《金属材料物理性能手册 第1册 金属物理性能及测试方法》求取 ⇩

第一篇密度＆卢邦洪 何华春1

第1章金属的密度1

1.基本概念与密度的理论计算1

1.1密度及与密度有关的物理量1

1.2 密度的理论计算1

2.密度与金属结构2

2.1密度与原子间结合力2

2.2 密度与相变和化学键4

3.影响密度的因素6

3.1合金组分的影响6

3.2 工艺过程的影响7

3.3 温度和热膨胀的影响10

第2章密度的测量方法12

4.密度测量的基本知识12

4.1密度测量的意义12

4.2 密度测量的基本原理12

4.3 测量方法和评价13

5.质量测定15

5.1测定质量的装置15

5.2 影响质量测定的因素16

6.流体静力学方法18

6.1天平称量法18

6.2 弹簧秤法20

6.3 扭力天平法21

6.4 尼科尔森称法21

6.5 宣读比重仪和固体比重天平法21

6.6 利用两种液体的浮力差测量密度的方法23

6.7 影响密度测量的因素23

7.液相置换法26

7.1比重瓶法26

7.2 勒夏特利埃重瓶法27

7.3 排代法28

8.与重液比较的方法28

8.1悬浮法28

8.2 密度梯度管法30

9.粉末及多孔材料密度的测量方法31

9.1测量粉末真密度的流体静力学方法31

9.2 气体置换法32

9.3 测量多孔材料体积密度的方法33

9.4 松装密度测量方法34

9.5 振实密度测量方法34

10.射线法35

10.1X射线衍射法35

10.2 放射性同位素法36

11.直接形状法37

11.1直接测量体积法37

11.2 静滴法37

12.超声波法38

12.1阻抗法38

12.2 测速法39

附录41

附录1测量密度用纯水的制备方法41

附录2 不同温度下纯水的密度42

附录3 不同温度下几种工作液体的密度43

附录4 20℃时某些工作液体的性质43

附录5 干燥空气的密度44

参考文献45

第二篇弹性与非弹性＆李昕47

第1章弹性的基本理论与影响因素47

1.弹性及其表述方法47

1.1胡克定律47

1.2 晶体的弹性49

1.3 弹性的技术常数与晶体的弹性系数和弹性常数50

2.弹性的基本理论52

2.1弹性与原子结合力52

2.2 弹性与晶格固有振动53

3.弹性与其它物理参量的关系55

3.1弹性与德拜温度的关系55

3.2 弹性与点阵常数和熔点的关系56

3.3 弹性与溶质原子浓度的关系57

3.4 弹性与其它力学量的关系58

4.影响弹性的因素58

4.1温度的影响58

4.2 冷加工与择优取向的影响59

4.3 磁场的影响61

4.4 变形速度和弛豫过程的影响63

第2章静态测量方法65

5.静态拉伸法65

6.静态扭转法66

7.静态弯曲法66

7.1理论基础66

7.2 悬臂测量法68

7.3 简支测量法70

第3章共振测量方法73

8.弯曲共振法73

8.1理论基础73

8.2 自由弯曲共振法79

8.3 悬臂弯曲共振法85

8.4 敲击测量法89

9.纵向共振法91

9.1纵振测量基本原理91

9.2 纵共振测量方法94

10.扭转共振法101

10.1扭振测量基本原理101

10.2 扭共振测量方法107

11.共振判别方法112

11.1预算法112

11.2 共振的判别与单自由度系统的受迫振动113

11.3 幅度判别法115

11.4 相位判别法115

11.5 频率比判别法116

11.6 虚假共振与共振法适用限度117

第4章弹性波速测量方法118

12.固体中的应力波与弹性常数118

12.1介质纵波与横波118

12.2 细杆的拉伸波与扭转波120

12.3 杆中的弯曲波121

12.4 板中的蓝姆波与表面波121

12.5 波速与弹性常数123

12.6 尺寸因素的影响与修正办法124

13.波速测量方法126

13.1连续波法126

13.2 脉冲回波法与相位比较法128

13.3 调频技术的应用131

13.4 表面波的测量与其应用133

第5章其它测量方法136

14.泊松比测量法136

15.衍射技术的应用137

15.1X射线衍射法137

15.2 中子衍射法137

16.激光技术的应用137

第6章非弹性基本理论与影响因素139

17.金属中的非弹性现象139

17.1非弹性与理想弹性体139

17.2 粘弹性与静滞后140

18.金属中的内耗142

18.1内耗与非弹性142

18.2 内耗的表述及有关量间的关系142

18.3 内耗的形式理论144

19.金属结构对内耗的影响146

19.1一些典型的内耗源146

19.2 弛豫谱149

第7章金属的非弹性测量方法150

20.应力弛豫测量法150

21.弹性后效测量法151

21.1概述151

21.2 弯曲后效测量法151

22.超低频内耗测量法153

22.1测量原理154

22.2 测量装置155

23.音频内耗测量法158

23.1衰减法158

23.2 幅比法160

23.3 峰宽法163

23.4 方法选择与结果讨论166

24.超声频内耗测量法167

25.内耗测量在扩散过程研究中的应用168

25.1间隙原子扩散系数的测定168

25.2 扩散激活能的测定169

25.3 间隙原子浓度变化的测定169

附录171

附录1弯曲振动中均匀杆的固有频率与简正波形171

附录2 弯曲振动中圆杆的尺寸因素、泊松比与修正系数173

附录3 矩形杆弯曲共振弹性模量测定公式修正因子173

附录4 圆形杆纵共振弹性模量测定公式修正系数176

附录5 矩形杆扭共振测切变模量形状因子176

附录6 圆形杆中拉伸波波速修正系数179

附录7 单位换算表180

参考文献182

第三篇热膨胀＆郭一玲185

第1章金属材料的热膨胀186

1.热膨胀的基本理论186

1.1基本概念186

1.2 热膨胀的定性解释187

1.3 准谐振近似理论188

1.4 格律乃森关系190

1.5 热膨胀的各向异性192

1.6 电子和磁性对热膨胀的贡献195

2.热膨胀系数与其它性能的关系197

2.1热膨胀系数与热容量的关系197

2.2 热膨胀系数与熔点的关系197

2.3 热膨胀系数与德拜温度的关系198

2.4 热膨胀系数与键能的关系199

2.5 热膨胀系数与原子量、原子价、配位数等参数的关系201

2.6 热膨胀与相变的关系202

3.多相体和复合材料的热膨胀和应力204

3.1特诺（Turner）方程204

3.2 诺（Kerner）方程205

3.3 多层复合材料和多孔材料的热膨胀系数206

3.4 热应力和热震性206

4.合金成分对热膨胀的影响及其应用207

4.1合金成分对热膨胀的影响207

4.2 膨胀合金——反常热膨胀行为的应用208

第2章热膨胀的测量方法211

5.顶杆法211

5.1概述211

5.2 千分表法212

5.3 差动变压器法213

5.4 可变变压器法217

6.光杠杆法219

6.1史文纳尔膨胀仪219

6.2 高灵敏光杠杆法222

7.直接观测法222

7.1概述222

7.2 测量装置223

8.光干涉法225

8.1等厚干涉法225

8.2 等倾干涉法229

8.3 调频干涉法230

8.4 偏振光干涉法231

8.5 其它光干涉法231

9.X光法232

9.1概述232

9.2 粉末照像法233

9.3 衍射仪法234

10.电容法235

10.1两瑞电容法235

10.2 三端电容法237

11.其它方法239

11.1光栅法239

11.2 机械杠杆法241

11.3 热调幅法241

11.4 超声微波法243

11.5 密度测量法243

11.6 电阻测量法244

12.热膨胀的标准参考材料和标准试验方法244

12.1标准参考材料244

12.2 标准试验方法244

附录247

附录1室温以下金属元素的微分线膨胀系数247

附录2 高温下金属元素的微分线膨胀系数249

参考文献251

第四篇热容＆张佩璜254

第1章基础理论254

1.热力学基本概念254

1.1热力学第一定律，热、功和内能的关系254

1.2 热力学第二定律及熵的概念255

1.3 焓、热容和比热容的基本含义257

2.解释固体热容的基本理论258

2.1杜隆-珀替定律258

2.2 爱因斯坦的热容理论259

2.3 德拜的热容理论260

2.4 科珀-奈曼（Kopp-Neumann）定律262

3.影响金属热容的几种因素262

3.1温度的影响262

3.2 成分及杂质的影响263

3.3 相变的影响264

3.4 加工状态的影响265

第2章测试方法及装置267

4.滴落式量热计法268

4.1水卡计法268

4.2 冰卡计法268

4.3 铜卡计法271

4.4 反向量热计法277

5.绝热量热计法278

5.1撒克司法278

5.2 斯密特法280

5.3 连续测定自动绝热量热计法280

5.4 高分辨率量热计法284

5.5 示差扫描量热计法286

6.他热式脉冲法288

6.1激光脉冲法的发展288

6.2 激光脉冲加热-降温法289

6.3 激光吸收板法293

7.自热式脉冲法295

7.1一般脉冲法295

7.2 计算机运控全自动高速脉冲法296

参考文献298

第五篇热传导＆何冠虎299

第1章固体热传导的基础知识299

1.研究导热系数的意义299

2.导热基本定律299

2.1温度场和温度梯度299

2.2 傅立叶定律300

2.3 各向异性固体的导热301

3.稳定导热的计算公式302

3.1平壁的导热302

3.2 圆筒壁的导热303

3.3 球壁的导热304

4.不稳定导热及导温系数的物理意义305

4.1不稳定导热的特点305

4.2 导热微分方程的建立305

4.3 导温系数的物理意义307

5.导热系数单位的换算307

第2章金属导热的基本理论和影响因素308

6.金属导热物理机理概述308

7.金属中的电子导热309

7.1自由电子费密气体的能级和能级密度309

7.2 电子气的热容310

7.3 金属导热系数与导电系数之比311

7.4 金属的电子导热312

8.金属中的晶格导热315

8.1晶格导热概说315

8.2 声子对声子的散射316

8.3 电子对声子的散射316

8.4 缺陷对声子的散射317

9.其他导热机制317

10.影响金属导热的因素319

10.1金属原子结构对导热的影响319

10.2 成分和结构对导热的影响319

10.3 气孔率对导热的影响323

10.4 温度对导热的影响324

第3章测量导热系数的稳态法326

11.测量方法概述和分类326

12.纵向热流法326

12.1纵向热流绝对法（低温部分）327

12.2 纵向热流绝对法（高温部分）330

12.3 纵向热流比较法（分割式棒状法）332

13.福培斯（Fobes)法333

13.1概述333

13.2 改进的福培斯法—荷根（Hogan）法334

14.径向热流法336

14.1径向热流圆柱法336

14.2 圆球法和椭球法338

15.直接通电加热法338

15.1径向法339

15.2 纵向法340

15.3 细长棒近似法342

15.4 矩形试样法346

16.热比较仪法349

17.标准参考材料350

18.测试方法和测试数据的综合评价352

第4章测量导热系数的非稳态法354

19.概述354

20.棒状试样周期热流纵向法（Angstrom法）354

20.1基本原理354

20.2 温度波速变法和振幅衰减法356

20.3 改进的棒状试样周期热流纵向法356

21.板状试样周期热流纵向法358

21.1基本原理358

21.2 实验方法359

22.闪光法（Flash method）359

22.1闪光法的测试原理和装置360

22.2 闪光法测试误差分析和几种修正方法362

22.3 导温系数与比热的同时测量371

23.移动热源法371

23.1基本原理371

23.2 实验过程372

参考文献374

第六篇热辐射＆卫锦先377

第1章热辐射基础理论377

1.辐射传热377

1.1研究热辐射的意义377

1.2 定义和符号377

2.基本定律378

2.1普朗克定律378

2.2 斯蒂芬-波尔兹曼定律379

2.3 基尔霍夫定律382

2.4 兰贝特余弦定律383

3.金属材料的热辐射特性及其与表面特征的关系384

3.1关于金属材料的热辐射特性384

3.2 热辐射特性的表征387

3.3 热辐射特性的相互关系388

3.4 热辐射特性的理论模型392

3.5 热辐射特性与金属表面特征的关系396

第2章热辐射特性的测试方法399

4.基础技术399

4.1热辐射特性测试技术概述399

4.2 热辐射特性测试方法的分类399

5.卡计技术400

5.1稳态卡计法400

5.2 非稳态卡计法403

6.辐射计技术405

6.1分离黑体技术406

6.2 试样构成黑体技术408

7.反射计技术409

7.1热性反射计409

7.2 积分球反射计410

7.3 积分反射镜反射计411

参考文献414

第七篇电阻＆尤清照 魏丽坤418

第1章金属的电阻418

1.基本概念418

1.1金属材料的电导率及电阻率418

1.2 各向异性金属晶体的电导率及电阻率419

1.3 电阻温度系数及电阻温度常数420

2.固体金属电导理论421

2.1经典自由电子理论421

2.2 传导量子理论424

3.金属与合金的电阻及其影响因素427

3.1温度对电阻的影响427

3.2 合金化对电阻的影响429

3.3 影响电阻的其它因素431

第2章电阻测量方法433

4.直流测量方法433

4.1直接读数法（伏安法）433

4.2 电桥法433

4.3 电位差计法437

4.4 数字仪表测量及其自动化438

5.交流测量方法439

5.1交流电位差计法439

5.2 交流电桥法441

5.3 感应法442

6.电子计算机在电阻测量中的应用444

6.1DJS-25型电子计算机及外部设备简单介绍445

6.2 电阻测量及软件设计445

第3章电阻测量的应用448

7.电阻测量方法在生产检验及科研工作中的应用448

7.1钨、钼丝产品检验448

7.2 超导体的电阻448

7.3 四探针电阻测量449

8.电阻分析方法在金属材料研究中的应用450

8.1测定合金相图中的溶解度曲线450

8.2 相变动力学的研究451

8.3 研究合金有序-无序转变451

8.4 不均匀固溶体的研究452

参考文献454

第八篇热电势＆张孙元455

第1章基本概念455

1.金属的热电现象455

1.1概述455

1.2 三种热电效应455

1.3 金属的热电势457

2.影响金属材料热电性能的因素462

2.1压力对热电势的影响462

2.2 磁场对热电势的影响462

2.3 杂质对热电势的影响464

2.4 热电势率随金属状态和相变的变化465

2.5 其它因素的影响466

第2章热电势的测量方法468

3.热电测量常用的仪器设备468

3.1测量仪器468

3.2 常用热源469

3.3 热电参考材料469

3.4 其它辅助设备470

4.热电势测量方法471

4.1定点法472

4.2 比较法474

4.3 微差法475

5.热电势率测量方法476

5.1相对热电势率测量476

5.2 珀耳帖系数的测量478

5.3 汤姆逊系数的测量480

5.4 绝对热电势率的测量481

第3章热电测量的应用484

6.金属材料热电性能的研究484

7.热电偶在温度测量中的应用484

8.热电分析486

8.1成分分析486

8.2 均匀性分析487

8.3 相分析488

8.4 其它转变489

参考文献490

第九篇磁性＆周文生491

第1章磁性的基本概念491

1.宏观物体电磁运动的基本规律491

1.1电磁基本关系与状态参数491

1.2 热力学关系492

2.离子或原子的磁性493

2.1电子和原子核的磁矩493

2.2 离子或原子的磁矩495

2.物质的磁性500

3.1物质磁性的分类500

3.2 金属的抗磁性和顺磁性501

第2章金属的磁有序结构506

4.磁有序结构的理论基础506

4.1分子场（平均场)理论506

4.2 海森堡交换作用理论510

4.3 能带理论512

4.4 自旋波理论516

4.5 RKKY相互作用理论520

4.6 金属及合金中的磁转变522

5.铁磁畴及磁化过程525

5.1磁晶各向异性526

5.2 磁致伸缩527

5.3 磁畴结构529

5.4 静态磁化过程概述531

5.5 磁导率532

5.6 矫顽力534

5.7 动态磁化过程535

第3章金属中的磁效应537

6.磁共振537

6.1塞曼效应和磁头振537

6.2 核磁共振538

6.3 穆斯堡尔效应539

6.4 铁磁共振540

7.中子衍射541

7.1单个原子对中子的弹性散射541

7.2 固体的中子弹性散射542

7.3 中子的非弹性散射543

8.磁-电、磁-热和磁光效应543

8.1磁-电效应543

8.2 磁-热效应545

8.3 磁光效应547

第4章磁场的产生和测量549

9.磁场的产生549

9.1永久磁体549

9.2 电流线圈549

9.3 电磁铁552

9.4 超导磁体554

9.5 脉冲磁场554

9.6 磁场的稳定555

10.磁场的测量557

10.1磁通测量法557

10.2 霍尔效应法和磁电阻效应法560

10.3 核磁共振法562

10.4 弱磁场的测量（Ⅰ)——磁通门磁强计和磁性薄膜磁强计562

10.5 弱磁场的测量（Ⅱ)——光泵共振磁强计566

第5章静态磁性的测量568

11.冲击法568

11.1闭磁路样品的测量568

11.2 开磁路样品的测量570

12.电子积分器法572

12.1光电积分放大器572

12.2 电子积分放大器573

12.3 数字积分器575

13.振动样品磁强计576

13.1基本原理576

13.2 探测线圈577

13.3 测量装置579

14.磁秤法580

14.1基本原理580

14.2 梯度磁场的产生581

14.3 磁秤的结构582

15.超导量子干涉器件磁强计585

15.1约瑟夫逊效应和SQUID的基本原理585

15.2 SQUID磁强计587

15.3 仪器的校准588

16.测量磁化强度的其他方法589

16.1电流线圈替代法589

16.2 铁磁共振法590

第6章动态磁性的测量592

17.动态磁性的自动测量592

17.1交流磁滞回线（B-H)的自动测量592

17.2 交流磁化曲线（Bm-Hm)的自动测量594

17.3 交流磁导率曲线（μm-Hm)的自动测量594

17.4 交直流迭加磁化的测量596

18.交流磁化损耗的测量596

18.1交流磁化损耗的分离596

18.2 艾泼斯坦方圈和瓦特计法597

18.3 时间分割乘法器598

18.4 硅钢带损耗的连续自动测量600

19.交流电桥601

19.1四臂电桥601

19.2 变压器电桥604

19.3 低场交流磁化率的测量604

第7章本征磁性的测量607

20.磁晶各向异性常数的测量607

20.1转矩磁强计607

20.2 转动样品磁强计611

20.3 根据磁化曲线测定磁晶各向异性常数613

21.磁致伸缩系数的测量615

21.1张力计法615

21.2 光干涉法616

21.3 根据趋近饱和定律测定多晶样品的磁致伸缩系数617

22.居里温度的测量618

第8章磁结构的研究621

23.磁畴的观测621

23.1胶液技术621

23.2 磁光效应623

23.3 电子显微镜法624

24.中子衍射技术625

24.1中子衍射谱仪625

24.2 中子衍射在磁结构研究中的应用627

25.核磁共振技术629

25.1连续波核磁共振谱仪629

25.2 脉冲核磁共振谱仪629

26.穆斯堡尔效应的应用632

26.1穆斯堡尔谱仪632

26.2 穆斯堡尔效应的应用632

附录635

附录表1 在国际单位制（SI)和高斯单位制（CGS)中电磁学量的单位635

附录表2重要的物理常数636

参考文献637

第十篇热分析技术与金属中的相变＆陈洪荪641

第1章热分析原理641

1.热分析概说641

1.1热分析技术的发展概况641

1.2 热分析的基本原理643

1.3 热分析技术的应用范围644

2.热分析曲线的类型644

2.1简单热分析曲线〔温度（T)-时间（τ)曲线〕645

2.2 示差热分析曲线（I)〔温差（△T)-时间（τ)、温度（T)-时间（τ)联合曲线〕645

2.3 示差热分析曲线（Ⅱ)〔温差（△T)-温度（T)曲线〕645

2.4 升温速度曲线及速度倒数曲线（dT/aτ-τ及aτ/dT-τ曲线646

2.5 温差导数曲线［d/dτ（△T)-τ曲线］646

2.6 示差扫描量热曲线〔补偿功率（△W)-时间（τ)曲线〕647

3.相交温度测定648

3.1相变热分析曲线的基本形式648

3.2 热分析曲线的钝化648

3.3 热分析曲线特征点与相变特征温度之间的关系649

4.相变热测量650

4.1热效应峰面积与相变热的关系650

4.2 定量热分析方法652

4.3 示差扫描量热法653

第2章金属相变的理论基础654

5.相变热力学基础654

5.1相与元654

5.2 热力学平衡状态及其判据654

5.3 相变655

5.4 状态图655

5.5 金属的三态及固态的相结构656

5.6 相变的热力学分类（相变时物理性质的变化）657

6.相变动力学基础658

6.1晶核的形成658

6.2 新相的长大662

6.3 相变速度663

7.金属和合金中的相变664

7.1固液转变664

7.2 固相中的基本转变666

7.3 非平衡转变668

7.4 二阶转变669

8.金属相变热分析曲线的典型形式671

8.1等温转变671

8.2 连续转变672

8.3 混合转变672

8.4 不可逆转变672

8.5 持续转变672

第3章热分析技术674

9.热分析装置674

9.1探测部分674

9.2 变温部分678

9.3 记录部分682

10.示差扫描量热计683

11.影响热分析记录的因素684

11.1试样的性质685

11.2 试样量686

11.3 试样的形态687

11.4 参考样品的性质688

11.5 样品支持器689

11.6 升（降)温速度690

11.7 热偶的测量位置691

12.热分析仪器介绍692

12.1塞莫夫列克斯（Thermoflex)系列台式热分析仪693

12.2 DT-2B系列热分析仪694

12.3 DSC-2C型示差扫描量热计695

12.4 990组合式热分析仪695

12.5 M5型微量差热分析仪696

12.6 OD-102型导数记录仪（Derivatograph）696

12.7 DTA2000差热分析装置696

12.8 LCP-1型差热膨胀仪698

12.9 CDR-1型差动热分析仪699

参考文献700