2021年度材料物理性能基础知识点

<<材料物理性能>>基本知识点一，基本概念：摩尔热容：使１摩尔物质在没有相变和化学反映条件下，温度升高1K所需要热量称为摩尔热容。它反映材料从周边环境吸取热量能力。比热容：质量为1kg物质在没有相变和化学反映条件下，温度升高1K所需要热量称为比热容。它反映材料从周边环境吸取热量能力。比容：单位质量（即1kg物质）体积，即密度倒数（m3/kg）。格波：由于晶体中原子间存在着很强互相作用，因而晶格中一种质点微振动会引起临近质点随之振动。因相邻质点间振动存在着一定位相差，故晶格振动会在晶体中以弹性波形式传播，而形成“格波”。声子（Phonon）：声子是HYPERLINK""\o"晶体"晶体中HYPERLINK""\o"晶格"晶格集体激发准粒子，就是HYPERLINK""\o"晶格"晶格振动中简谐振子能量量子。德拜特性温度：德拜模型以为:晶体对热容贡献重要是低频弹性波振动，声频支频率具备0～ωmax分布,其中,最大频率所相应温度即为德拜温度θD,即θD=ћωmax/k。示差热 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 法（DifferentialThermalAnalysis，DTA）：是在测定热分析曲线（即加热温度T与加热时间t关系曲线）同步，运用示差热电偶测定加热（或冷却）过程中待测试样和原则试样温度差随温度或时间变化关系曲线ΔT~T（t），从而对材料组织构造进行分析一种技术。示差扫描量热法（DifferentialScanningCalorimetry，DSC）：用示差办法测量加热或冷却过程中，将试样和原则样温度差保持为零时，所需要补充热量与温度或时间关系。热稳定性（抗热振性）：材料承受温度急剧变化（热冲击）而不致破坏能力。塞贝克效应：当两种不同导体构成一种闭合回路时，若在两接头处存在温度差则回路中将有电势及电流产生，这种现象称为塞贝克效应。玻尔帖效应：当有电流通过两个不同导体构成回路时，除产生不可逆焦耳热外，还要在两接头处浮现吸热或放出热量Q现象。迈斯纳效应：若在常温下将超导体先放入磁场内，则有磁力线穿过超导体；然后再将超导体冷却至Tc如下，发现磁产从超导体内被排出，即超导体内无磁场B=0。即超导体具备完全抗磁性。铁电体：具备电畴构造和电滞回线晶体。铁电性：具在一定温度范畴内具备自发极化，且自发极化方向可因外电场作用而反向，晶体这种特性称为铁电性。自发极化：在没有外电场作用时，晶体中存在着由于电偶极子有序排列而产生极化。压电效应：在某些晶体（重要是离子晶体）一定方向施加机械力作用时，晶体两端表面浮现符号相反束缚电荷，且束缚电荷密度与施加外力大小成正比，这种由机械效应转换成电效应现象称为压电效应。逆压电效应：将具备压电效应电介质置于外电场中，由于外电场作用引起其内部正负电荷中心位移，从而导致电介质发生形变（形变与所加电场强度成正比），这种由电效应转换成机械效应过程称为逆压电效应。介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起能量损耗，由电能转变为其他形式能（如热、光能等），统称为介质损耗。光生伏特效应：光照射引起PN结两端产生电动势效应。当光照射到PN结结区时，光照产生电子－空穴对在结电场作用下，电子推向N区，空穴推向P区；电子在N区积累使N区侧带负电，空穴在P区积累使P区侧带正电，从而建立一种与原内建电位差相反电位差，称为光生电位差。磁化强度：单位体积总磁矩，表征物质磁化状态。磁畴：在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态社区域。磁致伸缩效应：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都发生变化现象。退磁场：当铁磁体磁化浮现磁极后，这时在铁磁体内部由于磁极作用而产生一种与外磁化场反向磁场，因它起到削弱外磁场作用，故称为退磁场。技术磁化：在外磁场作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化到饱和内部变化过程。磁导率µ：当外磁场H增长时，磁感应强度B增长速率叫磁导率，用µ表达，即µ=B/H。表达磁性材料传导和通过磁力线能力．单位为亨利／米（Ｈ·m-1）．内耗：固体材料对振动能量损耗称为内耗，它代表材料对振动阻尼能力。滞弹性（或驰豫）：在弹性范畴内浮现非弹性现象（如弹性蠕变和弹性后效）。滞弹性内耗：由滞弹性产生内耗。弹性模量：在弹性范畴内，引起物体单位变形所需要应力大小。即材料所受应力σ与应变ε之间线性比例系数，σ=Eε，其中称为弹性模量。它表达材料弹性变形难易限度。二，基本理论（含微观机理）：热学：１．杜隆—珀替定律；２．爱因斯坦模型；３．德拜比热模型电学：1.量子自由电子理论；2.能带理论；3.离子导电机制磁学：1．铁磁金属自发磁化理论；2.矫顽力理论（应力理论，杂质理论）热膨胀：微观机理弹性与内耗：1．弹性理论；２．滞弹性内耗机制（驰豫理论基本思想）三，基本规律（含影响因素）热学：热容实验规律，影响热容因素及规律（温度，组织转变，构造相变，合金成分等）电学：导体，半导体，绝缘体导电性随温度变化规律；影响导电性因素磁学：Ｍ－Ｔ曲线；磁化规律；影响铁磁性因素（组织敏感参量和组织不敏感参量）热膨胀：热膨胀实验规律；常用材料（如钢组织）膨胀规律弹性与内耗：内耗实验测定；斯诺克内耗实验四，实验测量办法与原理热学：热容测定及热分析办法磁学：磁性测量办法及原理（如矫顽力等）热膨胀：热膨胀测量办法弹性与内耗：弹性模量及内耗测量原理；碳在α－Fe中扩散系数和扩散激活能测定．<<材料物理性能>>内容简介第一章.材料热性能由于材料和制品往往要应用于不同温度环境中，诸多使用场合还对它们热性能有着特定规定，因而热学性能也是材料重要基本性质之一。固体材料某些热性能如比热，热膨胀、热传导等都直接与晶格振动关于，因而咱们一方面简介热力学与 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 力学某些概念和晶格振动关于内容。1材料热容热容概念:热容定义：物体在温度升高1K时所吸取热量称作该物体热容．摩尔热容：使１摩尔物质在没有相变和化学反映条件下，温度升高1K所需要能量,它反映材料从周边环境吸取热量能力。比热容：质量为1kg物质在没有相变和化学反映条件下，温度升高1K所需要热量称为比热容。它反映材料从周边环境吸取热量能力。比容：单位质量（即1kg物质）体积，即密度倒数（m3/kg）。物体热容还与它热过程性质关于，如果加热过程是恒压条件下进行，所测定热容称为恒压热容(CP)。如果加热过程是在保持物体容积不变条件下进行，则所测定热容称为恒容热容(CV)。由于恒压加热过程中，物体除温度升高外，还要对外界作功(膨胀功)，因此每提高1K温度需要吸取更多热量，即CP>CV，1.1晶态固体热容经验定律和典型理论晶体热容，元素热容定律——杜隆—珀替定律：“恒压下元素原子热容等于25J/K·mol”。事实上大某些元素原子热容都接近25J/K·mol，特别在高温时符合得更好。依照晶格振动理论，一种摩尔固体中有N个原子，总能量为：E=3NkT=3RT式中N—阿佛加德罗常数；T—绝对温度(‘K)；k—波尔茨曼常数；R＝8.314(J/k·mol)—气体普适常数。按热容定义，有：Cv=(dE/dT)v=3NkB=3R=24.91J/(mol.K)1.2晶态固体热容量子理论1.2.1爱因斯坦模型爱因斯坦提出假设是：晶体中所有原子都以相似频率振动,振动能量是量子化,且每个振子都是独立振子。当T>>θE时：=3R这就是杜隆—珀替定律形式。当T趋于零时，CV逐渐减小，当T＝0时，CV=0，这都是爱因斯坦模型与实验相符之处，但是在低温下，当T<<θE时:这样CV依指数律随温度而变化，这比实验测定曲线下降得更快了些，导致差别因素是爱因斯坦采用了过于简化假设，实际晶体中各原子振动不是彼此独立地以单一频率振动着，原子振动间有着耦合伙用，而当温度很低时，这一效应特别明显。1.2.2德拜比热模型德拜考虑到了晶体中原子互相作用。德拜模型以为：晶体对热容贡献重要是弹性波振动，即较长声频支在低温下振动；由于声频支波长远不不大于晶格常数，故可将晶体当成是持续介质，声频支也是持续，频率具备0～ωmax；高于ωmax频率在光频支范畴，对热容贡献很小，可忽视式中ΘD—德拜特性温度；，一德拜比热函数；依照上式还可以得到如下结论：①当温度较高时，即T>>θD，CV≈3R这即是杜隆—珀替定律。②当温度很低时，即T<<θD，则经计算：这表白了当T趋于0K时，CV与T3成比例地趋于零，这也就是知名德拜T立方定律。1.2.3无机材料热容（见 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）1.3影响热容因素影响无机材料热容因素：影响金属热容因素:1.自由电子对金属材料热容贡献:在低温下几乎所有化合物,固溶体和中间相热容：CV，m=ClV，m+CeV，m=αT3+γT在极低或极高温度下,电子热容贡献不可忽视.热容系数α，γ由低温热容实验测定.2.合金成分对热容影响：合金热容是每个组元热容与其质量比例乘积之和。即C=x1C1+x2C2+…+xnCn。_____奈曼-考普(Neuman-Kopp)定律高温下该定律具备普遍性，合用于金属化合物，金属与非金属化合物，中间相和固溶体。热解决能变化合金组织，但对合金高温下热容没有明显影响。该定律对铁磁合金不合用。3.相变时金属热容变化：金属及合金组织转变：热效应（一）熔化和凝固：熔点TmC液态﹥C固态（二）一级相变：在恒温恒压下，除有体积变化外，H和Q发生突变，随着相变潜热发生，Cp热容无限大。一级相变特性是有体积突变；有相变潜热。如果是等温转变则相变时焓变化有突变，热容趋于无限大。如纯金属三态变化，同素异构转变，共晶，包晶转变，固态共析转变等。（三）二级相变：相变在一种有限温度范畴内逐渐变化，焓也变化，但不突变。热容在转变温度附近也有激烈变化，但为有限值。二级相变特性是无体积突变和相变潜热，但膨胀系数和比热容有突变。此类相变涉及磁性转变，某些材料有序无序转变（有人以为某些转变属于一级相变），超导转变。（四）亚稳态组织转变：亚稳态转变为稳态时要放出热量，从而导致热容曲线向下拐折（不可逆转变，如过饱和固溶体时效，马氏体和残存奥氏体回火转变，形变金属回答与再结晶等。）（五）研究有序-无序转变：Ni3Fe合金即存在有序-无序转变，又存在铁磁-顺磁转变，它们度将浮现热容峰。当无序态Ni3Fe合金加热到350~470℃温区时，合金发生某些有序化并放出潜热使热容量Cp减少，这个热效应大小正比于虚线下部阴影某些（Cp减少导致Cp-t所包围）面积；加热到470℃以上时，发生吸热无序转变，热效应大小可以按虚线上部面积定量。如果Ni3Fe合金在加热前为有序态，随加热温度增高，比热容明显增高，表达从完全有序到完全无序过程吸热效应。在590℃吸热峰为铁磁-顺磁转变热容峰（被有序化热效应所掩盖）。１.4热容测量与热分析(详细见课件)2.材料热膨胀2.1热膨胀系数物体体积或长度随着温度升高而增大现象称为热膨胀。假设物体本来长度为l0，温度升高Δt后长度增量为Δl，实验指出它们之间存在如下关系：线膨胀系数：(2.1)αl称为线膨胀系数.物体体积随温度增长可表达为：体膨胀系数：(2.2)αV称为体膨胀系数，相称于温度升高1K时物体体积相对增大。线膨胀系数与体膨胀系数关系：几种典型材料线膨胀系数(RT)：石英玻璃：αl~0.5×10-6/K；石英晶体：αl~12×10-6/K；铁：αl~12×10-6/K；高温纳灯所用封接导电材料：金属铌αl=7.8×10-6/K；Al2O3灯管αl=8×10-6/K。2.2固体材料热膨胀物理本质：原子非简谐振动2.3热膨胀和其他性能关系2.3.1膨胀系数与热容关系2.3.2膨胀系数α与熔点Tm关系格律乃森还提出了固体热膨胀极限方程，即普通纯金属从0K加热到熔点Tm，相对膨胀量约为6%。实际可写成：TmαV=(VTm-V0)/V0=C其中，VTm和V0分别为熔点和0K时金属体积。C为常数，多数立方和六方晶格金属取0.06~0.076。即固态金属体热膨胀极限方程：(VTm-V0)/V0=C≈6%~6.7%。线膨胀系数和熔点关系可有经验公式：αlTm≈0.0222.3.3膨胀系数α与德拜温度ΘD关系：αl=b/(V2/3AγΘD2)。原子间结合力与ΘD2成正比，结合力越大，德拜温度越高，膨胀系数越小。2.3.4热膨胀与原子序数关系:具备一定周期性：IA族元素α值随Z增长而增大,别的A族元素α值则随Z增长而减小.这与键关于.碱金属α值高,过渡族元素α值低.与原子结合力关于.2.4影响膨胀性能因素2.4.11.相变影响：一级相变特性是：体积发生突变，伴有相变潜热，膨胀系数在转变点无限大。如三态转变，同素异构转变等属于一级相变。二级相变无体积突变和相变潜热，但膨胀系数和比热容有突变。晶型转变：室温下ZrO2晶体是单斜晶型。温度高于1000度时转为四方晶型，体积收缩4%。严重影响应用。加入MgO,CaO，Y2O3等稳定剂后，在高温与ZrO2形成立方晶型固溶体。不到度不发生晶型转变。有序-无序转变：Cu-Zn合金成分接近CuZn时，形成具备体心立方点阵固溶体，低温时为有序状态，铜原子在每个单胞结点上，锌原子在中心。随T升高逐渐转变为无序，吸取热量。属于二级相变。当Au-Cu有序合金加热到300℃时有序开始破坏。达480℃时完全无序化。拐折点相应有序无序转变上临界温度，常称有序-无序转变温度。有序-无序转变也随着着膨胀系数变化，因而膨胀曲线浮现拐折。有序构造会使合金原子之间结合增强，因而，有序化导致膨胀系数变小。铁磁性转变：多数金属和合金膨胀系数随温度变化规律与热容同样按T3规律变化。铁磁金属和合金会浮现反常膨胀。当前解释是磁致伸缩抵消了合金热膨胀。具备负反常膨胀特性合金可用于获得膨胀系数为零或负值因瓦(Invar)合金，或在一定温度范畴内不变可伐合金(Kovaralloy)。2.4.2不同构造物质：原子间结合力与ΘD2成正比，结合力越大，德拜温度越高，膨胀系数越小。对于相似构成物质，由于构造不同，膨胀系数也不同。普通构造紧密晶体，膨胀系数都较大，而类似于无定形玻璃，则往往有较小膨胀系数。多晶石英αl值为12×10-6/K；而无定型石英玻璃α值只有0.5×10-6/K。改错：1．对于石墨而言，平行于C轴方向热膨胀系数不大于垂直于C轴方向热膨胀系数。答：错；对于石墨而言，平行于C轴方向热膨胀系数小（大）于垂直于C轴方向热膨胀系数。2．石英晶体膨胀系数要比石英玻璃膨胀系数小。答：错；石英晶体膨胀系数要比石英玻璃膨胀系数小（大）。2.4.3钢组织膨胀特性钢膨胀特性取决于构成相性质和数量。钢组织中马氏体比容最大，奥氏体最小，铁素体和珠光体居中。而马氏体，珠光体和奥氏体比容都随含碳量增长而增大。铁素体和渗碳体比容有固定值。钢线膨胀系数则相反，奥氏体最大，铁素体和珠光体次之，马氏体最小。改错：在同一钢组织中奥氏体比容最大(小)，马氏体比容最小（大）2.5膨胀测量光学膨胀仪标样功能：在普通光学膨胀仪中，原则样功能是批示和跟踪待测试样温度．示差光学膨胀仪中，原则样功能是除了批示温度和跟踪待测试样温度外，尚有将试样内部组织未转变前膨胀量抵消，将膨胀量测量范畴缩小，以提高放大倍数和测量敏捷度。原则样规定：其膨胀量与温度成正比；在测量范畴内无相变,不易氧化；导热系数接近待测样。与试样形状和尺寸相似.原则样选取：较低温度方围研究有色金属和合金时，惯用铜和铝纯金属做原则样；研究钢材时，研究钢标样可采用皮洛斯合金（PYROSalloy)（Ni80%-Cr16%-W4%).稳定性好，1000度如下无相变，膨胀系数由12.27×10-6/K均匀增长到21.24×10-6/K。较石英传动杆线膨胀系数约0.5×10-6/K。2.电测式膨胀仪将膨胀量转换为电讯号，然后进行电讯号记录，数据解决和画出膨胀曲线。(涉及应变电阻式膨胀仪，电容式膨胀仪和电感式膨胀仪)。电感式膨胀仪:构成：初级，次级线圈和磁芯构成。初级和次级线圈绕在同一绝缘管上，次级线圈由两段完全相似绕组反向先圈串接而成。它们相对初级线圈完全对称。磁芯处在中间位置时，反接次级线圈感生电动势互相抵消。磁芯偏离中间位置差动变压器信号与磁芯偏离量呈线性关系。原理:采用差动变压器原理将试样膨胀量转换为电信号（放大倍数可达到6000倍）。特点：试样可采用真空高频加热，加热速度可控制在500℃/s如下范畴。试样冷却可以选用小电流加热﹑自然冷却﹑和强力喷气冷却三种冷却方式。加热温度和冷却速度易于自动化和计算机控制和数据解决。近年来，较为先进全自动迅速膨胀仪膨胀量转换采用就是差动变压器原理。缺陷：易受电磁因素干扰。变压器电源采用200~400Hz以防止工业网干扰。3.机械式膨胀仪(1).千分表式膨胀仪(2).杠杆式膨胀仪将膨胀量转移到千分表或运用杠杆作用放大.2.6膨胀分析应用（组织转变→体积效应）2.6.1亚共析钢，共析钢，和过共析钢膨胀曲线分析及组织转变温度拟定亚共析钢加热膨胀曲线分为共析转变和自由铁素体溶解两个阶段。奥氏体比容比珠光体小，珠光体转变为奥氏体使试样长度产生明显收缩，导致膨胀曲线陡直下降。自由铁素体逐渐溶解于奥氏体，致使曲线缓慢减少。共析钢加热膨胀曲线上陡直下降十分明显，表白珠光体转变为奥氏体数量增多，体积收缩效应也随之增大。过共析钢在珠光体转变为奥氏体后来曲线斜率增大，这是由于奥氏体膨胀系数比珠光体大。过共析钢中有二次渗碳体存在，二次渗碳体不断溶解，使奥氏体含碳量不断增高，比热容不断增大，从而导致膨胀曲线在高温区浮现明显拐折，拐折点温度相应于Accm和Arcm。膨胀曲线见 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf P29-图1.322.6.2过冷奥氏体等温转变动力学曲线分析2.6.3钢冷却膨胀曲线分析金刚石为碳一种晶体构造，其晶格常数a=0.357nm，当它转变成石墨（ρ=2.25g/cm3）构造时，求其体积变化百分数？金刚石晶体构造为复式面心立方构造，每个晶胞共具有8个碳原子。解：金刚石密度：ρ=（8×12）/((0.357×10-7)3×6.02×1023）=3.503（g/cm3）1g金刚石体积（比容）V1=1/3.503=0.285(cm3/g);1g石墨体积V2=1/2.25=0.444(cm3/g);故由金刚石转变成石墨构造时体积膨胀=（V2-V1）/V1=(0.444-0.285)/0.285=55.8%例2.CalculatethechangeinvolumethatoccurswhenBCCironisheatedandchangestoFCCiron.ThelatticeparameterofBCCironis2.863AandofFCCironis3.591AVolumeofBCCcell=a3=2.8633=23.467×10-30（m3）VolumeofFCCcell=a3=3.5913=46.307×10-30（m3）ButtheFCCunitcellcontainsfouratomsandtheBCCunitcellcontainsonlytwoatoms.TwoBCCunitcellswithatotalvolumeof46.934willcontain4atoms.Volumechange/atom=(46.307-46.934)/46.934=-1.34%Steelcontractsonheating!!3.材料热传导与热稳定性1.基本概念：热传导；热导率（λ）；热扩散率（α）2.基本规律：傅立叶（Fourier）定律：单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积热量。λ导热能力。魏德曼-弗兰兹定律：3．固体材料热传导微观机理固体导热：电子导热，声子导热和光子导热。能量载体：电子（德布罗意波）；声子（格波）：声频波量子；光子（电磁波）金属：重要是电子导热为主；合金/半导体：电子/声子导热；绝缘体：声子导热。热导率λ与热阻率关系为λ=1/。影响热导率因素：（1）温度影响；（2）显微构造影响；（3）化学构成影响；（4）气孔影响。导热系数测量办法：稳态办法：（1）1.热流法导热仪；（2）保护热流法导热仪；（3）保护热板法导热仪：动态（瞬时）测量法：（1）热线法；（2）激光闪射法。6.材料热稳定性提高抗热冲击断裂性能办法：提高应力强度σ，减小弹性模量E提高材料热导率减小材料膨胀系数减少材料表面热传递系数减小产品有效厚度第四章第四章第二章材料电导2.1电导物理现象2.1.1电导宏观参量电流密度J=E/ρ=Eσ（2.1）式中r=R(S/L)，为材料电阻率。电阻率倒数定义为电导率s，即s=1/r。电导率基本表达式：σ=nqμ（2.2）其中：σ为电导率，n为载流子浓度，q为载流子电荷量，μ为载流子迁移率。载流子：电子，离子。电子电导：载流子为电子（或电子空穴）电导称为电子电导；离子电导：载流子为离子（或离子空位）电导称为离子电导。无机材料中载流子可以有电子和电子空穴，阴、阳离子空位和阴、阳离子填隙，而金属导体中载流子重要是电子2.2晶体能带导体，半导体和绝缘体能带构造及导电性。金属导体能带：价带与导带重叠而无禁带，或价带没填满而形成导带。此时处在导带价电子就是自由电子，虽然在温度很低时也具备很强导电能力。半导体能带：满价带和空导带，且有禁带。禁带宽度较小（如锗ΔEg=0.72eV；硅SiΔEg=1.1eV；ZnO：ΔEg=3.37eV）室温下导电能力弱（室温电子热运动能量：kT=1.38×10-23J/K×300K/（1.6×10-19）=26×10-3eV=26meV）。绝缘体能带：满价带和空导带，且有禁带。禁带宽度较宽（如金刚石ΔEg=6eV；MgO：ΔEg=7.7eV），基本无导电能力。依照能带理论，晶体中并非所有电子，也并非所有价电子都能参加导电，只有导带中电子或价带顶部空穴才干参加导电。在具备严格周期性势场抱负晶体中载流子，在绝对零度下运动像抱负气体分子在真空中运动同样，不受阻力，迁移率为无限大。当周期性势场受到破坏，载流子运动才受到阻力作用，其因素是载流子在运动过程中受到了各种因素散射。本小节以散射概念为基本分析讨论电子迁移率本质。改错：1．半导体禁带宽度比绝缘体大。答：错；半导体禁带宽度比绝缘体大（小）。散射两个因素：1、晶格散射：晶格振动引起散射叫做晶格散射；温度越高，晶格振动越强对载流子晶格散射也将增强，迁移率减少。2、离子杂质散射：离子杂质散射影响与掺杂浓度关于，掺杂越多，载流子和电离杂质相遇而被散射机会也就越多。温度越高，散射作用越弱。高掺杂时，温度越高，迁移率越小。2.3影响电子电导因素影响电导率因素有温度、杂质及缺陷。影响电导率因素温度：温度是强烈影响材料物理性能外部因素。普通而言:电子电导：金属材料电导率随温度升高而下降。因素：因温度对有效电子数影响不大，加热使点阵热振动加剧，电子散射几率增长，电子运动平均自由程减小。离子电导：离子晶体型陶瓷材料电导率随温度升高而上升。因素：热缺陷增多。冷加工对金属电阻影响：冷加工形变使金属电阻增大：如：冷加工变形使金属如(Fe,Cu,Ag,Al等)电阻率增长2%~6%，只有W,Mo,Sn可分别增长30%，~50%，15%，20%，90%；普通单相固溶体经冷加工可增长10%~20%，而有序固溶体则增长100%甚至更高。而(Ni-Cr，Ni-Cu-Zn，Fe-Cr-Al等合金形成K状态，使电阻下降。热解决对金属电阻影响：退火产生回答和再结晶可使电阻下降。但退火温度高于再结晶温度时，再结晶生成很细小晶粒，晶界面缺陷反使R大。淬火产生缺陷使R增大。固溶体合金导电性固溶体导电性：高导电性金属溶入低导电性溶剂中也使固溶体电阻增高。二元合金最大电阻率在50%处；铁磁性和强顺磁性固溶体有异。贵金属(Cu,Ag,Au)与过渡族金属构成固溶体，电阻也异常高(价电子转移到过渡族金属d-或f-壳层中。有效导电电子数减少。有序化有助于改进离子电场规整性，减少电子散射。不均匀固溶体(K状态)电阻：(Ni-Cr，Ni-Cu-Zn，Fe-Cr-Al等合金形成K状态：现象:冷加工使电阻明显减少，但回火反而使电阻升高。因素：原子偏聚尺寸与电子平均自由程可以比拟，产生附加散射使电阻增大。碳钢电阻：随含碳量和热解决工艺不同而变：淬火态比退火态电阻高。淬火态组织是碳在α-铁中固溶体，含碳量越高，淬火后马氏体和残存奥氏体中固溶碳就越多。6．超导电性超导体性能：完全导电性，完全抗磁性（迈斯纳效应）。影响超导态三个性能指标：超导转变温度Tc；超导临界磁场Hc（T）=Hc(0)[1-(T/Tc)2]；超导临界电流Ic=c∙r∙Hc/2.其中，c为光速，r为试样截面半径。7．电阻测量：ρ=RS/L分类：高阻测量(R>107Ω)，选用兆欧表(粗测)，冲击检流计(精测)。中阻测量(R：102~106Ω)，用万用表，欧姆表，单电桥法(精测)。半导体用直流四探针法。金属及合金电阻(R：10-6~102Ω)，双电桥或电位差计。重点掌握金属导体，半导体，及绝缘体测量办法，测量原理（含电路图），测量环节及计算公式。8．电阻分析应用：碳钢回火；Al-Cu合金时效；Cu3Au合金有序-无序转化；测定固溶体溶解度曲线；9.热电性能三个基本热电效应：塞贝克效应(1821年发现)；珀耳帖效应(1834年发现)；汤姆逊效应（1854年发现）.在珀耳帖效应中，如果电流方向与接触电势同向时，接触端则放热；如果电流方向与接触端电势反向时则吸热。在汤姆逊效应中，如果电流方向与温差电势方向相似时，则有热流流出导体；如果电流方向与温差电势方向相反时，则有热流流入导体。影响热电势因素（合金元素，温度，组织转变，有序-无序转变，钢含碳量及热解决影响，热电势测量热电性分析应用热电子效应10.压电性与铁电性正压电效应：在某些晶体（重要是离子晶体）一定方向施加机械力作用时，晶体两端表面浮现符号相反束缚电荷，且束缚电荷密度与施加外力大小成正比，这种由机械效应转换成电效应现象称为压电效应。逆压电效应：将具备压电效应电介质置于外电场中，由于外电场作用引起其内部正负电荷中心位移，从而导致电介质发生形变（形变与所加电场强度成正比），这种由电效应转换成机械效应过程称为逆压电效应。晶体介电性：电场作用引起电介质产生极化现象.电介质极化强度与施加电场呈正比：P=eoceE铁电性：在一定温度范畴内具备自发极化，在外电场作用下，自发极化能重新取向，电位移矢量与电场强度间关系呈电滞回线特性。（具备自发极化晶体）铁电体：具备电畴构造和电滞回线晶体。11．热释电效应12．光电性，磁电性一.外光电效应在光线作用下，物体内电子逸出物体表面向外发射现象称为外光电效应。向外发射电子叫做光电子。基于外光电效应光电器件有光电管、光电倍增管等。光电效应能否产生,取决于光子能量与否不不大于该物质表面电子逸出功。这意味着每一种物质均有一种相应光频阀值,称为红限频率（相应光波长称为临界波长）。f光线f红限，薄弱光线即可导致电子发射。习题1.光电管光电子发射面受到λ=2537Å光照射，所放出电子最大能量为2.5eV，试求材料逸出功。注：h=6.626×10-34J∙s；c=3×108m/s；q=1.6×10-19库仑。二.内光电效应当光照射在物体上，使物体电阻率ρ发生变化，或产生光生电动势现象叫做内光电效应，它多发生于半导体内。依照工作原理不同，内光电效应分为光电导效应和光生伏特效应两类：1.光电导效应在光线作用下，电子吸取光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率变化，这种现象被称为光电导效应。基于这种效应光电器件有光敏电阻。过程：当光照射到半导体材料上时，价带中电子受到能量不不大于或等于禁带宽度光子轰击，并使其由价带越过禁带跃入导带，使材料中导带内电子和价带内空穴浓度增长，从而使电导率变大。本征吸取：半导体吸取光子能量使价带中电子激发到导带，在价带中留下空穴，产生等量电子与空穴，这种吸取过程叫本征吸取。产生本征吸取条件：入射光子能量（hν）至少要等于材料禁带宽度Eg。即hν≥Eg。从而有ν0≥Eg/h，λ0≤hc/Eg=1.24μm·eV/Eg，h：普朗克常数；c：光速；ν0：材料频率阈值；λ0：材料波长阈值习题2.已知Ge和Si禁带宽度分别为0.72eV和1.1eV，试求光照下本证Ge和Si发生光电效应时所需光最小波长？习题3.某功函数为2.5eV金属表面受到光照射，（1）这个面吸取红光（λ红=760nm）或紫光（（λ紫=380nm）时，能发出光电子吗？（2）用波长为185nm紫外光照射时，从表面放出光电子能量是多少电子伏特eV？2.光生伏特效应在光线作用下可以使物体产生一定方向电动势现象叫做光生伏特效应。基于该效应光电器件有光电池和光敏二极管、三极管。改错：1．当光照射在PN结上时，所产生光生电位差与PN结原内建电位差相似。答：错；当光照射在PN结上时，所产生光生电位差与PN结原内建电位差相似（反）。第三章.材料磁学性能基本参量分子电流理论磁荷（等效）理论互有关系磁矩：磁偶极矩：磁化强度：磁极化强度：磁场强度：H磁感应强度：B磁化率：χ=M/H磁导率：μ=B/H二，基本关系；；；三，单位换算SI：CGS：B：T；H ：A/m ；M ：A/mB :G(Gauss)；H :Oe；M ：emu/cm3 ;（特斯拉）或Wb/m2B：1T=104G；H：1×103A/m=4πOe；M：1×103A/m=emu/cm3 ;四、常用铁磁性材料基本磁性参数饱和磁化强度Ms、饱和磁极化强度Js、饱和磁感应强度Bs：注：本表数值取自《材料科学导论》（）p278Ms（kA/m）Js=μ0Ms（T）Tc（K）0KRT0KRTFe：174017002.192.141043Co：143014001.81.761395Ni：5104870.640.61631Gd：---2.53----293Dy：2920----3.67----88磁晶各向异性常数：Co：Ku1：410kJ/m3；Ku2：100-143kJ/m3；Fe：K1：42~48kJ/m3；K2：12~15kJ/m3；Ni：K1：-3~-5.4kJ/m3；K2：-2.5~5kJ/m3；SmCo5：Ku1：15500kJ/m3；Nd2Fe14B：K1：5000kJ/m3；K2：660kJ/m3；例1．牌号为1J46冷轧铁镍软磁薄带饱和磁化强度为Ms=11.9×105A·m-1，则饱和磁极化强度Js为______________T（特斯拉），沿薄膜法向退磁场Hd为__________________A·m-1，最大矫顽力Hc=20A/m，相称于Hc=______________Oe（奥斯特）。（注：μ0=4π×10-7H·m-1）。3.1磁矩和磁化强度3.1.1磁矩（1）定义：磁矩是表达磁体本质一种物理量。任何一种封闭电流都具备磁矩ｍ。其方向与环形电流法线方向一致，其大小为电流与封闭环形面积乘积IΔS。（2）原子磁矩物质是原子核和电子集合体，要理解物质磁性来源，就要考虑原子具备磁矩。当前咱们可以从如下三方面来分析原子中磁矩。①电子轨道运动产生磁矩：μl=(l(l+1))1/2μB②电子自旋产生磁矩：μs=(S(S+1))1/2μB③原子核磁矩：原子核磁矩<<电子（轨道+自旋）磁矩e：单位电荷；h:普朗克常数；m:电子质量；l：轨道量子数；s:自旋量子数。外磁场（Z）方向上磁矩分量：原子磁矩电子磁矩由电子轨道磁矩和自旋磁矩构成孤立原子磁矩决定于原子构造某些元素具备各层都布满电子原子构造，其电子磁矩互相抵消，因而不显磁性原子构成晶体后，过渡族元素铁族3d，钯族4d，铂族5d，锕族6d壳层未满，由于晶场作用使电子轨道角动量动结。F电子影响较小。电子（轨道+自旋）磁矩>>原子核磁矩物质磁性分类弱磁性：1.抗磁性；2.顺磁性；3.反铁磁性。强磁性：1.铁磁体；2.亚铁磁体：与铁磁体相似，但χ值较小，如磁铁矿（Fe3O4)。顺磁性：定义：当材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相似时，固体体现为顺磁性。顺磁性物质磁化率普通很小，室温下约为10-3~10-6数量级。原子内部存在固有磁矩(离子有未填满电子壳层)。如过渡元素、稀土元素：3d-金属Ti,V；4d-金属铌Nb，锆Zr，钼Mo，钯Pd；5d-金属(Hf，Ta，W，铂Pt）。自由电子顺磁性不不大于离子抗磁性。如：碱金属和碱土金属离子虽然是填满壳层，但Li，Na，K，Mg，Al是顺磁性金属。顺磁性物质磁化率与温度关系服从居里-外斯定律：抗磁性：定义：当材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相反时，固体体现为抗磁性。抗磁性物质抗磁性普通很薄弱，磁化率χ是甚小负常数(M与H反向)，普通约为~10-6数量级。抗磁性是电子电子循轨运动在外加磁场作用下成果.任何金属都具备抗磁性.金属中有一半是抗磁金属。Cu，Ag，Au，Hg，Zn，Bi等。(因抗磁性不不大于电子顺磁性)铁磁性有一类物质如Fe,Co,Ni，室温下磁化率可达10~106数量级，此类物质磁性称为铁磁性铁磁性物质虽然在较弱磁场内，也可得到极高磁化强度，并且当外磁场移去后，仍可保存极强磁性（有剩磁）。铁磁体铁磁性只在某一温度如下才体现出来，超过这一温度，铁磁性消失。这一温度称为居里点其磁化率与温度关系服从居里一外斯定律反铁磁性反铁磁自旋有序，一方面是由舒尔和司马特运用中子衍射实验在MnO上证明。MnO晶体构造是Mn离子形成面心立方晶格，O离子位于每个Mn-Mn对之间。从中子衍射线，超过奈耳点室温衍射图与奈耳点如下80K温度衍射图比较，看到低于奈耳点衍射图有额外超点阵线，通过度析得到反铁磁磁构造。亚铁磁性体：相邻原子磁体反平行，磁矩大小不同，产生与铁磁性相类似磁性。普通称为铁氧体大某些铁系氧化物即为此。3.3磁畴形成和自发磁化3.3.1磁畴形成铁磁体在很弱外加磁场作用下能显示出强磁性，这是由于物质内部存在自发磁化社区域，即磁畴。对于处在退磁化状态铁磁体，它们在宏观上并不显示磁性，这阐明物质内部各某些自发磁化强度取向式杂乱。因而物质磁畴不会是单畴，而是由许多小磁畴构成。磁畴形成因素有“互换”作用和超互换作用。3.3.1.1“互换”作用磁偶极子类似于一种小永久磁体，因而在其周边形成磁场，这一磁场必然会对其他磁矩产生作用，使磁矩在特定方向取向，由于磁矩互相作用，使其取向趋于一致。事实上这是由于电子静电互相作用导致，也即“互换”作用。这一现象也可从电子“共有化”运动得到解释。互换作用能：Eex=-AS1·S2=-Acosφ；A>0时，自发平行排列；A<0时，反平行排列。3.3.1.2产生铁磁性条件：铁磁性除与电子构造关于外，还决定于晶体构造。(1).有固有磁矩(未满电子壳层)；(2)Rab/r>3，即一定点阵构造。Rab：原子间距；r:未满电子壳层半径.3.3.1.3超互换作用在某些材料中过渡金属离子不是直接接触，直接接触互换作用很小，只有通过中间负离子氧起作用。在尖晶石构造中事实上存在A-A，B-B，A-B三种也许位置.因而存在三种互换作用。由于各种因素，这些化合物中只有其中一种超互换作用占优势。3.4金属铁磁性3.4.1磁各向异性材料磁化有难易之分，对于晶体来说，不同晶体学方向其磁化也有所不同，即存在易磁化晶体学方向和难磁化结晶学方向，分别称为易磁化轴和难磁化轴。如体心立方构造Fe，其[100]3个轴为易磁化轴，[111]4个轴为难磁化轴。Fe[100]、Ni[111]、和Co[0001]为易磁化方向；而Fe[111]、Ni[100]、和Co[1010]为难磁化方向。立方晶系晶体磁晶各向异性能：室温下：铁K1=4.2×104J/m3；Ni：K1=-0.34×104J/m3；六角晶系晶体磁晶各向异性能：HCPCo：KU1=41×104J/m3；四方构造Nd2Fe14B：KU1=5×106J/m3;六角：SmCo5：KU1=1.55×107J/m3;3.4.2铁磁体形状各向异性及退磁能退磁场：非闭合回路磁体磁化后，磁体内部产生一种与磁化方向相反磁场。铁磁体被磁化后产生退磁场强度：Hd=-N·M；其中N为几何退磁因子，M为磁化强度，负号表达退磁场与M反向。退磁能：当铁磁体呈开路态时，磁体越粗短(细长)，N值越大（越小），退磁能也越大（越小）。球体Nx=Ny=Nz=1/3；沿Z方向一维直线型磁体：Nx=Ny=1/2，Nz=0；在X-Y平面内二维磁性薄膜：Nx=Ny=0，Nz=1。在S.I.单位制中，Nx+Ny+Nz=1.3.4.3磁致伸缩效应使消磁状态铁磁体磁化，普通状况下其尺寸、形状会发生变化，这种现象称为此致伸缩效应。长度为L棒沿轴向磁化时，若长度变化为DL，则磁致伸缩率l=DL/L，磁致伸缩率在强磁场作用下达到饱和值ls称为磁致伸缩常数，作为铁磁体特性参数经常使用。运用磁致伸缩可以使磁能（事实上是电能）转换为机械能，而运用糍致伸缩逆效应可以使机械能转变为电能。磁弹性能：；θ为M与σ夹角。讨论：1.如果λs<0，σ>0，则，当θ=90º时，取最小值，此时M⊥σ磁性薄膜为垂直磁化；2.如果λs>0，σ>0，则，当θ=0º时，取最小值，此时M//σ磁性薄膜为易面磁化；3.4.4磁畴构造磁畴形成是能量最低原理成果退磁能(减小表面自由磁极)；磁弹性能(减少磁畴尺寸)；畴壁能(涉及磁晶各向异性能，磁弹性能)畴壁数量减少。由于铁磁体具备很强内部互换作用，铁磁物质互换能为正值，并且较大，使得相邻原子磁矩平行取向，发生自发磁化，在物质内部形成许多社区域，即磁畴。这种自生磁化强度叫自发磁化强度MS。因而自发磁化是铁磁物质基本特性，也是铁磁物质和顺磁物质区别所在。大量实验证明，为了保持自发磁化稳定性，必要使强磁体能量达最低值，因而就分裂成无数微小磁畴，形成磁畴构造。每个磁畴体积大概为10-9cm3，约有1015个原子。磁畴壁：相邻磁畴过渡区。磁畴壁具备互换能，磁晶能及磁弹性能。磁畴壁有吸引夹杂物或空隙作用，因畴壁通过夹杂物或空隙时系统退磁能和畴壁能都较小。磁性材料中，夹杂物或空隙越多，壁移磁化就越困难，因而，磁化率也就越低。单畴颗粒：具备低磁导率和高矫顽力。3.5技术磁化磁滞回线：铁磁体在未经磁化或退磁状态时，其内部磁畴磁化强度方向随机取向，彼此互相抵消，总体磁化强度为零。如果将其放入外磁场H中，其磁化强度M随外磁场H变化是非线性。技术磁化：在外磁场作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化到饱和内部变化过程。磁化阶段：I。畴壁可逆迁移阶段；II。畴壁不可逆迁移阶段；III。磁畴旋转•畴壁移动阻力1。应力理论：2。杂质理论：可以用磁滞回线阐明晶体磁学各向异性。在某一宏观方向上（如水平方向、垂直方向）生长单磁畴粒子，且其自发磁化强度被约束在该方向内，当在该方向上施加外加磁场，磁滞回线为直角型，而在与此垂直方向上施加磁场，磁滞回线缩成线性。 3.6影响金属铁磁性因素组织构造不敏感参量：Ms，λs，K，Tc等，它们与成分，铁磁相性质及数量关于；组织构造敏感参量：Hc，μ，χ，Br等，它们与技术磁化关于。一，温度影响：M-T曲线：Tc；二，应力影响：应力方向与磁致伸缩同号时应力增进磁化；反之则阻碍磁化。形变，晶粒及杂质影响：形变产生大量缺陷和很高应力，使磁导率下降，娇顽力升高；再结晶退火可消除应力和缺陷，使磁化容易，从而使磁导率明显增高，娇顽力下降；晶粒细化与加工硬化效果相似。晶粒越细小,晶界(面缺陷)便越多,磁化阻力也越大,越难磁化。杂质：固溶杂质使点阵扭曲，阻碍畴壁移动，使μ下降，Hc上升。间隙固溶体时，杂质影响较大，形成夹杂物和置换式固溶体时影响较小。但都使Ms减少。何谓磁导率μ？改进铁磁材料μ办法有哪些？.磁导率µ：当外磁场H增长时，磁感应强度B增长速率叫磁导率，用µ表达，即µ=B/H。提高铁磁材料磁导率μ办法途径有：1）消除铁磁材料中杂质；2）把晶粒哺育到足够大并呈等轴壮；3）冷加工导致再结晶织构；4）磁场中退火导致磁织构。四，合金成分和组织影响（见课件）五，钢铁磁性：铁素体(碳溶于α-Fe中形成间隙固溶体)，珠光体，贝氏体，和马氏体均具备强铁磁性。Fe3C是弱铁磁相。奥氏体呈顺磁相。淬火态比退火态Hc高，含C量高Hc高(同是淬火态或退火态)；细片。珠光体Hc比粗片状和粒状高。•磁导率变化与Hc相反。改错：1．在钢组织中，奥氏体是铁磁相。答：错；在钢组织中，奥氏体是铁（顺）磁相。2．钢在回火过程中，残存奥氏体分解会引起饱和磁化强度Ms减少。答：错；钢在回火过程中，残存奥氏体分解会引起饱和磁化强度Ms减少（升高）。3.7铁磁性测量(详细见课件)静态磁性能测量：直流磁场下基本磁化曲线，磁滞回线，以及由此定义磁参数：Ms，Br，Hc，μ，(BH)max等。•动态磁性测量：测量软磁材料在交变磁场中性能，以及各种B，f下μ和磁损耗。1.闭路试样冲击法2.开路试样冲击法测量3.热磁仪测量法(磁转矩仪)4.抛脱法1。先将试样磁化到饱和；2。逐渐增大反向电流退磁3。直至将试样迅速抽出后，检流计为零。4。HC=NI/L材料弹性及内耗弹性模量：在弹性范畴内，引起物体单位变形所需要应力大小。即材料所受应力σ与应变ε之间线性比例系数，σ=Eε，其中称为弹性模量。它表达材料弹性变形难易限度。弹性物理本质：见课本。弹性模量与其她物理量关系1.与熔点Tm关系：E=KTmacb；其中c比热容；K,a,b常数（a~1，b~2）；原子结合力越强，熔点也越高，E也越大。2.与德拜特性温度θD关系：见课件3.与原子构造关系：见课件影响弹性模量关系1.温度影响•普通状况：T↑→a↑→F↓→E↓铁：△T=100℃，△E=-(3~4)%；钢：t=25→450℃，△E=-20%；弹性模量温度系数：e=(1/E)·(dE/dT);热膨胀系数：α=(1/a)·(da/dT)思考：试由E=k/am推证：e/α=常数。2.相变影响(多晶型转变、有序化转变、铁磁性转变、超导态转变等)合金成分与组织影响总来说，加入少量合金元素和进行不同热解决工艺对E影响不明显，但加入大量合金元素会使E产生明显变化。E与溶质浓度之间可以成近似于直线关系，或偏离直线关系。(一)形成固溶体合金(二)形成化合物和多相合金弹性模量是个组织不敏感参量，它几乎与单相合金晶粒大小与形状，多相合金中第二相弥散限度，形状和分布状态等因素无关。溶质原子对E影响小结：1。由于溶质加入而导致点阵畸变，使E减少。2。溶质和溶剂原子结合力比溶剂原子结合力大，使E增长，反之减少。3。溶质原子也许阻碍位错弯曲和运动，使E增大。4。过渡族元素d层电子未填满，结合力较强，也许使E增大。5。有序化有助于改进离子电场规整性，有助于增强化学作用力。使E增大。弹性模量测量及应用1）静态法：从应力和应变曲线拟定弹性模量E办法。缺陷：精度底，载荷大小，加载速度影响大；脆性材料有困难。2）动态法：在试样承受交变应力产生很小应变条件下测量弹性模量E办法。长处：速度快，精确。试样承受极小应力应变（10-5~10-7）合用于高温和交变复杂负荷条件下工作金属零部件。弯曲振动共振法两端自由均匀棒振动方程：满足于基波圆棒弹性模量:E=1.262ρL4f2/d2其中，L、d、f、ρ分别为试样长度、直径、共振频率、和密度。试样尺寸应满足：L/d=20~25；悬丝：直径不大于0.2mm,长度100~300mm,不具备强谐振细丝。室温可用棉线；600℃如下，选用铜丝；高温可用铂金丝。悬丝挂在共振结点处：0.224~0.174L范畴内.内耗(Internalfriction)滞弹性：在弹性范畴内浮现非弹性现象（如弹性蠕变和弹性后效）。滞弹性内耗：滞弹性是在弹性范畴内浮现非弹性现象.抱负弹性体完全遵守虎克定律,应力与应变随时保持相似位相,则无内耗.滞弹性内耗•tanδ=(1/2π)·(ΔW/W)振动一周在单位弧度上相对能量损耗•Q-1=(1/2π)·(ΔW/W)=(1/π)·ln(An/An+1)Theinternalfrictioniscalculatedfromthedecayofthevibrationamplitude.•Q-1=tanδ=(1/31/2)·(Δν/ντ)•内耗峰与内耗谱：依照弛豫理论：tanδ=ΔMω2/(1+ω2τ2)；其中ΔM为模量亏损，ΔM=(MU-MR)/(MUMR)1/2ωτ>>1或ωτ<<1时，tanδ都趋于零。ωτ=1时，tanδ浮现极大值，内耗峰。弛豫时间τ：受力材料从一种平衡状态过渡到新平衡态，内部原子调节所需要时间。它与温度T及扩散激活能关系：τ=τ0exp(H/RT)产生滞弹性内耗峰共振条件：是ωτ=1时，内耗峰tanδ浮现极大值。其中，弛豫时间：τ=τ0exp(H/RT)；得到内耗曲线途径：1.变化振动频率得到Q-1-ωτ曲线2.变化温度得到Q-1-T曲线滞弹性内耗明显与动态振动频率关于，与振幅无关。虽然是滞弹性材料，如果实验是准静态地进行，不会产生内耗。这时一种动态滞后行为成果。静滞后内耗：静滞后也是一种弹性范畴内非弹性现象。应力变化时，应变总是瞬时调节到相应值，这种静态落后于应力行为有别于滞弹性动态滞后。静滞后内耗与加载速度无关，而与振幅关于。近年来已查明，应力振幅很小时，晶体内位错运动会产生静滞后行为，引起内耗。内耗产生机制总来说，材料非弹性行为来源于应力感生原子重排和磁重排。原子重排性质不同，要通过不同机制进行。1。体心立方点阵中间隙原子微扩散斯诺克（J.Snoek)峰：碳（氮）钢振动衰减和温度曲线上，在40˚C附近浮现内耗峰。该峰值与C(N)浓度成正比.f=1Hz；碳（氮）原子在α-Fe中扩散激活能为80.2kJ/mol(76.8kJ/mol)•间隙原子在BBC点阵中应力感生微扩散产生内耗峰与溶质原子浓度成正比.•晶界对间隙原子有吸附作用，晶粒越细，晶界越多，受应力感生有序间隙原子就越少，内耗峰就越低。面心立方点阵中间隙原子微扩散（一）点阵中存在合金元素原子，间隙原子与合金元素原子产生不对称畸变而引起内耗，内耗峰值与单位体积内间隙原子浓度成正比。（Fe-Mn，Fe-Mn-Ni-Cr合金内耗峰值和含碳量关系得到证明。（二）点阵中存在空位。进入空位碳原子与另一碳原子构成原子对；两个碳原子在空位两旁形成一种原子对。这样原子对使点阵产生畸变而引起内耗。峰高与含碳量平方成正比。实验表白，镍和碳固溶体内耗峰值与含碳量存在近似平方关系。置换原子应力感生有序置换式固溶体中单个原子引起点阵畸变是完全对称，对称性畸变不存在应力感生有序倾向。不能引起内耗。当溶质原子浓度足够高时，相邻溶质原子对会产生不对称畸变，故受到应力时原子对轴要发生扭动而形成有序化，微扩散而引起滞弹性内耗。溶质原子浓度足够高（不不大于10%）时，才干保证构成原子对条件。内耗峰与溶质原子浓度平方成正比。如Ag-Zn，Cu-Zn合金。4.晶界内耗晶界是晶粒过渡区,具备一定粘滞性.晶粒越大,内耗峰越低.如下图铝晶界内耗峰（T=285˚C；f=0.8Hz)•杂质原子分布于晶界,对晶界起着钉扎作用,杂质浓度越高，晶界内耗峰越低.晶界粘滞性所产生非弹性行为使弹性模量明显下降位错内耗金属内耗对冷形变非常敏感，轻微形变和位错可使内耗增长几倍.退火则相反.位错也是一种内耗源.背底内耗：Δ=ΔI+ΔH•K-G-L理论间隙固溶体形变内耗具有碳(氮)原子铁经冷形变后,在200˚C附近浮现一种内耗峰(W.Koester峰).激活能为2.4×10-19J.正好等于位错运动需要激活能(为0.8×10-19J)与碳原子扩散所需要激活能(为1.6×10-19J)之和.形变在位错周边产生了斯诺克气团,在位错运动过程中,气团中碳(氮)原子重新分布而引起内耗.寇斯特内耗峰与斯诺克内耗峰存在互相消长关系.含碳(氮)原子α-Fe经淬火解决后在200˚C浮现内耗峰,其机制与形变峰同样.改错：碳钢晶粒越细、晶界越多，受应力感生有序间隙原子就越多，斯诺克内耗峰越高。答：错。碳钢晶粒越细、晶界越多，受应力感生有序间隙原子就越多（少），斯诺克内耗峰越高（低）。热弹性内耗与磁弹性内耗内耗测量一扭摆法：Q-1=(1/2π)·(ΔW/W)=(1/π)·ln(An/An+1)Theinternalfrictioniscalculatedfromthedecayofthevibrationamplitude.二共振法：Q-1=tanδ=(1/31/2)·(Δν/ντ)内耗分析应用（一），研究固溶体时效时效动力学指出，沉淀析出数量ω与时效时间t关系：ω=1-exp[-(t/τ0)n];J.Snoek峰值与固溶体中间隙原子浓度成正比。从α-Fe中沉淀析出数量和峰值关系：ω=（Q