从晶体结构差异的角度分析金属和陶瓷的热膨胀系数存在差异的原因。这题怎么答啊!??求助!!!
楼上两位都有一定道理,不过不太准确,补充一下。
金属晶体中原子间以金属键相连,金属受热后,原子振动加剧,晶胞尺寸变大,而自由电子离域程度很大,即便因膨胀导致了错位,金属键仍可近乎保持原有强度。表现为金属具有较大的热膨胀系数。
而陶瓷中存在的化学键是离子键和共价键。对于离子键一旦原子间距因受热膨胀增大,库伦力将显著降低,势能显著增加,即只需膨胀少许,就会将外界的能量吸收掉。换句话说,要膨胀较多的话必须提供更多的能量(而外界提供能量太大时,离子键将断裂,陶瓷就会开裂,而不是继续发生膨胀)。对于共价键,由于共价键具有显著的方向性,陶瓷授热膨胀时,原子发生一定程度的错位,将导致共价键显著削弱,势能显著增大,同样吸收大量外界能量,使膨胀不能继续增大。因此陶瓷具有较小的热膨胀系数。
铁是较活泼的金属,埋在地下土里,很容易与土中的空气、水分结合生成氢氧化铁、氧化铁,这过程叫锈蚀。氢氧化铁与氧化铁的混合物疏松多孔,体积膨胀约7倍,叫铁锈。因体积膨胀导致土体裂隙,助长水、气源源不断浸入;因铁锈疏松,便于金属铁不断接触水、气的氧化锈蚀,如此恶性循环,久而久之,金属铁不复存,铁锈分子经土体裂隙慢慢扩散。所以金属铁无隐无踪。但是铁离子以另外的形态永远存在周围土中。
一般金属钢材的热膨胀系数单位为1/度(摄氏),各物体的热膨胀系数不同,应另外测量。
金属膨胀系数:
热膨胀系数:物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的长度量值的变化。
线胀系数是指固态物质当温度改变摄氏度1度时,其某一方向上的长度的变化和它在20℃(即标准实验室环境)时的长度的比值。
大多数情况之下,此系数为正值。也就是说温度变化与长度变化成正比,温度升高体积扩大。
扩展资料
顶杆法是一种经典方法,采用机械测量原理,即将试样的一端固定在支持器的端头上,另一端与顶杆接触,试样、支持器和顶杆同时加热,试样与这些部件的热膨胀差值被顶杆传递出来,并被测量。
这类仪器由于试样位置(立式或卧式)、膨胀量的测量方法(直接测量、电子或光学方法)而区分成多种型号的仪器。应用较普遍的是电感式膨胀仪。它的传感器是差动变压器,也称差动变压器热膨胀仪。
由于顶杆和支持器尺寸较长,高温炉的加热条件难于使温度分布均匀一致,顶杆和支持器之间的膨胀量难以相互抵消,所以膨胀的测量值需要校正。
参考资料:百度百科-热膨胀系数
现在生活条件的改变,让很多人都开始对一些新型材料感兴趣,就比如 陶瓷 ,陶瓷工艺的不断进步,确实让陶瓷这种材料和之前不太一样,甚至有些人现在都拿陶瓷和金属来对比,要按原来,陶瓷肯定是没有金属硬度高,现在就不一定了,那么陶瓷和金属哪个硬度大?铺设陶瓷 瓷砖 的注意事项有哪些?
陶瓷和金属哪个硬度大?
1、一般的钢铁是比不上陶瓷硬的,但有些特殊的硬质合金硬度和陶瓷差不多,如果是表面喷涂氮化钛的钢铁材料,其硬度仅次于金刚石,肯定比陶瓷硬啦。
2、陶瓷的硬度为摩氏硬度6.5~9.0。
3、氧化锆陶瓷的硬度是很高的,做刀具的3Y氧化锆的硬度检测报告给的数据是大于9,仅次于金刚石的说法是正确的,金刚石的硬度定义应该是10,水晶的硬度应是7左右,没有氧化锆的硬度大。
铺设陶瓷瓷砖的注意事项有哪些?
1、瓷砖铺贴注意事项之粘着剂
瓷砖铺贴注意事项中对粘着剂的调配也是非常重要的,不仅可以节约 装修 成本,也会使瓷砖铺贴更加牢固美观。一定要选择正确的 水泥标号 和调配水泥沙子的混合比例,水泥沙子的混合比例不当或是水泥标号过高都会造成瓷砖开裂和脱离,水泥比例越高,瓷砖黏结力越强,但水泥混合比例高,会导致水泥沙浆的膨胀系数增大,容易造成瓷砖铺贴后将砖挤裂,一般瓷砖铺贴粘着剂比例为,墙砖为1:3, 地砖 为1:2,水泥标号为32.5号。
2、瓷砖铺贴注意事项之缝隙
对于瓷砖生产而言,同一批次同一型号的产品,都可能存在着直角度、 长度 、边直度等方面细微偏差,在施工过程中,对于瓷砖的拼贴或多或少都会存在一定的误差,最重要的一点是瓷砖会受热胀冷缩现象的影响,所以在瓷砖铺贴时一定要留有足够的缝隙,让其具有一定收缩空间,这样在经过长时间使用后也不会对瓷砖外观产生影响,从上可以知道瓷砖铺贴注意事项中对于瓷砖缝隙处理也是非常重要的。
了解了陶瓷和金属哪个硬度大?铺设陶瓷瓷砖的注意事项有哪些的问题情况,陶瓷的硬度与金属对比,其实已经处于不相上下的情况了,当然也得是专用的陶瓷才行,硬度增高的主要原因就是工艺特殊,在工艺较为一般的情况下,金属硬度还是足够的,陶瓷完全无法与之相比,这点一定要知道,千万不能以偏概全。
铁的热导率在60,而陶瓷只有1.22。铁的导热好。
铁 固态 60
钢 固态 60
铅 固态 35
汞 液态 8.34
冰 固态 2
陶瓷 固态 1.22
锌的金属热膨胀系数最大,为(25 °C)30.2 µm·m−1·K−1。
物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的长度量值的变化,即热膨胀系数表示。各物体的热膨胀系数不同,一般金属的热膨胀系数单位为1/度(摄氏)。
大多数情况之下,此系数为正值。也就是说温度变化与长度变化成正比,温度升高体积扩大。但是也有例外,如水在0到4摄氏度之间,会出现负膨胀。而一些陶瓷材料在温度升高情况下,几乎不发生几何特性变化,其热膨胀系数接近0。
扩展资料:
热膨胀系数的相关因素:
热膨胀是固体材料受热以后晶格振动加剧而引起的容积膨胀,而晶格振动的激化就是热运动能量的增大。升高单位温度时能量的增量即为热容。因此热膨胀系数与热容密切相关,并与热容有着相似的规律。即在低温时,膨胀系数也像热容一样按T3规律变化。
固体材料的热膨胀与点阵中质点的位能有关,而质点的位能是由质点间的结合力特性所决定的。质点间的作用力越强,质点所处的势阱越深,升高同样温度,质点振幅增加得越少,相应地热膨胀系数越小。当晶体结构类型相同时,结合能大的材料的熔点也高,也就是说熔点高的材料膨胀系数较小。
参考资料来源:
百度百科—锌
百度百科—热膨胀系数