4.2热膨胀 4.2.1非简谐振动 1.简谐近似 简谐近似:当原子离开其平衡位置发生位移时,它受 到的相邻原子作用力与该原子的位移成正比。 设在平衡位置时,两个原子间的互作用势能是:U(a); 产生相对位移δ后,两个原子间的互作用势能是:U(a+δ ) 将U(a+δ)在平衡位置附近用泰勒级数展开如下:

3.6材料的脆性和克服脆性的途径 3.6.1材料的脆性 1.材料脆性的特点 ·脆性是无机材料的特征。它间接地反映材料较低的 抗机械冲击强度和较差的抗温度聚变性。 ·脆性直接表现在:一旦受到临界的外加负荷,材料 的断裂则具有爆发性的特征和灾难性的后果。 ·脆性的本质是缺少五个独立的滑移系统,在受力状 态下难于发生滑移使应力松弛

3.4无机材料的断裂过程 3.4.1概述 断裂与塑性形变的比较 塑性形变是位错(微观缺陷)运动的结果,说明实际 晶体在远低于理想晶体的屈服强度的应力下,发生塑 性形变。 断裂力学说明材料的断裂是裂纹(宏观缺陷)扩展的 结果。实际晶体在远低于理论强度的应力下,发生断 裂 两者有相似之处、差异、和相关点

固体的热容是原子振动在宏观性质上的一个最直 接的表现。 杜隆·伯定--温和更高的温度,几乎全 部单原子固体的热容接近3Nk 在低温热容与T3成正比。 本节将热容和原子振动联系起来,用原子振动解 释实验事实

从晶格格波的声子理论可知,热传导过程-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。 根据气体热传导的经典分子动力学,热传导系数

断裂理论阐明裂纹尖端区域的应力强度因子K是 裂纹扩展导致材料断裂的动力; 材料固有的临界应力强度因子K1是裂纹扩展的阻 力; 断裂强度是材料的临界应力因子所对应的临界 应力

1.流变学基础 流变学研究物体的流动和变形科学,综合研究物体的 弹性形变、塑形形变和粘性流动。 例如:水泥砂浆和新拌混凝土粘性、塑性、弹性的 演变和硬化混凝土的徐变;金属材料高温徐变、应力 松弛;高温玻璃液特性;高聚合物加工成形等都涉及 到流动和变形

材料在高温下长时间的受到小应力作用,出现蠕 变现象,即时间一一应变的关系。 从热力学观点出发,蠕变是一种热激活过程。 在高温条件下,借助于外应力和热激活的作用, 形变的一些障碍物得以克服,材料内部质点发生 了不可逆的微观过程

晶体中塑性流动强烈地决定于结晶学,即具有一定的滑移系统,与此相比较,液体和玻璃的粘滞形变完全是各向同性的,只决定于作用应力

1.3.1一维原子链的的振动 1.3.2晶体振动的量子化 1.3.3确定晶格振动谱的实验