材料科學(xué)與工程方法論中南大學(xué)王德志

材料科學(xué)與工程的整體觀

材料結(jié)構(gòu)、性能與表征的因果關(guān)系

材料設(shè)計(jì)與制備的統(tǒng)一性四

方法論概述一三五提綱六

環(huán)境、能源、信息、軍工、鐵道材料的發(fā)展觀

材料科學(xué)與工程研究的客觀規(guī)律性二

四、材料結(jié)構(gòu)、性能與表征的因果關(guān)系1、材料的結(jié)構(gòu)與性能核心關(guān)系其核心是圍繞:“結(jié)構(gòu)與性能”的相互辯證關(guān)系1、材料的結(jié)構(gòu)與性能組織結(jié)構(gòu)材料性能1、材料的結(jié)構(gòu)與性能材料的合成與制備：研究獲取材料的手段，以工藝技術(shù)的進(jìn)步為標(biāo)志；成分與組織結(jié)構(gòu)：反映材料的本質(zhì)，是認(rèn)識材料的理論基礎(chǔ)；材料特性：表征了材料固有的性能，是選用材料的重要依據(jù)；服役行為與使用壽命：與材料的加工和服役條件相結(jié)合來考察材料的使用壽命，它往往成為MSE的最終目標(biāo)。合成與制備材料特性成分與組織結(jié)構(gòu)服役行為與壽命1、材料的結(jié)構(gòu)與性能化學(xué)成分組成制備加工工藝組織結(jié)構(gòu)性能結(jié)構(gòu)表征與性能檢測工作條件

定義：

表明材料的組元及其排列和運(yùn)動(dòng)方式。(1)組元：一般用材料中原子的種類和數(shù)量來表示成分，原子種類叫組元。(2)排列方式：組元間的排列方式取決于組元間的結(jié)合類型。(3)運(yùn)動(dòng)方式：用文字描述或參量來表達(dá)原子(或分子)及電子的運(yùn)動(dòng)。

結(jié)構(gòu)的測定：通過人眼來確定。具有以下特點(diǎn)：(1)籍助于可見光入射在材料的斷面上；(2)從反射光獲得斷口的圖象；(3)從已有的知識對圖象進(jìn)行判斷，作出結(jié)論；(4)分辨能力約0.1mm；(5)斷面上的外來物質(zhì)或其它環(huán)境因素對于圖象及判斷可以有干擾。2、材料的結(jié)構(gòu)

材料的晶體結(jié)構(gòu)：(1)金屬的晶體結(jié)構(gòu)：a.典型的晶體結(jié)構(gòu)在金屬元素中，約90%以上的金屬晶體結(jié)構(gòu)屬于如下三種密排的晶格形式：體心立方(b.c.c)面心立方(f.c.c)密排六方(h.c.p)

body-centeredcubicface-centeredcubichexagonalclose-packed2、材料的結(jié)構(gòu)b.實(shí)際的晶體結(jié)構(gòu)◆點(diǎn)缺陷：是一種在三維空間各個(gè)方向上尺寸都很小，尺寸范圍約為一個(gè)或幾個(gè)原子間距的缺陷。如空位(正常晶格結(jié)點(diǎn)上，未被原子占有而空著的位置)、間隙(不占有正常的晶格位置，而處在晶格間隙中的多余原子)、置換原子(置換晶格結(jié)點(diǎn)上的原子，占據(jù)正常結(jié)點(diǎn))。

空位置換原子間隙原子點(diǎn)缺陷的存在，原子間作用力的平衡被破壞，周圍其它原子發(fā)生靠攏或撐開的不規(guī)則排列，此變化為晶格畸變。2、材料的結(jié)構(gòu)◆線缺缺陷：：是在在三維維空間間兩維維方向向尺寸寸較小小，在在另一一維方方向的尺寸寸相對對較大大的缺缺陷。。如位位錯(cuò)。。位錯(cuò)：：是晶晶體中中的某某處有有一列列或若若干列列原子子發(fā)生生了某種有有規(guī)律律的錯(cuò)錯(cuò)排現(xiàn)現(xiàn)象。。位錯(cuò)對對材料料的強(qiáng)強(qiáng)度理理論有有很大大貢獻(xiàn)獻(xiàn)?！裘嫒比毕荩海菏窃谠谌S維空間間一維維方向向上尺尺寸很很小，，另外外兩維維方向上上尺寸寸較大大的缺缺陷。。主要要是晶晶界和和亞晶晶界。。多晶體體中，，晶粒粒位向向不同同，存存在位位向差差，晶晶粒交交界處處原子子排列列不一一致，，存在在一個(gè)個(gè)過渡渡層，，即晶晶界。。實(shí)際晶晶體中中，這這三種種缺陷陷隨加加工條條件變變化而而變化化，可可產(chǎn)生生、發(fā)發(fā)展，，也可可消失失，對對材料料性能能有很很大影影響。。2、材料的的結(jié)構(gòu)(2)非非金屬屬的晶晶體結(jié)結(jié)構(gòu)a.陶陶瓷瓷的組組織結(jié)結(jié)構(gòu)：：陶瓷：：是由金金屬和和非金金屬的的無機(jī)機(jī)化合合物所所構(gòu)成成的多多晶固固體物物質(zhì)，，實(shí)際際上是是各種種無機(jī)機(jī)非金金屬材材料的的總稱稱。晶體結(jié)結(jié)構(gòu)：：以離離子鍵鍵為主主的離離子晶晶體(呈晶晶態(tài))以共價(jià)價(jià)鍵為為主的的共價(jià)價(jià)晶體體(呈呈非晶晶態(tài))組織：：晶相相：是是主要要組成成相。。(主晶晶相、、次晶晶相、、第三三晶相相)材材料的的性能能取決決于主主晶相相。玻璃相相：高溫?zé)裏Y(jié)時(shí)時(shí)各組組成物物與雜雜質(zhì)反反應(yīng)后后形成成的一一種非非晶態(tài)態(tài)物質(zhì)質(zhì)。其其作用用是將將分散散的晶晶相粘粘結(jié)在在一起起，抑抑制晶晶粒長長大，，填充充氣孔孔。缺點(diǎn)：強(qiáng)強(qiáng)度低、、熱穩(wěn)定定性差，，應(yīng)控制制在一定定范圍。。(20~40%)氣相：即即材料中中的氣孔孔，使性性能下降降。(若要求求材料密密度小，，絕熱性性好，則則希望一一定氣相相)2、材料的結(jié)構(gòu)b.高高分子材材料的結(jié)結(jié)構(gòu)：高分子材材料：以以高分子子化合物物為主要要組分的的材料。。高分子子化合物物是分子子中含原子數(shù)數(shù)很多，，分子量量很大的的物質(zhì)。。高分子子亦稱大大分子，，高分子化合合物又稱稱高聚物物或聚合合物。結(jié)構(gòu)：大分子鏈鏈的組成成：非金金屬或非非金屬元元素組成成。大分子鏈鏈的構(gòu)型型：即高聚物物結(jié)構(gòu)單單元的排排列順序序和連接接方式。。大分子鏈鏈的形態(tài)態(tài)：線型結(jié)構(gòu)構(gòu)：整個(gè)個(gè)分子呈呈細(xì)長線線條狀支鏈型結(jié)結(jié)構(gòu)：主主鏈上有有一些或或長或短短支鏈體型結(jié)構(gòu)構(gòu)：在空空間呈網(wǎng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)。大分子鏈鏈的構(gòu)象象：由于單鍵鍵內(nèi)旋引引起的原原子在空空間占據(jù)據(jù)不同位位置所構(gòu)構(gòu)成的分分子鏈的各種形象象。柔性鏈、剛剛性鏈高聚物的聚聚集態(tài)結(jié)構(gòu)構(gòu)：晶性高聚物物：排列規(guī)規(guī)則有序無無定性高聚物：排排列規(guī)則無無序2、材料的結(jié)構(gòu)相：(1)定義：具有有相同的物物理或化學(xué)學(xué)性能并與與該系統(tǒng)的的其余部分以界界面分開的的物質(zhì)部分分。(具有有同一化學(xué)成分、同同一結(jié)構(gòu)和和原子聚集集狀態(tài)，并并以界面互相分開開的、均勻勻的組成部部分)(2)相相的結(jié)構(gòu)類類型：固溶體：相相的晶體結(jié)結(jié)構(gòu)與某一一組元的晶晶體結(jié)構(gòu)相相同；金屬化合物物：相的晶晶體結(jié)構(gòu)與與組元的晶晶體結(jié)構(gòu)均均不相同(3)固固溶體：置換固溶體體間間隙固溶溶體2、材料的結(jié)構(gòu)(4)金金屬化合物物(金屬間間化合物)：是指合金組組元間發(fā)生生相互作用用而形成的的具有金屬屬特性的新新相。此新新相可能是是另一種固固溶體，也也可能是一一種晶格類類型和性能能完全不同同于任一合合金組元的的化合物。。a.特點(diǎn)點(diǎn)：具有一一定的金屬屬性質(zhì)；熔熔點(diǎn)高、硬硬而脆，塑性、韌性性不高。b.種類類：正常價(jià)價(jià)化合物：：符合一般化化合物的原原子價(jià)規(guī)律律，成分固固定，可用化學(xué)式表表示。Mg2Si電子化合物物：不遵守原子子價(jià)規(guī)律，，服從電子子濃度規(guī)律律；間隙化合物物：過渡族金屬屬元素與C、N、H、B等原原子半徑較較小的非金屬屬元素形成成的化合物物。顯微組織：：材料中各相相及更微觀觀組元(化化學(xué)或幾何何學(xué)的)的的形貌及含含量所構(gòu)成成的圖象。。(顯微鏡鏡下所觀察察到的金屬屬中的各種種晶粒的大大小、形態(tài)態(tài)和分布)2、材料的結(jié)構(gòu)金屬的加工工工藝與結(jié)結(jié)構(gòu)、性能能的關(guān)系金屬塑性變變形后的組組織結(jié)構(gòu)與與性能(1)塑塑性變形后后金屬的組組織結(jié)構(gòu)：：a.顯微微組織的變變化：形成成“纖維組組織”；b.亞結(jié)結(jié)構(gòu)的細(xì)化化：位錯(cuò)纏纏結(jié)、晶粒粒破碎；c.織構(gòu)構(gòu)現(xiàn)象的產(chǎn)產(chǎn)生：織構(gòu)：在塑塑性變形過過程中，晶晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)，，當(dāng)變形量量達(dá)到一定定程度(70~90%以以上)時(shí)，，會使絕大大部分晶粒粒的某一位位向與外力方向趨趨于一致。。缺陷：制耳耳；優(yōu)點(diǎn)：使硅硅鋼片的特特定晶界、、晶向平行行于磁力線線方向，提提高導(dǎo)磁率，，減小磁磁滯耗損。。2、材料的結(jié)構(gòu)(2)塑塑性變形后后金屬的性性能：a.力學(xué)學(xué)性能：強(qiáng)強(qiáng)度、硬度度↗，塑性性、韌性↘↘殘余應(yīng)力：：材料經(jīng)塑塑性變形后后殘存在內(nèi)內(nèi)部的應(yīng)力力。其產(chǎn)生生是由于金金屬內(nèi)部各各區(qū)域變形形不均勻所所致；可分分為三種：：宏觀殘余應(yīng)力(第一類內(nèi)內(nèi)應(yīng)力)：：由宏觀變變形不均勻勻引起，使使工件變形形；微觀殘余應(yīng)力(第二類內(nèi)內(nèi)應(yīng)力)：：由晶粒或或亞晶粒間間變形不均均勻引起，，使工件內(nèi)內(nèi)部產(chǎn)生微裂裂紋晶格畸變應(yīng)力(第三三類內(nèi)應(yīng)力力)：由晶晶格畸變引引起，使工工件強(qiáng)度、、硬度↗，，塑性、抗蝕性性↘。b.理化化性能：電電阻率↗；；電阻溫度度系數(shù)↘；；導(dǎo)磁率↘↘；導(dǎo)熱率↘；；腐蝕↗。。2、材料的結(jié)構(gòu)變形金屬加加熱后的組組織結(jié)構(gòu)與與性能(1)回回復(fù)：把經(jīng)經(jīng)過冷變形形的金屬加加熱時(shí)，在在顯微組織織發(fā)生變化前所所發(fā)生的一一些亞結(jié)構(gòu)構(gòu)的改變過過程稱為回復(fù)。特點(diǎn)：a.顯微組組織沒有明明顯變化；；b.力學(xué)學(xué)性能變化化不大；c.殘余余應(yīng)力顯著著降低；d.理化化性能基本本恢復(fù)到變變形前情況況。應(yīng)用：低溫溫去應(yīng)力退退火(如深深沖黃銅彈彈殼，會自自動(dòng)變形，甚至開開裂，需經(jīng)經(jīng)2600℃左右的的去應(yīng)力退退火)。2、材料的結(jié)構(gòu)(2)再再結(jié)晶：變變形金屬加加熱到較高高溫度時(shí)，，由于原子子擴(kuò)散能力力增加，在晶格格畸變嚴(yán)重重處形成一一些位向與與變形晶粒粒不同，內(nèi)部缺缺陷減少的的等軸小晶晶粒，這些些小晶粒不不斷向外擴(kuò)展長大大，直至金金屬中的變變形金屬全全部被等軸軸晶取代，即冷變變形組織完完全消失，，這一過程程為再結(jié)晶晶。a.變形形金屬的再再結(jié)晶：位位錯(cuò)密度↘↘，強(qiáng)度、、硬度↘，，塑性、韌性性↗，內(nèi)應(yīng)應(yīng)力消除。。b.再結(jié)結(jié)晶溫度：：開始產(chǎn)生生再結(jié)晶現(xiàn)現(xiàn)象的最低低溫度；工業(yè)條件下下定義：經(jīng)經(jīng)大變形量量(~70%以上)的金屬，，在一小時(shí)時(shí)的保溫時(shí)間內(nèi)內(nèi)全部完成成再結(jié)晶所所需的最低低溫度。影響因素：：預(yù)先變形形程度加熱速度與與保溫時(shí)間間原始晶粒度度金屬純度及及成分2、材料的結(jié)構(gòu)(3)晶晶粒長大：：再結(jié)晶后，，形成等軸軸晶，若T↗，或t↗，則d↗。a.是一一個(gè)自發(fā)過過程：d↗↗，晶晶界面積↘↘，表面能能↘，是一個(gè)能量降降低的自發(fā)發(fā)過程。b.實(shí)質(zhì)質(zhì)：晶界遷遷移。一個(gè)晶界的的邊界向另另一晶粒遷遷移，把另另一晶粒中中的晶格位向向逐步地改改變成為與與這個(gè)晶粒粒相同的晶晶格位向，于是另另一晶粒便便逐步地被被這一晶粒?！巴滩ⅰ薄?，合并成成為一個(gè)大晶晶粒。c.正常常長大與異異常長大：：正常長大：：再結(jié)晶后后的晶粒細(xì)細(xì)而均勻，，長大時(shí)均均勻；異常長大：：再結(jié)晶后后的晶粒大大小不均勻勻，大晶粒粒吞并小晶粒，形成成異常粗大大的晶粒。。(二次再再結(jié)晶)2、材料的結(jié)構(gòu)3、材料的性能材料的性能能是指材料料的性質(zhì)和和功能。性性質(zhì)是本身身所具有的的特質(zhì)或本本性；功能能是人們對對材料的某某種期待與與要求或某某種可以承承擔(dān)的功效效，以及承承擔(dān)該功效效下的表現(xiàn)現(xiàn)或能力。。材料的性能能使用性能工藝性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能鑄造性可鍛性可焊性切削加工性性熱處理性力學(xué)性能：：材料在不同同環(huán)境（溫溫度、介質(zhì)質(zhì)、濕度））下，承受受各種外加加載荷（拉拉伸、壓縮縮、彎曲、、扭轉(zhuǎn)、沖沖擊、交變變應(yīng)力等））時(shí)所表現(xiàn)現(xiàn)出的力學(xué)學(xué)特征。。常用的力學(xué)學(xué)性能：脆性：材料料在損壞之之前沒有發(fā)發(fā)生塑性變變形的一種種特性。它它與韌性和和塑性相反反。脆性材材料沒有屈屈服點(diǎn)，有有斷裂強(qiáng)度度和極限強(qiáng)強(qiáng)度，并且且二者幾乎乎一樣。強(qiáng)度：金屬屬材料在靜靜載荷作用用下抵抗永永久變形或或斷裂的能能力。它可可以定義為為比例極限限、屈服強(qiáng)強(qiáng)度、斷裂裂強(qiáng)度或極極限強(qiáng)度。。沒有一個(gè)個(gè)確切的單單一參數(shù)能能夠準(zhǔn)確定定義這個(gè)特特性。塑性：金屬屬材料在載載荷作用下下產(chǎn)生永久久變形而不不破壞的能能力。塑性性變形發(fā)生生在金屬材材料承受的的應(yīng)力超過過彈性極限限并且載荷荷去除之后后，此時(shí)材材料保留了了一部分或或全部載荷荷時(shí)的變形形。硬度：金屬屬材料表面面抵抗比他他更硬的物物體壓入的的能力。韌性：金屬屬材料在拉拉應(yīng)力的作作用下，在在發(fā)生斷裂裂前有一定定塑性變形形的特性。。疲勞強(qiáng)度：：材料零件件和結(jié)構(gòu)零零件對疲勞勞破壞的抗抗力。彈性：金屬屬材料在外外力消失時(shí)時(shí)，能使材材料恢復(fù)原原先尺寸的的一種特性性。伸長率：材材料在拉應(yīng)應(yīng)力或壓應(yīng)應(yīng)力的作用用下，材料料斷裂前承承受一定塑塑性變形的的特性。剛性：金屬屬材料承受受較高應(yīng)力力而沒有發(fā)發(fā)生很大應(yīng)應(yīng)變的特性性。剛性的的大小通過過測量材料料的彈性模模量E來評評價(jià)。屈服點(diǎn)或屈屈服應(yīng)力：：金屬的應(yīng)應(yīng)力水平，，用MPa度量。在在屈服點(diǎn)以以上，當(dāng)外外來載荷撤撤除后，金金屬的變形形仍然存在在，金屬材材料發(fā)生了了塑性變形形。3、材料的性能材料在外力力的作用下下將發(fā)生形形狀和尺寸寸變化，稱稱為變形。外力去處后后能夠恢復(fù)復(fù)的變形稱稱為彈性變形。外力去處后后不能恢復(fù)復(fù)的變形稱稱為塑性變形。五萬噸水壓機(jī)3、材料的性能低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線拉伸試樣拉伸試驗(yàn)機(jī)應(yīng)力=P/F0應(yīng)變=(l-l0)/l03、材料的性能彈性和剛度度彈性：指標(biāo)為彈性性極限e，即材料承受最最大彈性變變形時(shí)的應(yīng)應(yīng)力。剛度：材料受力時(shí)時(shí)抵抗彈性性變形的能能力。指標(biāo)為彈性性模量E。。e彈性模量的的大小主要要取決于材材料的本性性，除隨溫溫度升高而而逐漸降低低外，其他他強(qiáng)化材料料的手段如如熱處理、、冷熱加工工、合金化化等對彈性性模量的影影響很小。?？梢酝ㄟ^過增加橫截截面積或改改變截面形形狀來提高高零件的剛剛度。3、材料的性能陶瓷強(qiáng)度的的測定：a.彎彎曲強(qiáng)度：：三點(diǎn)彎曲曲或四點(diǎn)彎彎曲方法；；b.抗拉拉強(qiáng)度：測測定時(shí)技術(shù)術(shù)上有一定定難度，常常用彎曲強(qiáng)度代替，，彎曲強(qiáng)度度比抗拉強(qiáng)強(qiáng)度高20~40%；c.抗壓壓強(qiáng)度：遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉拉強(qiáng)度，相相差10倍倍左右，特特別適合于制制造承受壓壓縮載荷作作用的零部件。3、材料的性能強(qiáng)度與塑性性強(qiáng)度：材料在外力力作用下抵抵抗變形和和破壞的能能力。屈服強(qiáng)度s：材料發(fā)生微微量塑性變變形時(shí)的應(yīng)應(yīng)力值。條件屈服強(qiáng)強(qiáng)度0.2：殘余變形量量為0.2%時(shí)的應(yīng)應(yīng)力值。抗拉強(qiáng)度b：材料斷裂前前所承受的的最大應(yīng)力力值。s0.23、材料的性能塑性：材料受力破破壞前可承承受最大塑塑性變形的的能力。指標(biāo)為：伸長率：斷面收縮率：斷裂后拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象3、材料的性能硬度材料抵抗表表面局部塑塑性變形的的能力。布氏硬度HB布氏硬度計(jì)3、材料的性能洛氏硬度h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計(jì)洛氏硬度用用符號HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002根據(jù)壓頭類類型和主載載荷不同，，分為九個(gè)個(gè)標(biāo)尺，常常用的標(biāo)尺尺為A、B、C。3、材料的性能維氏硬度用用符號HV表示，符號前的數(shù)數(shù)字為硬度度值，后面面的數(shù)字按按順序分別別表示載荷荷值及載荷荷保持時(shí)間間。根據(jù)載荷范范圍不同，，規(guī)定了三三種測定方方法—維氏硬度試試驗(yàn)、小小負(fù)荷維氏氏硬度試驗(yàn)驗(yàn)、顯微維維氏硬度試試驗(yàn)。維氏硬度保保留了布氏氏硬度和洛氏硬度的的優(yōu)點(diǎn)。小負(fù)荷維氏硬度計(jì)顯微維氏硬度計(jì)3、材料的性能維氏硬度斷裂：含裂紋體承承載達(dá)到臨臨界值時(shí)，，致使裂紋紋失穩(wěn)擴(kuò)展展，最終產(chǎn)產(chǎn)生破壞的的現(xiàn)象。斷裂的基本本形式：延性斷裂和和脆性斷裂裂斷裂機(jī)理：：(1)微微孔集結(jié)斷斷裂(韌性性斷裂)斷口上出現(xiàn)現(xiàn)拋物線型型的韌窩，，主要是金金屬和高聚聚物的斷裂裂機(jī)理；(2)解解理斷裂(脆性斷裂裂)是一種低能能量斷裂，，也是晶體體材料中最最脆的一種種斷裂；沿沿晶體中解解理面斷開開原子鍵而而引起的斷斷裂，非常常平坦，一一晶粒內(nèi)的的解理裂紋紋具有平直直性；一個(gè)個(gè)晶粒內(nèi)的的一條解理理裂紋可同同時(shí)在兩個(gè)個(gè)平行的解解理面上擴(kuò)擴(kuò)展，形成成解理臺階階。(3)晶晶界斷裂裂紋擇優(yōu)沿沿晶界擴(kuò)展展而引起的的斷裂；也也是一種低低能量脆性性斷裂，斷斷口呈現(xiàn)顆顆粒狀形貌貌。3、材料的性能3、材料的性能韌性：是強(qiáng)度和塑塑性的綜合合表現(xiàn)，是是材料從塑塑性變形到到斷裂全過過程中吸收收能量的能能力。強(qiáng)度：材料料在外力作作用下抵抗抗塑性變形形和斷裂的能力。。塑性：材料料在外力作作用下產(chǎn)生生塑性變形形而不斷裂的能力力。常以延伸率率和斷面收收縮率來表表征。3、材料的性能圖中為單向向拉伸條件件下兩種鋼鋼光滑試樣的應(yīng)應(yīng)力—應(yīng)變變曲線。單單位體積材料的的彈性應(yīng)變變能(Uoe)為：式中，σp為比例極限限，εp為對應(yīng)于σp的彈性應(yīng)變變，E為彈彈性模量。Uoe也就是△OAB(或或△OA’’B’)的的面積，表表示彈性。。同樣，用單單位體積材材料在變形形和斷裂全全過程中吸吸收的能量量(UOT)表示韌性性，也可用用單位體積積材料在塑塑性變形和和斷裂全過過程中吸收收的能量(Uop)表示韌性性，一般用用UOT表示韌性。。3、材料的性能高碳彈簧鋼鋼：Uoe=面面積積OABUop=面面積積BACDUoT=面面積積OACD低碳碳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼：：Uoe=面面積積OA’’B’’Uop=面面積積B’’A’’C’’D’’UoT=面面積積OA’’C’’D’’由于于UoT=Uoe+Uop當(dāng)斷斷裂裂時(shí)時(shí)的的應(yīng)應(yīng)變變εεf遠(yuǎn)大大于于εεe時(shí)，，UoT≈Uop，韌韌性性的的兩兩種種定定義義近近似似一一致致。。圖中中兩兩種種鋼鋼的的彈彈性性模模量量相相同同，，但但高高碳碳彈彈簧簧鋼鋼的的σσp及對對應(yīng)應(yīng)的的εεe較大大，，故故彈彈性性較較大大，，在在彈彈性性范范圍圍內(nèi)內(nèi)能能貯貯存存的的彈彈性性應(yīng)應(yīng)變變能能較較多多，，有有較較大大的的回回彈彈力力。。其其抗抗拉拉強(qiáng)強(qiáng)度度σσb雖大大于于低低碳碳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼，，但但εεf卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小小于于低低碳碳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼，，綜綜合合σσb及εεf，高高碳碳彈彈簧簧鋼鋼的的韌韌性性低低于于低低碳碳結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼。。3、材料料的的性能能韌性性的的劃劃分分：：(1)光光滑滑試試樣樣————如如上上圖圖所所示示，，用用應(yīng)應(yīng)力力——應(yīng)應(yīng)變變曲曲線線下下的的面面積積大大小小來來表表征征韌韌性性的的高高低低；；(2)缺缺口口試試樣樣————工工程程上上慣慣用用沖沖擊擊韌韌性性，，即即沖沖斷斷給給定定缺缺口口試試樣樣所所消消耗耗的的功功，，或或試試樣樣在在沖沖擊擊條條件件下下從從形形變變到到斷斷裂裂全全過過程程所所吸吸收收的的能能量量。。有有ααk及Cv，分分別別為為U形形和和V形形缺缺口口。。(3)裂裂紋紋試試樣樣————對對于于平平面面應(yīng)應(yīng)變變條條件件有有GIC及JIC，分分別別為為線線彈彈性性及及彈彈塑塑性性范范圍圍內(nèi)內(nèi)裂裂紋紋擴(kuò)擴(kuò)展展單單位位面面積積所所需需的的能能量量。。對于于直直線線穿穿透透型型裂裂紋紋沿沿裂裂紋紋面面擴(kuò)擴(kuò)展展時(shí)時(shí)，，有有：：裂紋紋試試樣樣的的韌韌性性俗俗稱稱斷斷裂裂韌韌性性，，實(shí)實(shí)質(zhì)質(zhì)上上是是裂裂紋紋斷斷裂裂韌韌性性。。3、材料料的的性能能沖擊擊韌韌性性是指指材材料料抵抵抗抗沖沖擊擊載載荷荷作作用用而而不不破破壞壞的的能能力力。。指標(biāo)標(biāo)為為沖沖擊擊韌韌性性值值ak(通通過過沖沖擊擊實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)測測得得)。。3、材料料的的性能能韌脆脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變溫溫度度材料料的的沖沖擊擊韌韌性性隨隨溫溫度度下下降降而而下下降降。。在某某一一溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)沖沖擊擊韌韌性性值值急急劇劇下下降降的的現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱韌脆脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變。發(fā)生生韌韌脆脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變的的溫溫度度范范圍圍稱稱韌脆脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變溫度度。材料料的的使使用用溫溫度度應(yīng)應(yīng)高高于于韌韌脆脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變溫溫度度。。韌體心心立立方方金金屬屬具具有有韌韌脆脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變溫溫度度，，而而大大多多數(shù)數(shù)面面心心立立方方金金屬屬?zèng)]沒有有。。3、材料料的的性能能TITANIC建造中的Titanic號TITANIC的沉沉沒沒與與船船體體材材料料的的質(zhì)質(zhì)量量直直接接有有關(guān)關(guān)3、材料料的的性能能Titanic近代船用鋼板Titanic號號鋼鋼板板（左左圖圖））和近代代船船用用鋼鋼板板（右右圖圖））的沖沖擊擊試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果疲勞勞強(qiáng)強(qiáng)度度：被測測材材料料抵抵抗抗交交變變載載荷荷的的性性能能。。疲勞勞材料料在在低低于于s的重重復(fù)復(fù)交交變變應(yīng)應(yīng)力力作作用用下下發(fā)發(fā)生生斷斷裂裂的的現(xiàn)現(xiàn)象象。。材料料在在規(guī)規(guī)定定次次數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)力力循循環(huán)環(huán)后后仍仍不不發(fā)發(fā)生生斷斷裂裂時(shí)時(shí)的的最最大大應(yīng)應(yīng)力力稱稱為為疲勞勞極極限限。用-1表示示。。鋼鐵鐵材材料料規(guī)規(guī)定定次次數(shù)數(shù)為為107，有有色色金金屬屬合合金金為為108。疲勞應(yīng)力示意圖疲勞曲線示意圖3、材料料的的性能能疲勞勞曲曲線線：：交交變變應(yīng)應(yīng)力力σσ與與交交變變次次數(shù)數(shù)N的的關(guān)關(guān)系系疲勞勞斷斷口口通過過改善善材材料料的的形形狀狀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，減減少少表表面面缺缺陷陷，，提提高高表表面面光光潔潔度度，，進(jìn)進(jìn)行行表表面面強(qiáng)強(qiáng)化化等方方法法可可提提高高材材料料疲疲勞勞抗抗力力。。軸的疲勞斷口疲勞輝紋（掃描電鏡照片）3、材料料的的性能能◆特特點(diǎn)點(diǎn)1：：無無論論是是脆脆性性材材料料，，還還是是塑塑性性材材料料，，疲疲勞勞斷斷裂裂均均不不產(chǎn)產(chǎn)生生明顯顯的的塑塑性性變變形形；；特點(diǎn)點(diǎn)2：：裂裂紋紋產(chǎn)產(chǎn)生生及及擴(kuò)擴(kuò)展展區(qū)區(qū)呈呈““貝貝殼殼””花花樣樣，，最最后后斷斷裂裂區(qū)區(qū)呈呈纖纖維維狀或結(jié)結(jié)晶狀狀。阻尼及及阻尼尼性能能材料的的阻尼尼：是一種種材料料內(nèi)部部所引引起的的對于于振動(dòng)動(dòng)能量量的消消耗，，即““內(nèi)耗耗”。。內(nèi)耗的的來源源是由由于材材料內(nèi)內(nèi)部有有缺陷陷或不不均勻勻結(jié)構(gòu)構(gòu)存在在。阻尼性性能：：材料能能夠很很快地地壓抑抑機(jī)械械振動(dòng)動(dòng)的性性能就就是材材料的的阻尼尼性能能。3、材料的的性能材料表表現(xiàn)出出來的的密度度、熔熔點(diǎn)、、熱膨膨脹(系數(shù)數(shù))性性、導(dǎo)導(dǎo)電性性、磁磁學(xué)及及光學(xué)學(xué)等性性能。。物理性性能3、材料的的性能磁學(xué)性性能鐵電性性能超導(dǎo)電電性能能光學(xué)性性能3、材料的的性能磁學(xué)性性能材料磁磁性的的來源源與分分類：：(1)原原子磁磁矩：：由電電子軌軌道運(yùn)運(yùn)動(dòng)磁磁矩、、電子子自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磁矩矩及原原子核核磁矩矩組成成。材料中中原子子的電電子態(tài)態(tài)和磁磁性與與孤立立的原原子相相比發(fā)發(fā)生了了變化化，晶晶體電電場效效應(yīng)也引起起材料料中電電子態(tài)態(tài)發(fā)生生變化化。(2)材材料磁磁性概概述和和分類類：a.概概述述：材材料在在外磁磁場中中恒被被磁化化而獲獲得磁磁矩，，單位位體積積的磁磁矩稱稱為磁磁化強(qiáng)強(qiáng)度M，，磁化化強(qiáng)度度與磁磁場強(qiáng)強(qiáng)度H的比比值稱稱為磁磁化率率χ。。b.分分類類：抗抗磁性性、順順磁性性、反反鐵磁磁性、、鐵磁磁性及及亞鐵鐵磁性性。前前三種種磁性性很弱弱，χ約為為10-3~10-6。后兩兩種為為強(qiáng)磁磁性，，χ約約為10~106。①抗磁磁性：：物質(zhì)質(zhì)的磁磁化率率為負(fù)負(fù)，其其磁化化強(qiáng)度度M與與磁場場H反反向，，大多多數(shù)有有機(jī)和和無機(jī)機(jī)材料料均呈呈現(xiàn)抗抗磁性性。②順磁磁性：：物質(zhì)質(zhì)的磁磁化率率為正正，M與H同向向。③反鐵鐵磁性性：物物質(zhì)的的磁化化率為為正，，但很很弱，，約為為10-3。④鐵磁磁性和和亞鐵鐵磁性性：材料都都有磁磁有序序相變變點(diǎn)(居里里點(diǎn)Tc)，當(dāng)當(dāng)溫度度高于于Tc時(shí)，呈呈順磁磁性，，當(dāng)溫溫度低低于Tc時(shí)，呈呈鐵磁磁性或或亞鐵鐵磁性性，均均為強(qiáng)強(qiáng)磁性性。幾個(gè)概概念：：矯頑力力(Hc)：表表征材材料抵抵抗退退磁作作用的的本領(lǐng)領(lǐng)。磁疇：：鐵磁磁體，，包含含許多多自發(fā)發(fā)磁化化的區(qū)區(qū)域，，由于于它們們的磁磁化方方向各各異，，因此此總的磁磁化強(qiáng)強(qiáng)度為為零，，這種種自發(fā)發(fā)磁化化的區(qū)區(qū)域即即為磁磁疇。。磁滯伸伸縮：：強(qiáng)磁磁體被被磁場場磁化化時(shí)，，其形形狀和和體積積隨之之變化化。磁性材材料：：具有有強(qiáng)磁磁性的的材料料。軟磁材材料：：指那那些容容易反反復(fù)磁磁化，，在外外磁場場去掉掉后容容易退退磁的的材料料。具具有高高磁導(dǎo)率率和低低矯頑頑力。。硬磁材材料：：指那那些難難以磁磁化，，且除除去外外場后后仍能能保留留高的的剩余余磁化化強(qiáng)度度的材材料。具具有高高矯頑頑力，，不易易退磁磁，在在磁路路不閉閉合時(shí)時(shí)仍可可保持持較高高的剩磁，，提供供應(yīng)用用所需需的磁磁場或或磁矩矩。(永磁磁材料料)強(qiáng)磁材材料按按組成成與結(jié)結(jié)構(gòu)分分類：：單質(zhì)：：只有有金屬屬呈現(xiàn)現(xiàn)強(qiáng)磁磁性，，3個(gè)個(gè)過渡渡族鐵鐵磁金金屬鐵鐵、鈷鈷、鎳鎳，具有高高于室室溫的的居里里溫度度，獲獲得廣廣泛應(yīng)應(yīng)用。。6個(gè)個(gè)稀土土金屬有強(qiáng)強(qiáng)磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變。。合金：：以鐵鐵磁元元素為為基的的合金金和非非鐵磁磁元素素構(gòu)成成的鐵鐵磁合合金。。非金屬屬氧化化物：：包括括鐵氧氧體(如磁磁鐵礦礦Fe3O4)、強(qiáng)強(qiáng)磁化化合物物(如如EuO、、CrO2)。非晶強(qiáng)強(qiáng)磁合合金：：即金金屬玻玻璃。。3、材料的的性能夠鐵電體體是電電介質(zhì)質(zhì)的一一個(gè)亞亞類，，其基基本特特征是是具有有自發(fā)發(fā)電極極化并并且這這種電電極化化可以以在外外電場場作用用下改改變方方向。。電介質(zhì)質(zhì)的極極化與與鐵電電性：：導(dǎo)電材材料：：以電電荷長長程遷遷移即即傳導(dǎo)導(dǎo)的方方式對對外電電場作作出響響應(yīng)。電介質(zhì)質(zhì)：以以感應(yīng)應(yīng)的方方式對對外電電場作作出響響應(yīng)，，即沿沿電場場方向向產(chǎn)生生電偶偶極矩矩或電偶偶極矩矩的改改變，，此現(xiàn)現(xiàn)象為為電介介質(zhì)的的極化化，此此材料料為電電介質(zhì)質(zhì)。電介質(zhì)質(zhì)的極極化：：在外外電場場的作作用下下，呈呈電中中性的的電介介質(zhì)由由于正正、負(fù)負(fù)電荷荷重心不不重合合而產(chǎn)產(chǎn)生感感應(yīng)電電偶極極矩的的過程程。鐵電性性：具具有自自發(fā)電電極化化并且且這種種電極極化可可以在在外電電場作作用下下改變變方向向。鐵電性性能3、材料的的性能超導(dǎo)電電性能歷史：：1911年年荷蘭蘭低溫溫物理理學(xué)家家H.K.Onnes發(fā)發(fā)現(xiàn)有有些物物質(zhì)從從特定定的溫溫度開開始會會轉(zhuǎn)變變?yōu)橥晖耆珱]沒有電電阻的的狀態(tài)態(tài)，這這就是是超導(dǎo)導(dǎo)(電電)現(xiàn)現(xiàn)象。。這些些超導(dǎo)導(dǎo)體的的轉(zhuǎn)變變溫度度不超超過23.2K，即即必須須用液液氦冷冷卻才才會出出現(xiàn)(低溫溫超導(dǎo)導(dǎo)體)。1986年年G.Bednorz和K.A.Muller發(fā)發(fā)現(xiàn)某某些稀稀土元元素的的氧化化物是是超導(dǎo)導(dǎo)體，，其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變溫溫度在在30K以以上，，稱高高溫超超導(dǎo)體體。(有的的高溫溫超導(dǎo)導(dǎo)體的的轉(zhuǎn)變變溫度度達(dá)到到135K)。?；咎靥卣鳎海?1)零零電阻阻效應(yīng)應(yīng)：超超低溫溫下超超導(dǎo)體體的電電阻為為零；；Tc：超導(dǎo)導(dǎo)轉(zhuǎn)變變溫度度，即即臨界界溫度度。(2)邁邁斯納納效應(yīng)：：處于超超導(dǎo)態(tài)的的物質(zhì)完完全排斥斥磁場，，即磁力力線不能能進(jìn)入超超導(dǎo)體內(nèi)部，，稱為完完全抗磁磁性或邁邁斯納效效應(yīng)。(3)超超導(dǎo)體體的臨界界參數(shù)：：溫度低于于Tc時(shí)，當(dāng)磁磁場值超超過某一一臨界值值Hc時(shí)，材料料從超導(dǎo)導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變變?yōu)檎３B(tài)，Hc稱為臨界界磁場。。溫度低低于Tc時(shí)，當(dāng)樣樣品的電電流密度度J超過過某一臨臨界值Jc時(shí)，材料料從超導(dǎo)導(dǎo)態(tài)轉(zhuǎn)變變?yōu)檎３B(tài)，Jc稱為臨界界電流密密度。把Tc、Hc、Jc稱為超導(dǎo)導(dǎo)體的三三個(gè)臨界界參數(shù)。。3、材料的性能第二類超超導(dǎo)體：：高臨界參參數(shù)(高高Tc、高Hc和高Jc)的超導(dǎo)導(dǎo)體，如如Nb3--Sn，有有兩個(gè)臨臨界磁場場：下臨臨界場Hc1和上臨界界場Hc2，當(dāng)磁場場小于Hc1時(shí)，完全全處于邁邁斯納態(tài)態(tài)，當(dāng)磁磁場大于于Hc2時(shí)，完全全恢復(fù)正正常態(tài)，，當(dāng)磁場場介于Hc1和Hc2之間時(shí)，，處于““混合態(tài)態(tài)”，將將只存在在一個(gè)臨臨界場的的超導(dǎo)體體稱為第第一類超超導(dǎo)體，，將存在在兩個(gè)臨臨界場的的超導(dǎo)體體稱為第第二類超超導(dǎo)體。。超導(dǎo)隧道道效應(yīng)(約瑟夫夫森效應(yīng)應(yīng))：弱連接超超導(dǎo)體(兩塊超超導(dǎo)體中中間夾一一塊納米米厚度的的絕緣膜膜，形成成超導(dǎo)層層-絕緣緣層-超超導(dǎo)層，，由于中中間的絕絕緣層較較薄，使使它兩側(cè)側(cè)的超導(dǎo)導(dǎo)體在電電磁性質(zhì)質(zhì)上弱耦耦合在一一起)，，當(dāng)有一一個(gè)很小小的電流流從一個(gè)個(gè)超導(dǎo)體體穿過絕絕緣層而而流到另另一個(gè)超超導(dǎo)體時(shí)時(shí)，如果果電流很很小，沒沒有超過過這種結(jié)結(jié)構(gòu)的臨臨界電流流，則兩兩側(cè)的超超導(dǎo)體層層間沒有有電壓，，整個(gè)弱弱連接超超導(dǎo)體呈呈現(xiàn)零電電阻性。。兩超導(dǎo)導(dǎo)體中間間的絕緣緣層也能能讓超導(dǎo)導(dǎo)電流通通過和現(xiàn)現(xiàn)象叫超超導(dǎo)隧道道效應(yīng)。。3、材料的性能光學(xué)性能能光優(yōu)于電電子的特特點(diǎn)：光光在介電電材料中中的傳播播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電電子在金金屬導(dǎo)線線中的傳傳播速度度，光可可以攜帶帶更多的的信息；；介電材材料的帶帶寬遠(yuǎn)大大于金屬屬；光子子間不像像電子間間具有很很強(qiáng)的相相互作用用，有助助于降低低能量損損耗。光波在光光纖中的的傳播：：光纖即光光導(dǎo)纖維維，是由由低損耗耗材料制制成的其其結(jié)構(gòu)類類似于同同軸電纜纜的圓形形介質(zhì)波波導(dǎo)：內(nèi)內(nèi)芯是一一種較高高折射率率的材料料，周圍圍是另一一種較低低折射率率的材料料構(gòu)成的的包層，，最外層層是保護(hù)護(hù)層。(1)光光纖的的分類：：階躍型型折射率率光纖和和梯度型型折射率率光纖。。階躍型折折射率光光纖，內(nèi)內(nèi)芯和包包層間折折射率的的過渡是是階躍的的；梯度型折折射率光光纖，折折射率的的分布為為從中心心軸線沿沿徑向逐逐漸減小小。材料：石石英光纖纖、多組組分玻璃璃光纖、、塑料光光纖、紅紅外光纖纖、紫外外光纖和和有源光光纖等。3、材料的性能(2)光光纖的的傳光特特性和集集光本領(lǐng)領(lǐng)：物理基礎(chǔ)礎(chǔ)是全內(nèi)內(nèi)反射。。(3)光光纖的的色散與與損耗：：色散影響響光通信信系統(tǒng)的的傳輸容容量和誤誤碼率，，而損耗耗影響傳傳輸距離離。色散種類類：材料色散散，本身折折射率隨隨頻率變變化，導(dǎo)導(dǎo)致不同同的頻率率分量的的傳播速速度的不同而而產(chǎn)生色色散；波導(dǎo)色散散，依賴于于光纖芯芯徑與波波長的比比值，與與光纖的的結(jié)構(gòu)有有關(guān)；模色散，適于多多模色散散。損耗是光光波在傳傳輸過程程中由于于某種或或某些因因素所致致的衰減減。光纖中的的損耗主主要有吸吸收損耗耗和散射射損耗。。光的發(fā)射射：光發(fā)射目目前主要要是通過過激光器器實(shí)現(xiàn)的的。激光的特特點(diǎn)：(1)方方向性性好，亮亮度高，，能量集集中，可可在微米米級圓斑斑內(nèi)產(chǎn)生生幾萬乃乃至幾百百萬度的的高溫；；(2)單單色性性好，譜譜線寬度度小于10-7；(3)相相干線線好，即即相干長長度很長長，激光光束的相相干長度度比普通通光束要要長數(shù)十十倍，甚甚至數(shù)百百倍；(4)激激光傳傳遞信息息的容量量大；(5)高高簡并并度的強(qiáng)強(qiáng)激光，，因其場場強(qiáng)遠(yuǎn)大大于分子子、原子子內(nèi)庫侖侖場強(qiáng)，，故而它它與物質(zhì)質(zhì)相互作作用，會會引起倍倍頻、和和頻、差差頻等許許多新的的物理效效應(yīng)。3、材料料的的性能能單項(xiàng)項(xiàng)性性能能的的評評價(jià)價(jià)：：對材材料料性性能能的的測測定定需需要要建建立立一一種種廣廣義義力力與與廣廣義義位位移移的的關(guān)關(guān)系系，，在在關(guān)關(guān)系系為為線線性性時(shí)時(shí)，，材材料料性性能能由由線線性性常常數(shù)數(shù)表表征征，，如如彈彈性性模模量量(σσ＝＝Eεε)、、熱熱容容(S=CT)等等。。在在關(guān)關(guān)系系偏偏離離線線性性時(shí)時(shí)，，材材料料的的性性能能需需要要由由高高階階的的常常數(shù)數(shù)來來描描述述，，如如光光學(xué)學(xué)晶晶體體在在強(qiáng)強(qiáng)光光照照射射下下的的極極化化率率。。綜合合性性能能的的評評價(jià)價(jià)：：新材材料料的的發(fā)發(fā)展展提提出出了了一一些些難難以以用用單單項(xiàng)項(xiàng)性性能能進(jìn)進(jìn)行行評評價(jià)價(jià)的的材材料料特特征征。。如如金金屬屬的的可可焊焊性性、、材材料料的的加加工工性性、、高高溫溫氧氧化化氣氣氛氛下下的的抗抗腐腐蝕蝕性性等等。。由由于于涉涉及及的的因因素素較較多多，，不不同同場場合合使使用用的的側(cè)側(cè)重重點(diǎn)點(diǎn)也也不不同同，，對對材材料料性性能能的的測測試試提提出出了了更更高高的的要要求求，，需需要要考考慮慮一一個(gè)個(gè)測測試試體體系系，，創(chuàng)創(chuàng)造造一一個(gè)個(gè)測測試試環(huán)環(huán)境境，，以以求求所所測測性性能能盡盡可可能能真真實(shí)實(shí)。。4、材料料的的表征征性能能檢檢測測組織織分分析析電子子與與樣樣品品相相互互作作用用材料料被被一一個(gè)個(gè)細(xì)細(xì)的的、、約束束較較好好的的聚聚焦焦電電子子束束照照射，，并并且且入入射射束束有有足足夠夠的的束流流以以產(chǎn)產(chǎn)生生顯顯微微分分析析所所需需的信信號號。。4、材料料的的表征征(1)向向前散散射電電子：：即透透射電電子，，是電電子穿穿透樣樣品的的部分分。這這些電電子攜攜帶被被樣品品吸收收、衍衍射的的信息息，用用于透透射電電鏡明明場像像和透透射掃掃描電電鏡的的掃描描圖像像。揭示樣樣品內(nèi)內(nèi)部微微觀結(jié)結(jié)構(gòu)的的形貌貌。(2)非非彈性性散射射電子子：這這些電電子在在穿過過樣品品時(shí)損損失了了部分分能量量，方方向也也有微微小變變化。。用于電電子能能量損損失譜譜，提提供成成分和和化學(xué)學(xué)信息息。(3)彈彈性散散射電電子：：在晶晶體材材料中中，電電子按按布拉拉格定定律，，被具具有不不同取取向及及面間間距的的周期期排列列原子子平面面散射射不同同角度度，產(chǎn)產(chǎn)生電電子衍衍射圖圖，提供晶晶體結(jié)結(jié)構(gòu)、、對稱稱性、、取向向和樣樣品厚厚度等等信息息。(2dsinθ=nλλ)(4)X射線線：入入射電電子在在樣品品原子子激發(fā)發(fā)內(nèi)層層電子子后外外層電電子躍躍遷至至內(nèi)層層時(shí)發(fā)發(fā)出的的光子子，用于電電子照照射區(qū)區(qū)域化化學(xué)成成分的的定性性和定定量分分析。。(5)背背散射射電子子：入入射電電子在在樣品品中經(jīng)經(jīng)散射射后再再從上上表面面射出出來的的電子子。掃掃描電電子顯顯微術(shù)術(shù)、透透射掃掃描電電子顯顯微術(shù)術(shù)收集集這些些電子子成像像可反映樣樣品表表面不不同取取向、、不同同平均均原子子量的的區(qū)域域差別別。(6)俄俄歇電電子：：與X射線線一樣樣由原原子內(nèi)內(nèi)殼層層電子子被入入射電電子電電離而而產(chǎn)生生，其其能量量與入入射電電子無無關(guān)，，可表表征原原子及及電子子結(jié)構(gòu)構(gòu)，成成為表征材材料表表面化化學(xué)成成分，，特別別是元元素偏偏聚的的有力力工具具。(7)二二次電電子：：由樣樣品中中原子子外殼殼層釋釋放出出來，，在掃掃描電電子顯顯微術(shù)術(shù)中主主要用用于成成像，，反映樣樣品上上表面面的形形貌特特征。。4、材料的的表征結(jié)構(gòu)表表征顯微結(jié)結(jié)構(gòu)表表征包包括觀觀察組組織的的形貌貌，確確定其其原子子排列列方式式和分分析化化學(xué)組組分。。分析方方法可可按觀觀察形形貌的的顯微微鏡、、測定定結(jié)構(gòu)構(gòu)的衍衍射儀儀及分分析成成分的的各種種譜儀儀進(jìn)行行分類類。4、材料的的表征形貌觀觀察：：光學(xué)顯顯微術(shù)術(shù)和金金相學(xué)學(xué)是在在微米米尺度度觀察察材料料組織織結(jié)構(gòu)構(gòu)的最最常用用方法法。(1)掃掃描電電鏡和和透射射電