材料科學(xué)材料物理性能熱PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料材料(cilio)科學(xué)材料科學(xué)材料(cilio)物理性能熱物理性能熱第一頁(yè)，共57頁(yè)。第1頁(yè)/共57頁(yè)第二頁(yè)，共57頁(yè)。第2頁(yè)/共57頁(yè)第三頁(yè)，共57頁(yè)。第1章 緒論(xln)第3頁(yè)/共57頁(yè)第四頁(yè)，共57頁(yè)。第1章 緒論(xln)第4頁(yè)/共57頁(yè)第五頁(yè)，共57頁(yè)。第5頁(yè)/共57頁(yè)第六頁(yè)，共57頁(yè)。第6頁(yè)/共57頁(yè)第七頁(yè)，共57頁(yè)。第7頁(yè)/共57頁(yè)第八頁(yè)，共57頁(yè)。第8頁(yè)/共57頁(yè)第九頁(yè)，共57頁(yè)。第9頁(yè)/共57頁(yè)第十頁(yè)，共57頁(yè)。11,3324.91V mABVUCN kRJ molKT第10頁(yè)/共57頁(yè)第十一頁(yè)，共57頁(yè)。12nEnexp()exp()EnnkTkT第11頁(yè)/共

2、57頁(yè)第十二頁(yè)，共57頁(yè)。00expexpexp1nnkTnkTkT33exp1AAENNkT第12頁(yè)/共57頁(yè)第十三頁(yè)，共57頁(yè)。實(shí)驗(yàn)表明：在低溫時(shí)，熱容和實(shí)驗(yàn)表明：在低溫時(shí)，熱容和T3成正比，上式成正比，上式比實(shí)驗(yàn)值更快的趨于比實(shí)驗(yàn)值更快的趨于0.2,2exp33/exp1V mAEEVEkTCN kRfTTkTkT 2,3expEEV mACN kTT第13頁(yè)/共57頁(yè)第十四頁(yè)，共57頁(yè)。第14頁(yè)/共57頁(yè)第十五頁(yè)，共57頁(yè)。2,2exp3exp1V mAVEkTCN kTkTkT 2,20exp( )exp1mV mVEkTCkdTkTkT ( ) 為頻率(pnl)態(tài)密度第15頁(yè)/共5

3、7頁(yè)第十六頁(yè)，共57頁(yè)。33,033 12()exp1exp() 1DDTV mDDTdTCRT式中， 為德拜特征(tzhng)溫度，DmDkkT第16頁(yè)/共57頁(yè)第十七頁(yè)，共57頁(yè)。DTV,3mCRDT43V,12()5mDTCR當(dāng)?shù)?7頁(yè)/共57頁(yè)第十八頁(yè)，共57頁(yè)。BTATCCCemAmm3第18頁(yè)/共57頁(yè)第十九頁(yè)，共57頁(yè)。122/32.8 10smTAV林德曼公式林德曼公式(gngsh)2/3137sDTAVA:相對(duì)原子質(zhì)量，相對(duì)原子質(zhì)量，V:原子體積，原子體積，Ts熔點(diǎn)熔點(diǎn)物理意義：反映原子結(jié)合力物理量，物理意義：反映原子結(jié)合力物理量， 越高，其結(jié)合力越大越高，其結(jié)合力越大Dm第

4、19頁(yè)/共57頁(yè)第二十頁(yè)，共57頁(yè)。ApaBpaABpCCCCC)1 ( 改變合金組織的熱處理實(shí)際上不影響高溫下的熱容。低溫(dwn)下奈曼-柯普定律不再適用。第20頁(yè)/共57頁(yè)第二十一頁(yè)，共57頁(yè)。對(duì)于對(duì)于(duy)復(fù)相：復(fù)相：第21頁(yè)/共57頁(yè)第二十二頁(yè)，共57頁(yè)。第22頁(yè)/共57頁(yè)第二十三頁(yè)，共57頁(yè)。第23頁(yè)/共57頁(yè)第二十四頁(yè)，共57頁(yè)。U(r)=U(r0)+cx2-gx3根據(jù)(gnj)玻爾茲曼分布：可以算出第24頁(yè)/共57頁(yè)第二十五頁(yè)，共57頁(yè)。第25頁(yè)/共57頁(yè)第二十六頁(yè)，共57頁(yè)。第26頁(yè)/共57頁(yè)第二十七頁(yè)，共57頁(yè)。第27頁(yè)/共57頁(yè)第二十八頁(yè)，共57頁(yè)。第28頁(yè)/共57頁(yè)

5、第二十九頁(yè)，共57頁(yè)。第29頁(yè)/共57頁(yè)第三十頁(yè)，共57頁(yè)。第30頁(yè)/共57頁(yè)第三十一頁(yè)，共57頁(yè)?？煞ズ辖鹂煞ズ辖?hjn)，英文：，英文：KOVAR Fe-Ni(29%wt)-Co(17%wt)因瓦合金因瓦合金(hjn)，英文：，英文：INVAR Fe-Ni(36%wt)第31頁(yè)/共57頁(yè)第三十二頁(yè)，共57頁(yè)。kgradTdxdTkqq:熱流密度熱流密度 ； k：熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）：熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)） W/(mk)單位面積單位面積(min j)上的熱量正上的熱量正比于溫度梯度，其比例系數(shù)為熱導(dǎo)率。反映材料導(dǎo)熱的能力。比于溫度梯度，其比例系數(shù)為熱導(dǎo)率。反映材料導(dǎo)熱的能力。xTkAtQ1第32

6、頁(yè)/共57頁(yè)第三十三頁(yè)，共57頁(yè)。22XTcktTp令令 a：熱擴(kuò)散率（導(dǎo)溫系數(shù)）：熱擴(kuò)散率（導(dǎo)溫系數(shù)）物理意義：標(biāo)志溫度變化的速度，將熱量傳導(dǎo)變化與溫度變化聯(lián)物理意義：標(biāo)志溫度變化的速度，將熱量傳導(dǎo)變化與溫度變化聯(lián)系在一起。在相同加熱條件系在一起。在相同加熱條件(tiojin)下，下，a愈大，物體各處溫差小。愈大，物體各處溫差小。熱阻：熱量傳遞受到的阻力熱阻：熱量傳遞受到的阻力pckTR第33頁(yè)/共57頁(yè)第三十四頁(yè)，共57頁(yè)。第34頁(yè)/共57頁(yè)第三十五頁(yè)，共57頁(yè)。 kph:聲子熱導(dǎo)率，聲子熱導(dǎo)率，ke：電子的熱導(dǎo)率：電子的熱導(dǎo)率除金屬除金屬(jnsh)外，一般固體特別是離子或共價(jià)鍵晶體中自

7、由電子很少。外，一般固體特別是離子或共價(jià)鍵晶體中自由電子很少。ephkkk第35頁(yè)/共57頁(yè)第三十六頁(yè)，共57頁(yè)。l vCk31 k：熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)）：熱導(dǎo)率（導(dǎo)熱系數(shù)） ; C單位體積氣體單位體積氣體(qt)的熱容；的熱容；v分子運(yùn)動(dòng)的平均速度，分子運(yùn)動(dòng)的平均速度，l 分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程。分子運(yùn)動(dòng)的平均自由程。nEkTkCF022lvETnkkFFe)/2(3122FemnkTk32第36頁(yè)/共57頁(yè)第三十七頁(yè)，共57頁(yè)。TLke0/L0為洛倫茲數(shù)（為洛倫茲數(shù)（Lorenz number) 條件條件(tiojin)：不太低的溫度下，低溫下不：不太低的溫度下，低溫下不成立成立FemnkTk

8、32Widemann-FranzL0=2.4510-8V2/K2 第37頁(yè)/共57頁(yè)第三十八頁(yè)，共57頁(yè)。第38頁(yè)/共57頁(yè)第三十九頁(yè)，共57頁(yè)。表銅合金的性能(xngnng) Properties of copper alloy材材 料料組組 成成熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)10-6/熱導(dǎo)率熱導(dǎo)率W/(mK)電導(dǎo)率電導(dǎo)率IACS純銅純銅Cu17.0388-39995-101黃銅黃銅Cu-Zn18.1-19.829-6030-57錫青銅錫青銅Cu-Sn17.5-19.112-209-18鋁青銅鋁青銅Cu-Al17.1-18.260-1008-17硅青銅硅青銅Cu-Si16.1-18.537-10410

9、-28錳青銅錳青銅Cu-Mn20.41086-16白銅白銅Cu-Ni1713020第39頁(yè)/共57頁(yè)第四十頁(yè)，共57頁(yè)。第40頁(yè)/共57頁(yè)第四十一頁(yè)，共57頁(yè)。第41頁(yè)/共57頁(yè)第四十二頁(yè)，共57頁(yè)。第42頁(yè)/共57頁(yè)第四十三頁(yè)，共57頁(yè)。TSEABAB SAB: A,B的相對(duì)的相對(duì) 塞貝克系數(shù)塞貝克系數(shù) 由于由于(yuy)電動(dòng)勢(shì)有方向性，所以電動(dòng)勢(shì)有方向性，所以SAB也有方向性也有方向性第43頁(yè)/共57頁(yè)第四十四頁(yè)，共57頁(yè)。第44頁(yè)/共57頁(yè)第四十五頁(yè)，共57頁(yè)。第45頁(yè)/共57頁(yè)第四十六頁(yè)，共57頁(yè)。TE）T（TEll10T0T1T1Tlll0 T1T0 時(shí)， 0，桿受壓應(yīng)力(yngl)

10、 T10，桿受拉應(yīng)力(yngl)第46頁(yè)/共57頁(yè)第四十七頁(yè)，共57頁(yè)。A B A B A B第47頁(yè)/共57頁(yè)第四十八頁(yè)，共57頁(yè)。ERlf)1 ( R：第一熱應(yīng)力因子； ：泊松比；al: 熱膨脹系數(shù)(png zhng xsh)；E：彈性模量 第48頁(yè)/共57頁(yè)第四十九頁(yè)，共57頁(yè)。khrm 顯然(xinrn)， 大，對(duì)熱穩(wěn)定性不利 第49頁(yè)/共57頁(yè)第五十頁(yè)，共57頁(yè)。lf、EkR)1 ( S為非平板樣品的形狀因子。討論：具有高的熱導(dǎo)率k, 高的斷裂強(qiáng)度，低的熱膨脹系數(shù)和彈性模E，則具有高熱沖擊斷 裂性能。 3） 第三熱應(yīng)力抵抗因子R （明確(mngqu)最大冷卻速率）第50頁(yè)/共57頁(yè)第五十一頁(yè)，共57頁(yè)。第51頁(yè)/共57頁(yè)第