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聚丙烯管道橡胶软接头:材料物理性能部分知识点(二)

责任编辑:橡胶接头 橡胶软接头 橡胶软连接 发布时间:2017-11-06 09:50 浏览次数:

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聚丙烯管道橡胶软接头
 

  29. 恒容摩尔热容Cv=3Nk=3R≈25J/(K·mol)。德拜温度是.大能量声子被激发出来的温度。
  30. 热膨胀微观原因:温度升高时,分子运动的平均动能增大,分子间的距离也增大,物体的体积随之而扩大。
  31. 热膨胀的微观机理
  简谐晶格振动理论近似认为:当原子离开其平衡位置发生位移时,它受到的相邻原子作用力与该原子的位移成正比。
  温度变化只能改变振幅的大小不能改变平衡点的位置。
  用非简谐振动理论解释热膨胀机理:在相邻原子之间存在非简谐力时,可以利用原子间的作用力曲线或势能曲线解释。
  32. 热膨胀的影响因素:
  (1)热膨胀与化学键的关系 离子键势能曲线的对称性比共键键的势能曲线差,所以随着物质中离子键性的增加,膨胀系数也增加。
  另一方面,化学键的键强越大,膨胀系数越小。
  (2)热膨胀与结合能、熔点的关系结合力强,势能曲线深而狭窄,升高同样的温度,质点振幅增加的较少,热膨胀系数小。
  一般,结合能大的材料熔点也高。
  (3)热膨胀与温度、热容的关系
  高温时,由于热缺陷的原因,膨胀系数有所增大。
  (4)热膨胀与结构的关系 结构紧密的固体,膨胀系数大,反之,膨胀系数小。 固体结构疏松,内部空隙较多,当温度升高,原子振幅加大,原子间距离增加时,一部分被结构内部空隙所容纳,宏观膨胀就小。
  32. 玻璃的热膨胀 网络结构本身的强度对热膨胀系数影响。碱金属及碱土金属的加入使网络断裂,造成玻璃膨胀系数增大,随着加入正离子与氧离子间键力(z/a2,z是正离子电价;a是正负离子间的距离)减小而增大。参与网络构造的氧化物如:B2O3,Al2O3,Ga2O3,使膨胀系数下降,再增加则作为网络改变体存在,又使膨胀系数增大。
  高键力的离子如:Zr4+,Th4+等,它们处于网络间空隙,对周围网络起积聚作用,增加结构的紧密性,膨胀系数下降。
  33. 声子导热 温度较低时,光频支的能量微弱,主要是声频支格波对导热有贡献。
  已知气体热传导是气体分子碰撞的结果,温度不高时晶体热传导是声子碰撞的结果,二者的热导率公式具有相似的表达式。
  34. 声子的平均自由程:
  声子间产生碰撞,使声子的平均自由程减少。
  晶体中的各种缺陷、杂质以及晶格界面都会引起格波的散射,也等效于声子的平均自由程减小。
  平均自由程还与声子振动频率有关:频率v小时,波长长,l大,散射小,热导率大。
  平均自由程还与温度有关:温度升高,声子的振动能量加大,频率加快,碰撞增多,所以l减小。
  在高温下,碰撞加剧,.小的平均自由程等于几个晶格间距;在低温时,.长的平均自由程达晶粒的尺度。
  35. 热导率的影响因素
  (1)温度的影响
  温度升高,碰撞加剧,自由程l降低。低温下声子平均自由程l的上限为粒度的线度,高温下的下限为晶格间距。
  (2)化学组成的影响
  线性简谐振动时,几乎无热阻,热阻是由非线性振动引起,即:晶格振动偏离谐振程度越大,非简谐性越高,热阻越大,热导率越小。反之,热导率越大。
  (3)结构的影响
  A晶体结构越复杂,晶格振动非谐性程度越大,格波受到散射越大,自由程越小,热导率越低。
  B晶向不同,热传导系数也不一样,如:石墨、BN为层状结构,层内比层间的大4倍。温度升高,晶体结构趋于更好对称,热导率差异减小。
  C多晶体与单晶体:同一种物质多晶体的热导率总比单晶小。
  (4)非晶体的热导率以玻璃为例,可以把玻璃看作直径为几个晶格间距的.细晶粒组成的多晶体。
  声子平均自由程在不同温度将基本上是常数,其值近似等于几个晶格间距(下限)。
  声子热导率主要由热容所决定,高温时考虑光子导热。
  (5)复合材料的热导率高温,辐射在传热中开始发挥作用,此时,通过材料中气孔以辐射传递的热量不可忽略,辐射对传热贡献正比于气孔大小和温度三次方。
  高温,大的气孔不仅不降低热传递,而且在某种程度上,随着温度的增加,大的气孔增加有效热导率。
  无论在高温或低温,小的气孔均阻碍热流动,在多相多孔材料中,热传递的模式可能以很复杂的方式随温度变化。
  (6)气孔的影响气孔率的增大,总是使热导率降低;
  36. 热应力是热冲击破坏的根源。
  37. 提高抗热冲击断裂性能的措施:
  (1)提高材料的强度 f,减小弹性模量E。
  (2)提高材料的热导率λ。
  (3)减小材料的热膨胀系数。
  (4)减小表面热传递系数h。
  (5)减小产品的有效厚度rm。
  (6)有意引入裂纹,避免灾难性热震破坏。
  38. 提高抗热冲击损.性能的措施
  (1)降低材料的强度f,增大弹性模量E。 2 3 4 5 6同上
  39. 载流子:具有电荷的自由粒子,在电场作用下可产生电流,即晶体中载荷电流或传导电流的粒子。电导可分为离子电导与电子电导。E为载流子的迁移率,单位m2/(V·s),v表示载流子在单位电场中的迁移速度。
  40. 霍尔效应可用霍尔效应的存在与否检验材料是否存在电子电导。电解效应离子电导的.征是存在电解效应。可检验材料中是否存在离子电导。并且可以判定载流子是正离子还是负离子。
  41. 本征离子电导率主要由电导活化能决定;而杂质离子电导率由杂质浓度和电导活化能共同决定。
  42. 双碱效应:当玻璃中碱金属离子总浓度较大时(占玻璃组成25-30%),在碱金属离子总浓度相同情况下,含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小;当两种碱金属浓度比例适当时,电导可降到.低。
  压碱效应:含碱玻璃中加入二价金属氧化物,可使玻璃电导率降低。相应的阳离子半径越大,这种效应越强。
  43. 多晶多相材料的电导 陶瓷材料为多晶多相材料,其电导.性通常是几个存在的相共同贡献的结果。这些相包括:气孔相(低ζ)、半导体(可观的ζ)、玻璃(高温下ζ可观)和绝缘体(低ζ)。
  44. 电.化:在电场作用下,电介质内的质点(原子、分子、离子)发生正负电荷重心的分离产生感应电荷的现象。电场正.附近的介质表面感应出了负电荷,负.~正电荷。但它们并不能挣脱彼此的束缚而形成电流,只能产生微观尺度的相对位移。
  45. 宏观电场E外(物体外部固定电荷所产生即.板上的所有电荷产生)
  构成物体的所有质点电荷的电场之和E1
  局部电场Eloc(介质中.定质点的有效电场)
  Eloc=E外+E1+E2+E3球外介质的作用(E1,E2)和球内介质的作用E3
  46. .化的基本形式:
  .一种:位移式.化——弹性的、瞬间完成的、不消耗能量的.化。电子位移.化,离子位移.化。
  .二种:松弛.化——该.化与热运动有关,其完成需要一定的时间,且是非弹性的,需要消耗一定的能量。电子松弛.化,离子松弛.化。
  47. 松弛.化率
  T =q2x2/12kT       x为两平衡位置间的距离
  温度对松弛.化的影响:从公式看,温度越高,.化率越低,是由于热运动对质点的规则运动阻碍增强。但另一方面,温度升高,结合力降低,松弛时间减小,松弛加快,增大了介电常数(.化率)。两个方面因素综合,造成松弛.化与温度关系中出现松弛.化的.大值。
  48. 松驰.化与频率的关系
  由于这种.化需要一定的时间(离子松弛.化建立时间长达10-2-10-5秒,电子松弛10-2-10-9秒),所以介质的频率小时,作用大。
  在频率较大时,松弛.化来不及建立,因而介电常数随频率升高而减小。频率很高时,无松弛.化,只存在电子和离子位移.化。
  49. 介质损耗的形式:.化损耗、电导损耗。
  介质损耗的表示方法:电介质在电场作用下,单位时间内消耗的电能,即损耗功率,用以表示介质损耗。1)在直流电压下:介质损耗仅由电导引起,损耗功率为 PW=IU=GU2,G为介质的电导=1/R=I/U
  定义单位体积内的介质损耗功率为介质损耗率p:
  式中V为介质体积,ζ为纯自由电荷产生的电导率。
  由此可见,在一定的直流电场下,介质损耗率取决于材料的电导率。 2)在交流电压下:此时介质损耗不仅与自由电荷的电导有关,还与松弛.化过程有关,所以损耗角δ不仅决定于自由电荷电导,还由束缚电荷产生,它与频率有关。
  介质等效电导率ζ= tg
  当施加电压一定时,介质损耗只与εtgδ有关。εtgδ仅由介质本身决定,称为损耗因素或损耗因子。
  50. 电离损耗定义:电离损耗主要发生在含有气相的材料中。含有气孔的固体介质在外电场强度超过了气孔内气体电离所需要的电场强度时,由于气体电离而吸收能量,造成损耗,即电离损耗。可导致热破坏或化学破坏。结构损耗定义:结构损耗是在高频、低温下,与介质内部结构的紧密程度密切相关的介质损耗。
  51. 介电强度:介质的.性,如绝缘、介电,都是指在一定的电场强度范围内的材料的.性。外加电场强度超过某一临界值时,介质由介电状态变为导电状态的现象。这种现象称介电强度的破坏,或叫介质的击穿。介质被击穿时,相应的临界电场强度,或称为击穿电场强度。
  52. 热击穿:电介质在电场作用下,由于漏导电流、损耗或气隙局部放电产生热量,逐渐升温,积热增多,达到一定温度,即行开裂、玻化或熔化,导致绝缘材料性能破坏的现象。电击穿:在电场作用下,电介质内少量自由电子的动能加大,当电压足够大时,在电子冲击下激发出新的自由电子参加运动,并产生负离子,介电功能遭受破坏,而被击穿。
  53. 铁电性:在一定温度范围内具有自发.化,在外电场作用下,自发.化能重新取向,电位移矢量与电场强度间的关系呈电滞回线.征。
  存在电滞回线、电畴结构、自发.化以及相应的晶胞形变(自发应变)、居里点、
  居里-外斯定律等是一般公认的铁电性可能表露出来的.重要的几种宏观性质。
  54.正压电效应当对.性晶体在一定方向上施加机械应力(压、张、切)时,在其两端表面上会出现数量相等、符号相反的束缚电荷;作用力反向时,表面荷电性质亦反号,而且在一定范围内电荷密度与作用力成正比。逆压电效应.性晶体在一定方向的电场作用下,则会产生外形尺寸的变化,在一定范围内,其形变与电场强度成正比。
  正压电效应与逆压电效应统称为压电效应。
  55. 铁电陶瓷只有经过“.化”处理,才能具有压电性;压电陶瓷一般是铁电体,只有铁电陶瓷才能在外电场作用下,使电畴运动转向,达到“.化”的目的,成为压电陶瓷,因而把这类陶瓷称为铁电、压电陶瓷。
  56. 压电陶瓷的预.化 .化电场、.化温度、.化时间.化的时间稳定性、.化的温度稳定性
  57. 依据磁矩结构,铁磁性分为两类:
  本征铁磁性材料:在某一宏观尺寸大小的范围内,磁矩的方向趋于一致,此范围称为磁畴(一般为1—2微米,每个磁畴可以看作是具有一定自发磁化强度的小永磁体),这种铁磁性称为完全铁磁性(Fe、Co、Ni)。
  大小不同的磁矩反平行排列,二者不能完全抵消,相对于外磁场表现出一定的磁化作用,称此种铁磁性为亚铁磁性(铁氧体)。
  58. 磁现象和电现象有着本质的联系。磁及磁现象的根源是电荷的运动。
  59. (影响折射率的因素:1构成材料元素的离子半径、2材料的结构、晶型和非同质异构体晶态、3材料所受的内应力4
  60. 材料的折射率随入射光的频率的减小而减小的性质,称为折射率的色散。
  61.影响材料透光性的因素
  吸收系数这部分损失较小,在影响透光率中不占主导地位。反射系数m 这部分损失较大。材料对周围环境的相对折射率大,反射损失也大。另一方面,材料表面的光洁度也影响透光性能。散射系数S 对透光性影响.大
  62.不透明性(乳浊)和半透明
  半透明性指光被散射,大部分入射光到达界面不是直接透过而是通过散射光透过的,即漫透射。乳浊剂:在基体材料中引入的折射率与基体显著不同的小颗粒。
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