材料的物理性能讲解

物理性能是指材料的密度、熔点、热膨胀性、磁性、导电性与导热性等。

1）密度

材料的密度是指单位体积中材料的质量。一般将密度小于5×103kg／m3的金属称为轻金属，密度大于5×103kg／m3的金属称为重金属。抗拉强度Rm与密度ρ之比称为比强度；弹性模量E与密度ρ之比称为比弹性模量。这两者也是考虑某些零件材料性能的重要指标。如密度大的材料将增加零件的重量，降低零件单位重量的强度，即降低比强度。一般航空、航天等领域都要求材料具有高的比强度和比弹性模量。

2）熔点

熔点是指材料的熔化温度。金属都有固定的熔点。陶瓷的熔点一般都显著高于金属及合金的熔点，而高分子材料一般不是完全晶体，没有固定的熔点。

合金的熔点决定于它的化学成分，是金属与合金的冶炼、铸造和焊接等重要的工艺参数。熔点高的金属称为难熔金属（如W，Mo，V等），可以用来制造耐高温零件，在燃气轮机、航空、航天等领域有广泛的应用。熔点低的金属称为易熔金属（如Sn，Pb等），可以用来制造保险丝、防火安全阀等零件。

3）热膨胀性

材料的热膨胀性通常用线膨胀系数表征。陶瓷的热膨胀系数最低，金属次之，高分子材料最高。对精密仪器或机器零件，热膨胀系数是一个非常重要的性能指标。在异种金属焊接中，常因材料的热膨胀性相差过大而使焊件变形或破坏。(www.xing528.com)

4）磁性

材料能导磁的性能叫做磁性。磁性材料可分为软磁性材料和硬磁性材料，前者是指容易磁化，导磁性良好，但外磁场去掉后，磁性基本消失的磁性材料（如电工用纯铁、硅钢片等）。后者是指去磁后仍保持磁场，磁性不易消失的磁性材料（如淬火的钴钢、稀土钴等）。许多金属（如Fe，Ni，Co等）均具有较高的磁性。但也有不少金属（如Al、Cu、Pb等）是无磁性的。非金属材料一般无磁性。

5）导热性

材料的导热性用热导率（也称导热系数）λ来表征。材料的热导率越大，导热性越好。一般来说，金属越纯，其导热能力越大。金属及合金的热导率远高于非金属材料。导热性好的材料其散热性也好，可用来制造热交换器等传热设备的零、部件。而导热性差的材料如高合金钢，在锻造或热处理时，加热和冷却速度过快会引起零件表面与内部大的温差，产生不同的膨胀，形成过大的热应力，引起材料发生变形或开裂。

6）导电性

材料的导电性一般用电阻率表征。通常金属的电阻率随温度升高而增加，非金属材料则与此相反。金属一般具有良好的导电性。导电性与导热性一样，是随合金成分的复杂化而降低的，因而纯金属的导电性总比合金要好。高分子材料都是绝缘体，但有的高分子复合材料也有良好的导电性。陶瓷材料虽然也是良好的绝缘体，但某些特殊成分的陶瓷却是有一定导电性的半导体。