Материальное свойство — это интенсивное свойство материала , т. е. физическое свойство или химическое свойство , которое не зависит от количества материала. Эти количественные свойства могут использоваться в качестве метрики , с помощью которой можно сравнивать преимущества одного материала по сравнению с другим, тем самым помогая в выборе материалов .
Свойство, имеющее фиксированное значение для данного материала или вещества, называется материальной константой или константой материи . [1]
(Материальные константы не следует путать с физическими константами , которые имеют универсальный характер.)
Свойство материала также может быть функцией одной или нескольких независимых переменных , таких как температура. Свойства материалов часто изменяются в некоторой степени в зависимости от направления в материале, в котором они измеряются, состояние, называемое анизотропией . Свойства материалов, которые относятся к различным физическим явлениям, часто ведут себя линейно (или приблизительно так) в заданном рабочем диапазоне [ необходимо дополнительное объяснение ] . Моделирование их как линейных функций может значительно упростить дифференциальные уравнения состояния , которые используются для описания свойства.
Уравнения, описывающие соответствующие свойства материалов, часто используются для прогнозирования свойств системы.
Свойства измеряются стандартизированными методами испытаний . Многие такие методы были задокументированы соответствующими сообществами пользователей и опубликованы в Интернете; см. ASTM International .
Акустические свойства
Атомные свойства
- Атомная масса : (применяется к каждому элементу) средняя масса атомов элемента в дальтонах (Да), также известных как атомные единицы массы (а.е.м.).
- Атомный номер : (применяется к отдельным атомам или чистым элементам) число протонов в каждом ядре.
- Относительная атомная масса , или атомный вес: (применяется к отдельным изотопам или определенным смесям изотопов данного элемента) (единицы измерения отсутствуют)
- Стандартный атомный вес : средняя относительная атомная масса типичного образца элемента (без единиц)
Химические свойства
Электрические свойства
Магнитные свойства
Производственные свойства
Механические свойства
- Хрупкость : способность материала ломаться или крошиться без значительной деформации под действием нагрузки; противоположность пластичности, примеры: стекло, бетон, чугун, керамика и т. д.
- Модуль упругости : отношение давления к объемному сжатию (ГПа) или отношение бесконечно малого увеличения давления к результирующему относительному уменьшению объема.
- Коэффициент восстановления : отношение конечной к начальной относительной скорости между двумя объектами после их столкновения. Диапазон: 0–1, 1 для абсолютно упругого столкновения.
- Прочность на сжатие : максимальное напряжение, которое может выдержать материал до разрушения при сжатии (МПа)
- Ползучесть : Медленная и постепенная деформация объекта с течением времени. Если s в материале превышает предел текучести, деформация, вызванная в материале приложением нагрузки, не исчезает полностью при снятии нагрузки. Пластическая деформация, вызванная материалом, известна как ползучесть. При высоких температурах деформация, вызванная ползучестью, весьма заметна. [2]
- Плотность : Масса на единицу объема (кг/м^3)
- Пластичность : способность материала деформироваться под действием растягивающей нагрузки (% удлинения). Это свойство материала, благодаря которому он может быть вытянут в проволоку под действием растягивающей силы. Пластичный материал должен обладать высокой степенью пластичности и прочности, чтобы большие деформации могли происходить без разрушения или разрыва материала. При пластичном расширении материал, который проявляет определенную степень эластичности наряду с высокой степенью пластичности. [3]
- Долговечность : способность выдерживать износ, давление или повреждения; износостойкий
- Эластичность : способность тела противостоять деформирующему воздействию или напряжению и возвращаться к своим первоначальным размерам и форме после снятия напряжения.
- Предел усталости : максимальное напряжение, которое может выдержать материал при многократной нагрузке (МПа)
- Модуль упругости при изгибе
- Прочность на изгиб : максимальное изгибающее напряжение, которое материал может выдержать до разрушения (МПа)
- Вязкость разрушения : способность материала, содержащего трещину, противостоять разрушению (Дж/м^2)
- Коэффициент трения : величина силы, действующей по нормали к поверхности, которая преобразуется в силу, сопротивляющуюся относительному перемещению контактирующих поверхностей между парами материалов.
- Твердость : способность выдерживать вдавливание и царапание поверхности (например, число твердости по Бринеллю)
- Пластичность : способность материала расплющиваться в тонкие листы под действием больших сжимающих сил без образования трещин при горячей или холодной обработке. Это свойство материала позволяет ему расширяться во всех направлениях без разрыва. [4]
- Коэффициент диффузии массы : способность одного вещества диффундировать через другое.
- Пластичность : способность материала подвергаться необратимым или постоянным деформациям без разрушения или разрыва; противоположность хрупкости.
- Коэффициент Пуассона : отношение поперечной деформации к осевой деформации (без единиц)
- Упругость : способность материала поглощать энергию при упругой деформации (МПа); сочетание прочности и упругости.
- Модуль сдвига : отношение напряжения сдвига к деформации сдвига (МПа)
- Прочность на сдвиг : максимальное напряжение сдвига, которое может выдержать материал.
- Скольжение : тенденция частиц материала подвергаться пластической деформации из-за движения дислокаций внутри материала. Распространено в кристаллах.
- Удельный модуль : Модуль на единицу объема (МПа/м^3)
- Удельная прочность : прочность на единицу плотности (Нм/кг)
- Удельный вес : Вес на единицу объема (Н/м^3)
- Шероховатость поверхности : Отклонения направления вектора нормали реальной поверхности от ее идеальной формы.
- Прочность на растяжение : максимальное растягивающее напряжение, которое может выдержать материал до разрушения (МПа)
- Прочность : способность материала поглощать энергию (или выдерживать удар) и пластически деформироваться без трещин (или разрывов); сопротивление материала разрушению при нагрузке; сочетание прочности и пластичности.
- Вязкость : сопротивление жидкости постепенной деформации под действием растягивающего или сдвигающего напряжения; толщина.
- Предел текучести : напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться (МПа)
- Модуль Юнга : отношение линейного напряжения к линейной деформации (МПа) (влияет на жесткость и гибкость объекта )
Оптические свойства
Радиологические свойства
Тепловые свойства
Смотрите также
Ссылки
- ^ "ISO 80000-1:2022 Величины и единицы. Часть 1: Общие положения". iso.org . Получено 2023-08-31 .
- ^ SS Rattan, Сопротивление материалов (17 июня 2016 г.). «Книга по сопротивлению материалов».
- ^ SS Rattan, Сопротивление материалов (17 июня 2016 г.). «Книга по сопротивлению материалов».
- ^ Раттан, СС (17 июня 2016 г.). «Книга по сопротивлению материалов».
