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热膨胀系数实用教案.pptx

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文档介绍

文档介绍:热学(rèxué)性能主要包括:
热容(thermal content)
热膨胀(thermal expansion)
热传导(heat conductivity)
热稳定性(thermal stability)等
本章目的就是探讨热性能与材料宏观、微观本质关系,为研究新材料、探索新工艺打下理论基础。
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主要(zhǔyào)应用
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(zǔfèn)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。
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基本概念
晶格热振动(zhèndòng):
晶体点阵中的质点(原子、离子)总是围着衡位置作微小振动(zhèndòng),称为晶格热振动(zhèndòng)。
格波:晶体内相邻质点间的热振动(zhèndòng)存在着一定的位相差,使晶格热振动(zhèndòng)以弹性波的形式在整个材料内传播,称之为晶格波,简称为格波。该弹性波是多频率振动(zhèndòng)的组合波。
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声子:按量子理论的观点,晶格振动的能量是量子化的。
电磁波的能量量子:光子
格波的能量量子: 声子
晶格热振动的本质(běnzhì):热激发声子。
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声频(shēnɡ pín)支振动与光频支振动
格波是多频率(pínlǜ)振动的组合波。
声频支振动:如果振动着的质点中包含频率(pínlǜ)甚低的格波,质点彼此之间的位相差不大,则格波类似于弹性体中的应变波,称为“声频支振动”。
特点:
1)频率(pínlǜ)较低,类似声波频率(pínlǜ)。
2)可认为相邻原子振动方向相同。
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6
光频支振动:格波中频率甚高的振动波,质点彼此之间的位相差很大,邻近质点的运动几乎(jīhū)相反时,频率往往在红外光区,称为“光频支振动”。
特点:
1)频率较高,类似光波频率。
2)可认为相邻原子振动方向相反。
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热容:是物体(wùtǐ)温度升高1K所需要增加的能量。
(J/K)
显然,质量不同热容(rè rónɡ)不同,温度不同热容(rè rónɡ)也不同。
第一节 材料(cáiliào)的热容
一、基本概念
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比热容单位(dānwèi) — ,
摩尔热容单位(dānwèi)— 。
平均热容 , 范围(fànwéi)愈大,精度愈差。
恒压热容(rè rónɡ)
恒容热容(rè rónɡ)
各种热容
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对于(duìyú)固体材料CP与CV差异很小,。
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