思考題什么是無(wú)機(jī)材料的化學(xué)性能？它包括那些方面？無(wú)機(jī)材料脆性的本質(zhì)是什么？第2章無(wú)機(jī)材料概述一、材料科學(xué)的形成及內(nèi)涵二、材料的分類及發(fā)展三、無(wú)機(jī)材料的成分與結(jié)構(gòu)四、無(wú)機(jī)材料的性能五、無(wú)機(jī)材料分析表征方法簡(jiǎn)介第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能材料性能材料固有的物理、化學(xué)特性材料在一定條件下對(duì)外部作用的響應(yīng)是材料微觀結(jié)構(gòu)特征的宏觀反映工藝性能應(yīng)用性能材料在生產(chǎn)過(guò)程中，能承受各種加工制造工藝而不產(chǎn)生瑕疵或廢品所應(yīng)具備的性能。為了保證由材料制成的產(chǎn)品（或器件）能正常應(yīng)用而應(yīng)具備的性能?；瘜W(xué)性能力學(xué)性能物理性能第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能無(wú)機(jī)材料化學(xué)腐蝕表面腐蝕內(nèi)部腐蝕材料組分與腐蝕介質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起破壞，由于腐蝕是從材料表面開(kāi)始，故稱之為表面腐蝕。無(wú)機(jī)材料通常都存在一定的孔隙，腐蝕介質(zhì)很容易通過(guò)這些孔隙向材料內(nèi)部滲透，使材料和腐蝕介質(zhì)的接觸面增大，從而加速腐蝕。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能4.2無(wú)機(jī)材料的力學(xué)性能材料力學(xué)性能

又稱機(jī)械性能，是指材料受外力作用時(shí)表現(xiàn)出的變形行為及其抵抗破壞的能力，通常包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、耐磨性、疲勞特性等。

力學(xué)性能是結(jié)構(gòu)材料的主要使用性能。對(duì)于功能材料來(lái)說(shuō)，除了物理和化學(xué)性能外，往往對(duì)力學(xué)性能也有一定要求。例：為了制成細(xì)薄膜及涂層等，除了要求材料具有良好的成型性能外、還要求有抗振動(dòng)、抗壓（或抗拉）、抗疲勞等各種力學(xué)性能。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能主要力學(xué)性能指標(biāo)強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。

塑性：材料在外力作用下，產(chǎn)生永久性變形（指去掉外力后不能恢復(fù)原狀的變形）而不破壞其完整性的能力叫塑性。硬度：硬度是用來(lái)衡量固體材料軟硬程度的力學(xué)性能指標(biāo)，反映了材料表面抵抗微區(qū)塑性變形的能力。韌性：指材料抵抗裂紋萌生與擴(kuò)展的能力。耐磨性：材料在一定的摩擦條件下抵抗磨損的能力。疲勞特性：材料在循環(huán)（交變）載荷作用下發(fā)生損傷乃至斷裂的現(xiàn)象。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能無(wú)機(jī)材料的強(qiáng)化與增韌途徑

消除材料中的缺陷，提高晶體的完整性

熱韌化技術(shù)處理人為預(yù)加應(yīng)力，在材料表面造成一層壓應(yīng)力層，以提高材料抗拉強(qiáng)度。

化學(xué)強(qiáng)化改變表面化學(xué)組成，使表面的摩爾體積比內(nèi)部大。

相變?cè)鲰g利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同溫度時(shí)的相變，從而達(dá)到增韌的效果。

異相彌散強(qiáng)化增韌基體中引入第二相顆粒，當(dāng)裂紋前沿與第二相顆粒接觸時(shí)，裂紋被偏析和分枝，改變了裂紋尖端的應(yīng)力集中，從而提高了韌性。

纖維或晶須補(bǔ)強(qiáng)增韌

纖維或晶須的引入能對(duì)無(wú)機(jī)材料起大幅度的補(bǔ)強(qiáng)增韌作用。

第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能4.3無(wú)機(jī)材料的物理性能熱容、熱傳導(dǎo)、熱膨脹、熱輻射、熱電勢(shì)、熱穩(wěn)定性、熔點(diǎn)、升華等

導(dǎo)電性、介電性、壓電效應(yīng)、熱釋電效應(yīng)、鐵電效應(yīng)、溫度系數(shù)、介質(zhì)損耗等光輻射及其與物質(zhì)的相互作用、結(jié)構(gòu)缺陷和顏色、發(fā)光與激光抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性、亞鐵磁性、磁疇、磁滯回線、磁能積、磁導(dǎo)率等物理性能熱學(xué)性能電學(xué)性能光學(xué)性能磁學(xué)性能第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能導(dǎo)電性指材料在電場(chǎng)中傳遞電荷的能力。用電導(dǎo)率或電阻率表示。無(wú)機(jī)材料的導(dǎo)電性超導(dǎo)體：0；導(dǎo)體：＝10-8~10-5m；半導(dǎo)體：＝10-5~107m；絕緣體：＝107~1020m。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能物質(zhì)的磁性都來(lái)源于磁矩，有反磁性和順磁性之分。固體物質(zhì)由于其內(nèi)部粒子含有未成對(duì)電子的原子或離子，處于順磁狀態(tài)，在外磁場(chǎng)的作用下出現(xiàn)三種情況：無(wú)機(jī)材料的磁性第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能在外磁場(chǎng)作用下，因晶格中電子自旋平行磁矩朝著磁場(chǎng)方向排列，當(dāng)取消外磁場(chǎng)能保持一定程度的磁性，處于這種狀態(tài)的固體表現(xiàn)出鐵磁性。

例：鐵、鈷、鎳、磁性合金鋼、-Fe2O3等為鐵磁性。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能在外磁場(chǎng)作用下，因A晶格和B晶格電子自旋反平行，有大小相同、方向相反的磁矩同數(shù)存在，出現(xiàn)反鐵磁性。

例：MnO、Cr2O3、-Fe2O3等為反鐵磁體。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能上述三類磁體中以鐵磁體和鐵氧體最實(shí)用，而對(duì)新技術(shù)發(fā)展有著重要意義的主要是鐵氧體，按其應(yīng)用特性有軟磁體和硬磁體之分。軟磁體是容易磁化和退磁的磁性材料，如錳鐵氧體(MnFe2O4)、鎳鐵氧體(NiFe2O4)等，在電子技術(shù)上主要用作各種高頻磁芯（如磁放大器、磁頭等）。硬磁體是在去掉磁場(chǎng)后仍保留著磁性的材料，也稱為永磁體，如BaO·xFe2O3、SrO·xFe2O3，用于電聲器件，超高頻器件（如磁控管、隔離器等）。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能無(wú)機(jī)材料的光學(xué)性質(zhì)

固體的光學(xué)性質(zhì)是指光照到固體上時(shí)，在其表面發(fā)生折射和反射，在其內(nèi)部發(fā)生吸收和散射；或者有選擇地吸收或反射特定波長(zhǎng)的光，只透過(guò)特定偏振面的光等。

所有這些現(xiàn)象都是由原于所具有的電子能量、晶格缺陷、雜質(zhì)等原因引起的。被吸收的光能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量發(fā)散，或仍以光的形式放出。第四節(jié)無(wú)機(jī)材料的性能

當(dāng)固體工作物質(zhì)受到激勵(lì)能源照射后，激活其中的離子產(chǎn)生受激輻射，在此過(guò)程中光子數(shù)倍增，并在兩塊反射鏡中多次來(lái)回反射振蕩，受激光強(qiáng)度劇增，從而輸出激光。

激光固體固體激光工作物質(zhì)：釔鋁石榴石Y3Al5O12晶體、砷化鎵GaAs