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【讨论】《材料科学基础》中弹性模量的讨论已有10人参与
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余永宁版P529页讲到：“弹性模量的大小表示使原子离开平衡位置的难以程度，它是结合能的表征量，所以弹性模量只取决于晶体的原子结合本性，不依赖与晶体结构和晶粒大小等组织形貌，这种意义上，它是一种对结构不敏感的性质” 不知道各位对这段话是怎么理解的。 难道是说弹性模量和材料结构没有关系？！！这个感觉有点心里没底啊。至少在NI-TI形状记忆合金中母相奥氏体(B2)弹性模量是马氏体相(B19')的3倍左右。不知道其他材料中是否存在相似现象。 哪位做高弹性模量的材料 和做 低弹性模量材料的 来科普下 增加和减少弹性模量的原理？ [ Last edited by yin18 on 2010-9-6 at 17:30 ] |
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 材料科学概念和问题 |
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yin18(金币+6):兄弟，难得啊！！！就这么多了，估计这贴也就这么多了。 2010-09-12 16:33:26
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本着对楼主把该问题（弹性模量是否和晶体结构有关？）进行到底的决心的尊敬。以及对于学习和交流这个方式由衷的赞叹，中国的科研不可以从导师和师兄弟哪里得到，智能在论坛得到的愧对。总结总结我的观点，以和大家讨论。（纯属自己的看法和讨论） 第一：认为弹性模量是和晶体结构有关的。 第二：对于楼主的理解[“余永宁版P529页讲到：“弹性模量的大小表示使原子离开平衡位置的难以程度，它是结合能的表征量，所以弹性模量只取决于晶体的原子结合本性，不依赖与晶体结构和晶粒大小等组织形貌，这种意义上，它是一种对结构不敏感的性质” 不知道各位对这段话是怎么理解的。 难道是说弹性模量和材料结构没有关系？！！这个感觉有点心里没底啊。至少在NI-TI形状记忆合金中母相奥氏体(B2)弹性模量是马氏体相(B19')的3倍左右。不知道其他材料中是否存在相似现象。 哪位做高弹性模量的材料 和做 低弹性模量材料的 来科普下 增加和减少弹性模量的原理？] 1)我的看法是对于余的说法可以分两个部分理解。前面一段（关于结合能）和后面一段（关于晶体结构）。前面说弹性和结合能有关，是可以的。某种程度下弹性模量的能量观点来解释是成功的。但是这个能量是有个临界点（能垒），到达临界点的变化也是有个过程和范围的。在范围内，表现为弹性，可以用弹性模量来表示。后面关于结构的总结，似乎有点欠妥。晶体的结构我认为也是和能量有关的，不同的结合能对应不同的结构，既然前面说弹性和能量（主要上结合能）有关，怎么又能和结构无关呢。个人的理解作者的意思可能是说在结合能一定的时候，对于各向同性的多晶体，在晶粒大小上变化不大，这个也是可以的。对于宏观日常使用的材料是这样的。但是弹性模量在某些特殊情况出现的时候已经不能这么理解了。如纳米材料的出现。实验和理论证明强度和晶粒大小有关的。（著名的HP定律），以及后面出现的HP定律的反常。甚至还有前面朋友提到的高弹和地弹合金的情况。即不同相的情况。 第三：通过最近对于微观力学，多尺度力学的了解。弹性模量作为材料的某种性质的衡量。在宏观（最初提出弹性模量的地方），微观（解释弹性模量的物理机理）等等方面的统一，其实需要很多研究的。 第四：弹性模量是个抽象意义上的量，可以说是张量（实质是好几个量），细分，有拉伸弹性模量，剪切弹性模量、压缩弹性模量。 第五：弹性模量首先是化学组成（合金成分，固熔等等）不同，则不同。相同的的材料（包括组成）结构不同也不会相同，相同的结构不同的晶向也会不同（fcc的100和111就不同），单晶和多晶的不同。这点一定要考虑清楚。 第六：所谓的相同不同一定要是从数字值（宏观可见）到机理（微观解释）上来全面考虑。 第七：看到有提到冷加工，热处理。个人认为也是和结构有关的情况的证明。就能量来说，不同的结构可以有不同的稳定能量，但是就一个能量稳定结构到达另一个能量稳定结构，期间要经过一个能垒。而冷加工和热处理正是给予一个外部量，使得能越过能垒，从一个结构到达令一个结构，对于有些材料，这种加工可能会改变其弹性模量，也有可能不改变其弹性模量。（看你说的是哪个方向，哪个加载方式下的弹性模量） 第八：上面一条提到加载方式，补充弹性模量是表征材料在弹性范围内，抵抗外力在材料内部产生变形的度量（可以说是材料结合能的度量），只有在有外力施加的时候才可以说有弹性模量，对于一个没有外力施加的情况，只可以说他有这个潜能。与外力施加的方式，施加的速率都有关系的。 第九：以上是和大家讨论。体外话，之前看到过爱因斯坦传，当年的爱因斯坦也是由于他有很好的讨论和学习环境才成就他后来的伟大。可惜，今天。 |
23楼2010-09-12 14:41:41
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yin18(金币+5): 2010-09-07 08:19:52
yin18(金币+2):你的观点是目前我最信任的一个之一，希望多多指教 2010-09-10 10:28:31
yin18(金币+2):你的观点是目前我最信任的一个之一，希望多多指教 2010-09-10 10:28:31
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弹性模量是用于描述弹性变形的一个物理量，只取决于晶体中原子的结合特性！这毋庸置疑！ 你说的“至少在NI-TI形状记忆合金中母相奥氏体(B2)弹性模量是马氏体相(B19')的3倍左右。”，没研究过形状记忆合金，不是很了解，但根据你说的情况，奥氏体相是否指高温相，马氏体相是否指急冷下来的相？如果是的话，应该是高温奥氏体相和低温马氏体相的结合健类型比例有变化，所以弹性模量不等！即这种合金推测当然应该是有金属键、共价键，在奥氏体相和马氏体相中，金属键和共价键的比例不一样，所以弹性模量不相等！ |
4楼2010-09-06 23:21:11
5楼2010-09-07 08:32:29
6楼2010-09-08 09:26:39
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9楼2010-09-08 14:35:29
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10楼2010-09-08 20:53:56