武漢理工-材料物理學課件

材料物理學武漢理工大學材料物理學課程介紹課程概述課程目標了解材料的結(jié)構、性質(zhì)和性能之間的關系課程內(nèi)容晶體學、缺陷、擴散、熱力學、相變、組織分析、性能測試課程內(nèi)容安排1第一階段材料結(jié)構基礎2第二階段材料性質(zhì)與性能3第三階段材料組織與性能測試課程學習要求1認真聽課積極參與課堂討論2獨立完成作業(yè)定期進行復習3積極參與實驗注重理論聯(lián)系實際材料的結(jié)構原子結(jié)構原子核、電子、能級晶體結(jié)構晶胞、晶格常數(shù)、晶系非晶體結(jié)構無規(guī)則排列，短程有序晶體結(jié)構基礎立方晶系簡單立方、體心立方、面心立方六方晶系緊密堆積、空間利用率高金剛石結(jié)構共價鍵結(jié)合，硬度高晶體缺陷點缺陷空位、間隙原子線缺陷位錯，影響材料強度面缺陷晶界、孿晶界，影響材料性能體缺陷空洞、裂紋，影響材料強度晶體缺陷的分類1點缺陷2線缺陷3面缺陷4體缺陷位錯理論1刃位錯附加半平面2螺旋位錯螺旋狀原子排列3混合位錯刃位錯和螺旋位錯的組合位錯的特性1應力場位錯周圍存在應力場2彈性變形位錯運動導致材料的彈性變形3滑移面位錯在特定的晶面滑移位錯的運動滑移位錯在滑移面上運動攀移位錯垂直于滑移面運動交匯位錯相互作用原子擴散基礎擴散的類型間隙擴散間隙原子在晶格中運動空位擴散原子交換空位位置擴散的影響因素1溫度溫度越高，擴散速度越快2濃度濃度梯度越大，擴散速度越快3晶格結(jié)構晶格結(jié)構影響擴散系數(shù)熱力學基礎熱力學第一定律能量守恒定律熱力學第二定律熵增原理熱力學第三定律絕對零度不可達到相變基礎固相變固態(tài)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)變液相變固態(tài)和液態(tài)之間的轉(zhuǎn)變氣相變液態(tài)和氣態(tài)之間的轉(zhuǎn)變相圖分析1相具有均勻物理化學性質(zhì)的物質(zhì)2相變相之間的相互轉(zhuǎn)化3相圖表示相變關系的圖形鐵碳合金相圖共析轉(zhuǎn)變奧氏體分解為珠光體共晶轉(zhuǎn)變液態(tài)合金凝固為共晶組織相變動力學1成核新相形成的初始階段2長大新相尺寸不斷增大3最終相變形成穩(wěn)定的相變產(chǎn)物時間溫度轉(zhuǎn)變圖相變控制熱處理通過控制溫度和時間來改變材料組織合金化加入合金元素來改變相變過程材料組織分析顯微組織觀察光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡衍射分析技術X射線衍射、電子衍射顯微組織觀察光學顯微鏡放大倍數(shù)有限掃描電子顯微鏡分辨率更高衍射分析技術X射線衍射晶體結(jié)構分析電子衍射微觀結(jié)構分析X射線衍射1布拉格方程描述X射線衍射現(xiàn)象2衍射峰對應晶體結(jié)構3晶格常數(shù)可通過衍射圖計算電子衍射透射電子顯微鏡高分辨率成像掃描電子顯微鏡表面形貌分析材料性能測試1強度性能測試拉伸試驗、硬度試驗2電性能測試電阻率、電導率測試3磁性能測試磁化強度、磁導率測試強度性能測試拉伸試驗測定材料的抗拉強度硬度試驗測定材料的抗壓能力電性能測試電阻率材料阻礙電流流動的能力電導率材料導電的能力磁性能測試磁化強度