【理论强度和实际强度】为什么金属的实际强度要比理论强度低得多？请详细说明._浣熊46
编辑： admin 2017-14-06
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位错理论的发展揭示了晶体实际切变强度（和屈服强度）低于理论切变强度的本质.在有位错存在的情况下,切变滑移是通过位错的运动来实现的,所涉及的是位错线附近的几列原子.而对于无位错的近完整晶体,切变时滑移面上的所有原子将同时滑移,这时需克服的滑移面上下原子之间的键合力无疑要大得多.实际金属内部是有位错的,所以滑移更容易,强度更低
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题1： 【为什么金属的实际强度比理论强度低的多?】[物理科目]
因为杂质,如其中含碳较多,则刚性增强但韧性减弱
理论研究的一般是纯态或接近纯态的,而现实中一般很难达到此要求,所以理论和实际是有偏差的
题2： 高分子材料实际强度比理论强度小很多,为什么?
理论强度根据高分子原组成没有破坏,按照理想的结构进行长程有规律的键联进行计算,得到强度.而实际上高分子本身会有不同程度的改变,键合也有很多缺陷,断位,以及夹杂一些杂质,其强度肯定会下降不少.
题3： 金属或合金材料的实际断裂强度往往低于其理论强度,原因是什么?
原因很简单,因为理论强度计算的是理想晶体,而实际的金属或合金材料是非理想晶体,有各种各样的缺陷,这些缺陷降低了材料的强度,如点缺陷：空位、间隙原子、置换原子,线缺陷如螺位错、刃位错、混合位错、不全位错等,面缺陷如晶界、亚晶界,体缺陷如非金属夹杂物、硅酸盐、氧化物、氮化物、第二相等,都使材料的强度降低,如果制作没有缺陷的晶体如须晶就已经达到其理论强度了.
题4： 1.根据位错滑移模型解释金属的实际屈服强度比理论屈服强度低得多?[物理科目]
纯金属单体的屈服强度由位错运动时所受到的阻力决定的,这些阻力有晶格阻力、位错间交互作用产生的阻力等.
晶格阻力即派纳力.派纳力与位错宽度和柏氏矢量有关,两者又与晶体结构有关.
位错间交互产生的阻力,包括平行位错间交互作用产生的阻力和运动位错与林位错交互作用产生的阻力.用公式表示：τ=αGb/L,式中 α——比例系数.
因为位错密度ρ与1/L2成正比,故上式又可写为：τ=αGbρ½ ,由此可见,ρ增加,τ也增加,所以屈服强度也随之提高.
发生位错滑移时一般,升高温度,金属材料的屈服强度降低．
题5： 为何金属理论切变强度远大于实际的求具体机制，如位错机制。[化学科目]
因为实际金属晶体内部有大量的缺陷,远非完美的晶体,而理论计算是按完美晶体算的.
切变时,理想晶体中,相对滑移的相邻两晶面上原本彼此键连的大量的粒子对,都要断开并切向移动几个粒子间距后,再重新相对键连.要使大量粒子对同时断开,所需外力相当大.而含有位错的晶体,若以位错这种缺陷形式在晶体中由里及表地传播这种方式来完成相对滑移,则所需外力就会小的多.因为在切应力作用下,位错是由内部某处逐步地移向表面的（移出后就相当于滑移了一个粒子间距）,而位错每移动一步（即本来有位错的地方恢复正常结构,同时在相邻处又出现新的位错）,只需位错中心附近为数不很多的粒子对断开键连再重新排列,一小段时间里,外力需要断裂的粒子数少的多,因而外力就小得多.要注意的是,位错也不是越多就越有利于减少外应力.一对相邻滑移面上一段时间内只有一个位错最好,若多了,那同一时间里需要断裂的键连就可能是多处位错附近的粒子……另外,不同方向的位错也会相互阻碍运动,这会增大滑移的难度,加工硬化现象就是加工时增多了位错.