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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KI 66

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GI 70

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