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【討論】《材料科學(xué)基礎(chǔ)》中彈性模量的討論 已有10人參與
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余永寧版P529頁講到:“彈性模量的大小表示使原子離開平衡位置的難以程度,它是結(jié)合能的表征量,所以彈性模量只取決于晶體的原子結(jié)合本性,不依賴與晶體結(jié)構(gòu)和晶粒大小等組織形貌,這種意義上,它是一種對結(jié)構(gòu)不敏感的性質(zhì)” 不知道各位對這段話是怎么理解的。 難道是說彈性模量和材料結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系?。∵@個感覺有點(diǎn)心里沒底啊。至少在NI-TI形狀記憶合金中母相奧氏體(B2)彈性模量是馬氏體相(B19')的3倍左右。不知道其他材料中是否存在相似現(xiàn)象。 哪位做高彈性模量的材料 和做 低彈性模量材料的 來科普下 增加和減少彈性模量的原理? [ Last edited by yin18 on 2010-9-6 at 17:30 ] |
材料科學(xué)概念和問題 |

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木蟲 (正式寫手)
木蟲 (正式寫手)
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本著對樓主把該問題(彈性模量是否和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)?)進(jìn)行到底的決心的尊敬。以及對于學(xué)習(xí)和交流這個方式由衷的贊嘆,中國的科研不可以從導(dǎo)師和師兄弟哪里得到,智能在論壇得到的愧對?偨Y(jié)總結(jié)我的觀點(diǎn),以和大家討論。(純屬自己的看法和討論) 第一:認(rèn)為彈性模量是和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)的。 第二:對于樓主的理解[“余永寧版P529頁講到:“彈性模量的大小表示使原子離開平衡位置的難以程度,它是結(jié)合能的表征量,所以彈性模量只取決于晶體的原子結(jié)合本性,不依賴與晶體結(jié)構(gòu)和晶粒大小等組織形貌,這種意義上,它是一種對結(jié)構(gòu)不敏感的性質(zhì)” 不知道各位對這段話是怎么理解的。 難道是說彈性模量和材料結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系?!!這個感覺有點(diǎn)心里沒底啊。至少在NI-TI形狀記憶合金中母相奧氏體(B2)彈性模量是馬氏體相(B19')的3倍左右。不知道其他材料中是否存在相似現(xiàn)象。 哪位做高彈性模量的材料 和做 低彈性模量材料的 來科普下 增加和減少彈性模量的原理?] 1)我的看法是對于余的說法可以分兩個部分理解。前面一段(關(guān)于結(jié)合能)和后面一段(關(guān)于晶體結(jié)構(gòu))。前面說彈性和結(jié)合能有關(guān),是可以的。某種程度下彈性模量的能量觀點(diǎn)來解釋是成功的。但是這個能量是有個臨界點(diǎn)(能壘),到達(dá)臨界點(diǎn)的變化也是有個過程和范圍的。在范圍內(nèi),表現(xiàn)為彈性,可以用彈性模量來表示。后面關(guān)于結(jié)構(gòu)的總結(jié),似乎有點(diǎn)欠妥。晶體的結(jié)構(gòu)我認(rèn)為也是和能量有關(guān)的,不同的結(jié)合能對應(yīng)不同的結(jié)構(gòu),既然前面說彈性和能量(主要上結(jié)合能)有關(guān),怎么又能和結(jié)構(gòu)無關(guān)呢。個人的理解作者的意思可能是說在結(jié)合能一定的時(shí)候,對于各向同性的多晶體,在晶粒大小上變化不大,這個也是可以的。對于宏觀日常使用的材料是這樣的。但是彈性模量在某些特殊情況出現(xiàn)的時(shí)候已經(jīng)不能這么理解了。如納米材料的出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)和理論證明強(qiáng)度和晶粒大小有關(guān)的。(著名的HP定律),以及后面出現(xiàn)的HP定律的反常。甚至還有前面朋友提到的高彈和地彈合金的情況。即不同相的情況。 第三:通過最近對于微觀力學(xué),多尺度力學(xué)的了解。彈性模量作為材料的某種性質(zhì)的衡量。在宏觀(最初提出彈性模量的地方),微觀(解釋彈性模量的物理機(jī)理)等等方面的統(tǒng)一,其實(shí)需要很多研究的。 第四:彈性模量是個抽象意義上的量,可以說是張量(實(shí)質(zhì)是好幾個量),細(xì)分,有拉伸彈性模量,剪切彈性模量、壓縮彈性模量。 第五:彈性模量首先是化學(xué)組成(合金成分,固熔等等)不同,則不同。相同的的材料(包括組成)結(jié)構(gòu)不同也不會相同,相同的結(jié)構(gòu)不同的晶向也會不同(fcc的100和111就不同),單晶和多晶的不同。這點(diǎn)一定要考慮清楚。 第六:所謂的相同不同一定要是從數(shù)字值(宏觀可見)到機(jī)理(微觀解釋)上來全面考慮。 第七:看到有提到冷加工,熱處理。個人認(rèn)為也是和結(jié)構(gòu)有關(guān)的情況的證明。就能量來說,不同的結(jié)構(gòu)可以有不同的穩(wěn)定能量,但是就一個能量穩(wěn)定結(jié)構(gòu)到達(dá)另一個能量穩(wěn)定結(jié)構(gòu),期間要經(jīng)過一個能壘。而冷加工和熱處理正是給予一個外部量,使得能越過能壘,從一個結(jié)構(gòu)到達(dá)令一個結(jié)構(gòu),對于有些材料,這種加工可能會改變其彈性模量,也有可能不改變其彈性模量。(看你說的是哪個方向,哪個加載方式下的彈性模量) 第八:上面一條提到加載方式,補(bǔ)充彈性模量是表征材料在彈性范圍內(nèi),抵抗外力在材料內(nèi)部產(chǎn)生變形的度量(可以說是材料結(jié)合能的度量),只有在有外力施加的時(shí)候才可以說有彈性模量,對于一個沒有外力施加的情況,只可以說他有這個潛能。與外力施加的方式,施加的速率都有關(guān)系的。 第九:以上是和大家討論。體外話,之前看到過愛因斯坦傳,當(dāng)年的愛因斯坦也是由于他有很好的討論和學(xué)習(xí)環(huán)境才成就他后來的偉大?上В裉。 |

新蟲 (正式寫手)


木蟲 (正式寫手)
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彈性模量是用于描述彈性變形的一個物理量,只取決于晶體中原子的結(jié)合特性!這毋庸置疑! 你說的“至少在NI-TI形狀記憶合金中母相奧氏體(B2)彈性模量是馬氏體相(B19')的3倍左右。”,沒研究過形狀記憶合金,不是很了解,但根據(jù)你說的情況,奧氏體相是否指高溫相,馬氏體相是否指急冷下來的相?如果是的話,應(yīng)該是高溫奧氏體相和低溫馬氏體相的結(jié)合健類型比例有變化,所以彈性模量不等!即這種合金推測當(dāng)然應(yīng)該是有金屬鍵、共價(jià)鍵,在奧氏體相和馬氏體相中,金屬鍵和共價(jià)鍵的比例不一樣,所以彈性模量不相等! |



木蟲 (正式寫手)
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