当前课程知识点:材料学概论 >  第10讲 高分子及聚合物材料(二) >  10.1 高分子材料性能与加工 >  10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性

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10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性在线视频

10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性

下一节:10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑

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10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性课程教案、知识点、字幕

好 那么下一节讲

聚合物的变形机理

和变形形态

变形机理和变形形态

那么聚合物材料的变形机理

有三个

主要是这三个

第一个变形机理是什么

由于主链上碳共价键

延伸造成的弹性变形

主链上的碳

它原来是一个

它并不是一个完全绷紧拉直的

它是团结到一块的

那么外力的作用之下

主链上碳共价键

会延伸造成弹性变形

第二个由于主链开卷

造成的弹性或塑性变形

主链开卷

第三个由于链间的滑移

造成的塑性变形

注意是链间的滑移

链间 对于热塑性聚合物来讲

它是个二次键

链间很容易滑移

那么关于滑移这一点上

跟金属的塑性变形机理

其中主要的之一是什么

是滑移

金属的滑移 金属晶体的滑移

是什么

密排面上

永远在密排方向上

always是密排方向

often是密排面

这是它之间的滑移

那么这一点跟金属相似

那么前面这两项

金属是没有的

你看第一二三

(a) 主链的碳共价键的延伸

第二个主链开卷

第三链间的滑移造成的

好 由于它有这些特点

因此热塑性的塑料

它的变形 热塑性的变形

你看弹性阶段

表现在共价键的延伸

第二个是开卷

它有塑性变形了

塑性变形你看

它既延伸了又开卷了

大家伙都变成直的了

注意 变成直的以后

它在断链以前

有一个取向强化

有一个取向强化

为什么取向强化了

第一是原来的晶态部分

起了作用

第二部分

链已经伸直了

再要再拉伸

需要的外力就比较强了

把这种效应

叫做取向强化

达到取向强化以后就发生断裂

因此我们说尼龙

在拉伸的时候

应力应变曲线

完全跟前边这张图相对应的

主链上碳共价键的延伸第一条

第二条主链开卷造成的

弹性和塑性变形

第三是链间的滑移

造成的塑性变形

注意 主链滑移造成的塑性变形

最后这一个是

是弹性变形可以说是

为什么说它是弹性变形

因为都拉直了

都拉直了

滑移也滑移完了

大家伙都取向了

产生织构了

那么强度会增加

再要是再拉伸

它就断裂了

那么这个问题讲一下

就是说球晶聚合物中

高分子经延伸变形

变为纤维晶的模式图

注意 刚才讲了

拉伸 原来团聚在一块的

原来那个卷曲的

后来它就拉伸了

拉伸完了以后它就变成

纤维晶了

变成纤维晶实际上产生

一定的织构

纤维晶 纤维晶

原来的球晶变成纤维晶

大家伙拉到一块去了

我们说一般的延伸

都会产生这种情况

我们知道金属在加工过程当中

组织上 从组织来讲

使晶粒变长 晶界变长

里面夹杂物变长

从它的微观结构来讲

产生织构 什么叫织构

特定的晶面 晶相

沿着特定的 是轧向

是拔向

那些特定的晶相

不同的晶体结构

特定的晶相

都沿着一个方向排列

都沿着一个方向排列

把叫做织构

现在的情况

它是由球晶变成纤维晶

变成纤维晶

它就变成纤维晶

纤维晶

显然它是也发生了

一定的织构的

发生一定的织构

对它的性能是有影响的

性能是有影响的

产生这种织构

或者是定向排列的情况

有好的方面也有不好的方面

我们可以利用它的好的方面

避免它的不好的方面

好的方面利用哪些

我们平常液晶显示器

我们手机或者是

电视的大屏

我们常见的有所谓的取向膜

不是取向膜偏光板 偏光片

在我们念书的(时候)搞一个

偏光显微镜

搞一个偏光片那是很难的

找萤石或者什么东西

那现在我们每一个手机

每一个电视机

起码两层偏光片

起偏检偏 起偏检偏

都是这样

因为液晶显示器用的是偏光

由于自然光变成线偏振光

就利用了单向拉伸的性质

怎么叫拉伸

聚乙烯醇

里面放一些碘分子

碘分子一拉伸

碘分子排列方向

都跟延伸方向一致

光线 自然光射下来

碘分子就把方向振动的

都吸收了

光剩下方向振动了

这不就偏振光出来了

偏振光出来了

注意同学们如果是再深入的

考虑的

什么叫自然光什么叫偏振光

什么叫圆偏振光

什么叫椭圆偏振光

什么叫做线偏振光

作为一个习题同学们考虑一下

好 那么大量的偏光片

都是这么制造的

那制造比较简单了

表面上看简单

但是工艺上比较复杂了

现在我们国内还是不太过关

大显示器表面一层偏光板

后面一个偏光片

都是这么加工

单向拉伸出来的

它的不利的地方是什么

它的不利的地方

由于它得产生织构

它的力学性能

会发生很大的变化

在有的方向是强的

在有的方向是弱的

举例子来讲

早期用的塑料桶

早期用的塑料桶

如果它开裂是在哪个方向开裂

容易

它一定是在水桶的

纵向开裂

过去有的塑料袋

有些塑料袋它是在有些方向

特别容易开裂

特别容易撕开

在有些方向上特别不容易撕开

大家伙知道

比方说榨菜 榨菜袋子

在有些方向很容易撕开

在有些方向不容易撕开

道理在什么地方

当然我水桶

不要求它在这个方向

很容易开裂

现在不是了

现在一个塑料桶来了以后

各个方向都不开了

原因在哪

就是你在加工过程当中

比方说塑料水桶

是这么冲出来的

加工方向在地方

它那个高分子间的

那个排列方向

都沿着这个方向排列

都沿着这个方向排列

就容易开裂了

如果高分子排列

它都是这个方向排列

轴向排列

它当然就解决问题了

所以这是高分子材料

在加工过程当中

有的有利的地方

有的不利的地方

一轴延伸

就容易产生这种情况

各向异性的情况

如果两轴延伸就变成

一轴延伸显然是我刚才讲的

那偏光板就是一轴延伸

就得到偏光板加上碘分子

那么如果说是水桶要它

各向同性的

显然是两轴延伸这才行

这是跟加工

跟它的分子结构

有直接的关系

材料学概论课程列表:

第1讲 材料的支柱和先导作用

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

--1.1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准

-1.1 材料的定义和分类,选择材料的标准--作业

-1.2 材料的作用

--1.2.1 材料是人类社会进步的标志

--1.2.2 材料是当代文明的根基

--1.2.3 材料是各类产业的基础

--1.2.4 先进材料是高新技术的核心

--1.2.5 新材料是国家核心竞争力的体现

--1.2.6 材料可以“点石成金,化腐朽为神奇”

--1.2.7 “制造材料者制造技术”,材料可以“以不变应万变”

--1.2.8 复合材料和功能材料大大扩展了材料的应用领域

-1.2 材料的作用--作业

-1.3 材料科学与工程四面体

--1.3.1 材料科学与工程的定义和学科特点

--1.3.2 材料科学与工程四要素

--1.3.3 重视材料的加工和制造

--1.3.4 提高材料的性能永无止境

-1.3 材料科学与工程四面体--作业

-1.4 材料与创新

--1.4.1 关注材料的最新应用——强调发展,注重创新

--1.4.2 “9.11事件”世贸大厦垮塌和“3.11大地震”福岛核事故都涉 及材料

--1.4.3 新材料如何适应技术创新和产业创新

-1.4 材料与创新--作业

-本讲作业--作业

第2讲 材料就在元素周期表中(一)

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布

--2.1 在元素周期表中发现材料

--2.1.2 元素周期表中120种元素综合分析

--2.1.3 原子的核外电子排布(1)——量子数和电子轨道

--2.1.4 原子的核外电子排布(2)——电子排布的三个准则

-2.1 元素在周期表中的位置决定于其核外电子排布--作业

-2.2 元素周期表反映元素的规律性

--2.2.1 核外电子排布的应用(1)——碳的sp3、sp2、sp杂化

--2.2.2 核外电子排布的应用(2)——四面体键的奇妙之处

--2.2.3 核外电子排布的应用(3)——电子授受及元素氧化数变化

--2.2.4 核外电子排布的应用(4)——过渡族元素和难熔金属

--2.2.5 原子半径、离子半径和元素的电负性

--2.2.6 原子的电离能和可能的价态表现

-2.2 元素周期表反映元素的规律性--作业

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素

--2.3.1 稀土元素和锕系元素

--2.3.2 日常生活中须臾不可离开的元素

-2.3 过渡族元素、稀土元素和镧系元素--作业

-本讲作业--作业

第3讲 材料就在元素周期表中(二)

-3.1 材料性能与组织结构的关系

--3.1.1 材料性能和化学键类型之间的关系

--3.1.2 材料性能与微观结构的关系

--3.1.3 铁的晶体结构

--3.1.4 材料性能与组织的关系

-3.1 材料性能与组织结构的关系--作业

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.1 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体

--3.2.2 化合物半导体和荧光体材料

-3.2 从轨道能级到能带——绝缘体、导体和半导体--作业

-本讲作业--作业

第4讲 金属及合金材料(一)

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢

--4.1.1 从矿石到金属制品(1)——高炉炼铁

--4.1.2 从矿石到金属制品(2)——转炉炼钢

-4.1 高炉炼铁和转炉炼钢--作业

-4.2 金属材料的组织结构

--4.2.1 晶态和非晶态、单晶体和多晶体

--4.2.2 相、相图、组织和结构

--4.2.3 凝固中的形核与长大

--4.2.4 钢的各种组织形态

-4.2 金属材料的组织结构--作业

-4.3 铸锭及其组织

--4.3.1 铸锭组织和连续铸造

-4.3 铸锭及其组织--作业

-本讲作业--作业

第5讲 金属及合金材料(二)

-5.1 金属材料的加工

--5.1.1 金属的热变形

--5.1.2 金属的冷变形

--5.1.3 由铜锭到铜箔的压延加工

-5.1 金属材料的加工--作业

-5.2 钢材的热处理

--5.2.1 热处理的目的和热处理温度的确定

--5.2.2 钢的退火(annealing)

--5.2.3 钢的正火(normalizing)

--5.2.4 钢的淬火(quenching)(1)——加热和急冷的选择

--5.2.5 钢的淬火(quenching)(2)——增加淬透性和防止淬火开裂

--5.2.6 钢的回火(tempering)

--5.2.7 恒温转变

-5.2 钢材的热处理--作业

-5.3 钢的强化机制

--5.3.1 钢的强化机制及合金钢

--5.3.2 应用最广的碳钢

--5.3.3 表面处理(1)——表面淬火及渗碳淬火

--5.3.4 表面处理(2)——表面渗碳、氮化及喷丸处理

--5.3.5 合金钢(1)——强韧钢、可焊高速钢和工具钢

--5.3.6 合金钢(2)——高速钢、不锈钢、弹簧钢和轴承钢

--5.3.7 铸铁及轻金属的减振应用

-5.3 钢的强化机制--作业

-本讲作业--作业

第6讲 粉体及纳米材料

-6.1 粉体材料的性能

--6.1.1 粉体及其特殊性能(1)——小粒径和高比表面积

--6.1.2 粉体及其特殊性能(2)——易流动性和高分散性

--6.1.3 粉体及其特殊性能(3)——低熔点和高化学活性

--6.1.4 粉体的特性及测定(1)——粒径和粒径分布的测定

--6.1.5 粉体的特性及测定(2)——密度及比表面积的测定

--6.1.6 粉体的特性及测定(3)——折射率和附着力的测定

-6.1 粉体材料的性能--作业

-6.2 粉体的加工与处理

--6.2.1 破碎和粉碎

--6.2.2 分级和集尘

--6.2.3 混料及造粒

--6.2.4 输送及供给

--6.2.5 非机械式粉体制作方式

-6.2 粉体的加工与处理--作业

-6.3 粉体的应用

--6.3.1 日常生活中的粉体

--6.3.2 工业应用的粉体材料

--6.3.3 粉体精细化技术——粒度精细化及粒子形状的改善

-6.3 粉体的应用--作业

-6.4 纳米材料

--6.4.1 纳米材料和纳米技术的概念

--6.4.2 “纳米”就在我们身旁

--6.4.3 纳米材料制备和纳米加工

--6.4.4 纳米技术与纳米材料的发展前景

-6.4 纳米材料--作业

-本讲作业--作业

第7讲 陶瓷及陶瓷材料

-7.1 陶瓷材料的定义和分类

--7.1.1 陶瓷发展史——人类文明进步的标志

--7.1.2 日用陶瓷的进展

--7.1.3 陶瓷及陶瓷材料分类

-7.1 陶瓷材料的定义和分类--作业

-7.2 坯体成型

--7.2.1 普通粘土陶瓷的主要原料

--7.2.2 陶瓷成型工艺(1)——旋转制坯成型和注浆成型

--7.2.3 陶瓷成型工艺(2)——干压成型、热压注成型和等静压成型

--7.2.4 陶瓷成型工艺(3)——挤压成型、注射成型和流延成型

-7.2 坯体成型--作业

-7.3 陶瓷烧结

--7.3.1 普通陶瓷的烧结过程

--7.3.2 陶瓷的烧成和烧结工艺

-7.3 陶瓷烧结--作业

-7.4 陶瓷材料的结构

--7.4.1 普通陶瓷的组织和结构

--7.4.2 精细陶瓷的组成、组织结构和性能

-7.4 陶瓷材料的结构--作业

-7.5 结构陶瓷

--7.5.1 结构陶瓷及应用(1)——Al2O3和Zr02

--7.5.2 结构陶瓷及应用(2)——TiO2、BeO和AlN

--7.5.3 结构陶瓷及应用(3)——SiC和Si3N4

--7.5.4 低温共烧陶瓷(LTCC)基板

-7.5 结构陶瓷--作业

-7.6 功能陶瓷

--7.6.1 单晶材料及制作

--7.6.2 功能陶瓷及应用(1)——陶瓷电子元器件

--7.6.3 功能陶瓷及应用(2)——生物陶瓷和换能器件

--7.6.4 功能陶瓷及应用(3)——微波器件、传感器和超声波马达

-7.6 功能陶瓷--作业

-本讲练习--作业

第8讲 玻璃材料及玻璃的应用

-8.1 玻璃的发展简史

--8.1.1 玻璃的发现

--8.1.2 古代玻璃与现代玻璃的组成惊人地相似

-8.2 玻璃的定义和特征

--8.2.1 玻璃的传统定义和现代定义

-8.3 玻璃的加工

--8.3.1 玻璃的熔融和成型加工

--8.3.2 非传统方法制造玻璃

-8.1-8.3 小节练习--作业

-8.4 建筑及高铁用玻璃

--8.4.1 新型建筑玻璃(1)

--8.4.2 新型建筑玻璃(2)

--8.4.3 汽车、高铁用玻璃(1)

--8.4.4 汽车、高铁用玻璃(2)

--8.4 建筑及高铁用玻璃--作业

-8.5 高技术玻璃

--8.5.1 生物医学用玻璃材料

--8.5.2 特殊性能玻璃材料(1)

--8.5.3 特殊性能玻璃材料(2)

--8.5.4 图象显示、光通信用玻璃材料(1)

--8.5.5 图象显示、光通信用玻璃材料(2)

--8.5.6 图像显示、光通信用玻璃材料(3)

-8.5 高技术玻璃--作业

-本讲练习--作业

第9讲 高分子及聚合物材料(一)

-9.1 何谓高分子和聚合物

--9.1.1 何为高分子和聚合物

--9.1.2 常见聚合物的结构和用途——按结构和反应分类

-9.1 何谓高分子和聚合物--作业

-9.2 聚合物的合成

--9.2.1 加聚反应和聚合物实例(1)——均加聚

--9.2.2 加聚反应和聚合反应实例(2)——共加聚

--9.2.3 缩聚反应和聚合物实例——共缩聚

-9.2 聚合物的合成--作业

-9.3 从结构层次看聚合物

--9.3.1 聚丙烯中的不对称碳原子引起的立体异构

--9.3.2 高分子链的结构层次

--9.3.3 高分子链间的相互作用

--9.3.4 高分子的聚集态结构

-9.3 从结构层次看聚合物--作业

-本讲练习--作业

第10讲 高分子及聚合物材料(二)

-10.1 高分子材料性能与加工

--10.1.1 天然橡胶和合成橡胶

--10.1.2 塑料的分类、特性及用途

--10.1.3 热固性树脂(热固性塑料)

--10.1.4 工程塑料

--10.1.5 新型电子产业用的塑料薄膜

--10.1.6 聚合物的结构模型及力学特性

--10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性

--10.1.8 聚合物的成形加工及设备(1)——压缩模塑和传递模塑

--10.1.9 聚合物的成形加工及设备(2)——挤出成型和射出成型

--10.1.10 聚合物的成形加工及设备(3)——塑料薄膜和纤维丝制造

-10.1 高分子材料性能与加工--作业

-10.2 胶粘剂和涂料

--10.2.1 胶粘剂的构成和粘接原理

--10.2.2 胶粘剂的制造和用途

--10.2.3 涂料的分类及构成

--10.2.4 涂料中的成分、成膜和固化

-10.2 胶粘剂和涂料--作业

-本讲练习--作业

第11讲 复合材料和生物材料

-11.1 复合材料的定义和分类

--11.1.1 复合材料的定义和分类

--11.1.2 复合材料的界面

--11.1.3 复合材料的特长及优势

-11.1 复合材料的定义和分类--作业

-11.2 增强材料和基体材料

--11.2.1 复合材料中增强材料与基体材料的匹配

--11.2.2 增强纤维的制造

--11.2.3 碳纤维及C/C复合材料

--11.2.4 增强纤维的编制和铺展

--11.2.5 复合材料的成形制造

-11.2 增强材料和基体材料--作业

-11.3 复合材料的应用

--11.3.1 复合材料在航空航天领域的应用

-11.4 天然复合材料

--11.4.1 天然复合材料——木材的断面组织

--11.4.2 天然复合材料——木材的微观结构

-11.5 生物材料

--11.5.1 生物材料的定义和范畴

--11.5.2 骨骼、筋和韧带组织

--11.5.3 各种植入人体的材料

-11.3-11.5 节练习--作业

-本讲练习--作业

第12讲 磁性及磁性材料

-12.1 磁性的来源

--12.1.1 磁性源于电流

--12.1.2 过渡金属元素3d壳层的电子结构与其磁性的关系

-12.1 磁性的来源--作业

-12.2 磁性材料的分类

--12.2.1 亚铁磁性和软磁铁氧体磁性材料

-12.2 磁性材料的分类--作业

-12.3 磁畴和磁滞回线

--12.3.1 磁畴和磁畴壁的运动

--12.3.2 决定磁畴结构的能量类型

--12.3.3 磁滞回线及其决定因素

-12.3 磁畴和磁滞回线--作业

-12.4 软磁材料与硬磁材料

--12.4.1 非晶态高导磁率材料

--12.4.2 永磁材料及其进展

--12.4.3 钕铁硼稀土永磁材料及制备工艺

--12.4.4 钕铁硼永磁材料性能的提高与改进

--12.4.5 粘结磁体

--12.4.6 永磁材料的应用和退磁曲线

--12.4.7 磁性材料的各种应用

-12.4 软磁材料与硬磁材料--作业

-本讲练习--作业

第13讲 薄膜技术及薄膜制备技术

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件

--13.1.1 薄膜的定义和薄膜材料的特殊性能

--13.1.2 获得薄膜的三个必要条件

--13.1.3 真空获得

--13.1.4 薄膜是如何沉积的

--13.1.5 气体放电

--13.1.6 等离子体与薄膜沉积

-13.1 薄膜的定义和薄膜形成的必要条件--作业

-13.2 薄膜制备——PVD法

--13.2.1 真空蒸镀

--13.2.2 离子镀和激光熔射

--13.2.3 溅射镀膜

--13.2.4 磁控溅镀靶

--13.2.5 溅射镀膜的应用

-13.2 薄膜制备——PVD法--作业

-13.3 薄膜制备——CVD法

--13.3.1 CVD法原理及设备

--13.3.2 各类CVD的应用

-13.3 薄膜制备——CVD法--作业

-13.4 薄膜的加工

--13.4.1 薄膜图形化——湿法刻蚀和干法刻蚀

--13.4.2 反应离子刻蚀(RIE)和反应离子束刻蚀(RIBE)

--13.4.3 平坦化技术和大马士革工艺

-13.4 薄膜的加工--作业

-13.5 薄膜材料的应用

--13.5.1 超硬涂层

--13.5.2 金刚石及类金刚石图层

--13.5.3 电镀Cu膜用于集成电路芯片制作

-13.5 薄膜材料的应用--作业

-本讲作业--作业

10.1.7 聚合物的形变机理及变形特性笔记与讨论

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