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一、材料的物理性能

 

 

材料結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)——材料的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等性能是由物質(zhì)不同層次的結(jié)構(gòu)所決定的。

 

性質(zhì)決定用途。

 

 

二、熱膨脹系數(shù)

 

定義：溫度改變ρt ℃時，固體在一定方向上發(fā)生相對長度的變化或相對體積的變化。

 

 

平均線膨脹系數(shù)：

 

 

平均體膨脹系數(shù)：

 

 

注意：熱膨脹系數(shù)是材料的重要性能，在材料的分析、制備等過程中都需要重點考慮。

 

三、熱分析方法

 

熱分析測定方法的目的是為了探測相變過程的熱效應(yīng)并測出熱效應(yīng)的大小和發(fā)生的溫度。焓和熱容是研究過程中重要的參數(shù)。

 

常用熱分析方法

 

應(yīng)用最廣泛的方法是熱重（TG）和差熱分析（DTA），其次是差示掃描量熱法（DSC），這三者構(gòu)成了熱分析的三大支柱。

 

1.差熱分析（DTA）

 

是在程序控制溫度下，將被測材料與參比物在相同條件下加熱或冷卻，測量試樣與參比物之間溫度差（△T ）隨溫度T或時間t的變化關(guān)系。

 

 

2.差示掃描量熱法（DSC）

 

在程序控制溫度條件下，測量輸入給樣品與參比物的功率差與溫度(或時間)關(guān)系的一種熱分析方法。

 

3.熱重法

 

在程序控制溫度下，測量物質(zhì)質(zhì)量與溫度關(guān)系的一種技術(shù)。熱重法試驗得到的曲線稱為熱重曲線（即TG曲線）。

 

熱分析的應(yīng)用

 

1.物質(zhì)鑒定

 

2.熱力學(xué)研究

 

3.動力學(xué)研究

 

4.分析結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系

 

典型應(yīng)用

 

1.有序—無序轉(zhuǎn)變的研究

 

Fe-Ni坡莫合金是一種軟磁材料。但這種合金接近 Ni3Fe成分范圍時既存在有序一無序轉(zhuǎn)變，又存在鐵磁-順磁轉(zhuǎn)變，它們都將出現(xiàn)熱容峰。

 

 

2.測定并建立合金相圖

 

 

建立相圖首先要確定合金的液相線、固相線、共晶線及包晶線等，然后再確定相區(qū)。例如，建立一個簡單的二元合金相圖，取某一成分的合金，用差熱分析法測定出它的DTA曲線，見圖（a）。試樣從液相開始冷卻，當(dāng)?shù)竭_(dá)z處時便開始凝固，由于放出熔化熱曲線向上拐折，拐折的特點是陡直上升，隨后逐漸減小，直到接近共晶溫度時，DTA曲線接近基線。在共晶溫度處，由于試樣集中放出熱量，所以出現(xiàn)了一個陡直的放熱峰，待共晶轉(zhuǎn)變完成后，DTA曲線重新回到基線。繪制相圖取寬峰的起始點溫度T，和窄峰的峰值所對應(yīng)的溫度 T2分別代表凝固和共晶轉(zhuǎn)變溫度。按照上述方法測出不同成分合金的 DTA曲線，將寬峰的起始點和窄峰的峰值溫度分別連成光滑曲線，即可獲得液態(tài)線和共晶線，見圖 （b）。