材料的性能取决于它的内部结构,探讨其内部结构与性能之间的关系是材料科学中重要的基础性研究工作。而材料的内部构同其性能间关系的研究与确立,则是通过理化检测研究和检测工作的参与得以实现。
材料的性能取决于它的内部结构,探讨其内部结构与性能之间的关系是材料科学中重要的基础性研究工作。而材料的内部构同其性能间关系的研究与确立,则是通过理化检测研究和检测工作的参与得以实现。通过理论和实例的阐述,提出了理化检测是材料研究的重要组成部分的观点。
在材料研究中,要了解材料的组成、结构和性能,必须通过理化检测手段及其检验理论研究予以解决,且其材料的组成、结构和性能之间的相互关系及其变化规律的研究与确立,也系通过理化检测的研究和测试工作的参与而得以实现的。因此对理化检测在材料研究中的地位和作用有一个不断认识的问题。笔者就理化检测的工作的性质、研究内容和所解决的材料研究中的问题等方面谈点认识和看法。
1 理化检测在材料研究中的研究内容
按其化学元素组成,材料可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。处于对材料重要性的认识,人们将材料、能源与信息或材料、能源、生物和信息,分别誉之为世界经济发展的三大支柱或支撑现代人类文明大厦的四大支柱。无论在发展农业、工业、国防和科学技术方面,还是在提高人们生活方面,材料都是必不可少的物质基础。材料的品种、数量和质量无疑是一个国家现代化程度的标志之一。随着材料研究的不断深入,以及与材料有关的基础科学的日益发展,对材料的内在本质和发展规律有了进一步的了解,对各类材料的共性初步得到了科学的抽象,从而诞生了“材料科学”个新的学术领域。
材料科学组要是研究材料的组成、结构与性能之间相互关系及其变化规律的科学。热力学、动力学、固体物理、固体化学、化学物理等基础学科为材料科学提供理论基础。
材料的性能主要取决于材料内部的结构,材料的结构又取决于材料的组成、工艺参数等因素。因此,在材料研究中,必须深入探讨材料的性能与其组成、结构、工艺参数等因素相互间的内在联系,以确定合理的材料组成和最佳的制备工艺、加工工艺和处理工艺,从而获得最理想的内部结构和性能,从满足使用的要求。
在这里所说的结构,主要是指材料的微(细)观结构,其中包括材料基体相的显微组织及其零维(点)缺陷、一维(位错)线缺陷、二维(层错、畴界、界面、表面)面缺陷、三维(微孔洞、裂纹、夹杂、晶界)体缺陷以及取向或状态的非均匀性;第二相的类型、结构、组成、数量、形态、尺寸和分布;以及原子按键力分布的晶体结构和电子按能量分布的原子、离子结构。