【2017年整理】材料的热学性能.ppt

振动在晶体中的传播——波 讨论： 　如果是不锈钢暖瓶（或者塑料壶）， 　会不会碎裂？ 　　　 　　 　　 　温度急剧变化时瓷为什么易碎呢？ 　　　　 　　　　 　　　　 　　　　 瓷胆暖瓶在温度发生急剧变化时，碎裂。 热稳定性（抗热震性）： 　材料承受温度的急剧变化而不　　 　致破坏的能力。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 瓷本身易碎！ 孩子吃饭用瓷碗吗？ 不用！ 用不锈钢碗或塑料碗！ 　　　　 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 瓷的力学性能决定的！ 脆——形变的能力差！ 弹性形变应力 断裂条件 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 热学性能和力学性能有联系？ 有联系！ 怎么联系？ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 弹性形变应力 热胀冷缩 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （1）金属的热传导 对于纯金属，导热主要靠自由电子。由于有大量的自由电子存在，且电子的质量很轻，所以可迅速地实现热的传递。因此，金属材料一般都有较大的热导率。虽然晶格振动对金属导热也有贡献，但是是次要的。合金的导率要同时考虑声子导热的贡献。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. CV为单位体积气体热容； 为分子平均运动速度； l为分子运动平均自由程。 理想气体热导率的表达式为: 平均自由程：在一定的条件下，一个气体分子在连续两次碰撞之间可能通过的各段自由程的平均值。 CV为单位体积自由电子热容； 为自由电子平均运动速度； l为自由电子运动平均自由程。 自由电子热导率的表达式为: 金属中大量的自由电子可视为自由电子气，那么，借用理想气体的热导率公式来描述自由电子热导率，是一种合理的近似。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （2）无机非金属材料的热传导 为了便于讨论晶格振动的相互作用，人们提出了声子的概念，那么晶格振动热传导就变成声子热导。 无机非金属材料，晶格中自由电子极少，因此，它们的导热主要是依靠晶格振动的格波来实现。材料内存在温度差时，晶格中处于较高温度的质点振动较强烈，其临近温度较低的质点热振动较弱。由于质点间存在着相互作用力，振动较弱的质点在振动较强的质点的影响下振动加剧，能量增加，这样，能量从高温处向低温处转移。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. a) 声子和声子热导 （2）无机非金属材料的热传导 热传导过程----声子从高浓度区域到低浓度区域的 扩散过程。 热阻：声子扩散过程中的各种散射。 CV为声子体积热容，是声子振动频率u的函数； 为声子的平均速度； l为声子的平均自由程，也是声子振动频率u