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功能材料总复习
第一章、概述
功能材料是指具有特定光、电、磁、声、热、气、生物等特性的各类材料。
由于历史的原因,金属功能材料也叫精密合金。
根据冶金工业部部颁标准规定,精密合金产品牌号用“J”表示。
表1精密合金产品的牌号。
第二章磁性材料
第一节铁磁学基础
一、铁磁学基础
1、CGS制和MKSA制单位制的换算
2、磁化曲线、磁滞回线
抗磁(a)、顺磁或反铁磁(b)和铁磁性(c)材料的磁化曲线
抗磁、顺磁或反铁磁材料无磁滞现象,M、J绝对值低,随H增加,抗磁性物质的M为负值。
(1)M-H和J-H磁化曲线及磁滞回线
铁磁性物质在磁化和退磁时的曲线不同,存在磁滞现象,M的绝对值高,磁场足够大时成为一条水平线。
Ms----饱和磁化强度;
Mr----剩余磁化强度;
MHc----内禀矫顽力,是材料的本征特征。
⑵B-H磁化曲线及磁滞回线(实用、应用曲线)
•考虑到磁场H的影响,B-H曲线更为实用。
•Bs----饱和磁感应强度;Br----剩余磁感应强度;Hc----矫顽力。
•若磁化不到饱和,其回线叫小回线,不反映材料本身的特征。
小结
在CGS制中,
在真空中,B=H,μ=1。
单位:
H—Oe,B—Gs,M—Gs,χ—Gs/Oe,μ—Gs/Oe。
在MKSA制中,
在真空中,
亨利/米。
单位:
H—A/m,B—Wb/m2,M—A/m,J--Wb/m2χ—无量纲,μ—H/m。
在两制中的数值关系:
H:
1A/m=4π10-3OeB:
1Wb/m2=104GsM:
1A/m=10-3Gs
χ:
MKSA制中之χ值是CGS制中之χ值的4倍。
其它的磁参量可参照相关的单位换算表。
二、物质的磁性
物质的磁性来源于原子磁性,原子的磁性来源于电子的轨道运动和自旋运动产生的磁矩。
⑴.电子轨道磁矩
若一原子中有很多电子,则由各个电子形成的轨道总磁矩是各个电子轨道磁矩的向量和。
因此在原子壳层完全充满电子的情况下,由于电子轨道在空间的对称分布,原子的轨道总磁矩为零。
(2)电子自旋磁矩
一个电子自旋磁矩在外磁场方向的大小正好是一个玻尔磁子,但其方向可能和外磁场的方向平行或反平行。
总的自旋磁矩是各个自旋磁矩的向量和。
对于充满了电子的壳层,其总的自旋磁矩也为零。
物质的磁性主要包括:
抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性。
三、铁磁体的能量和磁畴
铁磁体在磁化和反磁化时的磁化状态取决于它们的能量状态。
即:
交换能、静磁能(磁体在外场中的能量)、退磁能、磁各向异性能、磁弹性能等。
⑴交换能:
交换能属于近邻原子间的静电相互作用能,它是各向同性的。
它比其它各项磁自由能大102-104数量级。
它使强磁性物质相邻原子磁矩有序排列,即自发磁化。
其他各项磁自由能不改变其自发磁化的本质,而仅改变其磁畴结构。
(2)分畴有利于减小退磁能。
四、技术磁化与反磁化
1、两种磁化方式:
畴壁位移和磁畴转动
铁磁体在居里点以下,发生自发磁化到饱和。
整个磁体的磁化强度取决于各个磁畴中自发磁化的大小和方向,也就是取决于整个磁畴结构。
在外磁场作用下,磁化强度是如何变化的?
这就是技术磁化----在外磁场作用下,磁畴结构的变化过程。
•磁畴结构的变化可以通过畴壁位移和畴内磁化方向的转动过程来进行。
*对于一般晶态磁性材料来说,畴壁移动过程是首先进行的,由于只需克服畴壁能,在弱磁场下就可发生。
*畴壁转动(由易磁化方向转向难磁化方向)需要克服磁各向异性能,磁各向异性能远大于畴壁能,因此在高场下才能发生。
五、交变磁场中的磁化
当铁磁体在交变场中磁化时,B和H之间出现相位差,由此产生了附加的损耗而使交流下的磁滞回线面积加大。
另一方面,对于金属磁性材料来说,由于它的电阻率较低,当在交变场中磁化时,因其中磁通量的迅速变化而引起显著的涡流效应及趋肤效应,对材料的交流磁性有显著的影响。
磁损耗
磁性材料本身在磁化和反磁化过程中所损失的能量,叫磁损耗。
磁损耗主要包括:
磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。
⑴磁滞损耗:
单位体积的铁磁体在磁化一周时,由于磁滞的原因而损耗能量,称为磁滞损耗Wh,它的值等于静态磁滞回线的面积。
⑵涡流损耗:
当铁磁性物质在交变磁场中反复磁化时,由于其中磁通量的反复变化,则在环绕磁通量的变化方向上出现感应电动势,因此出现涡流效应。
这种涡流的大小是和物质的电阻率的大小有关。
⑶剩余损耗:
从总的磁损耗中扣除磁滞损耗和涡流损耗后剩余的损耗为剩余损耗。
它是由于磁性驰豫或磁性后效引起的损耗。
第二节、软磁材料
软磁材料是具有低矫顽力、高导磁率的合金。
其磁滞回线是细长的。
除少数用在直流磁化状态外,大多数用于交流磁化状态
软磁材料性能的要求
1)高饱和磁感应强度(Bs)。
这样单位体积中储存的磁能量高(Em∝Bs2),既节省材料又减小体积。
2)损耗小。
对交变磁场下使用的软磁材料来说,损耗小,就可以节能、延长寿命等。
为减小损耗,要求矫顽力小(磁滞损耗小)、电阻率ρ高、塑性好(可加工成薄带)
3)于在弱磁场下工作的材料要求有较高的初始磁导率、最大磁导率、脉冲磁导率(μp=(B-Br)/H,磁感应强度B与对应的剩余磁感Br的差与把式样磁化到B的脉冲磁场强度H的比值)等。
这样,在应用时可以有高灵敏度。
4)磁性能随外界条件(温度、时间、应力、辐射等)的变化率小,提高使用的稳定性。
影响软磁材料性能的冶金和物理因素
Ms、Tc、Ha(各向异性场)等参数是结构不敏感参量,属内禀特性;磁导率、Hc、损耗、剩磁比等参数是结构敏感参量,其性能与杂质含量、应力、晶体取向、晶粒大小、晶体缺陷、各向异性等参数有关,是由制备条件和工艺决定的,为非内禀特性。
•1)杂质(纯净度)
一般情况下,杂质对软磁性是有害的,按对磁性能损害程度由大到小的顺序是:
化合物夹杂、间隙固溶体、代位固溶杂质。
•但并非一切杂质都是有害的。
如硅钢中的MnS、AlN等为有利夹杂,有利于获得再结晶织构。
•在工业生产上要特别注意控制杂质的含量。
原材料要纯净,采用真空熔炼,氢气退火等。
2)合金元素
(1)提高电阻率,减小涡流效应。
(2)提高饱和磁感。
(3)提高磁导率。
降低矫顽力
3)晶体织构
利用晶体取向获得磁晶各向异性,可大大改善磁性能。
如硅钢取得织构可大大降低损耗,提高性能;但并不是一切织构都好。
如电机硅钢片要求各向同性,否则反而有害。
4)有序—无序转变
合金发生有序—无序转变时,磁晶各向异性常数和磁致伸缩系数发生明显的变化。
有序度不同,其值不同。
通过热处理(冷却速率、Tc以下的保温时间等)可以改变有序度,使K1、λ→0,使软磁性能提高。
5)磁场退火
磁性材料在居里温度以下退火时,加外磁场有可能形成感生各向异性。
即形成人工控制的磁各向异性,从而改变磁性能。
6)应力
当磁性材料加以宏观的弹性应力时,通过弹性应力和磁致伸缩的耦合而使磁化强度的方向发生变化。
注意:
应力变形或退火使性能改善或恶化。
而软磁材料残留应力则更为有害。
因此软磁材料生产要注意成品退火以消除应力;
7)塑性变形
软磁材料的生产大多需要塑性变形。
但变形后,晶格扭曲,产生应力将损害软磁性能。
伴随塑性变形,必须配合以退火处理(中间退火、最终退火),以保证应力减到最小。
此外,变形产生的应力会造成感生各向异性,对磁性能产生明显的影响。
软磁材料
电工纯铁:
工业纯铁、电解铁、羟基铁
铁硅合金(硅钢片):
无取向硅钢片(热轧硅钢片、冷轧无取向硅钢片);
取向硅钢片(冷轧取向硅钢片(高斯Goss:
有利夹杂)、冷轧立方织构硅钢片)
铁镍合金(坡莫合金Permalloy):
Fe-Ni合金有70多种成分,牌号300多个。
高导磁合金、高导磁高磁感合金、热磁合金、矩磁合金、恒导磁合金。
Fe-Ni合金的成分与性能密切相关:
一般选取成分处在单相固溶体区;
对于高导磁合金,一般选取饱和磁滞伸缩系数s和磁晶各向异性常数K1趋近于零的成分。
铁铝合金:
铁钴合金:
特征:
4Ms最高(2.4-2.5T);Tc最高,达980℃。
非晶态软磁合金:
性能特点:
*比晶态合金有更高的电阻率;
*磁性:
非晶态软磁合金的饱和磁化强度低于相应的晶态合金。
*非晶态软磁合金的居里温度低于晶态合金
*由于不存在晶体结构,不存在磁晶各向异性,耐蚀,高强度
缺点:
在较低的温度下要发生晶化,并在更低的温度下发生结构弛豫,使磁性发生变化,即稳定性较差。
第三节、永磁材料
•
永磁材料的Hc高,磁化后难以退磁,磁滞回线宽,又叫硬磁材料。
衡量一种永磁材料能否有发展前途,主要取决于下列三个因素:
A.磁性能的优劣;B.原材料资源是否丰富;C.成本的高低。
永磁材料磁性能优劣的主要判据为:
(1)饱和磁化强度Ms值要高;
(2)磁各向异性要大;(3)居里温度要高。
前两条决定了该材料是否具有高的剩磁,高的磁能积,高的矫顽力;后一条决定了它是否具有良好的稳定性和较高的工作温度。
永磁材料
•Alnico系永磁合金(Fe-Ni-Al、铸造Alnico合金)
•稀土钴永磁(SmCo5永磁合金----第一代稀土永磁、Sm2Co17永磁合金----第二代稀土永磁)、
•稀土铁永磁合金--NdFeB
•其它的永磁合金(双相纳米晶耦合磁性材料、Sm-Fe-N系稀土永磁、Nd(Fe,Mo)12Nx系稀土永磁)
单畴粒子理论(磁畴转动过程控制Hc)
•铁磁体形成磁畴结构。
在特定的条件下铁磁性粒子或一个晶粒只有一个磁畴,这个粒子就叫单畴粒子。
形成单畴粒子的条件是粒子尺寸小于临界尺寸。
单畴粒子在磁化和反磁化过程的基本特性:
•由于单畴粒子没有畴壁,所以磁化过程中无畴壁位移,仅有磁畴的转动;
•反磁化过程中也没有反磁化核形成和长大,仅有磁畴的转动。
•其矫顽力的大小是由磁各向异性控制的,包括三种:
磁晶各向异性单畴粒子、形状各向异性单畴粒子、应力各向异性单畴粒子。
亚稳分解(Spinodal分解)
→1+2的分解不是形核长大的方式,而是以亚稳分解方式进行的。
形核长大和亚稳分解的区别:
形核长大:
形核长大分解一开始就形成成分(不连续)和结构异于母相的新相核心;
形核时需要形核功和激活能,需要成分和结构的涨落,有孕育期,只能在某些局部区域产生;
长大通过原子下坡扩散进行。
亚稳分解:
亚稳分解则是靠成分起伏,成份连续过渡;
成份起伏极快,没有孕育期,在整个体积进行,是纯扩散过程;
富区生长通过原子上坡扩散进行;
分解产物是结构相同、成份交替的两相,无明显界面,是共格的,弥散度高。
当温度变化时
的点可连成一条曲线称为拐点曲线,
的点可连成一条相溶解度曲线。
其中
区为Spinodal分解区、I、
区是形核长大分解区。
Fe-Ni-Al析出硬化型合金
•组织结构:
1相析出在2相的基体上。
1是富Fe的强磁性相;2是富Ni、Al的弱磁性相。
1和2结构相同,点阵常数相近,但成分差别大,磁性悬殊。
1相是长棒形的单畴粒子,反磁化过程是克服形状各向异性的磁畴转动过程,因此有高的矫顽力。
•为提高Fe-Ni-Al合金的磁性能,材料的显微组织结构应满足:
①1相应是细长的单畴粒子;
②1相粒子应平行排列;
③1相和2相的成分差别要大,1相要富铁,为高饱和磁化强度的强磁性相;2相富Ni、Al,的非磁性相或弱磁性相;
④堆积密度P(单畴粒子所占的体积比)大小适当。
铸造Alnico合金
•Alnico合金是在Fe-Ni-Al系的基础上发展成的。
合金加入Co后,在相的关系(→1+2)、高矫顽力原理(形状各向异性)、亚稳分解、单畴粒子等方面基本相同。
但磁性提高。
特别是采用了磁场热处理、定向结晶后,磁性能显著提高。
磁场热处理本质是在磁场作用下进行亚稳分解。
为什么Fe-Ni-Al合金不用磁场热处理?
Alnico5合金和Alnico8合金含有Co,居里温度Tc相分解温度。
合金在分解的初期就是铁磁性的,磁场可影响分解过程,磁场热处理有效。
而Fe-Ni-Al合金无Co,Tc相分解温度,相出现时是非铁磁性的,磁场热处理无效。
稀土钴永磁
热处理采用固溶处理、等温(或分级)时效的方法。
稀土铁永磁合金
•代表材料:
NdFeB
•Nd2Fe14B具有单轴各向异性,易磁化轴为C轴,有很强的磁晶各向异性。
•主要制备方法:
烧结法和粘结法
第四节、铁氧体磁性材料(略)
第三章电性材料
•电性材料是利用物质的导电或电阻特性制造的具有不同功能的金属材料。
•按其功能特性可分为精密电阻合金、电热合金、接点材料和热电偶等。
第一节材料的电学性能
•影响材料电阻率的主要因素:
合金元素、杂质、组织结构、温度。
•合金元素:
合金的电阻率一般比组成它的金属的电阻率高。
•杂质:
杂质的影响与合金元素道理相同。
影响程度取决于杂质种类、含量及分布状态。
•组织结构:
形成固溶体电阻率呈抛物线增加;两相混合物时,电阻呈线性。
•温度:
电阻随温度而变化。
一般温度升高电阻率增大,有两种类型:
•电阻随温度变化特性接近一条直线(线性关系);
•电阻随温度变化特性接近抛物线。
第二节电阻合金
重点介绍了:
精密电阻合金、应变电阻合金和热敏电阻合金
一、精密电阻合金
精密电阻合金是指电阻温度系数和对铜热电动势小、电阻值经年变化小的合金,是利用电阻恒定不变特性的电阻材料。
精密电阻合金的性能要求
✓1).电阻温度系数小,且电阻--温度曲线的线性好,即要小。
✓2).电阻值稳定,经年变化小。
✓3).对铜热电势率要小。
•4).电阻率高,且电阻的均匀性好。
•5).良好的加工性能和机械性能。
•6).耐蚀性、耐热性、抗氧化性、耐磨性和包漆性能好。
•7).焊接性能好。
•主要的精密电阻合金:
Cu—Mn系合金(锰铜合金、新康铜合金、锗锰铜合金)、Cu—Ni系电阻合金、
Ni—Cr改良型电阻合金
•二、应变电阻合金
•应变电阻合金是利用电阻--应变效应进行测量和控制的材料。
•所谓电阻—应变效应是材料应变导致电阻的相对变化。
•应变电阻合金对性能的要求
•1)高、稳定的电阻率,≮0.5·m;
•2)在工作温度范围内,低且稳定的电阻温度系数,电阻和温度成线性关系;
•3)应变灵敏系数(
,单位应变的电阻相对变化)大,且在较大应变范围为常数,K不随温度变化。
•4)线膨胀系数等于或高于(接近)被测零件的线膨胀系数。
•5)机械性能方面要求:
疲劳强度高、弹性极限大、蠕变小,抗氧化。
•6)工艺上要求冷加工性能好,塑性易绕制,和焊接性。
•主要的应变电阻合金有Cu基(Cu-Ni应变康铜、Cu-Mn锰白铜等)、Ni基(Ni-Cr、Ni-Mo)、Fe基(Fe-Cr-Al)贵金属(PtW、PtWRe)等
•三、热敏电阻合金
•热敏电阻合金:
利用电阻随温度升高而增大的性能的合金。
Ø热敏电阻合金的要求:
▪1)电阻温度系数大且为正;
▪2)电阻率较小,电阻值与温度呈线性;
▪3)电阻值的时间稳定性好;
▪4)有一定的抗氧化性和耐蚀性;
▪5)加工性好,资源丰富,价格便宜。
▪主要的热敏电阻合金:
Co基、Ni基、Fe基等合金,如Ni50Co10Fe、Cr20V10Fe、Co85CrAlFe等。
第三节电热材料
电热合金就是利用电能转换为热能特性的电阻合金。
广泛用于各种工业电炉、实验室电炉和家用电器的电加热元件。
对电热合金的性能要求是:
①具有高的电阻率和低电阻温度系数。
②合金在使用温度范围内无相变,以保证电阻没有突变,电性能长期稳定。
③具有较高的抗氧化性和对各种气氛的耐蚀性。
④具有足够的高温强度,保证加热体不易形变和较长的使用寿命
⑤良好的加工性能。
•主要的电热合金:
包括Ni—Cr系和Fe—Cr—Al系两类,适用于在950℃~1400℃温度范围内工作的电加热元件。
在更高温度工作的加热体则采用纯金属电热材料。
根据不同电热合金的抗氧化性能和在不同介质气氛中的耐蚀性,在选择电热合金时应考虑使用介质气氛。
电热合金在各种气氛中的耐蚀性及最高使用温度(℃)
合金牌号
空气
氢气
氮气
水蒸气
H2S、SO2
吸热式气体
放热式气体
真空(10-3乇以下)
铁铬铝合金
0Cr13Al6Mo2
0Cr25Al5
1300
1250
950
不适用
1050
1100
1150
1100
0Cr27Al7Mo2
1400
1350
950
不适用
1150
1200
1250
1150
Cr20Ni80
1150
1150
1100
1200
不适用
950
1050
1100
W
不适用
2500
—
—
—
—
—
—
Mo
不适用
2000
—
—
—
—
—
—
•热电偶合金:
就是利用材料的热电动势随温度差而变化的特性的一种测温材料。
•对热电偶电极合金的要求:
•①热电偶的热电动势应足够大,并随温度的变化呈线性关系,电阻温度系数低,以保证热电偶测温的灵敏度。
•②在使用过程中热电动势应有良好的稳定性和一致性。
•③热电偶的熔点要足够高,以便能在较宽的温度范围内工作。
•④热电偶的热电特性应有良好的重现性。
•⑤良好的抗氧化性和耐蚀性。
•⑥此外,还要求加工性能好;价格便宜等。
•铂铑热电偶合金:
广泛用于1000℃以上的温度测量,在氧化或中性气氛中使用,也可在真空中使用,应避免在还原气氛中使用)、
•镍铬—镍硅热电偶合金:
很宽的测温区域(500-1300℃),适用于在氧化或惰性气氛中使用,但不适于还原性气氛、含硫气氛或真空。
•低温热电偶:
NiCr-康铜
•深低温热电偶:
主要有Cu-AuFe(Co)和NiCr-AuFe
钨铼热电偶:
干氢气氛、惰性气氛和真空下使用到2700℃的高温,但在无保护情况下不能在氧化气氛或无氢的还原气氛中使用。
•不同的热电偶材料要求不同的补偿导线。
补偿导线材料一般采用热电偶材料本身或专门的合金。
第四节导电合金
•主要介绍了电触头材料和导电合金。
•一、电触头材料
•电触头是用于电路通断或连接的导电元件,按工作电流的负荷大小可将电触头分为强电、中电和弱电三种电触头。
•对电触头材料的性能具体要求是:
v①电导率大,最小电弧电压和最小电弧电流大,接触电阻小且稳定。
v②化学稳定性好,抗氧化、耐腐蚀,不易生成有害的表面膜。
v③熔点和沸点高,导热性好。
v④良好的耐磨性,适当的硬度与弹性。
v⑤良好的加工性能。
电触头材料在使用过程中发生一系列表面现象:
接触电阻和电侵蚀
接触电阻Rk由收缩电阻Rc和表面膜电阻Rf两部分组成。
•弱电触头材料主要采用贵金属材料。
•强电触头材料:
在大、中功率的条件下,工作电压和电流很高,接点常处在电弧的高温作用下易被熔焊或电侵蚀。
因此强电触头材料选择导电、导热性好,熔点高的材料。
二、导电合金
对导电合金的要求是:
导电率高,要有一定的机械强度,耐蚀性要好,工艺性要好。
•按导电性能的好坏,以Ag最好,其次是Cu、Au、Al。
目前广泛使用的导电材料是Cu及其合金,Al及其合金等。
第四章、膨胀材料
•膨胀合金:
具有特殊膨胀系数的合金。
按膨胀系数大小又将膨胀合金分为三种:
•低膨胀合金(亦称因瓦合金):
材料的线膨胀系数
≤1.8×10-6/℃
主要应用:
仪器仪表中随温度变化尺寸近似恒定的元件。
还用作热双金属的被动层。
Fe-Ni系因瓦合金(4J36)、Fe-Ni-Co系超因瓦合金。
•定膨胀合金:
=(4~11)×10-6/℃
应用:
由于这种合金与玻璃、陶瓷或云母等的膨胀系数接近,可与之匹配(或非匹配)封接,所以又称为封接合金。
定膨胀合金主要有Fe-Ni、Fe-Ni-Co,Fe-Cr,Fe-Ni-Cr系合金等。
•高膨胀合金:
≥12×10-6/℃
应用:
主要用作热双金属的主动层。
热膨胀的物理本质是材料温度变化时原子间结合力发生变化。
反常热膨胀现象
一般金属与合金的膨胀系数随温度变化的规律如图4.3(a),这叫正常热膨胀。
但某些金属和合金,如Ni和铁镍合金的膨胀系数随温度变化的规律与之不同(图4.3b)),称为反常热膨胀。
Ni的膨胀系数在居里点附近异常增大,叫正反常。
而Fe-Ni5at%合金在居里点附近的膨胀系数明显减小,可接近于零甚至负值,称负反常,也叫因瓦反常。
对于铁磁性的热膨胀合金的物理基础是因瓦反常。
因瓦合金的反常热膨胀与其铁磁性密切相关。
定膨胀合金
对定膨胀合金的要求:
•在一定温度范围内合金的膨胀系数与被封接的玻璃、陶瓷或云母等材料的膨胀系数相近,以做到匹配封接;
•有较高的导电和导热性;
•有较高的强度和加工成型性;
•生产合金的工艺力求使合金方向性小,深冲引伸无“制耳”;
•良好的焊接性;
•与玻璃封接的合金表面应能形成与基体结合牢固,又易于被玻璃浸润的氧化膜;
•与陶瓷封接的合金有良好的抗焊料渗透性;
•在使用过程中不允许有组织结构变化;
•非金属夹杂、有害元素和气体含量要少,以保证封接后的气密性;
•带材应平整、光洁、表面质量高,无划伤等缺陷,无残余应力
热双金属
•热双金属是由不同膨胀系数的两层或两层以上的金属或合金沿整个接触面牢固结合而成的复合材料。
其中膨胀系数高的一层称为主动层,膨胀系数低的一层称为被动层。
电阻型热双金属中还在两层中间加上一定厚度的中间层,以达到控制电阻率的目的。
•热双金属随温度变化弯曲变形,从而产生力矩。
利用这种功能,热双金属被广泛用作温度测量、温度控制、温度补偿及各种自动控制设备中的热敏元件。
•热双金属的应用:
指示温度、控制负荷
第五章、弹性合金
弹性合金定义:
弹性合金是具有特殊弹性性能的材料。
•对弹性合金的一般要求:
Ø弹性合金应具有良好的机械性能,特殊的物理—化学性能(如耐腐蚀、无磁性(或铁磁性)、高的电导性、恒定的线膨胀系数、低的弹性模量温度系数、小的对铜热电动势和接触电阻等等)和良好的工艺性能。
弹性合金的种类:
按照弹性合金的使用性能及特点可将其分为两种:
1.高弹性合金:
具有高弹性模量、高弹性极限和低弹性不完整性,有时还需要耐腐蚀、耐高温、高导电、抗磁性等特性。
2.恒弹性合金:
在一定范围内弹性模量不随温度变化或变化很小,即弹性模量温度系数或频率温度系数很小的合金。
一般小于或等于1010-6/℃。
•压力作用下弹性变形的实质:
微观上就是在外力作用下原子间距的可逆变化。
•衡量材料弹性大小的重要参数:
弹性模量
弹性模量是表征原子间结合力大小的物理量,是组织结构不敏感的。
弹性模量随温度升高而降低。
•某些铁磁性材料在一定温度范固内弹性模量随温度的变化很小(
0),甚至增加(
>0)。
这是弹性模量―温度关系的反常变化,称为弹性反常,又叫埃林瓦(Elinvar)效应。
•利用弹性反常制备恒弹性合金。
高弹性合金
•Fe-Ni基弥散硬化型高弹性合金:
固溶和时效处理
•Co基形变强化型高弹性合金:
固溶处理、强烈冷变形后,再进行回火处理,才能获得最佳性能。
•Ni基弥散硬化型高弹性合金:
耐热性好•
Nb基高弹性合金:
耐高温、高强度、耐蚀、无磁,但E值低。
恒弹性合金
•Fe-Ni系恒弹性合金
•Co-Fe系恒
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