为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料迁移率的单位晶格热振动：晶体中的质点总是围绕着平衡位置作微小振动。格波:晶格振动以波的形式在材料内传播。热容：在没有相变或化学反应的条件下，材料温度升高1K时所吸收的热量(Q)，单位为Jk。声频支振动:格波中频率甚低的振动波，质点彼此之间的位相差不大时，格波类似于弹性体中的应变波.光频支振动:格波中频率甚高的振动波，质点间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区为什么温度升高材料会吸收热量？这是因为温度升高时，晶格振动加剧，材料的内能增加；另外，吸收的热量与过程有关，若温度升高时体积发生膨胀，物体还要对外作功。热容是材料的焓随温度变化而变化的一个物理量，这就是热容的本质。组织转变对热容的影响:一级相变：相变在某一温度点完成，除体积突变外，还同时吸收和放出潜热的相变。如金属三态转变、同素异构转变、合金的共晶和包晶转变等。特点：如图1-6(a)所示，加热到Tc时，热焓H发生突变，热容为无限大。二级相变：是在一定温度区间内逐步完成。如磁性转变、bbc点阵有有序无序转变、合金的超导转变等。特点：如图1-6(b)所示，热焓无突变，仅在相变点附近的狭窄区域内加剧，同时热容也发生剧烈变化，但为有限值。相变的潜热对应于图中的阴影部分面积。热容的测量:1.量热计法2.撒克斯法3.热分析法热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。线膨胀系数：温度升高1K时，物体的相对伸长。线性振动：是指质点间的作用力与距离成正比。热膨胀和结合能、熔点的关系:固体材料的热膨胀与晶体点阵中质点的位能性质有关，而质点的位能性质是由质点间的结合力特性所决定的。所以，质点间结合力强，热膨胀系数小.熔点也取决于质点间的结合力。所以熔点高的材料膨胀系数小。热膨胀系数的测定：要测准材料的平均线膨胀系数，关键在于能否精确地给出试样温度变化值T并同时精确反映出此时试样长度的变化值L。通常把能给出试样长度随温度变化的装置称为膨胀仪。按原理可分为机械式、光学式和电测式。1.机械杠杆式膨胀仪：把试样的膨胀量通过杠杆放大传递到记录笔上。2.光杠杆膨胀仪：是利用三角架的机械放大，再加上安装在三角架上的旋转镜的光点反射光程的放大，使用照相方法直接记录出膨胀曲线。其精度较高，稳定性较好，是目前使用最高度广泛的膨胀仪之一。3.电感式膨胀仪：是目前应用最多的一种，放大倍数高。热膨胀分析：组织转变附加的体积效应使膨胀曲线产生拐折。切线法：从膨胀曲线可以确定组织转变临界点：取膨胀曲线上偏离单纯热膨胀规律的开始点，即切离点。取膨胀曲线上4个极值点a、b、c、d所对应温度作为组织转变临界点Ac1、Ac3、Ar3、Ar1影响热膨胀的因素：1.键强：键强越大的材料，热系数越小。2.晶体结构一般规律结构不同，膨胀系数不同。通常结构紧密的晶体，膨胀系数较大；3.非等轴晶系晶体，其单晶在各晶轴方向上的膨胀系数不同。4.相变：材料在加热过程中发生相变时，体积变化，材料的膨胀系数也变化。5.化学成分:形成固溶体合金时，溶质元素的种类和含量对合金的膨胀系数有明显影响。两元素形成的化合物比形成的固溶体膨胀系数小。多相合金的膨胀系数介于其组成相的膨胀系数之间。可近似地根据“加和法则”粗略计算。温度应力又称为热应力,它是由于构件受热不均匀而存在着温度差异,各处膨胀变形或收缩变形不一致,相互约束而产生的内应力熔点：在一个大气压下，晶体从固态熔化为液态的温度。热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷端的现象。热传导：热量降从温度高的区域自动流向温度低的区域的现象。稳定传热是：传热过程中，材料在传热方向上各处的温度T是恒定的，与时间无关，Q/t是常数。导热系数的物理意义是指单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。热阻率：热导率的倒数。非稳定传热是指：传热过程中物体内各处的温度随时间而变化。固体导热的基本方式：由晶格振动的格波和自由电子的运动来实现的。气体导热的基本方式：质点间直接碰撞金属材料导热的基本方式：自由电子间碰撞；非金属材料导热的基本方式：晶格振动声子碰撞，并且格波分为声频支和光频支两类。在温度不高时，光频支的能量很小，固体材料的导热主要靠声频支的作用，可以忽略光频支在导热过程中的作用。声频波的量子称为声子。它所具有能量仍然应该是hv，经常用?来表示。声子热导的理论假设：可把声频支的传热看成是声子的运动。把格波和物质的相互作用理解为声子和物质的碰撞，把格波在晶体中传播时遇到的散射看作是声子同晶体中质点的碰撞，把理想晶体中热阻归结为声子-声子的碰撞。晶格的热振动是非线性的晶格间有着一定的耦合作用声子间会产生碰撞，使声子的平均自由程减小热导率降低。声子间碰撞引起的散射是晶格中热阻的主要来源。热射线：有热效应的电磁波称为热射线。热辐射：热射线的传递过程称为热辐射。影响导热性能的因素：电导率，温度，晶体结构，化学组成，复相陶瓷，气孔。热导率的测量：稳态法，非稳态法热稳定性:材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，所以又称为抗热震性。热应力：材料由于热膨胀或收缩引起的内应力热冲击损坏的类型材料抵抗发生瞬时断裂这类破坏的性能，称为抗热冲击断裂性；材料抵抗在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落，并不断发展，最终碎裂或变质这类破坏的性能，称为抗热冲击损伤性。提高抗热冲击断裂性能的措施:1提高材料强度，减小弹性模量E，使E提高。2提高材料的热导率，使R提高。3减小材料的热膨胀系数。4减小表面热传递系数h。5减小产品的有效厚度rm。6有意引入裂纹，是避免灾难性热震破坏的途径。抗热冲击断裂性：以强度应力理论为判据，认为材料中热应力达到抗张强度极限后，材料产生开裂、破坏。这适应于玻璃、陶瓷等无机材料。抗热冲击损伤性：以应变能断裂能为判据，认为在热应力作用下，裂纹产生，扩展以及蔓延的程度与材料积存有弹性应变能和裂纹扩展的断裂表面能热导率的应用：是保温材料选择的依据；金属材料热处理计算保温时间的重要参数；多相材料的导热系数可降低，且气体的导热系数比固体材料要低得多，气孔率高的多孔轻质耐火材料比一般的耐火材料的导热系数低，这是隔热耐火材料生产应用的基础。航空、航天材料，电子信息材料的选择与计算。导电性:在电场作用下，材料中的带电粒子发生定向移动从而形成宏观电流的现象。根据材料导电性的高低，可将材料划分为：导体、半导体、绝缘体。电子电导的特性1.电子电导的载流子：是电子或空穴(即电子空位)。2.电子电导材料：主要发生在导体和半导体中。3.电子的运动1）在理想晶体中：在绝对零度下，电子运动像理想气体分子在真空中的运动一样，电子运动时不受阻力，迁移率为无限大。2）实际晶体中：周期性受到破坏，电子运动受到阻碍。电子与点阵的非弹性碰撞引起电子波的散射是电子运动受阻的原因之一3）电场周期破坏的原因：晶格热振动、杂质的引入、位错和裂缝等。4）电子运动受阻的原因：电子与点阵的非弹性碰撞引起电子波的散射使电子运动受阻。电流密度J:单位面积通过的电流量。霍尔效应：若在X方向通以电流，在z方向上加以磁场，则在Y方向电极两侧开始聚积异号电荷相应的附加电场的现象。而产生?p?he?n?ee载流子：材料中参与传导电流的带电粒子。迁移率：载流子在单位电场中的迁移速度。=v/E电导率：=nq半导体的电导率表达式为：离子电导：载流子为离子的电导称为离子电导；电子电导：载流子为电子的电导称为电子电导。导电性的物理本质研究的三个理论阶段：经典自由电子理论，量子自由电子理论，能带理论。经典电子理论认为：正离子形成的电场是均匀的，自由电子运动的规律遵循经典力学气体分子的运动规律。量子自由电子理论的主要内容：金属中正离子形成的电场是均匀的，价电子不被原子所束缚，可以在整个金属中自由地运动。满带：全带中每一能级都被都被两个电子占据的能带。在能带图中满带材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称为形变。材料承受外力作用、抵抗变形的能力及其破坏规律，称为材料的力学性能或机械性能。材料在单位面积上所受的附加内力称为应力。法向应力导致材料伸长或缩短，而剪切应力引起材料的切向畸变。应变是用来表征材料在受力时内部各质点之间的相对位移。对于各向同性材料，有三种基本类型的应变：拉伸应变?，剪切应变?和压缩应变。若材料受力前的面积为A0，则?0=F/A0称为名义应力。若材料受力后面积为A，则?T=F/A称为真实应力。对于理想的弹性材料，在应力作用下会发生弹性形变，其应力与应变关系服从胡克定律。E是弹性模量，又称为弹性刚度。弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗形变能力的大小。E越大，越不容易变形，表示材料刚度越大。弹性模量是原子间结合强度的标志之一。泊松比：在拉伸试验时，材料横向单位面积的减少与纵向单位长度的增加之比值。黏性形变是指黏性物体在剪切应力作用下发生不可逆的流动形变，该形变随时间增加而增大。材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性。材料发生塑性形变而不发生断裂的能力称为延展性。在足够大的剪切应力?作用下或温度T较高时，材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移，宏观上表现为材料的塑性形变。滑移和孪晶：晶体塑性形变两种基本形式。蠕变是在恒定的应力作用下材料的应变随时间增加而逐渐增大的现象。位错蠕变理论：在低温下受到阻碍而难以发生运动的位错，在高温下由于热运动增大了原子的能量，使得位错能克服阻碍发生运动而导致材料的蠕变。扩散蠕变理论：材料在高温下的蠕变现象与晶体中的扩散现象类似，蠕变过程是在应力作用下空位沿应力作用方向扩散的一种形式。晶界蠕变理论：多晶陶瓷材料由于存在大量晶界，当晶界位相差大时，可把晶界看成是非晶体，在温度较高时，晶界黏度迅速下降，应力使得晶界发生黏性流动而导致蠕变。自然界中实际存在的材料，其形变介于理想弹性固体与理性黏性液体之间，既具有固体的弹性又具有液体的黏性，即黏弹性。常见的力学松弛现象有蠕变、应力松弛、滞后和力损耗。应力松弛是指在恒定的应变时，材料内部的应力随时间增长而减小的现象。蠕变和应力松弛属于静态力学松弛过程或称静态黏弹性。在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象称为滞后。当应变与应力同相位时，没有滞后现象，发生形变所做的功等于恢复原状时获得的功，而当应变滞后于应力相位时，则每一循环周期都要损耗能量，称为力损耗。在交变应力作用下发生的滞后和力损耗属于动态力学松弛或动态黏弹性。时温等效原理：材料的黏弹性力学松弛现象，不仅与时间有关，而且与温度有关。升高温度与延长时间对分子运动及其引起的黏弹性行为是等效的，可借助转换因子?T将某一温度测定的黏弹性数据转换为另一温度T0的对应数据，这就是时温等效原理。Griffith断裂理论：断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面断开，而是裂纹扩展的结果，裂纹尖端会产生应力集中，裂纹的存在使得实际材料的断裂强度低于理论结合强度。陶瓷、玻璃等脆性材料有微米级微观线度的裂纹时，就会发生低于理论结合强度