无机材料物理性能绪论课件

1、无机材料物理性能绪论无机材料物理性能绪论材料与物性、现象、用途间的关系：具体化现象经济性材料作用改善原料工艺条件物性用途以材料为中心，从物性 现象 用途周转循环，巧妙地应用此表征方法能容易做到逐步地改进材料，不断创造出性能更好、更稳定的制品。材料与物性、现象、用途间的关系：具体化现象经济性材料作用改善 需了解以下内容：一、无机非金属的材料的特性与应用二、材料的性能本质三、材料的制备过程四、材料设计的工作思路五、无机材料物理性能课程研究的内容六、相关课程七、本课程的理论与知识体系 需了解以下内容：一、无机非金属的材料的特性与应用 不同的化学组成和材料结构决定其具有不同的特殊性质和功能。 例如：如

2、高强，高硬，耐温，耐腐，绝缘和各种电，磁，光及生物相容性等，材料的这些性能，可以广泛应用于机械，电子，宇航，医学工程等各个方面，成为近代尖端科学技术的重要组成部分。材料的结构包括：原子结构、原子间的结合状态、键型或电子结构、晶体结构、相的体系及其结合，它们尺寸 因素各类缺陷的存在及分布等。一、无机非金属的材料的特性与应用 不同的化学组 领域 特 性 应 用 光、 电、磁学功能领域电子材料高绝缘性集成电路基片,封装材料,高频绝缘材料铁电,介电性 图像存储元件，电光偏振光元件，电容器压电性点火元件，电子钟表，超声 波元件，滤波器热电性红外检测元件，探测器，温度计，武器电子放射性阴极射线管电子枪热阴

3、极，电子显微镜半导,传感性电子发热体，湿度传感器，热敏电阻，压力传感器，稳压电源，自控系统电阻发热元件（恒温器），气体传感器离子导电性氧量传感器，高炉的控制，钠硫电池 无机材料的特性与应用 领域 特 性 光、电、磁学功能领域光电陶瓷 荧光性荧光体，彩色电视显象管材料 偏振光性电光偏振光元件 光电性光电变换元件光陶瓷 透光性耐高温耐蚀透光性，窑炉观察窗，半导性透可 见光性 光反射性耐高温金属特性反射红外性透过可见光，反射红外线特性（节能型窗玻璃） 导光性通信用光纤，光通信光缆，胃摄象机磁性陶瓷软，硬磁性电脑存储元件，变压器磁芯，磁带，磁盘，磁头，信用卡，冷 藏库气密磁门光电陶瓷 荧光性荧光体，彩

4、色电视显象管材料 偏振光性热学功能领域传热性集成电路绝缘（散热）基板绝热性耐热绝热体，轻质绝热体，节能型炉耐高温性耐高温结构材料，高温炉，原子能反应堆材料生物化学功能领域骨亲和性人工骨，人造牙根，人造关节载体性固定酶载体，催化剂载体，生物化学反应控制器耐蚀性理化仪器，化工材料，化工装置内衬，原子能有关材料催化性水煤气反应催化剂，耐热催化剂，化学用催化剂传热性集成电路绝缘（散热）基板绝热性耐热绝热体，轻质绝热体， 机 械 功 能 领 域高强度，耐磨性，非膨胀收缩性超高精度全陶瓷车床，机床，测量机械，拉丝模高强度，耐高温性高性能高效汽车发动机，燃气轮机叶片高比强度性汽车零件，人造卫星机体，火箭机体

5、，飞机机体高模量高尔夫球棒，网球拍，撑杆跳高撑杆，钓鱼杆，各种弹簧材料超硬性研磨材料，切削工具，磨削材料润滑性轴承材料，高温润滑材料 高强度，耐磨性，超高精度全陶瓷车床，机床，测量机械，拉丝模性能本质：外界因素（作用物理量）作用于某一物体，如：外力、温度梯度、外加电场磁场、光照等，引起原子、分子或离子及电子的微观运动，在宏观上表现为感应物理量，感应物理量与作用物理量呈一定的关系，其中有一与材料本质有关的常数材料的性能。 二、材料的性能本质性能本质：二、材料的性能本质作用物理量 感应 物理量公式材料内部的 变化 材料 性 能性能的 种类应力 形变=S 原子发生相对位移柔性系数力学性能表面电荷密度

6、DD=C 原子发生相对位移引起偶极矩的变化压电常数压电性能温差t形变 = t原子发生位移热膨胀系数热学性能热量QQ=Ct原子振动加强热容热学性能温差电动势V= t载流子的定向运动温差电动势系数导电性能作用物理量 感应公式材料内部的 材料性能的形变=S 温度梯度dt/dx热流密度qq= kdt/dx原子热振动的相互作用热导率热学性能 电 场 E电流密度JJ=E荷电离子远距离的移动电导率导电性能极化强度PP= 0E宏观电场荷电离子短距离的移动介质电极化率介电性能离子的偶极矩 =E局部电场原子核与周围电子发生短距离的移动离子的极化率介电性能材料的形变=d E偶极矩的变化压电常数压电性能温度梯度热流密

7、度qq=原子热振动的相互作用热导率热学电流J=预烧不预烧原料分析 回转窑配料造粒氧化物 法化学共沉淀 法电解共沉淀 法盐类分解 法喷雾煅烧 法低温化学 法烘干预烧预压球磨三、材料的制备过程铁氧体生产工艺流程预烧不预烧原料分析 回转窑配料造粒氧化物化学共沉淀电解共干压成型热压铸 成型冲压成型挤压成型 注浆成型和蜡加热熔化注浆成型脱蜡粘合剂轧片切割冲压粘合剂练泥挤压切割磨加工制粉加解胶剂成悬浮液 注入石膏模 成型脱模喷雾造粒烘干过筛粘合剂造粒压型干燥干压成型热压铸 成型冲压成型挤压成型 注浆成型和蜡加热注浆检验包装生坯加工烧结热压烧结机械加工检验包装生坯加工烧结热压烧结机械加工四、材料设计的工作思

8、路改变结构制备观测测试 实际使用微观组织结构设计制备方法设计系统设计结构设计原料材料试样组织结构 特性可否评价四、材料设计的工作思路改变结构制备观测测试 实际使用微观组五、无机材料物理性能课程研究的内容 1 . 研究的对象晶体、 陶瓷、玻璃、耐火材料、水泥等的各种物理性能不涉及化学性能。2 . 研究的物理性能机械性能、热学性能、电学性能、电到性能、介电性能、压电性能、磁学性能、光学性能3 . 学习的内容研究的性能基本上都是各个领域在研究和应用无机材料中，对它们提出来的一系列技术要求，即材料的本征参数。需了解以下内容： 五、无机材料物理性能课程研究的内容 1 . 研究的首先，掌握上述各类参数的物

9、理意义和单位以及这些参数在实际问题中所处的地位。其次，要搞懂这些性能参数的影响因素，即性能和材料组成、结构的关系，性能参数的物理本质，物理模型、变化规律、以及基本的性能测试方法，为判断材料优劣，正确选择和使用材料，改变材料性能，探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础。六、相关课程数学、物理、无机化学、材料力学、断裂力学、物理化学、量子力学、固体物理、电路、半导体物理、介电质物理、光学原理、材料化学、材料工艺等课程。首先，掌握上述各类参数的物理意义和单位以及这些参数在实际问题 第一章 物理基础 第二章 受力形变 第三章 脆性断裂与强度 第四章 热学性能 第五章 导电性能 第六章 介电性能 第七章 磁学性能 第八章 光学性能七、本课程的理论与知识体系 第一章 物理基础七