- •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
Мгупи Кафедра мт-6 «Физико-химического материаловедения и композиционных материалов»
Курс лекций
Москва, 2013
ВВЕДЕНИЕ
Материаловедение - это область знаний о материалах, способах их получения, испытания и рационального использования. Современные достижения техники неразрывно связаны с разработкой и освоением новых материалов. Именно материалы и технология стали ключевым звеном, определяющим успех многих инженерных задач в машино- и приборостроении.
Практика постоянно предъявляет все более жесткие и разнообразные требования к свойствам и сочетанию свойств у материалов. В настоящее время число наименований материалов, применяемых в различных областях техники, составляет несколько тысяч. Отсюда ясно, что для целенаправленного выбора и использования того или иного материала необходимо знать закономерности поведения его в различных условиях эксплуатации.
Перед специалистами нередко возникают задачи и более сложные: не просто подобрать материал с соответствующим комплексом свойств, но и синтезировать его с заранее заданными параметрами. Для решения подобных задач требуется высокая квалификация в области материаловедения и смежных наук.
Технические параметры материалов
Т
Рис.1.1. Схема
двухфазной системы 1-дисперсионная
среда 2-дисперсная
фаза
1.Объемно-структурные параметры.
1.1.Плотность-d.Универсальный параметр.d = m/Vкг/м3где m - масса; V – объем тела.
Поскольку объем материала зависит от температуры, то и плотность является функцией температуры. Чаще всего плотность измеряют при комнатной температуре, т.е. при 250С или 298К. Если же она измерена при другой температуре, то это указывается так: d350. 350 –температура в Кельвинах
1.2. Компонентный состав.Универсальный параметр
Компонентный состав определяет количество различных химических элементов и соединений, содержащихся в материале.
химические элементы: Al, Fe, Cu, Si, Ge и др.
химические соединения: SiC, Fe3C, Al2O3и др.
растворы: GaxIn1-xAs, GaSbyAs1-yи др.
1.3. Фазовый состав.Специальный параметр для гетерогенных материалов.
Ф
Рис.1.2. Диаграмма
фазового состояния.
может изменяться в следующих пределах: 0 1 или 0100
Фазовый состав в зависимости от химического состава и температуры может быть представлен графически диаграммой фазового равновесия. В качестве примера на рисунке 1.2. показана диаграмма фазового состояния системы, компоненты А и В которой полностью растворимы друг в друге ( здесь Т-температура, L-область жидкого состояния, S-область твердого состояния). По диаграммам можно определять состав фаз, находящихся в равновесии, и их относительное количество при разных соотношениях компонентов и температурах. Используя фазовые диаграммы разрабатывают составы материалов с заданными свойствами.
1.4.Постоянная решетки–а [нм]. Специальный параметр для кристаллических материалов.
Этот параметр определяет период идентичности (повторяемости) кристаллической решетки.
2
Рис.1.4.
Кривая прочности при растяжении
П
Рис. 1.3.
Виды нагружения материалов