金属材料的基本知识及性能

第一篇：金属材料的基本知识及性能

材料与工艺

第二章 金属材料

第二章

金属材料

2.1、金属材料的基本知识

一、金属材料的主要性能

材料的性能直接影响到（材料加工成）产品的质量、寿命和加工成本，它是产品设计时选材与拟定加工工艺方案的重要依据。

金属的性能分：使用性能（机械性能、物理和化学性能等）、加工工艺性能（铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能等）。

1、金属材料的机械性能

金属材料的机械性能时指：金属材料在外力作用下表现出来的变形和抗变形特性，是材料抵抗外力作用的性能。故又称力学性能。它是金属材料的主要性能指标，是评价材料质量的重要参数，也是选用材料的主要依据。

1）、静载荷下金属材料的机械性能：在缓慢加载条件下测得的金属材料抗变形和抗断裂的能力，称为金属材料的静力强度。有：拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、剪切强度、扭曲强度。通常以拉伸强度为最基本的强度值。 弹性：拉伸曲线上OE段是一条直线，表明变形与拉力成正比，试样受力产生变形，在外力去除后迅速恢复原来的形状和尺寸。

为材料的弹性极限，单位为Mpa；

为材料的弹性极限载荷，单位为N；Fo为试样的原始横截面面积，单位为mm2。

 刚度：材料在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。

E为弹性模量，相当于直线OE的斜率，单位为Mpa，为应力，为单位长度的变形量。E越大，表示材料的刚度越好，材料抵抗变形的能力越大，在一定的范围内材料的

退火低碳钢的拉伸图

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弹性变形就越小。

 塑性：金属材料产生塑性变形而不断裂的能力。塑性变形是指材料在受力超过弹性极限直到断裂前所产生的变形，是不能完全恢复到原始尺寸的变形。分析拉伸图的ES段曲线，屈服现象。

 强度：在外力作用下，金属材料抵抗变形和断裂的能力。工程上最常用的是：屈服强度和抗拉强度。屈服强度：

为屈服极限，单位为Mpa，Ps为屈服载荷，Fo为原始断面面积。抗拉强度：

为抗拉强度，单位为Mpa，Pb为最大载荷，Fo为原始断面面积。

 硬度：是金属材料抵抗外物压入的能力，也是材料抵抗局部变形的能力，是衡量材料软硬的性能指标。有三种测量方法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度（略）。

2）、动载荷下金属材料的机械性能：

一般来说，随着载荷速度的增加，材料的塑性下降，脆性增大，因此，通常不能简单地用静态载荷的机械性能指标来衡量材料。在工程上，冲击载荷是一类重要的动载荷形式，常用冲击韧性或冲击强度作为评价材料抵抗冲击载荷能力的指标。3）、交变载荷下金属材料的机械性能：

常用疲劳强度来表示材料在交变载荷下的性能指标。疲劳强度：材料或构件在无数次重复交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

国家规定：钢材经受106~107次，有色金属经受107~108次循环而不发生疲劳断裂的最大应力，即为该材料的疲劳强度。

2、金属材料的物理和化学性能

1）、物理性能：比重、导热性、导电性、热膨胀性和磁性（铁磁性材料、顺磁性材料、抗磁性材料）等。

2）、化学性能：抵抗腐蚀和抗氧化性。

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3、金属材料的工艺性能

工艺性能：材料适应各种加工和工艺处理要求的能力。

加工工艺性能：铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能、切削性能。如铸造性能包含：液体的流动性、冷却时的收缩、结晶时的偏析等。

二、金属及合金的结构与结晶

金属材料是金属及其合金的总称。各种金属材料的性能于其内部组织结构的特征有着直接的内在联系。

1、金属的结构和合金 1）、金属的晶体结构

体心立方晶格：（铬、钼、钨、钒等）

面心立方晶格：（铝、铜、镍、铅）质地软、延展性好、塑性好 密排六方晶格：（铍、镁、锌、镉）

2）、结晶的过程

结晶：金属及其合金从液态转变为固体状态并形成结晶结构的过程。

结晶的过程：晶核

长大

晶粒的粗细影响到金属材料的各种性能，晶粒越细，则金属的强度越高，综合性能越好。

3）、金属的同素异构转变：因温度的变化出现晶体结构的转变。（体心、面心、密排）

2、合金的结构

 合金的概念：以一种金属为基础，加入一种或多种金属或非金属元素，经过熔合而组成的具有金属特性的材料。 合金的结构：

 固溶体：合金由液态结晶为固态时，由于各组元之间相互溶解而形成的一种成分

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和性质均匀的新晶体。

 金属化合物：固液合金中，由于各组元之间相互作用而形成的一种具有特殊晶格和明显金属特征的物质。

 机械混合物：由纯金属、固溶体、金属化合物混合而成。

3、铁碳合金的结构和状态图

以铁为基础，由铁和碳两个组元组成的合金为铁碳合金。1）、铁碳合金的基本组织

 铁素体：碳在α-Fe中的固溶体称为铁素体，又称α固溶体，体心立方晶格，于工业纯铁接近，因此很少单独作为工程材料使用，而是钢的基本相。

 奥氏体：碳在γ-Fe中的固溶体称为奥氏体，又称γ固溶体，面心立方晶格，稳定的奥氏体只存在于723度以上的高温合金中。含碳量高，具有一定的强度和硬度，塑性也很好，适合压力加工成型。

 渗碳体：是由铁和6.67%的碳形成的金属化合物，分子式为Fe3C。晶格复杂，硬而脆，是铁碳合金的重要强化相，是一个亚稳定化合物，在一定条件下可分解为铁素体和石墨。

 珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。珠光体组织致密，具有较高的强度、硬度和一定的塑性和韧性，是铁碳合金的重要组织。 莱氏体：奥氏体和渗碳体的机械混合物。2）、铁碳合金状态图

合金状态图又称为合金相图，是表示平衡状态下，合金相或组织的组成与温度、成分之间关系的图形。

（分析和解释铁碳合金相图）

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三、钢的热处理

钢的热处理是将钢在固态下通过适当的加热、保温和冷却，以改变其内部组织结构，从而获得所需要性能的一种加工工艺方法。

热处理工艺的主要过程就是：加热、保温和冷却，其中温度、保温时间、冷却速度是影响热处理效果的最主要因素。

（简述热处理原理）常用热处理方法有：

退火正火普通热处理淬火回火热处理表面热处理形变热处理表面淬火化学热处理

普通热处理加热、冷却过程示意图

1、退火：是把钢加热到高于或低于临界温度，经保温、缓冷；从而得到接近于平衡状态组织的一种热处理工艺。

作用：软化组织；降低硬度；消除冷热加工的残余应力；均匀组织；改善加工性能。

 完全退火：把钢加热到临界温度以上20~60度，经保温后随炉冷却至600度以下，再空冷。

 球化退火：把含碳量在0.77~2.11%的过共析钢加热到Ac1以上20~40度，经长时间保温，然后随炉缓慢冷却或快速冷却至Ar1以下20度左右，进行等温转变，使网状和片状渗碳体转变成球状。 去应力退火：以缓慢速度将钢加热到A1以下，并保持一定时间，然后再缓慢冷却至室温。

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2、正火：也称常化或正常化。是把钢加热到Ac3以上50~100度，并适当保温后在空气中进行冷却的热处理工艺。

3、淬火：将钢加热到Ac1或Ac3以上30~50度，保温后，根据钢的化学成分，选用油、水或盐水等介质，进行加速冷却，从而得到马氏体（碳在铁素体中的过饱和固溶体）组织的一种热处理工艺。

4、回火：将淬火后的钢重新加热到低于A1的温度，保温后再冷却下来的一种热处理工艺。

表面热处理：

1、表面淬火：将工件表面有限深度范围加热到相变临界点以上，然后迅速冷却，使工件表面形成一定厚度淬硬层的一种热处理工艺。有：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火

2、表面化学热处理：将工件放入一定的介质中加热和保温，使介质分解出的某些元素的活性原子渗入到工件表层，从而改变表面层的化学成分和组织性能的热处理方法。有：渗碳、渗氮、碳氮共渗

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2.2 钢铁材料

一、钢铁材料的生产

1、钢铁的生产  生铁的冶炼

 炼纲（转炉炼纲、平炉炼纲、电炉炼纲） 轧钢

冷扎：适用塑性好、尺寸小的线材、薄板

热扎：适用扎制较大断面尺寸、塑性差或要求变形量大的材料

2、钢材的品种和用途

主要有：型材、板材、管材、线材四大类。

 型材：圆钢（圆钉、螺丝、钢丝、焊条等）、方钢、扁钢、角钢（等边和不等边）、六角和八角钢、工字钢、槽钢等。 板材：

 厚钢板：厚度在4.5~60mm，宽度在600~3000mm，长度在1200~12000mm  薄钢板：厚度在0.2~4mm，宽度在500~1500mm，长度在500~4000mm，通常有普通碳素钢薄板（也称黑铁皮）、普通低合金钢薄板、屋面薄板、镀锌薄板（也称白铁皮）、电工用纯铁薄板、深冲压用冷扎薄板、镀铅薄板、镀锡薄板（马口铁）、搪瓷用热扎薄板、不锈钢耐酸薄板等

钢带：热扎厚度在2~6mm，宽度在20~300mm，长度不小于4~6mm；冷扎厚度在0.05~3.00mm，宽度在5~200mm。 钢管：

无逢钢管：常为圆形，也有方形、矩形、半圆形、六角形、椭圆形等异形。焊逢钢管：有直逢和螺旋焊逢，是主要的钢管生产方式，成本低。 钢丝：普通钢丝、电工用钢丝、纺织用钢丝、弹簧钢丝、钢绳钢丝等。

二、碳钢

含碳量在2.11%以下的铁碳合金，又称碳素钢。

主要成分：铁、碳，含有少量的硫、磷、硅、锰。加工容易、价格低廉，用途广泛。

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常分为：

低碳钢：碳含量在0.08~0.25%，塑性好，多用于焊接、冲压等。

中碳钢：碳含量在0.25~0.60%，具有一定的强度和韧性，常用作结构零件。高碳钢：碳含量在0.60~1.40%，硬度高，多用作量具、工具和模具等。

三、合金钢

为了更好地改善钢的结构性能，在钢的冶炼过程中，加入某些合金元素，这类钢为合金钢。生产工艺复杂、成本高，具有特殊的使用用途。

常有：合金结构钢、合金工具钢、特殊用途钢等。

四、铸铁

是指含碳量在2.5~4.0%之间的一种铁碳合金。铸铁的分类：

 灰口铸铁：石墨呈片状，强度低塑性差。HT15-

33、HT20-40（抗拉、抗弯强度） 球墨铸铁：石墨呈球状，有较高的强度和塑性。QT  可锻铸铁：石墨呈团絮状，有一定的强韧性，实际上不可锻造，KT  蠕墨铸铁：石墨呈蠕虫状，处于研究阶段。

其它合金（加入合金元素）铸铁：耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。

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2.3 铝及铝合金

铝及铝合金是工业中用量最大的有色金属材料，在自然界中分布极广，是地壳中储量最丰富的元素之一。

一、纯铝

纯铝是一种银白色的轻金属，比重小，导电性好，耐蚀性强；它为面心立方结构，因而塑性好，易冷热成型，便于切削加工，可以制成各种形状的型材。纯铝的铸造性能很差，收缩率大，易出现气孔、缩松、夹渣、裂缝等缺陷。

纯铝按纯度分为高纯铝和工业纯铝，高纯铝的牌号为：L01~L04四种，编号越大纯度越高；工业纯铝分为：L1~L5五种，编号越大纯度越低。

二、铝合金

工业纯铝的硬度和强度都很低，通常使用的大都是铝合金，铝合金按其工艺特点分为：铸造铝合金和变形铝合金

1、铸造铝合金

铸造铝合金又称为生铝合金，目前常用的有：Al-Si、Al-Cu、Al-Mg、Al-Zn四个系列，其中以Al-Si合金为最常见。铸造铝合金的牌号用“ZL”来表示，例如：ZL101，第一位数字表示铝合金的类别，“1”表示Al-Si、“2”表示Al-Cu、“3”表示Al-Mg、“4”表示Al-Zn。

铝硅合金：俗称硅铝明，低熔点，铸造性能好（流动性好、致密性较高、线收缩小、不宜产生铸造裂纹）、较低的比重、较高的耐蚀性，适宜铸造较大型的铸件，如：内燃机活塞、汽缸体、风扇叶、电机、仪表的外客等。

铝铜合金：可通过热处理来提高其强度、铸造性能好，加入Ni、Mn等元素可提高其耐热性，具有很好的塑性。

铝镁合金：具有良好的耐蚀性。（可用来制造在腐蚀介质中工作的铸造）铝锌合金：强度高，价格较低，常用来制造医疗器械、仪表零件、日常用品等。

2、变形铝合金

经热加工变形后，以锻坯、型材、板材等形式供应的铝合金。主要有： LF——防锈铝合金，又称防锈铝；

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LY——硬铝合金，简称硬铝； LC——超硬铝合金，简称超硬铝； LD——锻铝合金，简称锻铝。

 防锈铝合金：有铝锰和铝镁两类，常用牌号LF21、LF2、LF3、LF5、LF6、LF11等，其中LF21为铝锰合金，其余为铝镁合金。防锈铝合金具有：耐腐蚀性好，强度、硬度较高，良好的塑性和可焊性，能承受弯曲、冲压等变形工艺。可制作在腐蚀介质环境中工作的容器、壳体及管道等。

 硬铝合金：又称为杜拉铝，以铜、镁、锰为合金元素，既能承受加工变形，又能通过热处理得到强化，耐腐蚀性较差。

 超硬铝合金：耐热性和耐腐蚀性较差，常用包铝法来防护，是航空工业的重要结构材料。

 锻铝合金：具有良好的压力加工的性能，在常温下具有较高的强度。

三、铝材

铝及铝合金经过压力加工具有一定的形状及尺寸后，可供直接使用或再加工使用的半成品，称之为铝材。 板材：分热扎板和冷扎板。

 管材：其规格用“外径*壁厚”表示；分薄壁管（拉制）和厚壁管（挤制）两类；薄壁管的外径为6~120mm，壁厚不大于5mm；厚壁管的外径为25~185mm，壁厚大于5mm。

 棒材：挤压制品，其规格用直径表示。

 型材：挤压制品，种类繁多，常以截面形状区分。 线材：分为导线、焊条线和铆钉线三种。

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2.4 其它金属材料

1、铜及铜合金

铜及铜合金是人类应用最早的一种有色金属，具有良好的导电性、导热性和抗大气腐蚀能力，又一定的机械性能和良好的加工工艺性能，色泽美观，又很好的装饰效果。1）纯铜：为玫瑰红色金属，表面氧化后呈姿紫色，所以常称紫铜。导电性极好，抗磁性好，导热性能良好，因此是电气工业和散热设备的主要材料。不宜作结构材料（铸造性能差）。常用T1、T2、T3、T4表示，数字越大纯度越低。2）铜合金：铜合金种类很多，通常有：黄铜、青铜和白铜三大类。

 黄铜：以锌为主要合金元素。有良好的机械性能、耐腐蚀性能和工艺性能，价格也较低，因此广泛用于机械零件、电器元件和生活用品上。

 青铜：以锡为主要合金元素，又称为锡青铜。（不论在潮湿的空气中、高压过热蒸汽或海水中）有较强的耐腐蚀能力和耐磨性。

 白铜：以镍为主要合金元素。有极高的电阻和热电势，非常小的电阻温度系数，并耐蚀性好，是制造精密电工测量仪器、变阻器、热电偶及电热器不可缺少的材料。

2、粉末合金：不经熔炼和铸造，而用金属粉末或金属与非金属粉末作原料，用压制和烧结的工艺方法，直接在模具中制成的合金。这种生产方法称为粉末冶金，是二十世纪初发展起来的一种生产金属材料的新工艺，它不仅可以制造硬度和热硬性很高的硬质合金，还可制造减磨材料及制品，能生产出普通冶金方法难以生产的特殊金属材料，但在工艺上还有一定的限制，有待进一步研究和发展。

3、钛及钛合金

纯钛是银白色的轻金属，具有优良的耐蚀性和耐热性，在大气和海水中不受腐蚀、稳定性好、抗氧化性强，并具有一定的强度和较高的塑性，易于加工成型。是航空和国防工业的重要金属材料。

钛合金是以钛为基加入适量的铬、锰、铁、钒、铝和钼等形成的多元合金。主要用于制造飞机外壳、航空工业材料、宇航工业材料、火箭发动机外壳、航空发动机叶片等。

第二篇：钽金属的结构与性能研究

钽金属的结构与性能研究

摘 要：钽是电子工业和空间技术发展不可缺少的战略原料，钽以其独特的结构和性质，在骨科医学、电子工业、化学工业和冶金工业有很大的应用。这篇论文主要介绍钽金属的资源、钽金属的制备和钽金属的结构和性质及其应用。

关键字：钽金属；战略原料；资源；制备；结构；应用

0 引言

钽是由瑞典化学家埃克贝里在1802年发现的，按希腊神话人物Tantalus（坦塔罗斯）的名字命名tantalum。1903年德国化学家博尔顿（W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现，并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间，钽的需要量剧增。50年代以后，由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大，需要量逐年上升，促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。美国是钽消费量最大的国家，1997年消费量达500吨，其中60%用于生产钽电容器。日本是钽消费的第二大国，消费量为334吨。21世纪初，随着电容器生产的发展迅速，市场供不应求。预计，世界钽电容器的生产量达2.50亿件，需消费钽1000吨。据美国地质调查局的统计，世界钽探明储量14000吨。其中，澳大利亚4500吨、尼日利亚3200吨、民主刚果1800吨、加拿大1800吨、巴西1400吨。中国资源量，主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看，电容器仍是钽的主要应用领域。如果按储量基础24000吨计算，也只能保证24年的需求。尽管如此，钽资源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分丰富的铌矿床中，伴生有大量的钽资源。其中，格陵兰南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达100万吨。其次，西方已开始利用含Ta2O53%以下的大量锡炉渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的发展，如铝和陶瓷在电容器领域代替钽；硅、锗、铯可在电子仪器用途上，代替钽制造整流器等。

在郑州大学先进靶材料实验室的李庆奎老师的团队主要做的是高纯钽金属靶材，做出的金属靶材通过磁控溅射等工艺形成的薄膜广泛应用于电子信息产业。为了更深层次的探究谈金属，我对钽金属的资源、制备、结构、性能和应用进行了探究。钽金属的资源

资源钽和铌的物理化学性质相似，因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外，往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有：钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿、细晶石和黑稀金矿等。炼锡的废渣中含有钽，也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨，扎伊尔占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨＝907.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺，并且取得了巨大的成就。钽金属的制备

冶炼方法：钽铌矿中常伴有多种金属，钽冶炼的主要步骤是分解精矿，净化和分离钽、铌，以制取钽、铌的纯化合物，最后制取金属。矿石分解可采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法〔常用的萃取剂为甲基异丁基铜(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步结晶法和离子交换法。分离：首先将钽铌铁矿的精矿用氢氟酸和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中，同时铁、锰、钛、钨、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很复杂的强酸性溶液。钽铌浸出液用甲基异丁基酮萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量杂质，得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素，是强酸性溶液，可综合回收。纯的含钽铌的有机相用稀硫酸溶液反萃取铌得到含钽的有机相。铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同氟化钾或氯化钾反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶，也可与氢氧化铵反应生成氢氧化钽或氢氧化铌沉淀。钽或铌的氢氧化物在900～1000℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。

钽的制取：①金属钽粉可采用金属热还原（钠热还原）法制取。

在惰性气氛下用金属钠还原氟钽酸钾：K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行，温度加热到900℃时,还原反应迅速完成。此法制取的钽粉，粒形不规则，粒度细，适用于制作钽电容器。金属钽粉亦可用熔盐电解法制取：用氟钽酸钾、氟化钾和氯化钾混合物的熔盐做电解质把五氧化二钽(Ta2O5)溶于其中，在750℃下电解,可得到纯度为99.8～99.9%的钽粉。②用碳热还原Ta2O5亦可得到金属钽。还原一般分两步进行:首先将一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氢气氛中于1800～2000℃下制成碳化钽(TaC)，然后再将TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空还原成金属钽。金属钽还可采用热分解或氢还原钽的氯化物的方法制取。致密的金属钽可用真空电弧、电子束、等离子束熔炼或粉末冶金法制备。高纯度钽单晶用无坩埚电子束区域熔炼法制取。钽金属的结构与性质

晶体结构：晶胞为体心立方晶胞，每个晶胞含有2个金属原子。晶胞参数： a=330.13pm，b=330.13pm，c=330.13pm，α= 90°，β = 90°，γ = 90°，莫氏硬度：6.5，熔点：2996℃。钽的质地十分坚硬，硬度可以达到6-6.5。它的熔点高达2996℃，仅次于碳，钨，铼和锇，位居第五。钽富有延展性，可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小，每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外，它的韧性很强，比铜还要优异。

物理性质：质地十分坚硬、富有延展性。化学性质：钽还有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性，无论是在冷和热的条件下，对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀，在150℃以下，钽不会被浓硫酸腐蚀，只有在高于此温度才会有反应，在175度的浓硫酸中1年，被腐蚀的厚度为0.0004毫米，将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年，表层仅损伤0.006毫米。在250度时，腐蚀速度有所增加，为每年被腐蚀的厚度为SDS毫米，在300度时，被腐蚀的速度则更加快，浸泡1年，表面被腐蚀1.368毫米。在发烟硫酸（含15%的SO3）腐蚀速度比浓硫酸中更加严重，在130度的该溶液里浸泡1年，表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀，但该反应一般在150度以上才发生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1年SS，表面被腐蚀20毫米，另外，钽在

氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱，在110度40%浓度的烧碱溶液里，钽会被迅速溶解，在同样浓度的氢氧化钾溶液中，只要100度就会被迅速溶解。除上面所述情况外，一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。实验证明，钽在常温下，对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用，仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比F较罕见的。元素用途

钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜，用钽制成的电解电容器，具有容量大、体积小和可靠性好等优点，制电容器是钽的最重要用途，70年代末的用量占钽总用2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形，在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用在250℃于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%，交通运输6%，其他2%。性质用途

钽的线胀系数在0～100℃之间为6.5×10-6K-1，超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。

在低于150℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应，并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化，在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物，最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。

钽和氢以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800～1200℃的真空下，氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物；在高于2000℃和高真空下，被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应，生成卤化物。

[2]杨铸生，段惠敏，王秀京.四川攀西地区铌钽矿床的地质特征及找矿方向[J].四川地质学报.2007(04)[3]鄢明才，迟清华等.中国不同岩石类型花岗岩类元素丰度及特征[J].物探化探计算技术.Liang Peng(Henan Industrial Technology Research Institute of Resources and Materies Zhengzhou University, Zhengzhou

450001 China)Abstract: Tantalum is indispensable strategic raw materials to electronic industry and space technology development.with its unique structure and properties ,tantalum in the orthopedic medical, electronic industry, chemical industry and metallurgical industry has a great application.This paper mainly introduces the preparation of tantalum metal resources, tantalum metal and the structure and properties of tantalum metal and its application.Keywords: tantalum metal;Strategic raw materials;Resources;Preparation;Structure;application 参考文献

[1]陈宝泉.福建南平西坑铌钽矿区玉帝庵矿段含矿伟晶岩特征[J].福建地质.2008（03）

The Structure And Performance Study Of Tantalum Metal

第三篇：金属基复合材料的种类与性能

金属基复合材料的种类与性能

摘要：金属基复合材料科学是一门相对较新的材料科学，仅有40余年的发展历史。金属基复合材料的发展与现代科学技术和高技术产业的发展密切相关，特备是航天、航空、电子、汽车以及先进武器系统的迅速发展对材料提出了日益增高的性能要求，除了要求材料具有一些特殊的性能外，还要具有优良的综合性能，有力地促进了先进复合材料的迅速发展。单一的金属、陶瓷、高分子等工程材料均难以满足这些迅速增长的性能要求。金属基复合材料正是为了满足上述要求而诞生的。

关键词：金属；金属基复合材料；种类；性能特征；用途 1.金属基复合材料的分类 1.1按 增强体类型分

1.1.1颗粒增强复合材料

颗粒增强复合材料是指弥散的增强相以颗粒的形式存在，其颗粒直径和颗粒间距较大，一般大于1μm。

1.1.2层状复合材料

这种复合材料是指在韧性和成型性较好的金属基 材料中含有重复排列的高强度、高模量片层状 增强物的复合材料。片曾的间距是微观的，所以在正常比例下，材料按其结构组元看，可以认为是各向异性的和均匀的。

层状复合材料的强度和大尺寸增强物的性能比较接近，而与晶须或纤维类小尺寸增强物的性能差别较大。因为增强物薄片在二维 方向上的尺寸相当于结构件的大小，因此增强物中的缺陷可以成为长度和构件相同的裂纹的核心。

由于薄片增强的强度不如纤维增强相高，因此层状结构复合材料的强度受到了限制。然而，在增强平面的各个方向上，薄片增强物对强度和模量都有增强，这与纤维单向增强的复合材料相比具有明显的优越性。1.1.3纤维增强复合材料

金属基复合材料中的一维增强体根据其长度的不同可分为长纤维、短纤维和晶须。长纤维又叫 连续纤维，它对金属基体的增强方式可以以单项纤维、二维织物和三维织物存在，前者增强的复合材料表现出明显的各向异性特征，第二种材料在织物平面方向的力学性能与垂直该平面的方向不同，而后者的性能基本是个向同性的。连续纤维增强金属基复合材料是指以高性能的纤维为增强体，金属或他们的合金为基体制成的复合材料。纤维是承受载荷的，纤维的加入不但大大改变了材料的力学性能，而且也提高了耐温性能。

短纤维和晶须是比较随机均匀地分散在金属基体中，因而其性能在宏观上是各向同性的；在特殊条件下，短纤维也可以定向排列，如对材料进行二次加工（挤压）就可达到。

当韧性金属基体用高强度脆性纤维增强时，基体的屈服和塑性流动是复合材料性能的主要特征，但纤维对复合材料弹性模量的增强具有相当大的作用。1.2按基体类型分

主要有铝基、镁基、锌基、铜基、钛基、镍基、耐热金属基、金属间化合物基等复合材料。目前以铝基、镁基、钛基、镍基复合材料发展较为成熟，已在航天、航空、电子、汽车等工业中应用。在这里主要介绍这几种材料 1.2.1铝基复合材料

这是在金属基复合材料中应用最广的一种。由于铝合金基体为面心立方结构，因此具有良好的塑性和韧性，再加之它所具有的易加工性、工程可靠性及价格低廉等优点，为其在工程上应用创造了有利条件。再制造铝基复合材料时通常并不是使用纯铝而是铝合金。这主要是由于铝合金具有更好的综合性能。1.2.2镍基复合材料

这种复合材料是以镍及镍合金为基体制造的。由于镍的高温性能优良，因此这种复合材料主要是用于制作高温下工作的零部件。人们研制镍基复合材料的一个重要目的是希望用它来制造燃气轮机的叶片，从而进一步提高燃气轮机的工作温度。但目前由于制造工艺及可靠性等问题尚未解决，所以还未能取得满意的结果。1.2.3钛基复合材料

钛比任何其他的结构材料具有更高的比强度。此外，钛在中温时比铝合金能更好地保持其强度。因此，对飞机结构来说，当速度从亚音速提高到超音速时，钛 比铝合金显示出了更大的优越性。随着速度进一步的加快，还需要改变飞机的结构设计，采用更细长的机翼和其他翼型，为此需要高刚度的材料。而纤维增强钛恰好可以满足这种对材料刚度的要求。钛 基 复合材料中最常用的增强体是硼纤维，这是由于钛与硼的热膨胀系数比较接近。1.2.4镁 基 复合材料

以陶瓷颗粒、纤维或晶须作为增强体，可制成 镁基 复合材料，集超轻、高比刚度、高比强度于一身，该类材料比铝基复合材料更轻，具有更高的比强度和比刚度，将使航空航天方面的优选材料。1.3按用途分

1.3.1结构复合材料

主要用作承力结构，它基本上有增强体和基体组成，它具有高比强度、高比模量、尺寸稳定、耐热等特点。用于制造各种航天、航空、电子、汽车、先进武器系统等高性能构建。1.3.2功能复合材料

是指除力学性能外还有其他物理性能的复合材料，这些性能包括电、磁、热、声、力学（指阻尼、摩擦）等。该材料用于电子、仪器、汽车、航天、航空、武器等。

2.金属基复合材料的性能特征

金属基复合材料的增强体主要有纤维、晶须和颗粒，这些增强体主要是无机物（陶瓷）和金属。无机纤维主要有碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维等。金属纤维主要有铍、钢、不锈钢和钨纤维等。用于增强金属复合材料的颗粒主要是无机非金属颗粒，主要包括石墨、碳化硅、氧化铝、碳化硅、碳化钛、碳化硼等。

金属基复合材料的性能取决于所选用金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等。通过优化组合可以既具有金属特性，又具有高比强度、高比模量、耐热、耐磨等综合性能。

其主要性能有以下几点： 1.高比强度、比模量 2.导热、导电性能好

3.热膨胀系数小、尺寸稳定性好 4.良好的高温性能 5.良好的耐磨性

6.良好的断裂韧性和抗疲劳性能 7.不吸潮、不老化、气密性好 3.结束语

总之，金属基复合材料具有高比强度、比模量，良好的导热、导电性、耐磨性、高温性能，较低的热膨胀系数，高的尺寸稳定性等优点，它在航天、航空、电子、汽车、轮船、先进武器等方面均具有广泛的应用前景。

第四篇：Java程序性能调优的基本知识和JDK调优

一 基本知识

1.1 性能是什么

在性能调优之前，我们首先来了解一下性能是什么？关于性能，我想每个学习过Java的人都能列出几点，甚至可以夸夸其谈。在《Java TM Platform Performance》一书中，定义了如下五个方面来作为评判性能的标准：

1)运算的性能——哪一个算法的执行性能最好？

2)内存的分配——程序运行时需要耗费多少内存？

3)启动的时间——程序启动需要多长时间？这在Web项目中的影响不大，但要注意部分程序需要部署或运行在客户端时的情形（比如applet程序）。

4)程序的可伸缩性——在压力负载的情况下，程序的性能如何？

5)性能的感知——用户在什么情况下会觉得程序的性能不好？

以上五个方面，在具体的使用场景可以有选择的去评判。至于这五方面的性能调优，在后续的章节中将会陆续的给以相应的性能调优策略。

1.2 调优的规则

我们只需要关心对我们程序有影响，可以察觉到的性能问题，而不是每一个类中的每一个方法我们都需要想方设法的提高性能。如果程序的性能没有达到我们所期 望的要求，我们才需要考虑如何优化性能。同样的，晦涩的代码虽然提高了程序的性能，但同时可能带给我们的是维护的噩梦。我们需要折中的考虑以上两种情况，使得程序的代码是优美的，并且运行的足够快，达到客户所期望的性能要求。

优化代码甚至会导致不良的结果，Donald Knuth（一位比较牛比较有影响的人物，具体是谁，我也忘了，谁知道，可以告诉我一下，谢谢！）曾说过，“Premature optimization is the root of all evil”。在开始性能调优前，需要先指出不优化代码的一些理由。

1)如果优化的代码已经正常工作，优化后可能会引入新的bug；

2)优化代码趋向于使代码更难理解和维护；

3)在一个平台上优化的代码，在另一个平台上可能更糟；

4)花费很多时间在代码的优化上，提高了很少的性能，却导致了晦涩的代码。确实，在优化前，我们必须认真的考虑是否值得去优化。

1.3 调优的步骤

一般我们提高应用程序的性能划分为以下几个步骤：

1)明确应用程序的性能指标，怎样才符合期望的性能需求；

2)在目标平台进行测试；

3)如果性能已经达到性能指标，Stop；

4)查找性能瓶颈；

5)修改性能瓶颈；

6)返回到第2步。

二 JDK调优

2.1 选择合适的JDK版本

不同版本的JDK，甚至不同厂家的JDK可能都存在着很大的差异，对于性能优化的程度不同。一般来说，尽可能选择最新发布的稳定的JDK版本。最新的稳定的JDK版本相对以前的JDK版本都会做一些bug的修改和性能的优化工作。

2.2 垃圾收集Java堆的优化

垃圾收集就是自动释放不再被程序所使用的对象的过程。当一个对象不再被程序所引用时，它所引用的堆空间可以被回收，以便被后续的新对象所使用。垃圾收集 器必须能够断定哪些对象是不再被引用的，并且能够把它们所占据的堆空间释放出来。如果对象不再被使用，但还有被程序所引用，这时是不能被垃圾收集器所回收 的，此时就是所谓的“内存泄漏”。监控应用程序是否发生了内存泄漏，有一个非常优秀的监控工具推荐给大家——Quest公司的JProbe工具，使用它来 观察程序运行期的内存变化，并可产生内存快照，从而分析并定位内存泄漏的确切位置，可以精确定位到源码内。这个工具的使用我在后续的章节中还会做具体介 绍。

Java堆是指在程序运行时分配给对象生存的空间。通过-mx/-Xmx和-ms/-Xms来设置起始堆的大小和最大堆的大小。根据自己JDK的版本和厂家决定使用-mx和-ms或-Xmx和-Xms。Java堆大小决定了垃圾回收的频度和速度，Java堆越大，垃圾回收的频度越 低，速度越慢。同理，Java堆越小，垃圾回收的频度越高，速度越快。要想设置比较理想的参数，还是需要了解一些基础知识的。Java堆的最大值不能太大，这样会造成系统内存被频繁的交换和分页。所以最大内存必须低于物理内存减去其他应用程序和进程需要的内存。而且堆设置的太 大，造成垃圾回收的时间过长，这样将得不偿失，极大的影响程序的性能。以下是一些经常使用的参数设置：

1)设置-Xms等于-XmX的值；

2)估计内存中存活对象所占的空间的大小，设置-Xms等于此值，-Xmx四倍于此值；

3)设置-Xms等于-Xmx的1/2大小；

4)设置-Xms介于-Xmx的1/10到1/4之间；

5)使用默认的设置。

大家需要根据自己的运行程序的具体使用场景，来确定最适合自己的参数设置。除了-Xms和-Xmx两个最重要的参数外，还有很多可能会用到的参数，这些参数通常强烈的依赖于垃圾收集的算法，所以可能因为JDK的版本和厂家而有所 不同。但这些参数一般在Web开发中用的比较少，我就不做详细介绍了。在实际的应用中注意设置-Xms和-Xmx使其尽可能的优化应用程序就行了。对于性 能要求很高的程序，就需要自己再多研究研究Java虚拟机和垃圾收集算法的机制了。可以看看曹晓钢翻译的《深入Java虚拟机》一书。

第五篇：材料性能学教学大纲

《材料性能学》课程教学大纲

一、课程基本信息 课程编码： 课程类别：必修课 适用专业：材料化学

总 学 时：48 学 分：3 课程简介：本课程是材料化学专业主干课程之一，属专业基础课。本课程主要内容为材料物理性能，以材料通用性物理性能及共同性的内容为主。通过本课程的教学，使学生获得关于材料物理性能包括材料力学性能（受力形变、断裂与强度）、热学、光学、导电、磁学等性能及其发展和应用，重点掌握各种重要性能的原理及微观机制，性能的测定方法以及控制和改善性能的措施，各种材料结构与性能的关系，各性能之间的相互制约与变化规律。

授课教材：《材料物理性能》，吴其胜、蔡安兰、杨亚群，华东理工大学出版社，2006，10。

2、参考书目: 1.《材料性能学》，北京工业大学出版社，王从曾，2007.1 2.《材料的物理性能》，哈尔滨工业大学出版社，邱成军等，2009.1

二、课程教育目标

通过学习材料的各种物理性能，使学生掌握以下内容：各种材料性能的各类本征参数的物理意义和单位以及这些参数在解决实际问题中所处的地位；弄清各材料性能和材料的组成、结构和构造之间的关系；掌握这些性能参数的物质规律，从而为判断材料优劣、正确选择和使用材料、改变材料性能、探索新材料、新性能、新工艺打下理论基础；为全面掌握材料的结构，对材料的原料和工艺也应有所认识，以取得分析性能的正确依据。

三、教学内容与要求 第一章：材料的力学性能 重点与难点：

重点：应力、应变、弹性变形行为、Griffith微裂纹理论，应力场强度因子和平面应变断裂韧性，提高无机材料强度改进材料韧性的途径。难点：位错运动理论、应力场强度因子和平面应变断裂韧性。教学时数：10学时 教学内容：

1.1 应力及应变：应力、应变；

1.2 弹性形变：Hooke定律；弹性模量的影响因素、无机材料的弹性模量、复相的弹性模量、弹性形变的机理；

1.3 材料的塑性形变：晶体滑移、塑性形变的位错运动理论；

1.4 滞弹性和内耗：粘弹性和滞弹性、应变松弛和应力松弛、松弛时间、无弛豫模量与弛豫模量、模量亏损、材料的内耗；

1.5 材料的高温蠕变：蠕变曲线、蠕变机理、影响蠕变的因素；

1.6 材料的断裂强度：理论断裂强度、Inglis 理论、Griffith微裂纹理论、、Orowan理论；

1.7 材料的断裂韧性：裂纹扩展方式、裂纹尖端应力场分析、几何形状因子、断裂韧性、裂纹扩展的动力与阻力；

1.8 裂纹的起源与扩展：裂纹的起源、裂纹的快速扩展、影响裂纹扩展的因素、材料的疲劳、应力腐蚀理论、高温下裂纹尖端的应力空腔作用、亚临界裂纹生长速率与应力场强度因子的关系、根据亚临界裂纹扩展预测材料寿命、蠕变断裂； 1.10 显微结构对材料脆性断裂的影响：晶粒尺寸、气孔的影响；

1.11 提高材料强度及改善脆性的途径：金属材料的强化、陶瓷材料的强化； 1.12 复合材料：复合材料的分类、连续纤维单向强化复合材料的强度、短纤维单向强化复合材料；

1.13 材料的硬度：硬度的表示方法、硬度的测量。教学方式：课堂讲授与多媒体教学相结合。

教学要求：掌握材料的弹性变形、塑性变形、高温蠕变及其它力学性能的理论描述、产生的原因、影响因素。掌握断裂的现象和产生、断裂力学的原理出发，通过理论结合强度、应力场的分析，断裂的判据，应力场强度因子、平面应变断裂韧性、延性断裂、脆性断裂、沿晶断裂、静态疲劳的概念，并根据此判据来分析提高材料强度及改进材料韧性的途径。了解断裂的现象，弄清产生断裂的原理（断裂理论），通过应力场的分析。要求掌握断裂的判据，并根据此判据来分析提高材料强度及改进材料韧性的途径。

第二章：材料的热学性能 重点与难点： 重点：材料的热膨胀，材料的热稳定性。难点：材料的热传导，材料的热稳定性。教学时数：6学时 教学内容：

2.1 热学性能的物理基础；

2.2 材料的热容：晶体固体热容的经验定律和经典理论，晶体固体热容的量子理论回顾，无机材料的热容；

2.3 材料的热膨胀：热膨胀系数、热膨胀机理、热膨胀和其他性能的关系、多晶体和复合材料的热膨胀；

2.4 材料的热传导：固体材料热传导的宏观规律，固体材料热传导的微观机理、影响热传导的因素、某些无机材料的热传导；

2.5 材料的热稳定性：热稳定性的表示方法、热应力、抗热冲击断裂性能，抗热冲击损伤性、提高抗热冲击断裂性能的措施。教学方式：课堂讲授与多媒体教学相结合。

教学要求：掌握材料热容的各种理论及其比较，热膨胀的定义及其基本机理，热传导的宏观规律和微观机理，热稳定性的表示和抗热冲击断裂性能。要求掌握各种热应力断裂抵抗因子。总结出提高抗热冲击断裂性能的措施。第三章 材料的光学性能 重点与难点：

重点：光的反射和折射、材料对光的吸收和色散、光的散射 难点：光的散射、电-光效应、光折变效应、非线性光学效应 教学时数：8学时 教学内容：

3.1 光传播的基本性质：光的波粒二象性、光的干涉和衍射、光通过固体现象；

3.2 光的反射和折射：反射定律和折射定律、折射率的影响因素、晶体的双折射、材料的反射系数及其影响因素；

3.3 材料对光的吸收和色散：吸收系数与吸收率、光的吸收与波长的关系、光的色散；

3.4 光的散射：散射的一般规律、弹性散射、非弹性散射；

3.5 材料的不透明性与半透明性：材料的不透明性、材料的乳浊、半透明性、透明材料的颜色、材料的着色； 3.6 电-光效应、光折变效应、非线性光学效应：电光效应及电光晶体、光折变效应、非线性光学效应；

3.7光的传输与光纤材料：光纤发展概况和基本特征、光纤材料的制备、光纤的应用；

3.8 特种光学材料及其应用：固体激光器材料及其应用、光存储材料。教学方式：课堂讲授与多媒体教学相结合。

教学要求：掌握金属、半导体、绝缘体的电子能带结构，光传播电磁理论、反射、光的吸收和色散、晶体的双折射、介质的光散射等各种光现象的物理本质。了解影响材料光学性能的各种因素。简要了解光纤材料、激光晶体材料及光存储材料等光学材料。

第四章：材料的电导性能 重点与难点：

重点：离子电导，电子电导。

难点：无机材料的电导，半导体陶瓷的物理效应。教学时数：8学时 教学内容：

4.1 电导的物理现象：电导率与电阻率、电导的物理特性；

4.2 离子电导：载流子浓度、离子迁移率、离子电导率、离子电导率的影响因素、固体电解质ZrO2；

4.3 电子电导：电子迁移率、载流子浓度、电子电导率、电子电导率的影响因素 4.4 金属材料的电导：金属电导率、电阻率与温度的关系、电阻率与压力的关系、冷加工和缺陷对电阻率的影响、电阻率的各向异性、固溶体的电阻率； 4.5 固体材料的电导：玻璃态电导、多晶多相固体材料的电导、次级现象、固体材料电导混合法则；

4.6 半导体陶瓷的物理效应：晶界效应、表面效应、西贝克效应、p-n结； 4.7 超导体：超导体的概念、约瑟夫逊效应、超导体的应用。教学方式：课堂讲授与多媒体教学相结合。

教学要求：掌握各种电导的宏观参数和物理量及电导的主要基本公式；围绕此公式来讨论各种电导的电导率（离子电导率、电子电导率）及其影响因素，材料的电导混合法则和半导体陶瓷的物理效应。第五章 材料的磁学性能 重点与难点：

重点：抗磁性和顺磁性、铁磁性与反铁磁性 难点：铁磁性与反铁磁性 教学时数：8学时 教学内容：

5.1 基本磁学性能：磁学基本量、物质的磁性分类；

5.2 抗磁性和顺磁性：原子本征磁矩、抗磁性、物质的顺磁性、金属的抗磁性与顺磁性、影响金属抗、顺磁性的因素；

5.3 铁磁性与反铁磁性：铁磁质的自发磁化、反铁磁性和亚铁磁性、磁畴、磁化曲线和磁滞回线；

5.4 磁性材料的动态特性：交流磁化过程与交流回线、磁滞损耗和趋肤效应、磁后效应和复数磁导率、磁导率减落及磁共振损耗；

5.5 磁性材料及其应用：软磁材料、硬磁材料、磁信息存储材料、纳米磁性材料。教学方式：课堂讲授与多媒体教学相结合。

教学要求：掌握固体物质的各种磁性(抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性)的形成机理及宏观表现；重点掌握磁性表征参量、各类磁性物质的内部相互作用；磁性材料在交变磁场中的磁化过程及宏观磁性；了解磁性材料及其应用。

第六章 材料的功能转换性能 重点与难点：

重点：介质的极化与损耗、介电强度、压电性能、铁电性 难点：压电性能、铁电性 教学时数：8学时 教学内容：

6.1 介质的极化与损耗：介质极化相关物理量、极化类型、宏观极化强度与微观极化率的关系、介质损耗分析、材料的介质损耗、降低材料介质损耗的方法； 6.2 介电强度：介电强度、固体电介质的击穿、影响材料击穿强度的因素； 6.3 压电性能：压电效应及其逆效应、压电材料的研究进程、压电材料主要表征参数、压电陶瓷的预极化、压电陶瓷的稳定性、压电材料及其应用；

6.4 铁电性：铁电性的概念、铁电体的分类、铁电体的起源、铁电体的性能及其应用、反铁电体； 6.5 热电性能：热电效应、热电材料、热电材料的应用； 6.6 光电性能：光电效应、光电材料及其应用；

6.7 热释电性能：热释电效应及其逆效应、热释电材料、热释电材料的应用； 6.8 智能材料：智能材料的特征与构成、智能材料的分类、智能金属材料、智能无机非金属材料、智能高分子材料。教学方式：课堂讲授与多媒体教学相结合。

教学要求：掌握电介质的介电性能，包括介电常数、介电损耗、介电强度及其随环境(温度、湿度、辐射等)的变化规律。了解极化的微观机制、电介质的压电性、铁电性、热电性能、光电性能和热释电性的性能、常用材料及其应用、智能材料的特征、分类及应用。

四、作业：

每章根据学生学习情况，选择布置教材中部分习题促进学生课后复习、巩固课堂教学内容，并进行讲评。

五、考核与评定

以期末考试(闭卷)成绩为主，参考课堂提问、讨论课发言情况以及平时作业和考勤等，综合评定后，给出结业成绩。

期末考试占70％，平时成绩占30％。