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第五章玻璃的力學(xué)性能及熱學(xué)性能主要內(nèi)容●5.1玻璃的力學(xué)性能◆51.1玻璃的機(jī)械強(qiáng)度◆512玻璃的彈性◆51.3玻璃的硬度和脆性◆51.4玻璃的密度●52玻璃的熱學(xué)性能◆52.1玻璃的熱膨脹系數(shù)◆522玻璃的比熱◆523玻璃的導(dǎo)熱性◆524玻璃的熱穩(wěn)定性5.1.1玻璃的機(jī)械強(qiáng)度51.1.1理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度●所謂材料的理論強(qiáng)度,就是從不同理論角度來分析材料所能承受的最大應(yīng)力或分離原子(離子或分子等)所需的最小應(yīng)力。取決于原子間的相互作用及熱運(yùn)動(dòng)E:彈性模量y:形成單位新表面所做的功a:每一緊鄰原子對(duì)的間距Oth=XEE:彈性模量X:為與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和鍵型有關(guān)的常數(shù),一般為01~02不同材料的彈性模量、理論強(qiáng)度與實(shí)際強(qiáng)度材料名稱鍵型彈性模量EPa系數(shù)x理論強(qiáng)度尸a實(shí)際強(qiáng)度/Pa石英玻璃纖維離子共價(jià)鍵124×10100.11.24×10101.05×1010玻璃纖維離子-共價(jià)鍵72×10100.10.72×101002~0.3×101塊狀玻璃離子-共價(jià)鍵72×10100.10.72×10108~15×107氯化鈉離子鍵4.0×100.060.24×10100.44×107有機(jī)玻璃共價(jià)鍵0.40.6×10100.10.04006×101010~15×107金屬鍵20×101001530×10100.1~0.2×1010塊狀玻璃的實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度相差2~3個(gè)數(shù)量級(jí)。●原因:玻璃的脆性、玻璃中存在微裂紋(尤其是表面微裂紋)和內(nèi)部不均勻區(qū)及缺陷的存在造成應(yīng)力集中。5112玻璃的斷裂力學(xué)斷裂力學(xué)的基本概念◆脆性斷裂理論假定在一個(gè)無限大的平板內(nèi)有一橢圓形裂紋,它與外力垂直分布,長度為2c,在一定應(yīng)力σ的作用下,此裂紋處的彈性應(yīng)變能為:E而同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)新裂口表面,相應(yīng)的表面斷裂能為:yzc玻璃材料的缺陷及裂紋的擴(kuò)展◆玻璃材料由于在其表面和內(nèi)部存在著不同的雜質(zhì)、缺陷或微不均勻區(qū),在這些區(qū)域引起應(yīng)力
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