Физические свойства материалов: Учебное пособие по курсу «Механические и физические свойства материала»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Комсомольский-на-Амуре государственный технический

Университет

Ким В.А.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

по курсу «Механические и физические свойства материала» для специальности 150501 – Материаловедение в машиностроении

Комсомольск-на-Амуре 2004

В учебном пособии раскрываются основные физические свойства материалов, используемых в машиностроении. Содержание основных разделов согласуется с требованиями дидактических единиц дисциплины «Механические и физические свойства материалов» Образовательного стандарта для специальности «Материаловедение в машиностроении».

Учебное пособие предназначено для студентов специальности «Материаловедение в машиностроении» дневной и заочной формы обучения.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Электронное строение материалов

     1.1. Понятия о межатомных силах связи

     1.2. Классическая электронная теория металлов

     1.3. Квантовая теория свободных электронов

     1.4. Зонная теория металлов

     1.5. Зонная теория полупроводниковых материалов

2. Теплоемкость металлов

      2.1. Общие понятия

      2.2. Теория теплоемкости кристаллической структуры      

      2.3. Теплоемкость электронного газа

      2.4. Теплоемкость реальных металлов

      2.5. Электронная теплоемкость реальных металлов

3. Теплопроводность металлов

      3.1.Общие  понятия

      3.2. Теплопроводность металлов через решетку

      3.3.  Электронная теплопроводность металлов

4. Магнитные свойства материалов

4.1. Основные понятия

4.2. Носители магнетизма

4.3. Диамагнитные свойства

4.4. Диамагнетизм электронного газа

4.5. Парамагнитные свойства

4.6. Основные положения теории ферромагнетизма

4.7.  Влияние температуры на самопроизвольную намагниченность ферромагнетиков

4.8. Структура и свойства ферромагнетиков

4.9. Намагничивание ферромагнетиков

      4.10. Ферромагнитные свойства металлов и металлических фаз

4.11.Магнитные свойства гетерогенных сплавов

5. Электрические свойства материалов

5.1. Основные понятия

5.2. Теория электропроводности металлов

5.3. Электросопротивления металлов при наличии примесей

5.4. Влияние деформированного состояния металлов на

    его электрические свойства

5.5. Методы измерения электрического сопротивления

      5.6. Применение электрического анализа в металловедении

      5.7. Сверхпроводимость металлов и сплавов

6. Плотность материала

  6.1. Общие понятия

6.2.  Методы измерения плотности материалов

       6.3. Удельный объем и плотность различных сплавов

 7. Диффузия в металлах и сплавах

7.1. Основные понятия

7.2. Феноменологическая теория диффузии

7.3. Механизмы диффузии в металлах

7.4. Роль дислокаций и границ зерен в диффузионных процессах

7.5. Экспериментальное определение коэффициента диффузии

7.6. Методы решения дифференциального уравнения диффузии и построение диффузионных диаграмм

8. Термическое расширение материала

8.1. Основные понятия

     8.2.Тепловые колебания и другие факторы, определяющие

 коэффициент термического расширения материала

8.3.  Термическое расширение и структура кристаллических материалов

8.4.  Методы дилатометрического анализа

9. Упругие свойства материала

9.1. Основные понятия

9.2. Обобщенный закон Гука

9.3. Методы определения модуля упругости

9.4. Влияние температуры на упругие свойства материала

9.5. Модули упругости сплавов

9.6. Ферромагнитная аномалия упругости

10. Оптические свойства материалов

10.1. Основные понятия

10.2. Оптические свойства металлов

      10.3. Температурная зависимость поглощательной

           способности металла.

      10.4.  Экспериментальное определение оптических

       свойств металлов

  10.5. Окраска кристаллов

11. Термо-электрические свойства материалов

11.1. Основные понятия

      11.2.  Явление Зеебека

      11.3. Явление Пельтье

      11.4. Явление Томпсона

      11.5. Применение метода термо-ЭДС в металловедении

      11.6. Измерение температуры методом термопар

12. Вопросы для самоконтроля

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Тенденция неуклонного роста требований к конструкционным материалам определяется повышением качества и надежности машин и технологии их производства. Широко внедряемые наукоемкие технологии обработки материалов (лазерная, электроэрозионная, электрохимическая, электронно-лучевая обработки, ионная имплантация и другие) базируются на процессах взаимодействия концентрированных энергетических потоков с материалом, физические свойства которого определяют производительность обработки и качество изготовленного изделия. Эксплуатационные свойства конструкционных материалов определяются не только прочностными механическими характеристиками, но его физическими свойствами.

В основе описания физических свойств материалов лежат экспериментально-теоретические  представления физики и химии твердого тела. На основе физических свойств построены многие методы исследования материалов, контроль их качества, оптимизация режимов и технологических процессов их обработки.