㈠ 影響材料性能的因素.包括金屬材料.無機非金屬材料,復合材料和高分子材料. 不用分類闡述!急啊.....
影響材料性能的內在因素——組織結構.
組織結構是指材料內部不同尺寸的組成部分的空間排列形式,主要包括以下幾個層次:
晶體結構——需要藉助於x衍射等手段確定;
顯微組織——需要藉助於顯微鏡觀察確定;
宏觀組織——用眼睛可直接觀察確定.
要點:
晶體缺陷對力學性能的影響
一,金屬材料都是多晶體
二,晶體的缺陷
晶體內部的某些局部區域,原子的規則排列受到干擾而破壞,不象理想晶體那樣規則和完整.把這些區域稱為晶體缺陷.這些缺陷的存在,對金屬的性能(物理性能,化學性能,力學性能)將產生顯著影響,如鋼的耐腐蝕性,實際金屬的屈服強度遠遠低於通過原子間的作用力計算所得數值
點缺陷,線缺陷均提高材料的強度和硬度.
面缺陷增加——晶粒細小,不僅提高強度和硬度,而且提高材料的塑性和韌性.
各種缺陷一般都使材料的物理和化學性能變差.
增加各種缺陷的數量是強化材料的一種手段.
合金的相結構(重點!)
由於組元間相互作用不同,固態合金的相結構可分為固溶體和金屬化合物兩大類.
(一),固溶體
概念:合金在固態下,組元間能夠互相溶解而形成的一種在某一組元中包含其它組元的新相稱為固溶體.被溶解的稱為溶質,溶解溶質的組元稱為溶劑.固溶體的晶各類型與溶劑組元的相同
分類:根據溶質在溶劑中的位置可以分為置換固溶體和間隙固溶體
性能特點:由於在溶劑晶格中溶入了異類原子,使固溶體的晶格發生畸變,使塑性變形抗力增大,結果使金屬材料的強度,硬度增高.這種通過溶入溶質元素形成固溶體,使金屬材料的強度,硬度升高的現象,稱為固溶強化.固溶強化是提高金屬材料力學性能的重要途徑之一.實踐表明,適當控制固溶體中的溶質含量,可以在顯著提高金屬材料的強度,硬度的同時,仍能保持良好的塑性和韌性.固溶強化雖然提高了強度,硬度,但與金屬化合物相比,它屬於柔軟相,在合金中主要承擔基體相的角色.
關於溶解度:當溫度一定時,溶質在溶劑(或固溶強)中的溶解量多數情況是一定的,這一溶解量稱為的溶解度,有一定溶解度的固溶體稱為有限固溶體.溫度提高溶解度也增大.在置換固溶體中,當溶質和溶劑的尺寸和性質接近時則可能形成無限固溶體.顯然,只有置換固溶體才能形成無限固溶體.
(二),金屬化合物
概念:合金在固態下,組元間能夠互相作用而形成的一種晶格類型與任一組元都不相同的新相稱為金屬化合物,一般可用化學分子式表示(即它的成分相對確定).例如:鋼中滲碳體(Fe3C)是由鐵原子和碳原子所組成的金屬化合物,它具有復雜的晶格形式.
性能特點:金屬化合物的性能不同於任一組元,其溶點一般較高,硬而脆.當它呈細小顆粒均勻分布在固溶體基體上時,將使合金的強度,硬度和耐磨性明顯提高,這一現象稱為彌散強化.金屬化合物在合金中常作為強化相存在,它是許多合金鋼,有色金屬和硬質合金的重要組成相.
大多數合金的組織:大多數合金的組織都是固溶體與少量金屬化合物組成的混合物,其性質取決於固溶體與金屬化合物的數量,大小,形態和分布狀況——即取決於組織狀態.
非金屬材料主要指陶瓷材料和高分子材料
陶瓷的結合鍵:以離子鍵,共價鍵 結合,主 要以晶體存在.
(非金屬材料與金屬材料相比有很大的性能差別,根本原因是結合鍵的不同!)
2. 陶瓷的組織:晶相+玻璃相+氣相
性能特點
① 高硬度
硬度是陶瓷材料的重要性能指標,大多數陶瓷材料的硬度比金屬高得多,故其耐磨性好(它的硬度僅次於金剛石).
② 高彈性模量與高脆性
陶瓷在拉伸時幾乎沒有塑性變形,在拉應力作用下產生一定彈性變形後直接脆斷,大多數的陶瓷材料的彈性模量都比金屬高.
③ 低抗拉強度和較高的抗壓強度
由於陶瓷內部存在大量氣孔,其作用相當於裂紋,故其抗壓強度較高.
④ 優良的高溫強度和低的抗熱震性
高分子材料的結構與性能特點
1.高分子材料的結合鍵:
以共價鍵,分子鍵 結合,多數以非晶體存在.
共價鍵
分子鍵
2.分子鏈形態
a) 線型聚合物
b)帶有支鏈的線型聚合物
c)體型聚合物
2. 分子鏈形態
3.高分子的聚集態結構(分子鏈之間的堆砌形式)
高分子化合物的聚集態結構是指高聚物內部高分子鏈之間的幾何排列或堆砌結構,也稱超分子結構.依分子在空間排列的規整性可將高聚物分為結晶型,部分結晶型和無定型(非晶態)三類.
在實際生產中大多數聚合物都是部分晶態或完全非晶態.晶態結構在高分子化合物中所佔的質量分數或體積分數稱為結晶度.結晶度越高,分子間作用力越強,因此高分子化合物的強度,硬度,剛度和熔點越高,耐熱性和化學穩定性也越好;而與鍵運動有關的性能,如彈性,伸長率,沖擊韌性則降低.
㈡ 1、合金中的基本相結構, 有______和_______兩類。
有固溶體、金屬化合物兩類。
相關介紹:
1、固溶體:
指溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相。通常以一種化學物質為基體溶有其他物質的原子或分子所組成的晶體,在合金和硅酸鹽系統中較多見,在多原子物質中亦存在。
2、金屬化合物:
是指合金中的兩個元素,按一定的原子數量之比相互化合,而形成的具有與這兩元素完全不同類型晶格的化合物。
(2)固態合金的相結構有哪些擴展閱讀
金屬化合物的組成一般可用化學式表示。金屬化合物的晶格類型不同於任一組元,一般具有復雜的晶格結構。其性能特點是熔點高、硬度高、脆性大。當合金中出現金屬化合物時,通常能提高合金的硬度和耐磨性,但塑性和韌性會降低。金屬化合物是許多合金的重要組成相。
按照溶質原子在溶劑原子格點上所佔據的位置不同,又可將金屬固溶體分為置換周溶體和間隙固溶體。在置換固溶體中,溶質原子部分將溶劑原子格點取而代之,如圖中b所示。當溶質元素與溶劑元素在原子半徑、電負性以及晶格類型等因素都相近時,形成置換固溶體。
例如釩、鉻、錳、鎳和鈷等元素與鐵都能形成置換固溶體。在間隙固溶體中,溶質原子占據了溶劑原子格點的間隙。氫、硼、碳和氮等一些原子半徑特別小的元素與許多副族金屬元素能形成間隙固溶體。
㈢ 合金的相結構有哪些
1、固溶體是指溶質原子溶入溶劑晶格中而仍保持溶劑類型的合金相。通常以一種化學物質為基體溶有其他物質的原子或分子所組成的晶體,在合金和硅酸鹽系統中較多見,在多原子物質中亦存在。
2、代位固溶體,固溶體中如果溶質原子半徑和溶劑原子半徑相近,則固溶原子將取代溶劑原子分布在後者的位置上形成代位固溶體
合金:一種金屬元素與另外一種或幾種元素,通過熔化或其他方法結合而成的具有金屬特性的物質。
相:合金中同一化學成分、同一聚集狀態,並以界面相互分開的各個均勻組成部分。
(3)固態合金的相結構有哪些擴展閱讀
固溶體性能:
固溶強化:當溶質元素含量很少時,固溶體性能與溶劑金屬性能基本相同。但隨溶質元素含量的增多,會使金屬的強度和硬度升高,而塑性和韌性有所下降,這種現象稱為固溶強化。置換固溶體和間隙固溶體都會產生固溶強化現象。
適當控制溶質含量,可明顯提高強度和硬度,同時仍能保證足夠高的塑性和韌性,所以說固溶體一般具有較好的綜合力學性能。因此要求有綜合力學性能的結構材料,幾乎都以固溶體作為基本相。這就是固溶強化成為一種重要強化方法,在工業生產中得以廣泛應用的原因。
㈣ 相是指金屬或合金中
相和組織的根本區別是:相是單獨組成,是個單體;組織是組合而成,是由單體組成的復合體。
一、相:是指合金中具有同一聚集狀態、同一晶體結構和性質並以界面相互隔開的均勻組成部分;
1、鐵滲碳體相圖中所有的物質都是由滲碳體和鐵素體構成的,這兩個是相。
2、在金屬或合金中,凡化學成分相同、晶體結構相同並有界面與其它部分分開的均勻組成部分叫做相。液態物質為液相,固態物質為固相。
3、固態合金中有兩類基本相:固溶體和金屬化合物。
二、組織:是指合金中有若干相以一定的數量、形狀、尺寸組合而成的並且具有獨特形態的部分。
1、將一小塊金屬材料用金相砂紙磨光後進行拋光, 然後用侵蝕劑侵蝕, 即獲得一塊金相樣品。在金相顯微鏡下觀察,可以看到金屬材料內部的微觀形貌。這種微觀形貌稱做顯微組織(簡稱組織)。
2、由於結晶方式的不同,它們兩個的形態,相對數量會有所不同,造成宏觀上形貌的不同,即構成不同的組織。如珠光體和萊氏體,它們本質都是由兩種相構成,但是比例不同,當然形貌不同,它們就是不同的組織。
3、組織由數量、形態、大小和分布方式不同的各種相組成。
4、金屬材料的組織可以由單相組成,也可以由多相組成。
三、例如鐵碳合金:
鐵碳合金相圖中的相有:鐵素體、奧氏體、滲碳體三種。
鐵碳合金相圖中的組織有:鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體、索氏體、托氏體、貝氏體、馬氏體、回火馬氏體、魏氏組織。
(4)固態合金的相結構有哪些擴展閱讀:
金屬學及其熱處理中相與組織的區別:
金屬中相是指成分相似、結構相同的物質,可分為固溶體和金屬間化合物兩種類型。
如鋼種奧氏體相就是碳在面心立方鐵形成的間隙固溶體,鐵素體則是體心立方,從高溫到低溫奧氏體相向鐵素體轉變就是相變。
組織則可以理解是一種結合形態。比如共晶組織,就是共晶轉變是同時析出的兩種相結合形成的一種形態;還有比如冷變形金屬晶粒被壓扁,拉長,形成纖維組織,其實就是一種形態,回復僅是消除一定的加工硬化(降低位錯密度),形態沒變化,只有再結晶後成變成等軸晶,也就是轉變成了等軸晶組織。組織可以由多個相組成,但不能說是有相構成組織的,它們之間不存在從屬關系。
㈤ 固態合金有哪些相
大部份金屬合金常溫下都是固態的鉀鈉合金等幾個鹼金屬鈉合金熔點較低常溫下可以是液態
㈥ 合金固相組織類型
、共晶反應:指一定成分的液體合金,在一定溫度下,同時結晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應;共析反應:由特定成分的單相固態合金,在恆定的溫度下,分解成兩個新的,具有一定晶體結構的固相的反應。二、共晶反應和共析反應的區別:1、反應物的物理狀態不同;2、產物組織不同。
㈦ 固態合金的組織可分為哪三類
可分為二元合金、三元合金和多元合金。
合金,宏觀均勻,含有金屬元素的多元化學物質,一般具有金屬特性。任何元素均可採用作合金元素,但大量加入的仍是金屬。組成合金的最基本的、獨立的物質稱組元,或簡稱為元,由兩個組元組成的合金稱為二元合金,由三個組元組成的合金稱為三元合金。
各類型合金都有以下通性:
(1)多數合金熔點低於其組分中任一種組成金屬的熔點。
(2)硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大。(特例:鈉鉀合金是液態的,用於原子反應堆里的導熱劑)。
(3)合金的導電性和導熱性低於任一組分金屬。利用合金的這一特性,可以製造高電阻和高熱阻材料。還可製造有特殊性能的材料。
(4)有的抗腐蝕能力強(如不銹鋼)如在鐵中摻入15%鉻和9%鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼,適用於化學工業。
㈧ 固態合金中固溶體相有哪兩種化合物相有哪三種它們的力學性能有何特點
固態合金中的相可分為固溶體和金屬間化合物兩大類。根據溶質原子在溶劑晶格種所處位置不同分類以及根據金屬間化合物形成結構的條件特點分類。
合金,是由兩種或兩種以上的金屬與金屬或非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的物質。一般通過熔合成均勻液體和凝固而得。
相:物理學名詞。成份、結構相同的組織統稱為相