材料性能与分析测试技术-绪论.

详细设计442019/12/24材料性能及分析测试技术联系方式:[e-mail]nalyticalTechniques(0420110-01)教学团队：李恒查刚强详细设计442019/12/24Chapter1绪论1.11.51.2材料性能-组织-加工关联关系？材料的性能？材料的分类？材料分析测试方法？1.41.3材料的加工？1.6材料的组织？详细设计H.Li3-332019/12/241.1材料（固体）的分类？按结晶状态单晶材料多晶材料非晶材料准晶材料单晶高温合金叶片单晶硅锡多晶体非晶体准晶体纳米晶材料纳米晶体详细设计H.Li4-332019/12/241.1材料（固体）的分类？按成分状态金属材料：黑色金属及其合金、有色金属及其合金、非晶微晶金属材料、低维金属材料、特种功能金属材料、无机非金属材料：玻璃与非晶无机非金属材料，低维无机非金属材料，人工晶体，无机陶瓷材料，特种功能无机非金属材料有机高分子材料：塑料、橡胶、纤维，功能高分子材料，高性能高分子材料，高分子液晶材料，有机高分子材料复合材料：金属基复合材料、无机非金属基复合材料（陶瓷基复合材料、C/C复合材料、聚合物复合材料）详细设计H.Li5-332019/12/241.1材料（固体）的分类？按用途状态结构材料：(structuralmaterial)是以力学性能为基础，以制造受力构件所用材料，当然，结构材料对物理或化学性能也有一定要求，如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。功能材料：具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。（超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、智能材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料），也要求具有一定的结构强度等要求。详细设计H.Li6-332019/12/241.1材料（固体）的分类？按材料尺度零维材料：1-100nm的微粒一维材料：纳米管、纳米纤维、光导纤维、碳纤维、陶瓷纤维二维材料：薄膜材料三维材料：块体材料3－D大块材料0－D量子点2－D量子阱1－D量子线详细设计H.Li7-332019/12/241.1材料（固体）的分类？按物理性能•导电材料•半导体材料•绝缘材料•磁性材料•透光材料•高强度材料•高温材料•超硬材料•阻尼材料•压电材料•热电材料•铁电材料•非线性光学晶体•磁光材料•光电材料•电光材料•声光材料•激光材料•记忆材料详细设计H.Li8-332019/12/241.1材料（固体）的分类？按应用领域按来源宇航材料环境材料耐蚀材料耐酸材料耐火材料建筑材料包装材料电子材料电工材料光学材料感光材料信息材料能源材料生物材料天然材料人工材料材料的分类总是有局限！详细设计H.Li9-332019/12/241.2材料（固体）的性能？商业纯钛、钛合金和钢材典型性能详细设计H.Li10-332019/12/241.2材料（固体）的性能？商业纯钛、钛合金和钢材典型性能详细设计H.Li11-332019/12/241.2材料（固体）的性能？商业纯钛、钛合金和钢材典型性能详细设计H.Li12-332019/12/241.2材料（固体）的性能？摘自《国家军用标准》-GJB2505A-2008详细设计H.Li13-332019/12/241.2材料（固体）的性能？不同材料室温下力学性能对比详细设计H.Li14-332019/12/241.2材料（固体）的性能？使用性能：力学（机械）性能（弹性、塑性、强度等）物理性能、化学性能（热、光、电、磁等）加工工艺性能（可制造性）:热加工（材料成型）：铸、锻、焊、热处理等冷加工（机械加工）：车、铣、磨……特种加工：电火花、激光、离子……详细设计H.Li15-332019/12/241.2材料（固体）的性能？材料的力学性能：定义：材料抵抗变形和断裂的能力。材料在不同形式外载（外力、温度、电磁、环境等）下的力学行为。服役过程:保持设计要求的外形和尺寸，保证在服役期内安全地运行。生产过程：要求材料具有优良的加工性能。如压力加工要求优良的塑性和低的塑性变形抗力。详细设计H.Li16-332019/12/241.2材料（固体）的性能？材料基本力学性能：弹性:是指材料在外力作用下保持和恢复固有形状和尺寸的能力。塑性:是材料在外力作用下断裂前发生不可逆的永久变形的能力。强度:是材料对变形和断裂的抗力。韧性：指材料断裂前单位体积材料所吸收的变形和断裂能，即外力所做的功。寿命:是指材料在外力的长期或重复作用下抵抗损伤和失效的能力，使零件在服役期内安全运行。详细设计H.Li17-332019/12/241.2材料（固体）的性能？材料力学性能表征：1、材料软硬程度的表征。2、材料脆性的表征。3、材料抵抗外力能力表征。4、材料变形能力的表征。5、含缺陷材料抗断裂能力的表征。6、材料抵抗多次受力能力的表征。7、特殊条件下材料性能的表征。8、新材料及特种材料性能的表征。详细设计H.Li18-332019/12/241.2材料（固体）的性能？材料的物理化学性能：热学性能:热容、热膨胀、热导率等电学性能：导电性能、热电性能、半导体性能介电性能、抗电性能、压电性能铁电性能等磁学性能：磁导率、抗磁性光学性能：线性光学性能、非线性光学性能。详细设计H.Li19-332019/12/24材料性能体系框架材料的基本力学性能-率无关/率相关光滑试样拉伸试验扭转试验弯曲试验硬度试验应力状态柔度断裂强度静力韧性含切口试样含裂纹试样切口敏感性缺口效应应力集中应变集中切口冲击试验脆韧转化温度冲击韧性应力强度因子裂纹扩展能量释放率断裂韧性？FractureToughness疲劳性能环境介质高温性能摩擦/磨损热学性能材料物理化学性能光学性能电学性能磁学性能生物性能详细设计H.Li20-332019/12/241.3材料性能-组织-加工关联关系？材料组织结构材料合成加工材料性能外因内因详细设计H.Li21-332019/12/241.4材料（固体）的组织？材料的组织：宏观组织（低倍组织）：肉眼或借助放大镜观察到的直观形貌如金属材料的断口组织等微观组织：用光学显微镜或电子显微镜观察到的组织如合金成分、相组成、分布以及晶粒大小、分布等详细设计H.Li22-332019/12/241.5材料（固体）的加工？铸造成形粉末冶金塑性成形切削加工连接加工涂层技术材料改性制造技术（材料加工）分类压力成形拉压成形拉伸成形弯曲成形剪切成形详细设计H.Li23-332019/12/241.5材料（固体）的加工？铸造成形粉末冶金树枝晶，等轴晶等形态，晶粒大小不一而且存在比较明显的偏析详细设计H.Li24-332019/12/241.5材料（固体）的加工？塑性成形详细设计H.Li25-332019/12/241.5材料（固体）的加工？塑性成形详细设计H.Li26-332019/12/241.5材料（固体）的加工？塑性成形详细设计H.Li27-332019/12/241.5材料（固体）的加工？塑性成形（1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，提高材料的致密度；（2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；（3）控制晶粒的大小和均匀度；（4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；（5）使组织得到形变强化或形变-相变强化等。锻件塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等得到了提高详细设计H.Li28-332019/12/241.5材料（固体）的加工？切削加工工件内存储变形应力最大，组织不稳定详细设计H.Li29-332019/12/241.5材料（固体）的加工？连接加工机械连接:螺栓连接,铆接等胶接:用特殊的胶连接焊接:将被连接的物件熔化后再凝固联为一体固态相扩散连接:在足够热量和压力下，使合金接触面原子和分子互相扩散而连接成整体详细设计H.Li30-332019/12/241.5材料（固体）的加工？材料改性热处理:退火、正火、淬火和回火等表面改性：表面热处理、表面涂层合金化：固溶强化、第二相强化（弥散强化）沉淀强化（析出强化）等涂层技术详细设计H.Li31-332019/12/241.6材料分析测试方法-力学性能？力学性能表征和测试1、拉伸试验2、压缩试验3、弯曲试验4、扭转试验5、剪切试验6、硬度试验7、冲击试验8、疲劳试验9、高温蠕变试验10、摩擦磨损试验详细设计H.Li32-332019/12/241.6材料分析测试方法-物理化学性能？物理化学性能表征和测试1、热导率测量2、光学性能测试（电阻率）3、电学性能测试4、磁学性能测试分析5、光谱分析技术6、热分析技术详细设计H.Li33-332019/12/241.6材料分析测试方法-微观性能？材料微观性能分析测试1、X射线多晶衍射分析2、透射电子显微分析3、扫描电子显微分析4、EBSD分析技术JEM-2010透射电镜扫描电镜