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4.1　导论6

4.1.1　材料性能的重要性6

4.1.2 材料性能变化的基本规律和测试技术6

参考文献6

目录6

4.2　基本力学性能及测试方法7

4.2.1 常温单向拉伸性能及测试方法7

4.2.1.1　拉伸应力-应变曲线7

4.2.1.2　弹性变形8

4.2.1.3　弹性模量8

4.2.1.4　屈服强度8

4.2.1.5　抗拉强度8

4.2.1.6　真实断裂强度8

4.2.1.7　静拉伸塑性参量8

4.2.1.9　真实应力-应变曲线9

4.2.1.10　拉伸试验方法9

4.2.1.8　应变硬化9

4.2.2　缺口拉伸性能及测试方法10

4.2.2.1 弹性范围缺口对应力分布的影响10

4.2.2.2　塑性范围缺口对应力分布的影响10

4.2.2.3　缺口拉伸测定力学性能参量10

4.2.4.1　扭转试验的特点与应用11

4.2.4 常温扭转性能及测试方法11

4.2.3.3　压缩测试方法11

4.2.3.2　压缩试验测定的力学性能参量11

4.2.3.1　单向压缩试验特点及应用11

4.2.3　常温压缩性能及测试方法11

4.2.2.4　缺口拉伸试验方法（按HB 5214—1996标准）11

4.2.4.2　扭转试验测定的力学性能参量12

4.2.4.3　扭转试验方法概述12

4.2.5　常温弯曲性能及测试方法12

4.2.5.1　弯曲试验特点及应用12

4.2.6.1　加载速度及变形速度13

4.2.6　冲击性能及测试方法13

4.2.5.2　弯曲试验测定的力学性能参量13

4.2.5.3　弯曲测试方法13

4.2.6.2　冲击载荷下金属的变形和断裂14

4.2.6.3　冲击试验测定的力学性能参量14

4.2.6.4 冲击吸收功AK、冲击韧性aK的适用性14

4.2.6.5　弯曲冲击试验方法14

4.2.6.6 冲击值与其他力学性能参量的关系14

4.2.6.7　冲击试验应用15

4.2.7　硬度性能及测试方法15

4.2.7.1　布氏硬度15

4.2.7.2　洛氏硬度16

4.2.7.3　维氏硬度16

4.2.7.4　努氏硬度16

4.2.7.5 肖氏硬度17

参考文献17

4.3.1.1　磁晶各向异性18

4.3.1　磁各向异性18

4.3　磁学性能及测试方法18

4.3.1.2　晶体场19

4.3.1.3　感生磁各向异性19

4.3.1.4　形状各向异性19

4.3.1.5　表面磁各向异性20

4.3.1.6　磁转矩法20

4.3.1.7　磁化率法20

4.3.1.8　磁化曲线法20

4.3.1.9　奇异点探测法21

4.3.2　磁致伸缩21

4.3.2.1　方向性磁致伸缩21

4.3.2.2　体积磁致伸缩21

4.3.2.3　磁机械效应21

4.3.2.4　光学杠杆法21

4.3.3.1　磁畴结构22

4.3.3　磁畴22

4.3.2.6　X射线衍射法22

4.3.2.5　应变仪测定法22

4.3.3.2　粉纹法23

4.3.3.3　磁光法及其他方法24

4.3.4　静态磁化过程24

4.3.4.1　磁场的产生和测量24

4.3.4.2　磁矩25

4.3.4.3　磁化强度测量25

4.3.4.4　磁化曲线25

4.3.4.5　磁滞回线26

4.3.4.6　冲击法26

4.3.4.7　振动样品磁强计26

4.3.4.8　脉冲强场磁强计26

4.3.5.3　涡流损耗27

4.3.5.2　磁滞效应27

4.3.5.1　交流磁化率27

4.3.5　动态磁化过程27

4.3.4.10　超导量子干涉器件磁强计27

4.3.4.9　磁秤法27

4.3.5.4　磁后效28

4.3.5.5　高频损耗28

4.3.5.6　动态磁性测量28

4.3.5.7　交流磁化损耗的测量28

4.3.6.1　顺磁共振29

4.3.6 自旋共振29

4.3.5.8　交流电桥29

4.3.6.2　铁磁共振30

4.3.6.3　亚铁磁共振30

4.3.6.4　反铁磁共振30

4.3.6.5　核磁共振30

4.3.6.6　穆斯堡尔效应31

4.3.6.7　中子衍射31

4.3.7　电磁特性31

4.3.7.3　磁电效应及压磁效应32

4.3.7.2　霍尔效应32

4.3.7.1　磁阻效应32

4.3.8　磁光效应33

4.3.9　磁致热效应33

参考文献34

4.4.1.1 傅里叶定律及导热各向异性35

4.4.1.2　热传导方程35

4.4.1.3　导热微观机制35

4.4.1　热导率及测试方法35

4.4　热学性能及测试方法35

4.4.1.4　热导率测量方法37

4.4.1.5　测量热导率的稳态法37

4.4.1.6　测量热导率的通电法38

4.4.1.7　测量热导率的非稳态法39

4.4.2 比热容及测试方法39

4.4.2.1 基本概念39

4.4.2.5　温度对材料比热容的影响40

4.4.2.4　德拜比热容理论40

4.4.2.3　爱因斯坦比热容理论40

4.4.2.2　杜隆-珀替定律40

4.4.2.6　测量比热容的下落式量热计法41

4.4.2.7　测量比热容的绝热量热计法41

4.4.2.8　测量比热容的电脉冲加热法42

4.4.3　热辐射系数及测试方法42

4.4.3.1　辐射传热概述42

4.4.3.2　热辐射基本定律43

4.4.3.3　测量热辐射系数的量热计技术44

4.4.3.4　测量热辐射系数的辐射计技术44

4.4.3.5　测量热辐射系数的反射计技术45

4.4.4　热膨胀系数及测试方法45

4.4.4.1　热膨胀基本概念45

4.4.4.2　热膨胀基本理论45

4.4.4.3　热膨胀系数与其他性能的关系46

4.4.4.4　测量热膨胀的顶杆法46

4.4.4.6　测量热膨胀的X射线法47

4.4.4.5　测量热膨胀的干涉法47

4.4.4.7　测量热膨胀的非接触法48

附录　部分元素的热物理性质48

参考文献49

4.5　光学性能及测试方法50

4.5.1　辐射度测量50

4.5.1.1　基本辐射度量与单位50

4.5.1.2　辐射度测量方法和仪器50

4.5.2　光度测量51

4.5.2.1　光度量术语与单位51

4.5.2.2　光度测量方法51

4.5.3　光谱光度测量52

4.5.3.1　光谱透射测量52

4.5.3.2　光谱反射测量53

4.5.4　色度测量53

4.5.4.1　标准色度学系统53

4.5.5.1 光学零件的表面面形偏差测量54

4.5.5　光学零件的测量54

4.5.4.2　常用的色度测量仪器54

4.5.5.2　光学零件表面的球面曲率半径测量55

4.5.5.3　透镜中心厚度的测量55

4.5.6　激光参数测量56

4.5.6.1　激光参数的测量方法56

4.5.6.2　常用激光测量仪器57

4.5.7　光纤和光通信参数测量57

4.5.7.1　光纤和光通信参数的测量方法57

4.5.7.2　常用纤维光学检测仪器58

参考文献58

4.6　声学性能及测试方法59

4.6.1 材料中声波的激发和接收59

4.6.1.1　压电换能器59

4.6.1.2　磁致伸缩换能器60

4.6.1.3　静电换能器60

4.6.1.4　电磁声换能器60

4.6.1.5　激光超声61

4.6.2　材料的声速测量方法62

4.6.2.1 行波法62

4.6.2.2　谐振法63

4.6.2.3　脉冲回波法63

4.6.2.4　脉冲回鸣法64

4.6.2.5　脉冲重合法64

4.6.2.6　脉冲回波叠加法65

4.6.3　材料的声衰减及测试方法66

4.6.2.7　临界角法66

4.6.3.1 吸收衰减67

4.6.3.2　散射衰减67

4.6.3.3　几何衰减68

4.6.3.4　声脉冲管法测量声衰减69

4.6.3.5　替代法测量声衰减69

4.6.3.6　谐振法测量声衰减70

附表Ⅰ 金属的声速71

附表Ⅳ 几种材料的声衰减72

附表Ⅱ 几种金属的损耗因子72

附表Ⅲ 岩石的声速72

附表Ⅴ 塑料的声学性能73

参考文献75

4.7　电学性能及测试方法76

4.7.1 电介质的电学性能及测试方法76

4.7.1.1　电介质的极化76

4.7.1.2　绝缘材料电阻测试方法76

4.7.1.3　复介电常数的测量77

4.7.1.4　绝缘材料介电强度的测试方法78

4.7.2　半导体的电学性能及测试方法79

4.7.2.1 导电型号的测量79

4.7.2.2　半导体特性80

4.7.2.3　本征半导体和掺杂半导体80

4.7.2.4　半导体的迁移率和电阻率80

4.7.2.5　半导体电阻率的测试方法82

4.7.2.6　非平衡少数载流子寿命的测量84

4.7.3　金属材料的电学性能及测试方法85

4.7.3.1　金属导电物理本质85

4.7.3.2　金属的电阻86

4.7.3.3　电桥法测量金属导体电阻87

4.7.3.4　金属电阻直接读数测量法87

4.7.3.5　瞬态测试技术（脉冲加热法）87

4.7.3.6　感应法88

参考文献89

4.7.3.7　超导体的电阻89

4.8　低维材料的性能与测试技术91

4.8.1　粉体材料的性能与测试技术91

4.8.1.1　颗粒形貌91

4.8.1.2 比表面积92

4.8.1.3　粒度及粒度分布93

4.8.1.4　粒度测量方法94

4.8.1.5　粒子密度96

4.8.1.9　ζ电位97

4.8.1.8　流动性97

4.8.1.6　填充密度97

4.8.1.7　安息角97

4.8.2 一维材料的表征性能与测试技术98

4.8.2.1　形貌与结构98

4.8.2.2　力学性能98

4.8.3　薄膜材料的表征性能与测试技术98

4.8.3.1 表面形态98

4.8.3.2　薄膜厚度99

4.8.3.3　薄膜硬度100

4.8.3.4　断裂韧性100

4.8.3.5　杨氏模量101

4.8.3.6　残余应力101

4.8.3.7　附着力102

参考文献102

4.9.2　温度试验104

4.9.1.2　环境条件对材料的影响104

4.9.2.1 高温试验、低温试验及高低温试验导则104

4.9.1　概论104

4.9.1.1　环境试验的目的及重要性104

4.9　材料的环境适应性及试验方法104

4.9.2.2　温度变化试验及温度变化试验导则106

4.9.3　湿热试验107

4.9.3.1　湿热试验应用107

4.9.3.2　湿热试验的加速作用方法107

4.9.3.3　湿热试验的作用机理107

4.9.4　长霉试验108

4.9.4.1　材料长霉的环境条件108

4.9.4.2　霉菌对材料的影响109

4.9.4.3　霉菌的作用机理109

4.9.4.4　长霉试验方法109

4.9.5　腐蚀试验109

4.9.5.1　盐雾试验109

4.9.5.3　接触点与连接件的硫化氢试验111

4.9.5.2　接触点与连接件的二氧化硫试验111

4.9.6　太阳辐射试验112

4.9.6.1　太阳辐射对材料的影响112

4.9.6.2　太阳辐射对材料的影响机理和效应112

4.9.7　低气压试验113

4.9.7.1 自然环境条件113

4.9.7.2　产品受低气压环境应力的影响及作用机理113

4.9.8 自然大气曝露试验113

4.9.8.1　国外的自然大气曝露试验113

4.9.8.2　常用金属材料在国内湿热地区的自然大气曝露试验114

4.9.9　高分子材料的气候环境适应性116

4.9.9.1　室内搁置环境试验对高分子材料的影响116

4.9.9.2　湿热大气曝露试验对高分子材料的电性能和力学性能的影响116

4.9.9.3　寒冷大气曝露试验对高分子材料及元器件的影响116

4.9.9.4　以聚过蜜亚胺基导电聚合物为例研讨温度、湿度对其性能变化的影响116

参考文献118