲线上 的最高点代表晶体的最大结合
力，即理论断裂强度th 。
2.3 无机材料断裂强度测试方法（自学）
要求：
1、搞懂为什么通常测试无机材料断裂强度要采取弯 曲方法，而不测拉伸强度？
2、熟悉弯曲强度测试方法的加载方式、试样形状及 尺寸、强度计算公式。
3、了解陶瓷材料按其强度下限值分类的方法。 4、搞懂实验室制备与工业化生产材料的强度差异的
原因？
注：GB/T 6569-1986 <<工程陶瓷弯曲强度实验方法>> 已被GB/T 6569-2006 <<精细陶瓷弯曲强度试验方法>> 代替！
2、 Inglis裂纹尖端应力集中理论 Inglis （英格里斯）1913年提出。
该理论考虑了裂纹端部一点的应力，认为当tip等于材 料的理论强度时，裂纹就会被拉开，c 随之变大， tip又 进一步增加。如此恶性循环，导致材料迅速断裂。
σ
tip 2
c a
E
a
σtip
σtip
c
E
4c
仅考虑了裂纹端部一点
通常情况下，≈E/100，th ≈ E/10； 熔融石英纤维 th=24.1GPa E/4 碳化硅晶须 th=6.47GPa E/23 氧化铝晶须 th=15.2GPa E/33 尺寸较大的材料实际强度比理论强度低
《无机材料物理性能》课后习题答案
《材料物理性能》第一章材料的力学性能1- 1 一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm,且拉伸变形后圆杆的体积不变，求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：击丄 F 4500真应力T e 995( MPa)A 4.524 106真应变T ln, ln A A° In2：0.0816L A 2.4F 4500名义应力一一------------- e 917(MPa)Ao 4.909 10 6I A名义应变° 1 0.0851I o A由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1- 5 一陶瓷含体积百分比为95%的AI2O3(E = 380 GPa和5%的玻璃相(E = 84 GPa), 试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5%的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解:令Ei=380GPa,E=84GPa,V=0.953V2=0.05。
则有上限弹性模量E H E1V1 E2V2 380 0.95 84 0.05 365.2(GPa)下限弹性模量E L (Vl V2) 1 (型OA) 1 323.1 (GPa)E1 E2 380 84当该陶瓷含有5%勺气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa和293.1 GPa。
应力松弛曲线应变蠕变曲线3此拉力下的法向应力为：1.12 108(Pa) 112(MPa)0.00152/cos60 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的尖系示意图， 并算出t = 0,t =和 t = 时的纵坐标表达式。
解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：其应力松弛曲线方程为：(t)(0)&" 则有：(0) (0);() 0;() (0)/eVoigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程:其蠕变曲线方程为：(t) °(1 e")( )(1 e 厂’)则有:(0) 0 ； () E ()E<l e 1). 1-11 柱形AIO 晶体受轴向拉力F,若其临界抗剪强度T为135 MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时 需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。
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http://bt.neu6.edu.cn/register.php?invitecode=7db8407acaii1hHt 名词解释
【力学】 牛顿流体：受力后极易变形，剪切力跟速度梯度成正比符合牛顿定律的的流体；粘性系数：粘性：液体在流动时，在其分子间产生摩擦的性质，粘性大小用粘度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子；热稳定系数：材料承受温度急剧变化而不致破坏的能力，又称抗热震性；热冲击断裂性：材料发生瞬间断裂，抵抗这类破坏的性能；抗热冲击损伤性：热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落并不断扩展，最终破裂或变质，抵抗这类破坏的性能；静态疲劳(亚临界生长)：裂纹在使用应力下，随着时间的推移而缓慢扩展，这种缓慢扩展也称亚临界生长或静态疲劳；动态疲劳：材料在循环应力或渐增应力作用下的延时破坏；Griffith微裂纹理论：实际材料中总存在许多的细小裂纹或缺陷，在外力作用下这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象，当应力达到一定程度时，裂纹就开始扩展而导致断裂，故断裂不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果；
【热学】 声子：晶格振动能量的量子化单元hw称为声子，h为普朗克常数，w为晶格振动的角频率，对应每一次晶格热振动，晶体内部产生或吸收一个声子，声子是虚拟粒子，是原子激发的形态之一；格波：晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波，或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波；晶格热振动：晶体中原子以平衡位置为中心不停地振动，是产生热容、热膨胀等现象的物理基础；热膨胀系数：物体由于温度改变而有胀缩现象，其变化能力以等压下，单位温度所导致的体积变化来表示；能流密度：在一定空间范围内，单位面积所取得的或单位重量能源所产生的某种能源的能量或功率，是评价能源的主要指标；热导率(热导系数)：是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量，单位是w/m2.k；
【电学】 电流密度：描述电路中某点电流强弱和流动方向的物理量，矢量，大小等于单位时间内通过垂直于电流方向单位面积的电量，正电荷流动方向为正方向；电导率：介质中该量与电场强度之积等于传导电流密度；即电阻率的倒数，物理意义表示物质导电性能；载流子 迁移率：载流子在单位电场作用下的平均漂移速率，即载流子在电场作用下运动速度的快慢量度，运动越快迁移率越大；半导体 施主能级：一个能级被电子占用时成中性，不被电子占据时带正电；受主能级：一个能级不被电子占据时成中性，被电子占据时带负电；西贝克效应(温差电动势效应)：由于两种不同的电导体或半导体的温度差异而引起两种物质间电压差的热电现象，具体说：半导体材料的两端如果有温度差，则在较高温度区有更多的电子被激发到导带中去，但热电子趋向于扩散到较冷的区域，当这两种效应引起的化学势梯度和电场梯度相等其方向相反时，就达到稳定状态，多数载流子扩散到冷端，产生△V/△T，结果在半导体两端就产生温差电动势；
【介介电性质】 正温度系数效应 PTC：价控型BaTiO3半导体在居里点(正方相↔立方相相变点)附近，电阻率随温度而发生突变的现象，机理是几何半导体陶瓷晶界上具有表面能级，此表面能级可捕获载流子，从而在两边晶粒内产生一层电子损耗层，形成肖特基势垒，该势垒与介电常数有关，当温度高于居里点，介电常数剧减，势垒增加，电阻率增加；压敏效应：a.指对电压变化敏感的非线性电阻效应，即在某一临界电压以下，电阻值非常之高，几乎无电流通过，超过该临界电压，电阻迅速降低，让电流流过。b.是一种晶界效应，当电压低时，由于热激励电子，必须超过势垒而流过，电压加到一定程度，晶界面上捕获电子，由于隧道效应，通过势垒造成电流急剧增大，从而出现异常的非线性效应；正压电效应：某些电介质在一定方向上受到外力作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反电荷，当外力去掉后，会恢复到不带电状态；逆压电效应：在电介质极化方向施加电场，这些电介质会发生形变，电场去掉后，电介质形变消失；铁电性：在一些介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷中心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化；质点极化率：单位电场强度下，质点电偶极矩的大小称为质点极化率，α=u/E，u电偶极矩，E为作用在微观质点的局部电场，α表征材料计划能力，只与材料性质有关；极化强度：单位介质体积内的电偶极矩总和P，P=Σu/v；
【光学】 色散：材料的折射率随随入射光频率的减小或波长的增大而减小的现象；反射率：投射到物体上面被反射的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比；透光性：是个综合指标，即光能通过陶瓷材料后剩余光能所占百分比；
【磁学】 磁化强度：表征物质被磁化的强度，其物理意义为单位体积的磁矩，设体积元ΔV内磁矩矢量和为ΣM，磁化强度M=ΣM/ΔV，单位A.m-1；磁化率：等于磁化强度M与磁场强度H之比，是反应磁介质性质有关的参数．反应材料的磁化的能力，其正负取决于材料的磁性类别；顺磁性&铁磁性：两者都具有永久磁矩，有外电场时，前者表现极弱磁性，后者磁化强度大，当移去外磁场则前者不表现磁性，后者保留极强磁性；
简答题
【1】断裂强度本征参数：①弹性模量E：弹性模量是材料发生单位形变时的应力，表征材料抵抗形变能力即刚度大小，单位N/m2，弹性模量越大，材料刚度越大，越不易变形；②表面能r：表面上的质点受到不平衡的作用，要将内部质点迁移到表面时，要克服向内的引力而作用，所做的功为表面分子的位能，表面分子比内部分子高出的能量为表面能，表面能不指表面分子所含的能量；③晶格常数a：指晶胞边长，是晶体物质的基本机构参数，与原子的结合能有直接关系，反映晶体内部成分、受力状态等变化；④裂纹尺寸c：可控，从消除缺陷阻止其发展着手；
【2】力学形为特征：绝大多数无机材料在受到外力时没有或只有很小的塑性形变，呈脆性，但高温时易发生蠕变；机理：①在无机材料中起作用的主要是离子键和共价键，由于两键都具有明显的方向性，滑移系统少，不易发生塑性变形，以脆性为主；②晶体塑性变形重要机理：位错运动，多晶陶瓷材料一般机构复杂且点阵常数较大，形成位错能量也较大不易形成位错，在多晶陶瓷材料中，位错不仅对塑性变形有贡献，而且位错的塞积引起的微裂纹成核会导致脆性断裂；③多晶陶瓷的塑性不仅取决于塑性本身，而且受晶界影响，高温下，位错的运动加快晶界软化，促进晶粒间的滑移，使得高温下多晶陶瓷材料表现出一定塑性；④常温下陶瓷的应变非常小，几乎不存在蠕变问题，但在高温下由于外力和热激活，形变克服一定的障碍，发生蠕变(蠕变机理：位错蠕变理论、扩散~、晶界~)；
【3】Griffith 裂纹扩展 动力：应变能释放（裂纹扩展力）即裂纹扩展单位面积所降低的弹性应变能；阻力：形成新表面的表面能，即k=√2Er（应力场强度因子）材料的本证系数，反映了具有裂纹的材料对外界作用的抵抗力，也是阻止裂纹扩展的能力；提韧性降脆方式：①微晶、高密度、高纯度：消除缺陷，提高晶体完整性，采用热压工艺或制成纤维材料及晶须；②提高抗裂能力与预加应力：a.在材料表面造成一层压应力层，可提高抗拉强度，b.热韧化：通过加热冷却在表面层中人为地引入残余压应力；③化学强化：改变材料的表面化学组成，使表面的摩尔体积比内部大，表面体积膨胀受到内部材料的限制产生两向状态的压应力；④相变增韧：利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同温度下的相变，起到增韧效果；⑤弥散增韧：在基体中渗入具有一定尺寸的微细粉料，达到增韧的效果，要求弥散分布，即具备粉体弥散相和基体之间的化学相容性和物理润湿性；
【4】热应力：材料在未改变外力作用时，仅因热冲击导致材料的膨胀或收缩而在材料内部产生的内应力。如果该应力过大，就可以在复合体中引起微裂纹。高压输电线路在持续的雨雪作用下，裂纹逐渐扩展，达到一定程度将发生断裂；产生原因：a.热冲击循环作用，b.在复合体中，由于两种材料的热膨胀系数之间或结晶学方向有大的差别，c.温度梯度；提高抗热冲击措施：①提高材料的强度σf，减小弹性模量E；②提高材料的热导率χ；③减小材料的热膨胀系数α；④减小表面热传递系数h; ⑤减小产品的有效厚度r；
【5】(固体热容）爱因斯坦模型：假设条件：晶体中所有原子都以相同的频率振动，且各个振动相互独立；不足：低温与实验不符合，原因是忽略了各格波的频率差别，其假设过于简化；优点：模型简单，在高温时与经典公式一致；德拜模型：假设条件：把晶格近似为连续介质，晶格振动的频率在0~Max连续分布，低温下热容与温度(T3)成正比；不足：解释不了超导现象；优点：当T→0时，和实际结果很符合；
【6】热容c：是物体温度升高1k所需要增加的能量，其本质为晶格点阵的间谐振动。是分子热运动的能量随温度而变化的一个物理量，是反映材料从环境吸收能量的能力；元素热容定律：杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/kmol；化合物热容定律：柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物的歌元素原子热容之和。不足之处：低温下，热容随T下降而下降，在接近绝对0度时按T的三次方趋于0，低温下c下降的现象需用量子理论解释；热容影响因素：键的强度，材料的弹性模量，熔点、气孔率、温度；
【7】晶体导热机制：由晶格振动的格波传递，分声子热导、光子热导，其是非线性，晶格间有一定的耦合作用，声子间碰撞几率越大，相应平均自由程越小，热导率越低，另外晶体中的各种缺陷杂质以及晶粒都会使平均自由程减小，降低热导率，光子的平均自由程与介质透明度有关，对频率在可见光和红外光的光子其吸收和散射也很重要；非晶体导热：具有近程有序，远程无序的结构，近似把它作为由直径为几个晶格间距的极细晶粒组成的“晶体”，可用声子吸热的机制来描述，非晶体声子平均自由程在不同温度时基本是常数，近似等于几个晶格间距；两者差异：①非晶体的导热系数在所有温度下都比晶体的小(原因：像玻璃这样一些非晶体的声子平均自由程在绝大多数温度范围内都比晶体小很多)；②晶体和非晶体的导热系数在高温时比较接近(原