1-材料力學(xué)性能111111

材料力學(xué)性能浙江大學(xué)金屬材料研究所凌國(guó)平(linggp@，曹226室)他是誰(shuí)？2011年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者以色列科學(xué)家達(dá)尼埃爾·謝赫特曼“1982年發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體”1984年發(fā)表論文，Al4Mn急冷合金物質(zhì)內(nèi)部的原子排列有序但非周期性排列不重復(fù)的規(guī)則圖案從根本上改變了看待固體物理的方式原子排列不具周期性，準(zhǔn)晶體材料硬度很高，同時(shí)具有一定彈性，不易損傷?？捎糜谥圃煅弁饪剖中g(shù)微細(xì)針頭、刀刃等硬度較高的工具。不沾且導(dǎo)熱性較差，其應(yīng)用包括制造不粘鍋具、發(fā)動(dòng)機(jī)等。FirstdiscoveryofQuasiperiodicsymmetry

-April8th1982美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所84年11月，物理評(píng)論通訊84年郭可信發(fā)表Ti基準(zhǔn)晶論文自然界中也有準(zhǔn)晶材料---俄羅斯一條河流內(nèi)的礦物樣本瑞士一企業(yè)在鋼鐵中發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶，在鋼鐵中起強(qiáng)化作用這二個(gè)人是誰(shuí)？2010年諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫英國(guó)曼徹斯特大學(xué)教授

“石墨烯材料性能”透明膠帶技術(shù):10層

單層碳原子，蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)最薄、最堅(jiān)硬、載流子高遷移率如何知道堅(jiān)硬？測(cè)的是什么？如何測(cè)量？為什么堅(jiān)硬？這三個(gè)人得了什么？美國(guó)加州和麻省理工大學(xué)的教師因何而得？“漸近自由”

→夸克之間越接近，作用力越弱；弱到自由距離越遠(yuǎn)，作用力越大→所以夸克被束縛在一起→構(gòu)成原子核他們回答的是：什么力量在自然界中發(fā)揮作用？它們是如何發(fā)揮作用的？?jī)?nèi)部有一種力在作用→把微觀物質(zhì)聯(lián)在一起→成為材料外界有一種力作用于材料，會(huì)發(fā)生什么事情？2004年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主材料的力學(xué)性能材料在外力的作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能這是什么？牙齒的力學(xué)性能牙本質(zhì)牙釉質(zhì)抗壓強(qiáng)度/MPa300330剛度/GPa1274~84硬度/Hv70＞300假牙！如何讓假牙具有這些性能？如何檢測(cè)這些性能？用什么材料代替真牙？材料力學(xué)性能材料在力的作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能有哪些材料？有哪些材料？金屬陶瓷玻璃高分子（塑料，橡膠，布）自然材料（木材、巖石）有哪些特點(diǎn)？它們有哪些的特點(diǎn)？陶瓷：耐高溫、高硬度光盤(pán)：信息記錄、耐磨玻璃：透明、脆金屬：導(dǎo)電、易成型、綜合性能好高分子：耐腐蝕……具有各種特點(diǎn)，可滿足需求這些特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)材料的各種性能材料力學(xué)性能有哪些具體的性能？材料有哪些性能？物理光、熱、電、磁----功能材料化學(xué)反應(yīng)（傳感器、耐腐蝕）力學(xué)強(qiáng)度、硬度、韌性……----結(jié)構(gòu)材料為什么會(huì)有這些性能？成分、”組織結(jié)構(gòu)”不同成分離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵組織結(jié)構(gòu)固體結(jié)構(gòu)：晶體、非晶、準(zhǔn)晶晶體結(jié)構(gòu)：體心、面心、密排六方、層狀組織結(jié)構(gòu)：馬氏體、珠光體、奧氏體納米結(jié)構(gòu)：······不同成分為何會(huì)構(gòu)成這些不同的鍵？晶體結(jié)構(gòu)與性能（碳）金剛石結(jié)構(gòu)---硬、光學(xué)性質(zhì)石墨結(jié)構(gòu)---軟，潤(rùn)滑富勒烯---催化？化學(xué)性能納米碳管---高強(qiáng)度Graphene---高強(qiáng)及電性能高分子的液晶結(jié)構(gòu)-分子團(tuán)為單元不同的組織鐵素體---bcc，軟馬氏體---bcc，硬珠光體---鐵素體+碳化物不同的幾何結(jié)構(gòu)碳纖維納米結(jié)構(gòu)納米碳管---無(wú)紡布制紙！貝殼的納米結(jié)構(gòu)---韌性具備各種性能這些結(jié)構(gòu)具有怎么的性能？這些性能是什么？如何檢測(cè)出這些性能？為什么具有這些性能？如何得到這些性能？如何得到這些結(jié)構(gòu)？為什么能得到這些結(jié)構(gòu)？材料科學(xué)與工程的四個(gè)基本要素經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、可持續(xù)發(fā)展變形和斷裂

力：拉、壓、扭、彎、交變…性能：彈性、塑性、韌性、硬度、疲勞、磨損…

材料力學(xué)性能材料力學(xué)性能回答：有哪些力學(xué)性能？ 基本概念含義是什么？如何測(cè)定？ 基本理論力學(xué)性能與什么因素有關(guān)？ 什么情況下需要什么性能？ 實(shí)用意義如何獲得所需要的性能？ 研究方向例：脆。含義是什么？脆性大??？為什么會(huì)脆？如何不脆？與其他課程的關(guān)系與材料力學(xué)的關(guān)系材料力學(xué)分析力的分布給出對(duì)材料的力學(xué)性能要求鋼結(jié)構(gòu)→受力分析→材料需要抗多少拉力？例：鐵要硬度高→淬火。馬氏體組織→碳過(guò)飽和于鐵素體中。材料相變理論金屬與合金金屬玻璃結(jié)構(gòu)陶瓷……與后續(xù)課程關(guān)系成分、組織結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系材料的制備、組織結(jié)構(gòu)控制第一章材料拉伸性能材料在拉力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能拉力下材料會(huì)怎么樣？陶瓷？高分子？橡皮？金屬？橡皮筋：拉→變形，力撤去→恢復(fù)彈性陶瓷：很難拉。拉動(dòng)則斷脆性金屬：變形，無(wú)法恢復(fù)塑性→斷為什么會(huì)恢復(fù)？為什么無(wú)法恢復(fù)？為什么會(huì)斷？斷的方式？拉伸性能是最基本的力學(xué)性能測(cè)定方法試樣（圓柱和板）

設(shè)備：多功能材料試驗(yàn)機(jī)國(guó)標(biāo)GB/T228-2010

l0＞5d0試驗(yàn)方法一定的速度拉伸記錄伸長(zhǎng)量l與拉力P應(yīng)變：

=

l/l0

應(yīng)力：

=P/A0

試驗(yàn)結(jié)果拉伸曲線陶瓷 銅合金高錳鋼鋼絲純銅晶態(tài)高分子脆性材料：斷裂前無(wú)塑性變形塑性材料：斷裂前有塑性變形何謂塑性變形？外力作用變形，力撤去后無(wú)法恢復(fù)原狀，永久變形各種拉伸曲線低碳鋼的拉伸曲線OE：彈性段過(guò)E：塑性變形A點(diǎn)：上屈服點(diǎn)C點(diǎn)：下屈服點(diǎn)CD：屈服DB：形變強(qiáng)化B點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度，頸縮K點(diǎn)：斷裂。斷裂強(qiáng)度