第四章材料的热学性能 ●第一节材料的热容 ●第二节材料的热膨胀 ●第三节材料的热传导 ●第四节材料的热稳定性
第四章 材料的热学性能 ⚫第一节 材料的热容 ⚫第二节 材料的热膨胀 ⚫第三节 材料的热传导 ⚫第四节 材料的热稳定性
引言 ·我们主要关心的热学性能是： ·热容（改变温度水平所需的热量）； ·热膨胀系数（温度变化1℃时体积或线尺寸的 相对变化)； 。 热导率（每单位温度梯度时通过物体所传导的 热量) 在制造和使用过程中进行热处理时，热容和热导率决定了陶瓷体 中温度变化的速率 这些性能是决定抗热应力的基础，同时也决 定操作温度和瘟度梯度。 。 对于用作隔热体的材料来说，低的热导率是必需的性能。 陶瓷体或组织中的不同组分由于温度变化而产生不均匀膨胀，能 够引起相雪大的应力。 在陶瓷配方的发展中，在研制合适的涂层、釉和搪瓷以及将陶瓷 和其他材料 结令使用时所发生的许多最常见的困难是起因于温度 所起的尺于变化
引言 • 我们主要关心的热学性能是： • 热容（改变温度水平所需的热量）； • 热膨胀系数（温度变化1 oC时体积或线尺寸的 相对变化）； • 热导率（每单位温度梯度时通过物体所传导的 热量）。 • 在制造和使用过程中进行热处理时，热容和热导率决定了陶瓷体 中温度变化的速率，这些性能是决定抗热应力的基础，同时也决 定操作温度和温度梯度。 • 对于用作隔热体的材料来说，低的热导率是必需的性能。 • 陶瓷体或组织中的不同组分由于温度变化而产生不均匀膨胀，能 够引起相当大的应力。 • 在陶瓷配方的发展中，在研制合适的涂层、釉和搪瓷以及将陶瓷 和其他材料结合使用时所发生的许多最常见的困难是起因于温度 所引起的尺寸变化
无机材料的晶格热振动 材料的各种热性能的物理本质，均与晶格热振动 有关。晶体点阵中的质点（原子、离子）总是围着平 衡位置作微小振动，称为晶格热振动。 热性能的物理本质：晶格热振动（lattice heat vibration),根据牛顿第二定律，简谐振动方程 (simple harmonic vibration equation)为： =f(x+1+x,1-2xn） 式中： B=微观弹性模量（micro-elastic-modulus) m=质点质量(mass), x=质点在x方向上位移(displacement)
无机材料的晶格热振动 材料的各种热性能的物理本质，均与晶格热振动 有关。晶体点阵中的质点（原子、离子）总是围着平 衡位置作微小振动，称为晶格热振动。 热性能的物理本质：晶格热振动（lattice heat vibration），根据牛顿第二定律，简谐振动方程 （simple harmonic vibration equation）为：
一维单原子链的振动模型 原子间距（晶格常量）为a,原子质量为m。 第n-2个原子第l个原子第个原子 第+1个原子第n+2个原子 ◆WgwW◆W4Wmg tU◆eW。wg Xn-2 Xn- Xn Xn+1 Xn+2
一维单原子链的振动模型 原子间距(晶格常量)为a，原子质量为m
另外，立（动能kinetic energy)i=-热量 (quantity of heat) 即：各质点热运动时动能总和就是该物体 的热量。弹性波（格波）：是多频率振动 的组合波，包括振动频率低的声频支和振 动频率高的光频支
另外, (动能kinetic energy)i=热量（quantity of heat） 即：各质点热运动时动能总和就是该物体 的热量。弹性波（格波）：是多频率振动 的组合波，包括振动频率低的声频支和振 动频率高的光频支。 = N i 1