材料专业考研词汇名词解释(4)

2019-06-17 14:25

当温度高于Tf后, 变形量随温度升高进一步迅速增加, 高聚物开始产生粘性流动, 处于所谓粘流态。

粘流温度(软化温度)(viscous flow temperature)

Tf为高弹态与粘流态间的转变温度, 叫做粘流温度或软化温度。

熔点[melting point]

熔点是固体熔化的温度。

老化(aging)

材料在环境作用下逐步失效的过程。

降解(degradation)

降解是由气候、热、光、氧、射线等作用引起的大分子链断裂或化学结构发生失效的过程。

交联(cross link)

交联是在橡胶分子链之间或同一分子链内嵌入交联键,形成网状结构的过程

热固性塑料(thermosetting plastics) 热固性塑料为体型结构,其成型加工是用相对低分子量的粘稠体和固化剂混合,在一定温度和压力下发生聚合反应,在成型时产生强烈地交联,形成三维网状结构。网状结构一旦形成后不能改变,所以不可循环使用

热塑性塑料(thermoplastics)

热塑性塑料是线型链状结构,加热时是软的,可注射入模子成型,在取出前需冷却,成型过程中不发生进一步聚合,可反复多次成型。 橡胶(rubber)

橡胶是在线型链状结构中形成少量的交联,具有较好弹塑性的一类高分子材料。

拉拔强化(drawing strenghtening)

和金属冷拉可以造成强烈的加工硬化类似,一些高分子材料在Tg温度附近冷拉,也可使其强度和弹性模量大幅度提高,称之为拉拔强化。 橡胶增韧(rubber toughening)

橡胶增韧是指在塑料等高分子材料中掺入橡胶粒子以达到增韧目的的一类工艺。

聚乙烯(polyethylene)

聚乙烯是以乙烯为单体聚合制得的聚合物。英文缩写PE。聚乙烯在塑料总产量中居首位。聚乙烯具有优良的力学性能,绝缘性、耐寒性、化学稳定性、吸水性和低透气性,无毒,易于加工成型。

聚氯乙烯 ( polyvinyl chloride)

聚氯乙烯是氯乙烯 的聚合物。英文缩写PVC。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大塑料品种。玻璃化温度80~85°C,密度1.35~1.45克/厘米3 ,使用温度-15~60°C。PVC 具有优良的耐酸碱、耐磨、耐燃及绝缘性能,与大多数增塑剂的混合性好,因此可大幅度改变材料

的力学性能。加工性能优良,价格便宜,但对光、热稳定性差,100°C以上或光照下性能迅速下降。

聚苯乙烯(polystyrene)

聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物。英文缩写PS。聚苯乙烯结构式为 , 是典型的线型无定型高聚物, 由于有取代基苯环, 结晶度低, 柔顺性差,所以具有较大的刚度。它比重小,几乎不吸水,具有优良的耐蚀性,电阻大,是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。聚苯乙烯添加发泡剂后可制成泡沫塑料,比重只有0.033g/cm3, 是隔音、包装、救生的极好材料。

ABS塑料(ABS plastics)

ABS塑料是丙烯腈 (A)、 丁二烯 (B)、 苯乙烯 (S),3种 单体 的接枝共聚物。实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈、苯乙烯共聚物(AS或SAN)的混合物。ABS是一种强度高,韧性好,耐油,耐酸、碱、盐及化学试剂,综合性能优良,易于加工成型的高分子材料。

聚酰胺(polyamide)

聚酰胺俗称尼龙, 英文缩写PA,这种热塑性塑料或由二元胺和二元酸缩聚而成,或由氨基酸脱水成内酰胺再聚合而成。结构式分别为

根据胺与酸中的碳原子数或氨基酸中的碳原子数,分别命名为尼龙66, 尼龙6等品种。

氟塑料(fluoric plastics)

氟塑料是含氟塑料的总称。机械工业中应用最多的是聚四氟乙烯(F-4), 其结构式为[-CF2-CF2-]n 。

聚甲基丙烯酸甲脂(polymethacrylates)

聚甲基丙烯酸甲脂,俗称有机玻璃, 英文缩写PMMA,结构式为 , 是典型的无定形结构,取代基为极性集团。

酚醛塑料(novalac plastics)

酚醛塑料,英文缩写PF是由酚类和醛类在酸或碱的催化下缩聚而成的酚醛树脂,再加入添加剂而制得的高聚物,应用最多的酚醛树脂是苯酚和甲醛的缩聚物。

环氧塑料(epoxy plastics)

环氧塑料,英文缩写EP,是环氧树脂加固化剂后形成的热固性塑料,常用固化剂为胺类和酸酐类。

复合材料(composite materials)

复合材料是由两种或两种以上的组分材料通过适当的制备工艺复合在一起的新材料,其既保留原组分材料的特性,又具有原单一组分材料所无法获得的或更优异的特性。

基体(matrix)

复合材料中占主要组分的材料称为基体。 增强材料(reinforced materials)

增强材料是复合材料的重要组成部分,相对基体而言,主要起到增强作用。复合材料中

的增强材料就其形态而言,主要有纤维及其织物、晶须和颗粒。就其组成的性质而言又可分为有机增强材料、金属增强材料和无机非金属增强材料(见图3-80)。 混合法则(Rule of Mixtures)

在复合材料中,在已知各组分材料的力学性能、物理性能的情况下,复合材料的力学性能(如强度、弹性模量)和物理性能(密度、电导率、热导率、热膨胀系数等)主要取决于组成复合材料的材料组分的体积百分比(vol.%),可用下式表示:

式中Pc 表示复合材料的某性能,如强度、弹性模量、密度、电导率、热导率、热膨胀系数等;Pi 表示各组分材料的对应复合材料的某性能;V表示组成复合材料各组分的体积百分比(vol.%);下标i表示组成复合材料的组分数(包括基体、若干增强材料)。上式称之为混合法则。

复合材料增韧机制(toughening meehanism of composite materials) 复合材料在受冲击载荷时材料发生破坏(断裂),其韧性大小取决于材料吸收冲击能量大小和抵抗裂纹扩展的能力。以纤维增强复合材料为例,主要有纤维的拔出、纤维与基体的脱粘、纤维搭桥等增韧机制。除了上述增韧机制外,在颗粒、短纤维和晶须增强复合材料中,由于增强材料的存在,阻碍了裂纹在基体中的扩展,在增韧方面,还存在有裂纹偏转、微裂纹增韧等机制。此外,在陶瓷基复合材料中,利用氧化锆的相变产生的体积效应,引起基体产生微裂纹,从而增加陶瓷基复合材料的韧性,这种方法称之为相变增韧机制。

复合材料中界面作用(interface effect of composite materials)

在复合材料中,界面往往起到把载荷由基体传递到纤维的传递作用。此外,复合材料的界面还起到诱导作用、阻断作用、散射及吸收作用等。为了保证界面的作用,纤维与基体之间要有一定的粘结,并且两者之间的结合与增强材料及基体的性质有关。除此之外,复合材料界面的结合方式、界面结构和性质会直接影响和控制复合材料的性能。

玻璃纤维(glass fibre)

玻璃纤维是纤维增强材料中的一种。玻璃纤维具有耐高温、耐腐蚀(除碱外)、热膨胀系数小等特点,但不耐磨、脆而易折。玻璃纤维与其它纤维相比,其价格便宜,品种多,适合编织制成各种玻璃织物,因而广泛应用于航空航天领域,尤其是民用领域,如建筑材料、交通工具、体育用品等玻璃纤维增强复合材料中。

芳纶纤维(kevlar fibre)

芳纶纤维是目前主要用于聚合物基复合材料的一种有机纤维,是美国杜邦公司(Dupont)在1968年研制成功的,并在1973年正式以Kevlar作为其商品名。芳纶纤维的密度仅为1.44 g/cm3,其抗拉强度高达3.4GPa,模量为59~190GPa,因此其比强度和模量均优于玻璃纤维,特别是比强度甚至高于一般碳纤维和硼纤维。和其它的有机纤维(如聚乙烯、尼龙和聚酯纤维)相比,耐热性较高,象Kevlar49纤维的抗拉强度长期在150℃下几乎不变,在427℃下不分解,在-190℃低温下不变脆,并且在高温下不易变形,尺寸稳定,特别是其柔韧性好,抗冲击,耐酸、碱。但芳纶纤维制成的聚合物基复合材料层间抗剪强度较低。

碳纤维(carbon fibre)

碳纤维是纤维增强材料中的一种。根据原材料不同分为人造丝(粘胶纤维)、聚丙烯腈(PAN)碳纤维和沥青基碳纤维。经过碳化和石墨化后,可以分别得到高强度碳纤维、超高

强度碳纤维、高模量碳纤维、超高模量碳纤维、高强度高模量碳纤维等。

与玻璃纤维相比,碳纤维比强度和比模量有明显提高。此外,碳纤维导热、导电,耐化学腐蚀性好,但仍然较脆,且抗氧化性差。碳纤维不仅作为玻璃纤维的代用品,用于聚合物基复合材料,而且适用于金属基复合材料。因此,碳纤维成为航空航天领域所用先进复合材料中不可缺少的增强材料。

硼纤维(boron fibre)

硼纤维是在金属丝上沉积硼而形成的无机纤维。通常用氢和三氯化硼在炽热的钨丝上反应,置换出无定形的硼沉积于钨丝表面获得。属脆性材料,抗拉强度约3500MPa,弹性模量400 GPa,密度只有钢材的1/4,抗压缩性能好;在惰性气体中,高温性能良好;在空气中超过500°C时,强度显著降低。是良好的增强材料,可与金属、塑料或陶瓷复合,制成高温结构用复合材料。由于其高的比强度和比模量,在航空、航天和军工领域获得广泛应用。

碳化硅纤维(silicon carbide fibre) 碳化硅纤维是陶瓷纤维,具有陶瓷特征,抗氧化、耐腐蚀,与金属基体一般不发生反应,湿润性好,且价格便宜,可用作聚合物基、金属基和陶瓷基复合材料的增强材料。碳化硅纤维增强复合材料主要可用于航空航天、汽车结构部件和运动器械(滑雪板、网球拍)

晶须(whisker)

晶须是一种直径为零点几至几个微米的针状单晶体纤维材料。在单晶体中的原子排列非常整齐,几乎没有多晶材料中存在的各种缺陷,如杂质、空穴和位错等,因此从强度而言,晶须的强度接近理论极限。

功能材料(functional materials)

功能材料是与结构材料相对应的另一大类材料,主要利用材料的光学、电学、磁学等性能。

一次功能(primary function)

当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时,材料仅起能量传递的作用,材料的此种功能为一次功能。

二次功能(secondary function)

当向材料输入的能量和从材料输出的能量不属于同一种形式时,材料起能量转换作用,材料的此种功能为二次功能。 导电性(conductivity)

导电性是评价材料所具有的传导电流的性质。

电阻率 (electric resistivity) 电阻率是单位横截面积、单位长度的物质的电阻值,表征材料对电流的阻碍能力的物理量。

电导率 (conductivity)

电导率是电阻率的倒数,表征材料导电能力的物理量。

载流子(carrier )

简单地说, 材料能导电是由于在电场作用下材料中产生了电荷的定向运动,而电荷的运动是通过一定的微观粒子来实现的。将带电荷的微观粒子统称为载流子,可以是自由电子或空穴;也可以是正、负离子或空位。前者为电子电导,后者为离子电导。

迁移率 (mobility)

电导率的大小应该与载流子的数目 有关系,还应该与载流子的运动速度 有关。为了表征这个关系,人们定义了迁移率的概念 , ,物理薏义是在单位电场作用下载流子的运动速度,这样可得到 的关系, 为载流子所带电荷。

本征半导体(intrinsic semiconductor)

具有禁带宽度小于2ev能带结构的材料为半导体。无掺杂的单质半导体为本征半导体。

n型半导体(n-type semiconductor)

以电子为主要导电载流子的半导体材料被称为N型半导体,也叫做施主型半导体,因为在本征半导体中添加了施主杂质。

P型半导体(P-type semiconductor)

以空穴为主要导电载流子的半导体材料被称为P型半导体,也叫受主半导体,因为在本征半导体中添加了受主杂质。

固体电解质(solid electrolyte)

固体电解质是具有离子导电性的固态物质。这些物质或因其晶体中的点缺陷或因其特殊结构而为离子提供快速迁移的通道,在某些温度下具有高的电导 率(1~106西门子/厘米),故又称为快离子导体。

超导性(superconductivity)

某些物质在一定温度条件下电阻降为零的性质被称为超导性。材料表现超导性的条件实际有三个:

①超导体进入超导态时,其电阻率等于零。从电阻不为零的正常态转变为超导态的温度称为超导转变温度或超导临界温度,用Tc表示。 ②外磁场可破坏超导态。只有当外加磁场小于某一量值Hc时才能维持超导电性,否则超导态将转变为正常态,Hc 称为临界磁场强度。Hc与温度的关系为Hc≈H0〔1-(T/T c )2 〕,H0是T=0K时的临界磁场强度。

③超导体内的电流强度超过某一量值Ic 时,超导体转变为正常导体,Ic 称为临界电流。 超导体变为超导态后,除电阻为零外,体内的 磁感应强度也 恒为零,即超导体能把 磁力线 全部排斥到体外,具有完全的抗磁性。另外,超导体具有能隙。

低温超导材料(low temperature superconducting material)

具有低临界转变温度,在液氦温度条件下工作的超导材料。

高温超导材料(high temperature superconducting material)


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