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第一篇　材料的力学性能 1

第1章　材料的弹性变形 3

1.1　材料的弹性变形机理 4

1.1.1　金属与陶瓷材料的弹性变形机理 4

1.1.2　高分子材料的弹性变形机理 5

1.2　弹性变形力学性能指标 8

1.2.1　弹性模量 8

1.2.2　比例极限与弹性极限 15

1.2.3　弹性比功 15

1.3　非理想的弹性变形 16

1.3.1　滞弹性 17

1.3.2　黏弹性 17

1.3.3　伪弹性 19

1.3.4　包申格效应 20

1.3.5　内耗 20

综合习题 21

第2章　材料的塑性变形 23

2.1　材料的塑性变形机理 24

2.1.1　金属与陶瓷晶体的塑性变形机理 25

2.1.2　陶瓷材料的塑性变形特点 35

2.1.3　高分子材料的塑性变形 38

2.2　冷变形金属的回复与再结晶 40

2.2.1　塑性变形对材料性能的影响 40

2.2.2　冷变形金属的回复与再结晶 44

2.2.3　材料的热加工与冷加工 50

2.3　塑性变形的力学性能指标 52

2.3.1　屈服强度 52

2.3.2　应变硬化指数 57

2.3.3　抗拉强度 58

2.3.4　塑性与超塑性 61

综合习题 63

第3章　材料的断裂与断裂韧性 65

3.1　材料的断裂 66

3.1.1　断裂的类型及断裂机理 66

3.1.2　断口分析 71

3.1.3　裂纹的形核与扩展 72

3.1.4　断裂强度 73

3.2　断裂韧性 77

3.2.1　缺口效应 78

3.2.2　线弹性条件下的断裂韧性 80

3.2.3　弹塑性条件下的断裂韧性 83

3.2.4　影响材料断裂韧性的因素 85

3.3　断裂韧性在工程中的应用 90

3.3.1　材料选择 90

3.3.2　安全校核 91

3.3.3　材料开发 91

综合习题 92

第4章　材料的扭转、弯曲、压缩性能 94

4.1　应力状态软性系数 95

4.2　扭转 96

4.2.1　扭转试验 97

4.2.2　扭转试验的特点及应用 98

4.3　弯曲 98

4.3.1　弯曲试验 99

4.3.2　弯曲试验的特点及应用 100

4.4　压缩 100

4.4.1　压缩试验 100

4.4.2　压缩试验的特点及应用 101

综合习题 101

第5章　材料的硬度 103

5.1　硬度的意义及试验方法 104

5.2　布氏硬度 105

5.2.1　原理 105

5.2.2　表示方法 106

5.2.3　特点及应用 106

5.2.4　硬度与其他力学性能的关系 106

5.3　洛氏硬度 106

5.3.1　原理 106

5.3.2　表示方法 107

5.3.3　特点及应用 107

5.4　维氏硬度 108

5.4.1　原理 108

5.4.2　表示方法 108

5.4.3　特点及应用 108

5.5　显微硬度 108

5.6　其他硬度 109

5.6.1　莫氏硬度 109

5.6.2　肖氏硬度试验 110

5.6.3　里氏硬度 110

5.6.4　邵氏硬度 111

综合习题 113

第6章　材料的冲击韧性及低温脆性 114

6.1　冲击韧性 116

6.1.1　冲击载荷的能量性质 116

6.1.2　缺口冲击试验 116

6.1.3　冲击韧性 118

6.1.4　冲击试验的用途 119

6.2　低温脆性 119

6.2.1　材料的冷脆倾向 119

6.2.2　韧脆转变温度 120

6.2.3　低温脆性的影响因素 122

综合习题 124

第7章　材料的疲劳性能 125

7.1　金属材料的疲劳性能 127

7.1.1　循环载荷及疲劳断裂的特点 127

7.1.2　疲劳断口形貌及疲劳破坏机理 128

7.1.3　疲劳抗力指标 134

7.1.4　影响材料疲劳强度的因素 138

7.2　陶瓷材料的疲劳性能 141

7.2.1　静态疲劳 141

7.2.2　循环疲劳 141

7.2.3　陶瓷材料疲劳特性评价 142

7.3　高分子材料的疲劳性能 142

7.3.1　高分子材料的疲劳 143

7.3.2　高分子材料的疲劳断口 144

综合习题 144

第8章　材料的磨损性能 146

8.1　金属材料的磨损性能 148

8.1.1　磨损过程 148

8.1.2　磨损的基本类型 149

8.2　陶瓷材料的磨损性能 157

8.3　高分子材料的磨损性能 159

8.4　磨损试验方法 160

8.4.1　磨损试验机 160

8.4.2　磨损量的测量与评定 161

综合习题 162

第9章　材料的高温力学性能 163

9.1　材料的高温蠕变 165

9.1.1　蠕变曲线 165

9.1.2　蠕变变形机理 166

9.1.3　蠕变断裂机理 168

9.1.4　蠕变断口形貌 169

9.2　高温力学性能指标及其影响因素 169

9.2.1　高温力学性能指标 169

9.2.2　影响材料高温力学性能的因素 171

综合习题 173

第10章　材料在环境介质作用下的腐蚀 174

10.1　金属材料的应力腐蚀 175

10.1.1　金属的应力腐蚀概述 176

10.1.2　金属的应力腐蚀特点 177

10.1.3　应力腐蚀断裂的评定指标 178

10.1.4　应力腐蚀机理 180

10.1.5　防止金属发生应力腐蚀的措施 181

10.2 陶瓷材料在环境介质作用下的腐蚀 182

10.3　高分子材料在环境介质作用下的腐蚀 183

10.3.1　高分子材料的腐蚀类型 184

10.3.2　高分子材料的应力腐蚀 184

综合习题 186

第11章　材料的强韧化 187

11.1　金属材料强韧化 189

11.1.1　金属材料的强化原理 189

11.1.2　金属材料的韧化原理 190

11.1.3　金属材料强韧化常用方法举例 192

11.2　无机非金属材料的强韧化 194

11.2.1　无机非金属材料的韧化机理 194

11.2.2　无机非金属材料的强韧化方法举例 196

11.3　高聚物的强韧化 197

11.3.1　高聚物的强化原理 197

11.3.2　高聚物的韧化原理 198

11.3.3　高分子材料的强韧化方法举例 201

11.4　复合改性 202

11.4.1　纤维的增强作用 202

11.4.2　纤维的增韧作用 202

综合习题 203

第二篇　材料的物理性能 205

第12章　材料的热学性能 207

12.1　晶体的点阵振动 208

12.2　热容 209

12.2.1　热容的基本概念 209

12.2.2　经典热容理论 210

12.2.3　固体热容的量子理论 211

12.2.4　影响热容的因素 214

12.2.5　材料热容性能的应用 215

12.3　热膨胀 216

12.3.1　热膨胀的基本概念 216

12.3.2　热膨胀的机理 217

12.3.3　影响热膨胀的因素 218

12.3.4　材料热膨胀性能的应用 220

12.4　热传导 220

12.4.1　材料的热传导 220

12.4.2　热传导的微观机理 221

12.4.3　影响材料热传导性能的因素 222

12.4.4　材料热传导性能的应用 224

12.5　热稳定性 225

12.5.1　热稳定性的定义 225

12.5.2　影响抗热震的主要因素 228

12.5.3　材料热学稳定性能的应用 228

综合习题 229

第13章　材料的磁学性能 230

13.1　基本磁学性能 231

13.1.1　磁学基本量 231

13.1.2　物质的磁性分类 232

13.2　抗磁性和顺磁性 233

13.2.1　原子本征磁矩 233

13.2.2　抗磁性 235

13.2.3　顺磁性 236

13.3　铁磁性与反铁磁性 236

13.3.1　铁磁质的自发磁化 236

13.3.2　反铁磁性和亚铁磁性 237

13.3.3　磁畴 238

13.3.4　磁化曲线和磁滞回线 239

13.4　影响材料磁性能的因素 242

13.4.1　影响材料抗磁性与顺磁性的因素 242

13.4.2　影响材料铁磁性的因素 243

13.4.3　铁磁性的测量方法与应用 244

13.5　磁性材料及其应用 246

13.5.1　软磁材料 246

13.5.2　硬磁材料 248

13.5.3　磁存储材料 250

综合习题 251

第14章　材料的电学性能 252

14.1　导电性能 253

14.1.1　导电机理 253

14.1.2　超导电性 258

14.1.3　影响材料导电性的因素 259

14.1.4　电阻测量与应用 261

14.2　热电性能 262

14.2.1　热电效应 262

14.2.2　影响热电势的因素 265

14.3　半导体导电性的敏感效应 266

14.3.1　热敏效应 266

14.3.2　光敏效应 266

14.3.3　压敏效应 266

14.3.4　磁敏效应 267

14.4　介质极化与介电性能 267

14.4.1　极化的基本概念 267

14.4.2　极化的基本形式 268

14.4.3　介电常数 268

14.4.4　影响介电常数的因素 269

14.4.5　压电性能 269

14.4.6　铁电性能 271

14.5　绝缘材料的抗电强度 273

14.5.1　强电场作用下绝缘材料的破坏 273

14.5.2　击穿形式 273

14.5.3　影响抗电强度的因素 274

综合习题 275

第15章　材料的光学性能 277

15.1　光与固体的作用 279

15.1.1　材料的光折射 279

15.1.2　材料的光反射 280

15.1.3　材料的光吸收 281

15.1.4　光的散射 283

15.2　材料的不透明性与半透明性 283

15.2.1　材料的不透明性 283

15.2.2　材料的乳浊 284

15.2.3　材料的半透明性 285

15.2.4　材料的着色 285

15.3　光学材料及应用 287

15.3.1　荧光材料 287

15.3.2　激光材料 287

15.3.3　光弹性材料 289

15.3.4　声光材料 289

15.3.5　电光材料和光全息存储 290

15.3.6　光导纤维 291

综合习题 292

参考文献 293