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前言(本书编写说明及使用建议)1

第一章 材料单向静拉伸的力学性能1

第一节 力--伸长曲线和应力--应变曲线1

一、力--伸长曲线1

二、应力--应变曲线2

第二节 弹性变形及其性能指标3

一、弹性变形的本质3

二、弹性模数4

三、影响弹性模数的因素5

四、比例极限与弹性极限7

五、弹性比功8

第三节 非理想弹性与内耗9

一、滞弹性9

二、粘弹性10

三、伪弹性11

四、包申格效应11

五、内耗12

一、塑性变形机理14

第四节 塑性变形及其性能指标14

二、屈服现象与屈服强度16

三、影响金属材料屈服强度的因素18

四、应变硬化21

五、抗拉强度与缩颈条件22

六、塑性与塑性指标23

七、超塑性24

一、断裂的类型及断口特征25

第五节 断裂25

二、裂纹形核的位错模型30

三、断裂强度32

四、真实断裂强度与静力韧度35

参考文献36

思考题与习题36

第二章 材料在其他静载下的力学性能38

第一节 应力状态软性系数38

一、扭转及其性能指标39

第二节 扭转、弯曲与压缩的力学性能39

二、弯曲及其性能指标41

三、压缩及其性能指标42

第三节 缺口试样静载力学性能43

一、缺口处的应力分布特点及缺口效应43

二、缺口试样的静拉伸及静弯曲性能45

三、材料缺口敏感度及其影响因素47

二、硬度试验方法48

一、硬度试验的意义48

第四节 硬度48

三、硬度与其他力学性能的关系53

参考文献54

思考题与习题55

第三章 材料的冲击韧性及低温脆性56

第一节 冲击弯曲试验与冲击韧性56

一、冲击弯曲试验56

二、冲击韧性及其工程意义57

三、冲击脆化效应59

一、系列冲击实验与低温脆性60

第二节 低温脆性60

二、韧脆转化温度及其评价方法61

三、影响材料低温脆性的因素62

参考文献64

思考题与习题64

第四章 材料的断裂韧性65

第一节 线弹性条件下的断裂韧性65

二、裂纹尖端的应力场及应力场强度因子KI66

一、裂纹扩展的基本方式66

三、断裂韧度KIc和断裂K数据67

四、裂纹尖端塑性区及KI的修正68

五、裂纹扩展能量释放率GI70

六、断裂韧度GIc和断裂G判据71

第二节 弹塑性条件下的断裂韧性71

一、J积分的概念71

二、J积分的能量率表达式72

三、断裂韧度JIc及断裂J判据73

五、弹塑性条件下的COD表达式74

四、裂纹尖端张开位移(COD)的概念74

第三节 影响材料断裂韧度的因素75

一、化学成分、组织结构对断裂韧度的影响75

二、特殊改性处理对断裂韧度的影响77

三、外界因素对断裂韧度的影响77

四、断裂韧度与强度、塑性和冲击韧度的关系78

第四节 断裂韧度在工程中的应用79

一、材料选择80

二、安全校核81

三、失效分析81

四、评价材料脆性82

五、材料开发83

参考文献83

思考题与习题84

附表：几种裂纹的KI表达式84

第一节 疲劳破坏的一般规律86

一、疲劳破坏的变动应力86

第五章 材料的疲劳性能86

二、疲劳破坏的概念和特点87

三、疲劳断口的宏观特征88

第二节 疲劳破坏的机理90

一、金属材料疲劳破坏机理90

二、非金属材料疲劳破坏机理93

第三节 疲劳抗力指标95

一、疲劳试验方法96

二、疲劳强度97

三、过载持久值及过载损伤界98

四、疲劳缺口敏感度99

五、疲劳裂纹扩展速度及扩展门槛值100

第四节 影响材料及机件疲劳强度的因素102

一、工作条件的影响103

二、表面状态及尺寸因素的影响104

三、表面强化及残余应力的影响104

四、材料成分及组织的影响105

第五节 热疲劳106

一、热疲劳的概念106

二、热疲劳损伤107

参考文献108

思考题与习题108

三、影响材料热疲劳性能的因素108

第六章 材料的磨损性能110

第一节 磨损的基本概念及类型110

一、磨擦与磨损的概念110

第二节 磨损过程111

一、粘着磨损111

二、磨损的基本类型111

二、磨粒磨损113

三、接触疲劳114

第三节 耐磨性及其测量方法117

一、材料的耐磨性117

二、磨损试验方法118

第四节 提高材料耐磨性的途径119

一、减轻粘着磨损的主要措施119

二、减轻磨粒磨损的主要措施120

三、提高接触疲劳抗力的措施120

四、非金属材料的磨损特性121

思考题与习题122

参考文献122

第七章 材料的高温力学性能124

第一节 高温蠕变性能124

一、蠕变的一般规律124

二、蠕变变形及断裂机理126

三、蠕变性能指标128

四、影响蠕变性能的主要因素131

一、高温短时拉伸性能133

第二节 其他高温力学性能133

二、高温下材料的粘性流动性能134

三、高温硬度134

四、高温疲劳性能135

参考文献136

思考题与习题136

第八章 材料的热学性能137

第一节 热学性能的物理基础137

一、热容的基本概念138

第二节 热容138

二、固体热容的量子理论139

三、影响材料热容的因素141

四、热容的测量143

五、热分析方法的应用144

第三节 热膨胀146

一、热膨胀的概念及热膨胀系数146

二、热膨胀的机理146

三、热膨胀与其他性能的关系147

四、影响材料热膨胀系数的因素148

五、热膨胀系数的测定及应用150

第四节 热传导151

一、材料的热导率151

二、热传导的微观机理152

三、影响材料热传导性能的因素154

四、热导率的测量及应用157

参考文献159

思考题与习题159

一、材料的磁性160

第九章 材料的磁学性能160

第一节 基本磁学性能160

二、材料的磁化161

第二节 抗磁性与顺磁性162

一、材料抗磁性与顺磁性的物理本质162

二、影响材料抗磁性与顺磁性的因素163

三、抗磁与顺磁磁化率的测量及应用165

一、铁磁材料的原子组态和原子磁矩167

二、自发磁化167

第三节 铁磁性与反铁磁性167

三、磁各向异性与磁致伸缩168

四、磁畴结构168

五、磁化曲线与磁滞回线169

六、反铁磁性171

七、铁磁材料的技术磁化171

八、影响铁磁性参数的因素173

九、铁磁性的测量与应用175

思考题与习题179

参考文献179

第十章 材料的电学性能180

第一节 导电性能180

一、电阻与导电的基本概念180

二、导电机理181

三、超导电性185

四、影响材料导电性的因素187

五、导电性的测量及应用189

一、热电效应192

第二节 热电性能192

二、影响热电势的因素193

三、热电势的测量与应用194

第三节 半导体导电性的敏感效应195

一、热敏效应195

二、光敏效应195

三、压敏效应195

四、磁敏效应196

一、极化的基本概念197

五、其他敏感效应197

第四节 介质极化与介电性能197

二、极化的基本形式198

三、介电常数199

四、影响介电常数的因素201

第五节 电介质的介质损耗202

一、电介质损耗的基本概念202

二、介质的损耗形式202

三、影响材料介电损耗的因素203

第六节 绝缘材料的抗电强度205

一、强电场作用下绝缘材料的破坏205

二、击穿形式205

三、影响抗电强度的因素206

四、抗电强度的测量与应用207

参考文献207

思考题与习题207

第一节 线性光学性能208

一、线性光学性能的基本参量208

第十一章 材料的光学性能208

二、线性光学性能的应用及其影响因素213

第二节 非线性光学性能218

一、非线性光学性能的概念218

二、产生非线性光学性能的条件218

三、非线性光学晶体的结构与性能的相互关系220

四、非线性光学性能的应用221

五、非线性光学极化系数的测量225

思考题与习题226

参考文献226

第十二章 材料的压电性能与铁电性能227

第一节 压电性能227

一、压电效应的基本原理227

二、压电振子与压电方程228

三、压电性能的主要参数232

四、压电材料的应用234

第二节 热释电与铁电性能235

一、自发极化及其微观机制235

二、晶体的热释电效应236

三、晶体的铁电性238

第三节 铁电材料的电光效应及其应用242

一、电控双折射效应243

二、电控光散射效应243

三、PLZT陶瓷的各种电光性能及应用244

第四节 影响材料压电性及铁电性的因素246

一、化学成分的影响246

二、晶粒间界的影响248

三、预极化条件249

四、薄膜材料的择优取向250

第五节 压电与铁电性能的测量250

一、铁电和热释电参数的测量250

二、压电振子参数的测量252

三、压电常数d33的测量255

参考文献256

思考题与习题257

二、腐蚀的类型258

一、腐蚀的基本概念258

第一节 材料腐蚀的基本概念258

第十三章 材料的耐腐蚀性能258

第二节 金属的电化学腐蚀倾向261

一、电化学腐蚀中的电极电位261

二、金属的电化学腐蚀机理262

三、金属电化学腐蚀倾向的判据264

第三节 金属腐蚀速度及其控制267

一、法拉第定律与腐蚀速度的计算268

二、极化及其对腐蚀速度的影响268

三、极化曲线270

四、电极电位对电极反应速度的影响271

五、钝化272

第四节 金属材料的应力腐蚀断裂274

一、应力腐蚀断裂的条件及特征274

二、应力腐蚀的机理275

三、影响应力腐蚀断裂的因素276

第五节 材料的耐腐蚀性及抗腐蚀措施277

一、耐蚀性及其评定方法277

四、防止应力腐蚀的措施277

二、影响金属材料腐蚀性的因素279

三、防止金属材料腐蚀的措施282

参考文献284

思考题与习题284

一、老化的基本类型286

二、化学老化286

第一节 高分子材料的老化与稳定性能286

第十四章 材料的老化与稳定性能286

三、影响化学老化的因素288

四、物理老化289

五、防止老化的措施290

第二节 老化与稳定性能的测试与评价293

一、塑料加工热稳定性能的测试与评价293

二、塑料长效热稳定性能的测试与评价294

三、塑料防光氧老化性能的测试与评价296

参考文献299

思考题与习题299