钕铁硼材料基本知识
钕铁硼材料基本知识
主要内容:
第一章 第二章 第三章 第四章 磁物理基础 磁性材料的发展概况 钕铁硼的主要特点及应用 钕铁硼生产工艺及设备
1
第一章
1 物质的磁现象
磁性材料:magnetic material 钕铁硼磁铁:nd-fe-b magnet 铁氧体磁铁:ferrite magnet 牛磁棒:magnetic bar for cattle? 磁力架:magnetic separator
磁物理基础
物质的磁性是一个历史悠久的研究领域 , 约在三千年前就已受到人们的注 意。中国是最早应用磁性的国家，公元前四世纪，我国制成了世界上最早的指南 针， 成为中国的四大发明之一。 磁学史上第一部关于磁性的专著是英国(WGilbert) 吉耳伯特的《论磁石》 （1600 年） ，这本书介绍了那时书籍有关的磁性知识。然 而，磁性作为一门科学却到 19 世纪前半期才开始发展。 1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，拉开了磁电之间联系的 序幕； 1820 年末，法国物理学安培证明通电圆形线圈和普通的磁铁一样具有吸引 和排斥的现象。 1831 年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，并提出电磁感应定律， 从而揭示电和磁之间的内在联系； 后来，苏格兰科学家麦克斯韦，将电磁的联系建立起严密的电磁场理论。他 发展了法拉第的思想， 用数学的形式总结出电场和磁场的联系， 即麦克斯韦方程。
2 磁性的起源
物质的磁性起源于原子磁矩。 原子物理学告诉我们，组成物质的最小单元是原子，原子又由电子和原子核 组成。电子的排布遵循三大原则：1 洪特规则，2 泡利不相容规则，3 能量最低 原理。 原子中的电子绕着原子核进行高速运转， 电子运转时同时有两种运动形式， 即电子绕原子核的轨道运动和电子绕本身轴的旋转。前者叫电子轨道运动，后者 叫电子自旋。处于旋转运动状态的电子相当于电流闭合回路，必然伴随有磁矩的 发生，电子轨道和电子自旋产生的总磁矩称为原子磁矩。
3 主要磁物理参数
2
3.1 磁特性参数
⑴ 剩磁(Br)：永磁材料在闭路状态下经外磁场磁化至饱和后，再撤消外磁场时， 永磁材料的内部磁感应强度 B 并不会因外磁场 H 的消失而消失，而会保持一定 大小的值，该值即称为该材料剩余磁感应强度 Br，统称剩磁。
Br=Jr=A(1-β)d/d0cosφ
A： 正向畴的体积分数 (1-β)： 主相 Nd2Fe14B 的体积分数 d/d0： 烧结磁体的实际密度和理论密度的比值 cosφ：Nd2Fe14B 晶粒 C 轴沿取向方向的取向因子(取向度) Js： Nd2Fe14B 单晶的饱和磁化强度 ⑵ 磁感应强度(B)： 由于介质内部的磁场强度是由磁场 H 通过介质的感应而表现 出来的，为与 H 区别，称之为介质的磁感应强度 B=H+J， 对于非铁磁性介质如 空气、水、铜、铝等，其磁极化强度 J、磁化强度 M 几乎等于 0，故在这些介质 中磁场强度 H 与磁感应强度 B 相等。 ⑶ 磁场强度(H)：表示磁场强弱的物理量，定义载有 1 安培电流的无限长导线在 距离导线 0.2 厘米远处的磁场强度为 1Oe。 永磁材料用作磁场源和磁力源，主要利用它在气隙中产生的磁场。
Hg=(BmHm*Vm/μ0Vg)1/2 磁铁在气隙中产生的磁场强度 H 除了与 Vm 、Vg
有关外，主要取决于磁体内部的磁能积。 ⑷磁能积(BH)max：在永磁材料的 B 退磁曲线上(二象限)，不同的点对应着磁 体处在不同的工作状态，B 退磁曲线上的某一点所对应的 Bm 和 Hm（横坐标和 纵坐标）分别代表磁体在该状态下，磁体内部的磁感应强度和磁场的大小，Bm 和 Hm 的绝对值的乘积（BmHm）代表磁体在该状态下对外做功的能力，等同于 磁体所贮存的磁能量，称为磁能积。 理论最大磁能积(BH)max=1/4（μ0Js） 人们通常都希望磁路中的磁体能 在其最大磁能积状态下工作。 ⑸矫顽力(bHc)： 在永磁材料的退磁曲线上， 当反向磁场 H 增大到某一值 bHc 时， 磁体的磁感应强度 B 为 0，称该反向磁场 H 值为该材料的矫顽力 bHc.
2
3
⑹内禀矫顽力(jHc)：当反向磁场 H 增大到某一值 jHc 时，磁体内部的微观磁偶 极矩的矢量和为 0，称该反向磁场 H 值为该材料的内禀矫顽力 jHc。 ⑺ Hk:在退磁曲线中 0.9Br 所对应的内禀矫顽力的数值 方形度: Hk/jHc
⑻ 磁矩:Φ*C ⑼ 磁化率 Х=M/H 磁导率=B/H ⑽ 磁力线:处处与磁感应强度方向相切的线，磁感应强度方向与磁力线的方向 相同，其大小和磁力线的密度成正比。
3.2 温度特性参数
① 居里温度(Tc) ：当温度升高至某一值时，材料的磁极化强度 J 降为 0，此时 磁性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样， 将此温度称为该材料的居里温 度 Tc。居里温度 Tc 只与合金的成分有关，与材料的显微。 ② 磁体的可工作温度(Tw)组织形貌及其分布无关。 在某一温度下永磁材料的磁性能指标与室温相比降低一规定的幅度，将该温 度称为该磁体的可工作温度 Tw。由于磁性能的这一降低幅度需要视该磁体的应 用条件及要求而定，因此，所谓的磁体的可工作温度 Tw 对于同一磁体来说是一 个待定值，也就是说，同一永磁体在不同的应用场合可以有不同的可工作温度 Tw。 显然， 磁性材料的居里温度 Tc 代表着该材料的理论工作温度极限。 事实上，
4
永磁材料的实际可工作 Tw 远低于 Tc。 ③ 温度系数 剩磁温度系数 а=ΔB/ΔT (%/℃) 内禀矫顽力 β=ΔH /ΔT(%/℃) 例如：已知一产品 20℃时的剩磁为 1.207T ，内禀矫顽力为 30kOe，120℃时内 禀矫顽力为 18.7 kOe， 150℃时的剩磁为 1.063T, 求此产品在（20℃-150℃）剩 磁温度系数， （20℃-120℃）内禀矫顽力温度系数。 计算：利用剩磁温度系数公式 а=ΔB/ΔT (%/℃) а=(1.063-1.207)/1.207*(150-20)×100%=-0.092%/℃ 利用内禀顽力温度系数公式 β=ΔH /ΔT(%/℃) β=（18.7-30.0）/30*(120-20) ×100%=-0.377%/℃ 我司温度系数标准： а：-0.09-0.13%/℃ β：-0.50-0.80%/℃ ④ 其它参数 膨胀系数：/℃ 热导率：W.(m. ℃)-1 比热容:kJ.(kg. ℃) -1
3.3 其它特性参数
抗压强度：MPa 抗拉强度：MPa 密度：g/cm3 硬度：HV 电阻率：Ω.cm 杨氏模量：N.cm-3
3.4 磁滞回线
当 H 从正的最大变化到负的最大,再回到正的最大时,B-H 或 M-H 形成了一条 闭合曲线,这条闭合曲线叫磁滞回线。
5
磁滞回线的几点说明： ? 磁感应强度 B 和 H 之间的关系称正常曲线，B=J+H ? 内禀磁化强度 J 和 H 之间关系称为本征曲线 ? 通常用磁滞回线第二象限来分析永磁体的性能，本征曲线 正常曲线都是适用的。 ? 比 Br 低的退磁曲线上的某一点，称为工作点；连接工作点和原点之间的 直线称为负载线，表示为 Bd/Hd。
3.4 单位换算：
中文名称 剩磁 感应矫顽力 内禀矫顽力 磁能积 表磁 磁通 磁矩 磁化强度 英文简称 Br Hcb Hcj, iHc BH max H Φ Mm M 单位 SI T kA/m kA/m kJ/m3 kA/m Wb, Vs A.m2 T 单位 CGS kGs kOe kOe MGOe kOe Mx Vs.cm kGs SI/CGS 10 4π/103 4π/10 4π/103 4π/103 108 103 10
第二章
磁材的发展概况
磁性材料及其应用已为人所知上千年之久， 最早的磁性材料历史记载了能够 显出很强磁力的天然磁石。例如，约在 2000 多年前，我国古代人民就使用天然
6
磁石（主要成份为 Fe3O4）制做指南针。永磁材料的迅猛发展起始于 19 世纪末， 其主要历程如下： 公元前 3——4 世纪——最早的记载： “磁石取针” ， “磁石召铁”的记载（中国） 战国（公元前 2500 年）——司南 宋代——罗盘，航海的发展提供了关键技术 1900 年代——钨钢制成。 1930 年代——铝镍钴(铸造铝镍钴,烧结铝镍钴) 1950 年代——铁氧体:钡铁氧体(Bao.6Fe2O3) 、锶铁氧体(Sro.6Fe2O3) 、粘结铁 氧体永磁 Br:0.3-0.44 Hcj:3.14-4.39 (BH)max:3.14-4.52 Tc:450℃
1960 年代——1:5 型 SmCo5 钐钴，第一代稀土永磁 Br:0.9-1.0 Hcj:13.82-19.34 (BH)max:3.14-4.52 Tc:450℃
1970 年代——2：17 型 Sm2Co17 钐钴，第二代稀土永磁 Br:0.3-0.44 Hcj:3.14-4.39 (BH)max:3.14-4.52 Tc:450℃ 1983 年——钕铁硼，第三代稀土永磁，磁能积理论值为 509kJ/m3(64MGOe)。
2 磁性材料的主要分类:
金属磁性材料分为硬磁材料、软磁材料二大类。通常将内禀矫顽力大于 10kA/m（10Oe）的材料称为永磁材料，将内禀矫顽力小于 0.8kA/m（10Oe）的 材料称为软磁材料。记录介质介于硬磁和软磁之间。
3 铝镍钴的主要特点及应用
⑴ ▲强度高，抗腐蚀能力强； ▲ 成份均匀，磁特性优秀； ▲良好的温度稳定性（Br 的温度系数是各类永磁材料中最小的） ； ▲最高使用温度达到 500℃； ▲烧结磁体可制造体积小，形状复杂的磁体和复合磁体。 ⑵ 铝镍钴主要工艺流程: 铸造铝镍钴:砂模制作+熔炼浇铸+热处理+磨削加工+检验包装 烧结铝镍钴:粉料配比搅拌+压制成型+烧结+热处理+磨削加工+检验包装 ⑶ 铝镍钴的主要系列
7
AlNiCo5 系列: Br:0.7-1.32 Hcj:0.50-0.74 (BH)max:1.13-7.03 Tc:890℃ AlNiCo8 系列: Br:0.8-1.05 Hcj:1.38-2.01 (BH)max:5.02-9.0 Tc:860℃ ⑷ 主要应用 ▲ 内磁式电压电流表、电子式电能表、万用表、流量计等； ▲各类磁性传感器、极化继电器、温度和压力控制器； ▲移动电话蜂鸣器、助听器、受话器、微型扬声器； ▲汽车点火启动器、汽车和摩托车里程表、永磁电机、吸附器件等； ▲广泛应用于要求稳定性高的航空、航天、军事装置等领域
第三章
①主要特点： ②主要应用
钕铁硼的主要特点及主要应用
钕铁硼磁体可广泛应用于电动机、发动机、音圈马达、磁共振成像仪、通 讯、控制仪表、音响设备等方面。电声音响占 32%，磁化器占 21%，电机和传 感器占 31%，磁联轴及磁选机占 9%，音圈马达及电度表占 5%，其他为 2%。其 最主要的应用领域是 VCM(音圈马达)，目前国外生产的烧结钕铁硼磁体约有一 半用于 VCM。除 VCM 以外，应用较多的领域是电动机和发电机，随着汽车工 业的发展，今后这一领域对钕铁硼磁体的需求量将有较大增长。稀土永磁电机市 场潜力大， 是国内尚未充分开发的巨大领域。 目前稀土永磁电机约有 200 万 kW， 只相当于各类电机总容量 4 亿 kW 的 0.5%。若用稀土高效节电机替代老式 J-JO 及 J2-JO2 系列电机的 50%，即 1 亿 kW，则约需高性能烧结钕铁硼磁体 5 万吨。 使用稀土永磁高效电机可节能 15%～20%，减轻电机重量 20%以上。稀土永磁高 效电机已列为科技部"稀土应用工程"重点项目 粘结钕铁硼永磁材料的生产及应用开发较晚，应用面不广，用量较小，主要 用于办公室自动化设备、电装机械、视听设备、仪器仪表、小型马达和计量机械 方面。近年我国粘结钕铁硼永磁材料的应用比例为：计算机占 62%，电子工业占 7%，办公室自动化设备占 8%，汽车占 7%，器具占 7%，其他占 9%。
8
第四章
钕铁硼的生产工艺和设备
6 性能的检测方法和设备 ① 退磁曲线：常温、变温。 ② 磁通量：B*S，单位为 Wb 或 Vs。 ③ 表磁：磁体的表面磁场强度.中心、四角、两极，单位为 Gs。 ④ 磁矩: m.l 6.1 化学特性及各项试验条件 钕铁硼主要镀层：Ni 黑 Ni NiCuNi Zn 彩 Zn Sn 环氧 磷化 失重实验：2-3 个大气压，100%的湿度，温度为 120℃。 PCT 镀层试验：2-3 个大气压，100%的湿度，温度为 120℃。 盐雾腐蚀：5%的 NACL，PH 值为 6.2-7.0，温度为 35℃。 6.3 其它特性： 抗压强度: 抗拉强度: 密度硬度: 7 钕铁硼发展的未来 3 3 磁体的主要分类: 钕铁硼磁体的主要应用
4 钕铁硼的性能特性 5 钕铁硼的毛坯生产工艺 5.1 传统工艺 熔炼铸锭+机械破碎+气流磨+成型取向+等静压+烧结时效+性能测试+机械加工+ 表面处理+包装检验. 5.2 先进工艺 熔炼铸片+氢破碎+气流磨+成型取向+等静压+烧结时效+性能测试+机械加工+表 面处理+包装检验. 6 深加工工艺流程 6.1 工艺路线：磁体毛坯----外轮廓精整----切割----精磨----倒角----电镀----检验、 测试----成品 6.2 工艺介绍： 磁体的外轮廓精整一般用无心磨床（圆柱形磁体）或平面磨床（方形磁体） 完成，使毛坯磁体具有规整的外轮廓度并达到规定的几何尺寸； 切割工序是用金刚石内圆切片机或线切割机， 将精整后的毛坯磁体切割成接 近成品的形状和尺寸； 精磨工序是将切割好的磁体用平面磨床、双面磨床或其它磨床将磁体的尺 寸、形位公差加工到成品所规定的要求； 倒角是电镀前的预处理工序， 为减缓在电镀过程中磁体棱边因电流密度相对 集中而造成的镀层厚度不均匀。 由于通常的烧结 Nd-Fe-B 成品磁体尺寸小、 形状 不一，因此采用自由滚磨光整工艺最为适合该产品的大批量倒角加工。自由滚磨 光整技术有：振动式滚磨光整、涡流式滚磨光整、离心式滚磨光整、主轴式滚磨 光整等多种方法。其中，振动式滚磨光整生产效率高、倒角速度快，已广泛为烧 结 Nd-Fe-B 磁体深加工厂家所采用；
9
电镀是为了在磁体表面形成对磁体的保护层，通常采用自由滚镀工艺来实 现，对于尺寸较大的磁体，则采用挂镀工艺。烧结 Nd-Fe-B 磁体的镀层视磁体的 使用环境和外观要求分镀 Ni、镀 Zn、磷化、电泳、合金镀、复合镀等。 烧结 Nd-Fe-B 磁体的表面保护层除电镀外，还有物理气相沉积(PVD)法，物 理气相沉积又分蒸发镀、溅射镀、离子镀三类，可形成 Al、Zn、Cr 等镀层；化 学气相沉积(CVD)则可形成 Ti、 Cr 等的氮化物、 碳化物镀层。 此外， 烧结 Nd-Fe-B 磁体还可以用表面化学钝化、化学镀、热浸渍、热喷涂等方法获得各种不同的表 面保护层。 检验、测试工序是对磁体成品的尺寸和形位公差、外观状态、镀层耐蚀性、 磁性能等产品规定的各项指标进行检测。 烧结 Nd-Fe-B 磁体电镀的基本工艺大致可分为如下三个阶段： a. 镀前表面处理 磁体镀前要进行除油、清洗、浸蚀（活化） 、再清洗等表面处理，电镀前磁体 的表面要做到无油污、无氧化皮及锈蚀物等，镀前磁体的表面状况直接影响产品 的镀层质量。 b. 电镀 经表面处理后的磁体进行电镀时，镀层质量的好坏主要取决于镀液配方和操 作条件等因素。因此，在电镀操作过程中必须严格遵守工艺规范，控制好镀液成 分、 添加剂配比、 工作温度、 电流密度等参数， 并根据镀层厚度要求和沉积速度， 控制好电镀时间。 c. 镀后处理 镀后处理也是电镀中的一个重要环节。例如，磁体在电镀后一般要进行中和 处理和清洗，有时还要进行光泽处理（出光） 、钝化、有机物涂覆等处理以满足 产品的特殊要求
10
硅的知识点概述
硅的知识点概述 一、硅及其化合物之间的相互转化关系 二、CO2和SiO2 物质二氧化硅二氧化碳 化学式 SiO2 CＯ2 晶体类型原子晶体分子晶体 物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低，常温下为气体，微溶于水 化 学 性 质①与水反应不反应 CO２＋ H２O H2CO3 ②与酸反应 SｉO２＋ 4HF = SiF４↑+2Ｈ2O 不反应 ③与碱反应盛碱液的试剂瓶用橡皮塞 SiＯ２+ 2NaOH = Nａ2SiＯ３＋Ｈ2O(反应条件:高温) ＣO2（少量)+ 2NａOＨ= Na2ＣＯ3 + Ｈ2Ｏ ＣO２(过量)＋NaOH = ２ＮaHCO3
④与盐反应 SiO2 + Na2ＣＯ3 =Nａ2SiO３+ CO2↑(反应条件:高温） ＳiO２+ CａCO3 = CaＳiO3 ＋ＣO2↑(反应条件:高温) Ｃa（CｌO)２＋ CＯ２+ H2Ｏ＝ＣaCO3↓ + 2HClO CＯ2 + Na2ＣO3 + Ｈ2O = 2NaＨCO３ ⑤与碱性氧化物反应 SiO2 + CaO = CａSiＯ3 (反应条件:高温) CO2 + Ｎa2O ＝Ｎa2ＣO3 三、硅、硅酸及硅酸盐: 1．硅:单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅为原子晶体,灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。 化学性质： ①常温Sｉ + 2F２= SiＦ4 ； Sｉ + 4HＦ＝ SiF4 ＋2H2 ； Si + 2ＮaOH ＋ H2O = Nａ2SiO3 + ２Ｈ2↑ 的硅,工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取粗硅:SｉO ２+ ２C = Ｓi + 2ＣO↑ 2.硅酸(H2SiO3或原硅酸H4SｉO4)：难溶于水的弱酸,酸性比碳酸还弱。 3.硅酸钠：溶于水,其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。能与酸性较强的酸反应:Na2SｉO3 ＋２HCl = H２SiO3↓(白)+ 2NaＣl;Na2SiO３＋ CO2 + Ｈ2Ｏ =H２SiＯ3↓+ Na2ＣO3
材料力学概念及基础知识
一、基本概念 1 材料力学的任务是：研究构件的强度、刚度、稳定性的问题，解决安全与经济的矛盾。 2 强度：构件抵抗破坏的能力。 3 刚度：构件抵抗变形的能力。 4 稳定性：构件保持初始直线平衡形式的能力。 5 连续均匀假设：构件内均匀地充满物质。 6 各项同性假设：各个方向力学性质相同。 7 内力：以某个截面为分界，构件一部分与另一部分的相互作用力。 8 截面法：计算内力的方法，共四个步骤：截、留、代、平。 9 应力：在某面积上，内力分布的集度(或单位面积的内力值)、单位Pa。 10 正应力：垂直于截面的应力(σ) 11 剪应力：平行于截面的应力( ) 12 弹性变形：去掉外力后，能够恢复的那部分变形。 13 塑性变形：去掉外力后，不能够恢复的那部分变形。 14 四种基本变形：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 二、拉压变形 15 当外力的作用线与构件轴线重合时产生拉压变形。 16 轴力：拉压变形时产生的内力。 17 计算某个截面上轴力的方法是：某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和，其中离开该截面的外力取正。 18 画轴力图的步骤是： ①画水平线，为X轴，代表各截面位置； ②以外力的作用点为界，将轴线分段； ③计算各段上的轴力； ④在水平线上画出对应的轴力值。（包括正负和单位） 19 平面假设：变形后横截面仍保持在一个平面上。 20 拉（压）时横截面的应力是正应力，σ=N/A 21 斜截面上的正应力：σα=σcos2α 22 斜截面上的切应力： α=σSin2α/2 23 胡克定律：杆件的变形时与其轴力和长度成正比，与其截面面积成反比，计算式△L=NL/EA（适用范围σ≤σp） 24 胡克定律的微观表达式是σ=Eε。 25 弹性模量（E）代表材料抵抗变形的能力（单位Pa）。 26 应变：变形量与原长度的比值ε=△L/L（无单位），表示变形的程度。 27 泊松比（横向变形与轴向变形之比）μ=∣ε1/ε∣ 28 钢（塑）材拉伸试验的四个过程：比例阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。 29 比例极限σp ：比例阶段的最大应力值。 30 屈服极限σs ：屈服阶段的最小应力值。 31 强化极限σb ：断裂前能承担的最大应力值。 32 脆、塑材料的比较： ①脆材无塑性变形，抗压不抗拉；塑材抗拉也抗压。 ②脆材对应力的集中的反应敏感，塑材不敏感。。 33 应力集中：在形状变化处，应力特别大的现象。 34 延伸率：拉断后，变形量与原长的比值(δ=△L1/L，≥5%为塑材) 35 冷作硬化：进入强化阶段后，卸载再重新加载，比例极限增大的现象。 38 极限应力σjx：失去承载能力时的应力 39 许用应力〔σ〕:保证安全允许达到的最大应力。 42 计算思路：外力内力应力。 43 超静定问题：未知力多于平衡方程个数的问题（用平衡方程不能或不能全部计算出构件的外力）。 44 计算超静定问题：除平衡方程以外，更需依据变形实际建立补充方程。 45 剪力：平行于截面的内力（Q），该截面称作剪切面。 46 单剪：每个钉有一个剪切面。双剪：每个钉有两个剪切面。 48 挤压力：两构件相互接触面所承受的压力。 三、扭转 1 外力偶矩的矢量方向与杆件的轴线重合时杆件发生（扭转）变形。杆件的两个相邻截面发生绕轴线的相对转动。 2 传动轴所传递的功P(kw)，转速n(r/min),则此外力偶矩为Me=9.549P/n(N*m)。 3 扭转变形时，杆件横截面上的内力称扭矩。表示各截面上扭矩大小的图形，称作扭矩图。 4 两正交线之间的直角的改变量（ ），称为剪应变。表示剪切变形的严重程度。 5 剪切胡克定律τ=G ，式中G称为材料剪切弹性模量。 6 薄壁扭转构件横截面上某点的剪应力 n δ，式中 为圆形横截面包围的面积，δ为该点处的壁厚。 7 Ip=∫Aρ2dA称为截面的极惯性矩。 四、弯曲应力： 1 梁弯曲时，作用线与横截面平行的内力，称为剪力。数值上等于该截面之左侧或右侧梁上各个横向外力的代数和，绕截面顺转的力为正。 2 梁弯曲时，作用面垂直于轴线的内力偶矩，称为弯矩。数值上等于该截面之左侧或右侧梁上各个外力（包括力偶）对截面力矩的代数和，使截面处产生凹变形的力矩为正。 3 无均布载荷梁段，剪力为水平直线。 无剪力（零）的梁段，弯矩为水平直线。 在集中力作用的截面，剪力图上发生转折，在集中力偶作用的截面，弯矩图上发生跃变。 在剪力为零的截面，弯矩有极大值。最大弯矩发生在Q=0 ，集中力偶两侧、悬臂梁根部和集中力的截面上。 Iz=∫Ay2dA称为截面的轴惯性矩。式中y是微面积dA到中性轴的距离。 中性轴通过截面的形心，是拉压区的分界线。 五、弯曲时的位移 1 挠度是梁弯曲时横截面的形心在垂直于梁轴线方向的位移。 2 转角是梁变形时横截面绕其中性轴旋转的角度。 六、超静定问题 1 使用静力平衡方程不能求出结构或构件全部约束力或内力的问题。 2 多余约束力 解除维持构件平衡的多余约束后，以力代替该约束对构件的作用力。 变形协调方程 多余约束力与基本力共同作用的变形满足梁的约束条件。 七、应力状态和强度理论 1 应力状态： 受力构件内部一点处不同方位截面应力的集合。 单元体：围绕构件内一点处边长为无穷小的立方体。 主平面：单元体上剪力为零的截面 4 截面核心：压力作用线通过此区域，受压杆横截面上无拉应力。 5 弯矩扭合构件选用空心圆形截面比较合理。 九、压杆稳定 1 稳定性：受压杆件保持原有直线平衡形式的能力。 2 临界力Pcr：受压杆件能保持稳定的最大压力。 9 提高稳定措施：①环形截面；②减小长度；③固定牢固。 冷拉是在常温条件下，以超过原来钢筋屈服点强度的拉应力，强行拉伸钢筋，使钢筋产生塑性变形以达到提高钢筋屈服点强度和节约钢材为目的。 冷拔-是材料的一种加工工艺，对于金属材料，冷拔指的是为了达到一定的形状和一定的力学性能，而在材料处于常温的条件下进行拉拔。冷拔的产品较之于热成型有：尺寸精度高和表面光洁度好的优点。第一章绪论 §1.1 材料力学的任务 二、基本概念 1、构件：工程结构或机械的每一组成部分。（例如：行车结构中的横梁、吊索等） 材料力学—研究变形体，研究力与变形的关系。 2、变形：在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。(宏观上看就是物体尺寸 和形状的改变） 弹性变形—随外力解除而消失 塑性变形(残余变形)—外力解除后不能消失 刚度：在载荷作用下，构件抵抗变形的能力 3、内力：构件内由于发生变形而产生的相互作用力。（内力随外力的增大而增大） 强度：在载荷作用下，构件抵抗破坏的能力。 4、稳定性：在载荷作用下，构件保持原有平衡状态的能力。 强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承 载能力的一门科学。 三、材料力学的任务 材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全 的构件，提供必要的理论基础和计算方法 研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在进行理论分 析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。 四、材料力学的研究对象 构件的分类：杆件、板壳*、块体* 材料力学主要研究杆件﹜直杆——轴线为直线的杆曲杆——轴线为曲线的 杆 等截面杆——横截面的大小形状不变的杆变截面杆——横截面的大小或形状 变化的杆 等截面直杆——等直杆 §1.2 变形固体的基本假设 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。在材料力学中，对变 形固体作如下假设： 1、连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织 2、均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同 普通钢材的显微组织优质钢材的显微组织 3、各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同 （沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性材料。如木材、胶合板、纤维增 强材料等） 4、小变形与线弹性范围：认为构件的变形极其微小，比构件本身尺寸要小得多。 如右图，δ远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的 变形略去不计。计算得到很大的简化。 §1.3 外力及其分类 外力：来自构件外部的力（载荷、约束反力） 按外力作用的方式分类 体积力：连续分布于物体内部各点的力。如重力和惯性力 表面力： 分布力：连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等 均为分布力 集中力：若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。 按外力与时间的关系分类 静载：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，称为静 载 动载：载荷随时间而变化。如交变载荷和冲击载荷 §1.4 内力、截面法和应力的概念 内力：外力作用引起构件内部的附加相互作用力。 求内力的方法—截面法 (1)假想沿m-m横截面将杆切开(2)留下左半段或右半段(3)将弃去部分对留 下部分的作用用内力代替(4)对留下部分写平衡方程，求出内力的值。 §1.4 内力、截面法和应力的概念 为了表示内力在一点处的强度，引入内力集度,即应力的概念。 §1.5 变形与应变 1.位移：MM' 刚性位移；变形位移。 2.变形：物体内任意两点的相对位置发生变 化。 取一微正六面体 两种基本变形： 线变形——线段长度的变化角变形——线段间夹角的变化 3.应变 正应变（线应变） x方向的平均应变：切应变（角应变） 杆件的基本变形：拉伸（压缩）、剪切、扭转、弯曲 第二章拉伸、压缩与剪切(1) §2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 受力特点与变形特点：作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件 变形是沿轴线方向的伸长或缩短。 §2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 2、轴力：截面上的内力 由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以 称为轴力。 4、轴力图：轴力沿杆件轴线的变化 杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆 件的强度。 在拉（压）杆的横截面上，与轴力FN对应的应力是正应力。根据连续性假设， 横截面上到处都存在着内力。 观察变形： 平面假设—变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。 从平面假设可以判断： （1）所有纵向纤维伸长相等（2）因材料均匀，故各纤维受力相等 （3）内力均匀分布，各点正应力相等，为常量 §2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 实验表明：拉（压）杆的破坏并不总是沿横截面发生，有时却是沿斜截面发生的 §2.4 材料拉伸时的力学性能 一试件和实验条件：常温、静载 二低碳钢的拉伸 明显的四个阶段 1、弹性阶段ob 2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力） 3、强化阶段ce（恢 复抵抗变形的能力） 4、局部径缩阶段ef 两个塑性指标: 断后伸长率断面收缩率 δ＞5%为塑性材料δ＜5%为脆性材料 低碳钢的S≈20-30% ψ≈60%为塑性材料 三卸载定律及冷作硬化 1、弹性范围内卸载、再加载 2、过弹性范围卸载、再加载 材料在卸载过程中应力和应变是线性关系，这就是卸载定律。 材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。 四其它材料拉伸时的力学性质 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限σp0.2来表示。 对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩 现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。 拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同 三脆性材料（铸铁）的压缩 脆性材料的抗拉与抗压性质不完全相同 压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限 一、安全因数和许用应力 变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动。 切应力强度条件：[τ]许用切应力，常由实验方法确定 第三章扭转 §3.1 扭转的概念和实例 扭转受力特点及变形特点: 杆件受到大小相等,方向相反且作用平面垂直于杆件 轴线的力偶作用, 杆件的横截面绕轴线产生相对转动。 1.材料力学就是研究构件强度、刚度、稳定性理论 2.变形性质分为弹性变形、塑性变形 3.研究内力的方法是截面法 4.表示内力密集的程度是应力 5.基本变形有：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲 6轴力图是表示轴力与横截面积关系 7.平面假设是受轴向拉伸的杆件，变形后横截面积仍保持不变为平面，两平面相 对位移了一段距离 8.应力集中是会在其局部应力骤然增大的现象 9低碳钢的四个表现阶段弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段 10.代表材料强度性能的主要指标是屈服强度和抗拉强度 11塑性指标主要是伸长率和断面收缩率 12.5 ≥ δ%为塑性材料% 5 < δ为脆性材料 13连接杆主要有铆钉链接、螺栓链接、焊接、键连接、销轴链接 14剪切计算主要有安全计算、加工计算、运算安全计算 15焊接的对焊接和搭焊接两种，其中对焊接有对接、V型、 X型 16按照强度条件设计的构件尺寸取大值，许应用荷载取小值， 17切应力互等原理是在单元体互相垂直的平面上，垂直于两面交线的切应力数值 相等，其方向均指向或背离该交线， 18脆性材料的抗拉能力低于其抗剪能力，塑性材料的抗剪能力则低于抗拉能力 19纯弯曲是指梁横截面上只有弯矩无剪力的弯曲 20横力弯曲指的是梁横截面上既有弯矩又有剪力的弯曲变形 21材料力学的基本假设连续性假设、均匀性假设、各向同性假设
钕铁硼(NdFeB)永磁材料Magnet specification
钕铁硼(NdFeB)永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料。钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力，可吸起相当于自身重量的640倍的重物。高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。 钕铁硼的优点是性能价格比高，具良好的机械特性，易于切削加工；不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，从而达到实际应用的要求。 钕铁硼的制造采用粉末冶金工艺，将含有一定配比的原材料如：钕、镝、铁、钴、铌、镨、铝、硼铁等通过中频感应熔炼炉冶炼成合金钢锭，然后破碎制成3～5μm 的粉料，并在磁场中压制成型，成型后的生坯在真空烧结炉中烧结致密并回火时效，这样就得到了具有一定磁性能的永磁体毛坯。毛坯经过磨削、钻孔、切片等加工工序后，再经表面处理就得到了用户所需的钕铁硼成品。 表征磁性材料参数分别是： 1、磁能积（BH）： 定义：在永磁体的退磁曲线的任意点上磁通密度(B)与对应的磁场强度(H)的乘积。它是表征永 磁材料单位体积对外产生的磁场中总储存能量的一个参数。 单位：兆高·奥（MGOe）或焦/米3（J/m3） 简要说明：退磁曲线上任何一点的B和H的乘积即BH我们称为磁能积，而B×H的最大值称之为最大磁能积，为退磁曲线上的D点。磁能积是衡量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在磁体使用时对应于一定能量的磁体，要求磁体的体积尽可能小。 2、剩磁Br： 定义：将铁磁性材料磁化后去除磁场，被磁化的铁磁体上所剩余的磁化强度。 3、矫顽力（Hcb、Hcj） Hcj（内禀矫顽力）使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。 Hcb(磁感矫顽力)给磁性材料加反向磁场时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。 4、温度系数 剩磁可逆温度系数αBr：当工作环境温度自室温T0升至温度T1时，钕铁硼的剩磁Br也从B0降至B1；当环境温度恢复至室温时，Br并不能恢复到B0，而只能到B0'。此后当环境温度在
材料力学复习提纲
材料力学复习提纲（二） 弯曲变形的基本理论： 一、弯曲力 1、基本概念：平面弯曲、纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴、惯性矩、极惯性矩、主轴、主矩、形心主轴、形心主矩、抗弯截面模 2、弯曲力：剪力方程、弯矩方程、剪力图、弯矩图。 符号规定 3、剪力方程、弯矩方程 1、首先求出支反力，并按实际方向标注结构图中。 2、根据受力情况分成若干段。 3、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力的代数和即为该截面的剪力方程，截面左侧向上的外力为正，向下的外力为负，右侧反之。 4、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力对该截面形心之矩的代数和即为该截面的弯矩方程，截面左侧顺时针的力偶为正，逆时针的力偶为负，右侧反之。 对所有各段均应写出剪力方程和弯矩方程 4、作剪力图和弯矩图 1、根据剪力方程和弯矩方程作图。剪力正值在坐标轴的上侧，弯矩正值在坐标轴的下侧，要逐段画出。 2、利用微积分关系画图。 二、弯曲应力 1、正应力及其分布规律 ()() max max max 3 2 4 3 41 1-12 6 64 32 z z Z z z z z z z I M E M M M y y y W EI I I W y bh bh d d I W I W σσσρ ρ ππα== = = === = = = ?抗弯截面模量矩形 圆形 空心
2、剪应力及其分布规律 一般公式 z z QS EI τ* = 3、强度有条件 正应力强度条件 [][][] max z z z M M M W W W σσσσ= ≤≤≥ 剪应力强度条件 [] max max max z maz z QS Q I EI E S τττ** ≤= = 工字型 4、提高强度和刚度的措施 1、改变载荷作用方式，降低追大弯矩。 2、选择合理截面，尽量提高 z W A 的比值。 3、减少中性轴附近的材料。 4、采用变截面梁或等强度两。 三、弯曲变形 1、挠曲线近似微分方程： ()EIy M x ''=- 掌握边界条件和连续条件的确定法 2、叠加法计算梁的变形 掌握六种常用挠度和转角的数据 3、梁的刚度条件 ； []max y f l ≤ max 1.5 Q A τ= max 43Q A τ= max 2 Q A =max max z z QS EI *=
硅基础知识填空
第四讲无机非金属材料的主角——硅 ※知识要点 一．硅 硅在地壳中的含量仅次于，为26.3%。硅在自然界中以存在，主要为 和。单质硅有和两种。晶体硅的结构类似金刚石，是带有的色固体。熔点，硬度。在常温下化学性质。晶体硅的导电性介于和之间，是良好的。硅成为的关键材料，硅也是人类将转化为的常用材料。 硅的化学性质： 常温下：单质硅的性质很稳定，只与F2 ,强碱及氢氟酸反应，反应的方程式分别为 加热的条件下：单质硅可以与一些非金属反应，如氧气、氢气、氯气等，反应的方程式分别为 二．二氧化硅 1．二氧化硅（SiO2）：SiO2的熔点，硬度，溶于水。其的存在形态有和两大类，统称为。石英晶体是结晶的二氧化硅，石英中无色透明的晶体是，具有彩色带环状或层状的称为。SiO2的空间构型是。 2．二氧化硅的化学性质很 1）氢氟酸是唯一能与SiO2反应的酸：方程式为 ∴氢氟酸会腐蚀玻璃，可以用来刻蚀玻璃。 思考：能否用玻璃瓶盛装氢氟酸？如不能，应用什么盛装？ 2）SiO2是一种氧化物，但溶于水，也不能与水反应生成H2SiO3 。 SiO2与碱性氧化物反应生成盐：SiO2+ CaO —— SiO2能和强碱反应：。 ∴强碱会腐蚀玻璃，装强碱溶液的试剂瓶应该用塞。
3、工业上利用SiO2可制高纯硅，反应原理用方程式表示是： SiO2 + C —— 3．二氧化硅的用途： 三．硅酸 硅酸是一种溶于水的酸（酸性比碳酸还），不能使指示剂变色。 1、硅酸与碱反应： 2、硅酸制备： 由于SiO2，故不能和水反应制取硅酸。硅酸的制备一般可以通过和某些酸反应，例如 Na2SiO3 + HCl —— Na2SiO3 + CO2+ H2O —— 3、硅酸不稳定： 硅胶多孔，吸附水分能力，常用作 四．硅酸盐（一般溶于水，化学性质） 硅酸钠（Na2SiO3）的水溶液俗称为，可用作、、 及等。 硅酸盐的组成大多比较复杂，表示它们的时候可以将其改写成SiO2和相应金属氧化物的形式。如：Na2SiO3改写成 高岭石Ai2(Si2O5)(OH)4改写成 五．硅酸盐工业 1．玻璃 以、、为原料，在下发生复杂的化学、物理变化。 生产过程中涉及的主要反应有， 。 所得产品的主要成分是、、。 玻璃是（纯净物或混合物），它固定的熔点，只在一定的温度范围内软化。 2．陶瓷：主要原料。 3．水泥
材料力学知识
一、材料在拉伸时的力学性能 分析构件的强度时，除计算应力外，还应了解材料的机械性能。材料的力学性能也称为机械性质，是指材料在外力作用下出现的变形、破坏等方面的特性。它主要由实验一测定。一般以缓慢平稳的加载方式进行试验，称为常温静载试验，是测定材料力学性能的基本试验。 对圆截面试样，标距L 与直径d, L=5d, L=10d 低碳钢（含碳量在0.3%以下的）拉伸时的力学性能。 应力 A P ＝ σ ，应变 L L ?＝ε 弹性阶段：应力应变成正比 εσ∝ εσE ＝这就是拉伸和压缩的胡克定律。其中E 为与材料有关的比例常数，称为弹性模量，因为应变没有量纲，故E 的量纲与应力相同，常用单位是吉帕，记为GPa ，胡克定律应用范围是应力低于比例极限P σ。 屈服阶段：当应力超过b 点增加到某一数值时，应变有非常明显的增加，而应力先是下降，然后作微小的波动，在εσ-曲线上出现接近水平线的小锯齿形线段。这种应力基本保持不变，而应变显著增加的现象，称为屈服或流动，通常把下屈服极限称为屈服极限或屈服点，用S σ表示。表面磨光的试样屈服时，表面将出现与轴线大致成?45倾角的条纹。这是由于材料内部相对滑移形成的，称为滑移线，因为拉伸时在与杆成?45倾角的斜截面上，剪应力为最大值，可见屈服现象的出现与最大剪应力有关。材料的屈服表现为显著的塑性变形，而零件的塑性变形将影响机器的正常工作，所以屈服极限S σ是衡量材料强度的重要指标。 强化阶段：过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增加拉力。这种现象称为材料的强化。强化阶段中的最高点e 所对应的应力b σ是材料所能承受的最大应力，称为强度极限或抗拉强度。它是衡量材料强度的另一重要指标。在强化阶段中，试样的横向尺寸有明显的缩小。 局部变形阶段：过e 点后，在试样的某一局部范围内，横向尺寸突然急剧缩小，形成颈缩现象。由于在颈缩部分横截面面积迅速减小，使试样继续伸长所需要的拉力也相应减少。在应力-应变图中，用横截面原始面积A 算出的应力A P ＝ σ随之下降，降落到f 点，试样被拉断。 延伸率和断面收缩率：%100L L L 1?-＝δ延伸率是衡量材料塑性的指标。低碳钢的延伸率 很高，其平均值约为20－30%，这说明低碳钢的塑性性能很好。 工程上通常按延伸率的大小把材料分成两大类，%5＞δ的材料称为塑性材料，如碳钢，黄 铜、铝合金等；而把%5＜δ的材料称为脆性材料，如灰铸铁、玻璃、陶瓷等。
烧结钕铁硼永磁材料国家标准
烧结钕铁硼永磁材料国家标准 磁学名词 关于钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种： 剩磁（Br）单位为特斯拉（T）和高斯（Gs） 1T=10000Gs 将一个磁体在外磁场的作用下充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。它表示磁体所能提供的最大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中没有多少实际的用处。钕铁硼的剩磁一般是11500高斯以上。 磁感矫顽力（Hcb）单位是奥斯特（Oe）或安/米（A/m） 1A/m= 磁体在反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（Hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是10000Oe以上。 内禀矫顽力（Hcj）单位为奥斯特（Oe）或安/米（A/m） 使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度M退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。 磁能积(（BH）max ) 单位为兆高·奥（MGOe）或焦/米3（J/m3） 退磁曲线上任何一点的B和H的乘积既BH我们称为磁能积,而B×H的最大值称之为最大磁能积，为退磁曲线上的D点。磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在磁体使用时对应于一定能量的磁体，要求磁体的体积尽可能小。 ·各向同性磁体：任何方向磁性能都相同的磁体。 ·各向异性磁体：不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。 烧结钕铁硼永磁体是各向异性磁体。 ·取向方向：各向异性的磁体能获得最佳磁性能的方向称为磁体的取向方向。也称作"取向轴"，"易磁化轴"。·磁滞回线：铁磁材料在经过充磁、退磁、反向充磁、再退磁周期性变化时，所获得的关于磁感应强度（横坐标）相对于磁场强度（纵坐标）变化的闭合曲线。 退磁曲线（即B-H曲线）：磁滞回线中，位于第二象限中的部分我们称之为退磁曲线。也即我们所说的B-H的曲线。如图所示：·退磁曲线的膝点：磁体退磁曲线上发生突变、明显发生弯曲的点。室温时退磁曲线呈直线的磁体，在温度升高到一定程度时都会出现膝点。如果磁体的工作点在膝点以下，磁体在动态磁路中工作时会产生不可逆损失。 ·负载线：连接工作点和退磁曲线坐标原点的一条直线（见上图）。·磁化强度：指材料内部单位体积的磁矩矢量和，用M
工程力学材料力学_知识点_及典型例题
作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座 作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束 作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束
（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。 （2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法： （1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！） （2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。 约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。 （1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。 （2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。 约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座 （1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。
硅酸钠基本知识
硅酸钠基本知识简介 英文名：Sodium silicate, Water glass. 硅酸钠是无色固体，密度2.4g/cm3，熔点1321K(1088℃)。溶于水成粘稠溶液，俗称水玻璃、泡花碱。是一种无机粘合剂。 固体硅酸钠南方多称水玻璃，北方多称泡花碱，硅酸钠的水溶液通称水玻璃。纯固体硅酸钠为无色透明固体，市售硅酸钠多含有某些杂质，略带浅蓝色。 硅酸钠俗称水玻璃，液体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。固体硅酸钠为无色、略带色的透明或半透明玻璃块状体。形态分为液体、固体、水淬三种。理论上称这类物质为“胶体”。普通硅酸钠为略带浅蓝色块状或颗粒状固体，高温高压溶解后是略带色的透明或半透明粘稠液体。 市面上出售的AR分析纯水玻璃为Na2SiO3·9H2O，放置在空气中吸潮、结块。在水中的极易溶解。 泡花碱也就是硅酸钠（Na2SiO3），溶于水后形成的粘稠溶液，通称水玻璃，呈碱性。它的用途非常广泛，往往根据其粘结性强的特点，被用做硅胶，而且耐酸、耐热。有毒，但对一般的接触没有影响，误食则会对人体的肝脏造成危害 分类介绍 1、硅酸钠分两种，一种为偏硅酸钠，化学式Na2SiO3，式量122.00。另一种为正硅酸钠，化学式Na4SiO4，式量184.04。 2、正硅酸钠是无色晶体，熔点1291K(1088℃)，不多见。水玻璃溶液因水解而呈碱性（比纯碱稍强）。因系弱酸盐所以遇盐酸，硫酸、硝酸、二氧化碳都能析出硅酸。保存时应密切防止二氧化碳进入，并应使用橡胶塞以防粘住磨口玻璃塞。工业上常用纯碱与石英共熔制取Na2CO3+SiO2→Na2SiO3+CO2↑，制品常因含亚铁盐而带浅蓝绿色。用为无机粘接制剂（可与滑石粉等混合共用），肥皂填充剂，调制耐酸混凝土，加入颜料后可做外墙的涂料，灌入古建筑基础土壤中使土壤坚固以防倒塌。 3、偏硅酸钠是普通泡化碱与烧碱水热反应而制得的低分子晶体，商品有无水、五水和九水合物，其中九水合物只有我国市场上存在，是在上世纪80年代急需偏硅酸钠而仓促开发的技术含量较低的应急产品，因其熔点只有42℃，贮
钕铁硼基本知识自行整理
钕铁硼基本知识 入门知识 肖忠洋 2015.03.16 磁学基础知识钕铁硼介绍磁钢运用 磁学基础知识 什么是永磁材料？ 可用于制造磁功能器件的强磁性材料称为磁性材料。 磁性材料包括：硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致收缩材料、磁性薄膜、磁性微粉、磁性液体、磁致冷材料、以及磁蓄冷材料等。其中用量最大、用途最广的是硬磁材料和软磁材料。 硬磁材料与软磁材料的区别在于硬磁材料的各向异性场(H A)高，矫顽力(H c)高，这就意味着软磁材料很容易退磁，而硬磁材料可以长期保存很强的磁性，因此硬磁材料又成为永磁材料。 永磁材料分类 现代工业与科学技术的广泛应用的永磁材料有铸造永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料和其他永磁材料等四大类。铸造永磁材料是指AlNiCo（铝镍钴）系永磁材料；铁氧体永磁材料包括：Ba铁氧体永磁，Sr铁氧体永磁；稀土永磁材料包括：稀土钴系永磁材料和稀土铁系永磁材料；其他永磁材料主要有Fe-Cr-Co系，Fe-Ni-Gu系，Pt-Co系，Fe-Pt系.稀土钴系包括：1:5型Sm-Co永磁，2:17型Sm-Co永磁和粘结Sm-Co永磁。 稀土铁系包括：烧结Nd-Fe-B系永磁，粘结Nd-Fe-B永磁，2:17与1:12型间隙化合物永磁，纳米符合型永磁和热变型永磁。
永磁材料的性能对照表 永磁材料的主要磁性能指标是那些？ 永磁材料的主要磁性能指标是：剩磁（J r，B r）、矫顽力（H cb）、内禀矫顽力（H cj）、磁能积(BH) m。我们通常所说的永磁材料的磁性能，指的就是这四项。永磁材料的其它磁性能指标还有：居里温度（T c）、可工作温度（T w）、剩磁及内禀矫顽力的温度系数（α、β）、回复导磁率（μ 永磁材料技术磁参量 永磁材料的技术磁参量可分为非结构敏感参量（即内禀磁参量）如饱和磁化强度M s、居里温度T c等，和结构敏感参量如剩磁M r或B r、H cb、(BH) m等。前者主要有材料的化学成分和晶体结构来决定；后者除了与内禀参量有关外，还与晶粒尺寸、晶粒取向、晶体缺陷、参杂物等因素有关。 1、饱和磁化强度M
材料力学知识点总结教学内容
材料力学总结一、基本变形
二、还有： （1）外力偶矩：)(9549 m N n N m ?= N —千瓦；n —转/分 （2）薄壁圆管扭转剪应力：t r T 22πτ= （3）矩形截面杆扭转剪应力：h b G T h b T 32max ;β?ατ= =
三、截面几何性质 （1）平行移轴公式：;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += （2）组合截面： 1．形 心：∑∑=== n i i n i ci i c A y A y 1 1 ； ∑∑=== n i i n i ci i c A z A z 1 1 2．静 矩：∑=ci i Z y A S ； ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩：∑=i Z Z I I )( ；∑=i y y I I )( 四、应力分析： （1）二向应力状态（解析法、图解法） a ． 解析法： b.应力圆： σ：拉为“+”，压为“-” τ：使单元体顺时针转动为“+” α：从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+” ατασσσσσα2sin 2cos 2 2 x y x y x --+ += ατασστα2cos 2sin 2 x y x +-= y x x tg σστα-- =220 22 min max 22 x y x y x τσσσσσ+??? ? ? ?-±+= c ：适用条件：平衡状态 (2)三向应力圆： 1max σσ=； 3min σσ=；2 3 1max σστ-= x
（3）广义虎克定律： [])(13211σσνσε+-=E [] )(1 z y x x E σσνσε+-= [])(11322σσνσε+-=E [] )(1 x z y y E σσνσε+-= [])(12133σσνσε+-=E [] )(1 y x z z E σσνσε+-= *适用条件：各向同性材料；材料服从虎克定律 （4）常用的二向应力状态 1．纯剪切应力状态： τσ=1 ，02=σ，τσ-=3 2．一种常见的二向应力状态： 22 3122τσσ σ+?? ? ??±= 2234τσσ+=r 2243τσσ+=r 五、强度理论 *相当应力：r σ 11σσ=r ，313σσσ-=r ，()()()][2 12 132322214σσσσσσσ-+-+-= r σx σ
硅及其化合物知识点复习
第二部分：【基本理论】替换PDF文件中的第二部分 一、碳、硅及化合物的关系网络 1、相互转化关系 2、硅的性质和制备： 物理性质：①硅在自然界中只有态，没有态。其含量在地壳中居第位，是构成矿 物和岩石的主要成分。②晶体硅为原子晶体。灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 高的硬度和熔点。 ．．．．．．．． 化学性质：硅的化学性质不活泼。 ①常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应： Si + 2F2 ＝ SiF4 、Si + 4HF ＝ SiF4 + 2H2↑、Si + 2NaOH + H2O ＝。 ②在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：Si ＋ O2 SiO2 制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO2 ＋ 2C。 将制得的粗硅，再与C12反应后，蒸馏出SiCl4，然后用H2还原SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si 十2C12 SiCl4、SiCl4 + 2H2 Si + 4HCl 应用：①高纯硅可作材料；②晶体硅还可做光电转换材料及制作生物工程芯片。 3、二氧化硅的性质和应用： ①SiO2为晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。 ②二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸（氢氟酸除外）发生反应。 ③二氧化硅是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应。 SiO2 + CaO CaSiO3 、SiO2 + 2NaOH ＝ Na2SiO3 + H2O（碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中）④二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物。 a．酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得。 首先，让SiO2和NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO2＋2NaOH；然后，用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl === 。
第四章 材料力学知识99
第二篇材料力学 第四章材料力学基本知识 第一节变形固体的假设 在工程实际问题中，一般来说，构件都应具有足够的承载能力，即足够的强度、刚度和稳定性，但对具体的构件又有所侧重。例如，储气罐主要保证强度，车床主轴主要要求具有足够的刚度，受压的细长杆应该保持其稳定性。对某些特殊的构件还可能有相反的要求。例如为防止超载，当载荷超过某一极限时，安全销应立即破坏。又如为发挥缓冲作用，车辆的缓冲弹簧应有较大的变形。 研究构件的承载能力时必须了解材料在外力作用下表现出的变形和破坏等方面的性能，及材料的力学性能。材料的力学性能由实验来测定。经过简化得出的理论是否可信，也要由实验来验证。此外，对于一些尚无理论结果的问题，需要借助实验方法来解决。所以，实验分析和理论研究同是材料力学解决问题的方法。 一、变形固体的基本假设 材料力学中，当分析强度、刚度和稳定性时，这些问题都与变形有关，因而即使极其微小的变形也必须加以考虑，这就必须把物体抽象为变形固体。 材料力学所研究的构件，由各种材料所制成，材料的物质结构和性质虽然各不相同，但都为固体。任何固体在外力作用下都会发生形状和尺寸的改变——即变形。因此，这些材料统称为变形固体。 变形固体的性质是很复杂的，在对用变形固体做成的构件进行强度、刚度和稳定性计算时，为了使计算简化，经常略去材料的次要性质，并根据其主要性质做出假设，将它们抽象为一种理想模型，作为材料力学理论分析的基础。
实验证明，在一定的荷载作用下，变形固体加载时将产生变形，卸载后能恢复原形。变形固体的这种性质称为弹性。卸载后消失的那一部分变形，称为弹性变形。当外荷载超过某极限值时，卸载后除消除的一部分弹性变形外，还将存在一部分未消失的变形，称为塑性变形。为了使问题的研究得到简化，通常对变形固体作如下假设: （一）连续性假设：假设在固体所占有的空间内毫无空隙地充满了物质。实际上，组成固体的粒子之间存在空隙，但这种空隙极其微小，可以忽略不计。于是可认为固体在其整个体积内是连续的。基于连续性假设，固体内的一些力学量（例如点的位移）既可用连续函数表示，并可采用无穷小的高等数学分析方法研究。 连续性不仅存在于变形前，同样适用于变形发生之后。既构件变形后不出现新的空隙，也不出现重叠。 （二）均匀性假设：材料在外力作用下在强度和刚度方面所表现出的性能称为材料的力学性能。所谓的均匀性假设指材料的力学性能在各处都是相同的，与其在固体内的位置无关。即从固体内任意取出一部分，无论从何处取也无论取多少其性能总是一样的。 由此假设可以认为，变形固体均由同一均质材料组成，因而体内各处的力争性质都是相同的，并认为在其整个体积内毫无空隙地充满了物质。事实上，从固体的微观结构看，各种材料都是由无数颗粒（如金属中的晶粒）组成的，颗粒之间是有一定空隙的，而且各颗粒的性质也不完全一致。但由于材料力学是从宏观的角度去研究构件的强度、刚度和稳定性问题，这些空隙远远小于构件的尺寸，而且各颗粒是错综复杂地排列于整个体积内，因此，由统计平均值观点看，各颗粒性质的差异和空隙均可忽略不计，而认为变形固体是均匀连续的。 （三）各向同性假设：即认为材料沿各个方向的力学性质是相同的。具有这种属性的材料称为各向同性材料。例如钢、铜、铸铁、玻璃等，而木材、竹和轧制过的钢材等，则为各向异性材料。但是，有些各向异性材料也可近似地看作是各向同性的。 构件在外力作用下将发生变形，当外力不超过一定限度时，绝大多数构件在外力去掉后均能恢复原状。当外力超过某一限度时，则在外力去掉后只能部分地复原而残留一部分不能
我国高性能钕铁硼永磁材料发展现状浅析
我国高性能钕铁硼永磁材料发展现状浅析 高性能钕铁硼永磁材料定义：根据《中国高新技术产品目录（2006）》第六大类新材料中第895项的规定，以速凝甩带法制成，Hcj（KOe）+（BH）max（MGOe）＞60，用于制做中、小、微型特殊用途的永磁电机、传感器、磁共振仪、高级音像设备等的烧结钕铁硼永磁材料，属于我国重点鼓励和支持发展的新材料和高新技术产品。以下将达到《中国高新技术产品目录（2006）》中规定指标的烧结钕铁硼永磁材料称为高性能钕铁硼永磁材料。 高性能钕铁硼永磁材料属于功能性材料，是下游行业生产企业电子组件的关键功能材料。从应用来看，大量高性能钕铁硼永磁材料是通过使用在电机内发挥作用的，而使用永磁材料的电机通常被称为永磁电机。永磁电机又分为铁氧体励磁电机和稀土永磁电机。 电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，有两种方法： ?在电机绕组内通电流产生，既需要有专门的绕组和相应的装置，需要不断提供能量以维持电流流动，通常称为电励磁电机，如普通的直流电机和同步电机； ?有永磁磁体来产生磁场，既可简化电机结构，又可节约能量，这就是永磁电机。 永磁电机的应用极为广发，遍及航空、航天、国防、装备制造、工农业生产和日常生活的各个领域：其容量从大到小，目前已达到兆瓦，应用范围越来越广；其地位越来越重要，从军工到民用，从特殊到普通领域，不仅在微特电机中占优势，而且在电力推进系统中也显示出了强大的生命力。 与传统的电励磁电机相比，稀土永磁电机具有结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高、电机的形状和尺寸灵活多样等显著优点。与应用传统钕铁硼永磁材料生产的稀土永磁电机相比，应用高性能钕铁硼永磁材料的新型稀土永磁电机体积更小、损耗更低，效率显著高于传统稀土永磁电机。 稀土永磁电机是一种高效节能产品，平均节电率高达10%以上，应用高性能钕铁硼永磁材料的稀土永磁电机的节电率可高达15%～20%。在风电机、压缩机等需要无极变频调速的场合，永磁变频调速节电率高达30%以上。国际电机节能的先进水平是风机自身运行效率一般在80%以上，系统运行效率在85%左右。而目前我国国产设备的本体设计效率为70%，系统运行效率不到30%，电源浪费十分严重。 据国际能源机构（IEA）2006年7月的工作报告，通过改善电动机效率结合变频调速可以节约大约7%的电能，其中大致有1/4～1/3是靠提高电动机效率来获得的。为协调各国能效分级标准，2006年，国际电工委员会（IEC）制定了一项能效标准IEC60034-30。