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简介
这是无机材料力学性能ppt,包括了无机材料的应力、应变及弹性形变,无机材料中晶相的塑性形变,无机材料的高温蠕变,高温下玻璃相的粘性流动等内容,欢迎点击下载。
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第一节 无机材料的应力、应变及弹性形变
第二节 无机材料中晶相的塑性形变
第三节 无机材料的高温蠕变
第四节 高温下玻璃相的粘性流动
材料在外力作用下,发生形状和大小的变化,称为形变。
二、应 变
应变是用来描述物体内部各质点之间的相对位移。
1. 名义应变和真实应变
一根长度为 的杆,在单向拉应力作用下被拉长到 ,则应变的定义为:
称为名义应变(或工程应变)。
如果上式中分母不是 ,而是随拉伸而变化的真实长度 ,则真实应变为
3 、粘弹性与滞弹性
塑性形变是指一种在外力移去后不能恢复的形变;材料经受塑性形变而不破坏的能力叫延展性(或塑性)。
a)不同滑移面及滑移方向的剪应力不一样
b)同一滑移面上不同滑移方向剪应力也不一样
c)当 (临界剪应力),发生滑移
d)当 角和 角处于同一平面时,滑移方向的分剪应力值最大 。
e)在同样外应力作用下,引起滑移面上剪应力大小决定cos cosλ 的大小;
金属与非金属晶体滑移难易的比较
位错运动的速率是由波尔兹曼因子决定,有:
每个位错的运动造成位错方向上的一个原子距大小的滑移,即一个柏氏矢量的滑移,则单位时间内的滑移量为:
4)位错的形成需要能量,由弹性理论的计算,位错形成能为:
a—为几何因子,约0.5~1.0
b—相当于晶格的点阵常数,b越小,愈易形成位错。
思考题:
为什么室温下大多数无机晶体(复杂晶体)不具有延性?
为什么NaCl型结构的晶体在室温下具有延性?
为什么无机材料中难以产生塑性形变?
1) 在外力作用下发生瞬时弹性形变
2) 蠕变减速阶段。特点是应变速率随时间递减,其规律可表示为
4) 加速蠕变阶段。 特点是应变率随时间增加
而增加,最后到 点断裂。
认为高温下的蠕变现象类似于晶体中的扩散现
象,并且把蠕变过程看成是外力作用下沿应力作用方
向扩散的一种形式。
1)当试件受拉时,受拉晶界的空位浓度 增加,
2)受拉晶界与受压晶界产生空位浓度差,受拉晶界
的空位向受压晶界迁移。同时,原子朝相反方向
扩散,导致沿受拉方向伸长,发生形变。
3)这种扩散可以是体扩散,沿晶粒内部进行;也可
以是晶界扩散,沿晶粒间界进行。
1.温度
温度升高,蠕变增大。因为 升高,位错运动和晶界错动加快,扩散系数增大。
2.应力
蠕变随应力增加而增大.
若对材料施加压应力,则增加了蠕变的阻力。
3.显微结构的影响
气孔率增加,蠕变率增大。
晶粒越小,蠕变率越大。
玻璃相含量高,蠕变率增大;玻璃相对蠕变的影响取决于玻璃相对晶相的湿润程度,不湿润<完全湿润。
4.组成
组成不同的材料其蠕变行为不同。
即使组成相同,单独存在和形成化合物,其蠕
变行为不一样。
5.晶体结构
共价键结构程度增加,扩散及位错运动降低,抗蠕变性能就较好。
式中,比例常数 为粘性系数或粘度,是材料的性能参数,单位为
2)在剪切力 作用下,势能曲线变得不对称,沿流
动方向上的势垒减少了 ,根据绝对反应速率
理论,流动速率:
一般地, 很小, 也很小。 而 远远小于 ,即, ,则 :
二、影响粘度的因素
1.温度
温度升高,粘度下降。
2.时间
高温→低温 , 液体体积减少,自由体
积也减少,η增大,而预先加热一定时间,则使热膨胀加大,自由体积增加,η下降。
3.组成
硅酸盐材料的粘度随着不同阳离子的 加入而变化。氧化物玻璃中,改性阳离子的加入在任何给定温度下总会使粘度降低。
思考题:
高温蠕变的位错运动理论的含义?
影响蠕变的因素有哪些?怎样影响?
玻璃相的粘度与哪些因素有关?
习题:1.1、1.4、1.5、1.6
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