- •Мгупи Кафедра мт-6 «Физико-химического материаловедения и композиционных материалов»
- •Москва, 2013
- •Технические параметры материалов
- •1.Объемно-структурные параметры.
- •2.1. Прочность
- •2.1.1.Кратковременная прочность при растяжении
- •2.1.2. Динамическая прочность
- •2.2.Жесткость
- •2.3. Твердость
- •2.5.3. Характер разрушения адгезионного соединения
- •3.Теплофизические свойства
- •3.6. Температура фазовых переходов
- •4. Электрические свойства
- •5. Магнитные свойства
- •6. Химическая стойкость Универсальный параметр
- •8. Оптические параметры.
- •10. Энергетические параметры
- •11. Диффузионные параметры
- •Структура материалов Химические связи.
- •Кристаллы.
- •Аморфная фаза.
- •Фазовое состояние материалов
- •Состояния воды
- •Элементы зонной теории твердого тела.
- •Проводимости.
- •Полимеры
- •Получение полимеров.
- •Физические и фазовые состояния полимеров
- •Физические свойства полимеров
- •Металлы и сплавы
- •Fe3c- карбид железа
- •Цветные металлы.
- •Сплавы высокого электрического сопротивления
- •Техническая керамика.
- •Применение технической керамики.
- •Стекла и ситаллы Неорганические стекла.
- •Ситаллы
- •Композиционные материалы
- •Диэлектрики.
- •Сегнетоэлектрики.
- •Пьезоэлектрики
- •Электреты.
- •Жидкие кристаллы.
- •Полупроводники.
- •Получение.
- •Полупроводниковые химические элементы.
- •Полупроводниковые соединения
- •Магнитные материалы.
- •Литература
2.1. Прочность
2.1.1.Кратковременная прочность при растяжении
F-растягивающее усилие, l 0- длина образца при F=0, l- длина образца при F>0,l=ll0-абсолютная деформация (удлинение) образца,l/l0=- относительная деформация,F/S=- растягивающее напряжениеПаS- площадь поперечного сечения образца.
п- предел пропорциональности. На участке 0А (рис.1.4.) наблюдается прямая пропорциональность междуив соответствии с законом Гука:= E , где Е- модуль нормальной упругости (модуль Юнга). Эта деформация полностью обратима.
0,2- условный предел текучести. На участке АВ начинают накапливаться остаточные необратимые деформации и в точке В они достигают 0,2%.
т- предел текучести. На участке ВС интенсивно развиваются остаточные деформации.
p- разрушающее напряжение. В точке D происходит нарушение целостности образца-его разрыв. р- относительное удлинение при разрыве.
2.1.2. Динамическая прочность
Схема нагружения- удар по образцу материала бойком массой m , имеющим скорость V. Кинетическая энергия бойка Ek=mv2/2ДжУдарная вязкость материала (а0) определяет количество энергии, затраченное на разрушение образца, т.е. это работа разрушения материала. Размерность а0Дж/м2
2.2.Жесткость
Для изотропного материалаx=y и, соответственно,=x/z=y/z-коэффициент Пуассона
E
Рис. 1.5.
Схемы деформирования тел
К=xyz/(xyz/xyz)-объёмный модуль упругости при всестороннем сжатииПа
G=u/(u/u)- модуль сдвигаПагдеu=F/S, F- сдвигающая силаS- площадь сечения
Три модуля Е, К, G характеризуют жесткость материала. Они связаны между собой следующими зависимостями:
2G=E (1+), 3К=E (1-2)
2.3. Твердость
Т
Рис.
1.6.Схемы измерения адгезионной прочности.
1- нормальный отрыв 2- сдвиг 3- кручение
A=F/SH/м2,
где F-
разрушающая сила S- площадь адгезионной
связи
2.4.Трибологическе параметры.Специальные параметры для твердых материалов.
Трибология - это наука о физических эффектах, возникающих при трении материалов.
2.4.1. Коэффициент трения – f=F/N, где F -сила трения, N -нормальная нагрузка
Материалы с большим f азывают фрикционными. Материалы с низким f называют антифрикционными.
2.4.2. Интенсивность износа ( истирания ) - I = h/l, гдеh- толщина унесенного слоя, l- путь трения
2
Рис.
1.7.Схема измерения усилия отслаивания
А=F/h H/мгде
F- сила отслаивания,h-ширина
полоски отслаиваемой пленки.
2.5.1. Работа сил адгезии Wa Дж/м2-рассчитывается.
2.5.2. Адгезионная прочность А – измеряется.
Существует несколько схем измерения адгезионной прочности. Они показаны на рис.1.6 и 1.7.