合肥工业大学-金属物理性能课件-1

金属物理性能


Physical Properties of Materials


金属物理性能导论


? 材料性能研究，是材料开发的出发点，也是重要 归属。

? 金属材料一般分为工艺性能和使用性能。工艺性 能体现于各种加工条件，贯穿从冶炼到成品的生 产过程中；使用性能则决定了它的使用范围。使 用性能包括物理性能、化学性能和力学性能。

金属各性能间的区别和联系


? 物理性能：热学、声学、光学、电学、磁学、辐照性能



? 化学性能：抗氧化性、耐腐蚀性、抗渗入性



? 力学性能：强度、延性、韧性、刚性



? 复杂性能：简单性能的组合。


??消振性：?汽轮机的叶片等高振动器件---力学特性?琴丝、大钟---力学+声学

??反射率：?光学+金属表面的化学稳定性???高温蠕变：力学+热学???应力腐蚀：化学+力学


材料性能的复合与转换




? 长期以来材料研究者所追求的是：




? 材料的高强度、高韧性、耐高温、抗腐蚀等主要材料

结构抗力指标。




? 在人类进入“信息社会”的今天，人类对太空、海洋和 人体自身的探索日益深入，这一切对材料提出的则是 更高的功能性指标，更加需要性能的复合与转换。

物理性能复合产物--功能材料I




? 功能元件与控制元件的制备:热电偶、光电管、电阻应 变片、压电晶体。





? 一般说来，材料的结构性以原子尺度内部不发生变化为 特征，而材料的功能性通常为原子内部的电子以至原子 核间的交互作用而表现出来的特性。





? 比如，电子能带结构的不同性质决定了材料的导电性差 异，因而有导体、半导体、电介质和超导体之分。


物理性能复合产物--功能材料II




? 材料的磁性决定于原子中次壳层

电子是否被填满以及它们之间因 “交换作用”产生不同原子取向的 结果，因而有：抗磁体顺磁体和 铁磁体之别。



? 材料物理性能是材料发展中受到

特别关注的领域之一。

物理性能复合产物--功能材料III



? 它的进展凝聚着物理、化学、冶金(金属)、陶瓷、聚合物 等领域科学工作者的成果，在人类科技发展史上已作出了 醒目的记载。

? 磁性材料

? 半导体材料

? 光电材料

? 超导材料

磁性材料的分类和应用





铁磁性材料：硬磁性材料和软磁性材料。 硬磁性材料应用：永磁体、磁盘、磁条等。 软磁性材料应用：电磁铁铁芯、录音机磁头线圈的铁芯等。






钕铁硼永磁体 电磁铁在电铃上的应用


半导体材料的应用




? 半导体材料的应用都是非常重要和广泛的。



? 移动通讯、计算机、汽车、航