镁铝合金的物理性能最为详尽的解说资料

《材料物理性能》

第二部分 功能材料主讲：胡木林 2008年03月

镁铝合金的物理性能最为详尽的解说资料

《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料 电性材料 磁性材料 超导材料 膨胀材料和弹性材料

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料电性材料包括导电材料，电阻材料(精密电阻 材料，电阻敏感材料),电热材料，热电材料等。

导电材料导电材料是利用金属及合金优良的导电性能来传输电流， 输送电能。导电材料广泛应用于电力工业技术领域，有时它 也可包括仪器仪表用导电引线和布线材料，以及电接点材料。

导电材料在性能上的要求为高的电导率，高的力学性能， 良好的抗腐蚀性能、良好的工艺性能(热冷加工，焊接)并且 价格便宜。纯金属中导电性能好的有银、铜、金、铝。

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料铜及其合金 铜是电工技术中最常用的导电材料，钢中杂质使电导率下降，冷加上也会使电导率下降.氧对铜的电导率 影响显著。在保护气氛下可以重熔出无氧铜，其优点是塑性 高，电导率高。在力学性能要求高的情况下可使用铜合金， 如铍青铜可用作导电弹簧、电刷、插头等。

铝及其合金 铝的电阻为铜的1.55倍，但质量只是铜的30%,铝在地壳内的资源极其丰富，价格也较便宜，故以铝代饲有 很大意义。杂质使铝的电导率下降，冷加工对电阻率影响不 大。铝的缺点是强度太低，不易焊接。若需要提高强度，可 使用铝合金，例如A1—Si — Mg三元铝合金既有高强度，而 电导率也不太低。

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料金及其合金 在集成电路中常用金膜或金的台金膜，金有很好的导电性，极强的抗蚀能力，但价格较贵。金系合金也 可作电接点材料。

银及其合金

银具有金属中的最高电导率，加工性极好， 银合金常作接点材料。

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功能金属材料——电性材料 电阻材料电阻材料包括精密电阻材料和电阻敏感材料。精密电阻 材料一般具有较恒定的高电阻率，电阻率随温度的变化小， 即电阻温度系数小，并且电阻随时间的变化小。因此常用作 标准电阻器，在仪器仪表及控制系统中有广泛的应用。至于 电阻敏感材料是指制作通过电阻的变化来获取系统中所需信 息的元器件的材料，如应变电阻，热敏电阻，光敏电阻，气 敏电阻等材料。

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料Cu—Mn系合金 Cu—Mn二元合金的 固溶休，在电阻温度曲 线上具有负电阻温度系数，以此为基体制成了各种Cu—Mn系 电阻合金。

其锰铜合金是最广泛使用的一种典型电阻合企。其 标准成分为：cu86%、Mn12%和Ni2%。加入Ni可降低合金对 铜的热电势，改善电阻温度系数并提高耐蚀性能。为了使合金 性能更佳还可加入少量Fe和Si。 Cu—Mn系加入少量Ge可使合 金电阻增加，加工性能更好。 Ni—Cr系合金 Ni—Cr系改良型电阻合金是在Ni—Cr电热合金 的基础上开发的一种高电阻，具有更宽的使用温度.电阻温度 系数更小，耐热性良好，耐腐蚀性更佳的易于拉丝的电阻材料。 但锡焊较困难。其成分为Cr20%,Al3%,Mnl%,Fe 2.5%, 其余为Ni。

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功能金属材料——电性材料Cu—Ni系合金 Ni和Cu在周期表中位置很近.原子半径相差 很小，均有f.c.c结构，故可形成连续固溶体。其中康铜的成分 为cu60%,Ni40%,康铜的电阻温度线性比锰钢好，可以在较 宽的温度范围内使用，其最高使用温度可达400 c,而且耐腐 蚀性，耐热性均比锰铜好，但合金对铜的热电势大，为了进一 步提高康铜性能，可以加入一些合金元素如Mn、si相Be以提 高耐热性能，并可控制电阻温度系数。 贵金属精密电阻合金 贵金属合金由于耐腐蚀，抗氧化，接触 电阻小，电阻温度系数很小( 0.1 10 6 / oC ),年稳定性好，因 而受到各国的重视。这类合金主要有Pt基、Au基、Pd基和Ag 基电阻材料。

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功能金属材料——电性材料Fe—Cr—A1系合金 Fe—Cr—A1系精密电阻是在电热合金的 基础上进行成分的调整后获得的，它可以通过改变A1和Cr的 组成使电阻温度系数从正到负值之间变化，因此可制作出电阻 温度系数较小的精密电阻合金。但加工性能稍差，焊接性能不 好。

以上是一些精密电阻材料，至于电阻敏感材料则种类繁 多，例如应变电阻材料要求有大的应变灵敏系数，常用Cu基、 Ni基，Fe基及贵金属的合金。热敏电阻材料要求电阻温度系 数要大，电阻与温度呈线性，稳定性好等，常用Co基.Ni基 和Fe基合金。而光敏电阻材料常用半导体材料，气敏电阻材 料则用有机材料。

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功能金属材料——电性材料 电热材料电流通过导体将放出焦耳热，利用电流热效应的材料 就是电热材料，因此广泛用作电热器。对电热材料的性能 要求是：有高的电阻率和低的电阻温度系数，在高温时具 有良好的抗氧化性，并有长期的稳定性，有足够的高温强 度，易于拉丝。目前常用的为Ni—Cr系和Fe—Cr—Al系合 金。

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功能金属材料——电性材料Ni—Cr系合金 Ni—Cr系合金的成分见表1,这类合金随Cr量 的不同，氧化性

能也不同，在15%Cr以上，性能良好。 表1 Ni-Cr系电热合金的成分及特点

0.1 10 6 / oC

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功能金属材料——电性材料Fe—Cr—A1系合金 Fe—Cr—A1合金的成分见表2,这类合金 的耐热性随着A1和Cr含量的增加而提高，但同时增高合金的 硬度和脆性，使工艺性能恶化，在高温使用易产生脆性。 表2 Fe—Cr—Al系合金的成分及特点

0.1 10 6 / oC

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料 热电材料热电材料是指利用其热电性的材料.对金属热电材料主要是 利用塞贝克效应制作热电偶，因而是重要的测温材料之一。而 对半导体热电材料则可利用塞贝克效应。珀耳帖效应及汤姆逊 效应制作热能转变为电能的转换器以及反之用电能来作加热器 和制冷器。

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料对金属热电偶材料的性能要求为且有高的热电势及高的热电 势温度系数，保证高的灵敏度。同时要求热电势随温度的变化是 单值的，最好呈线性关系。具有良好的高温抗氧化性和抗环境介 质的腐蚀性，在使用过程中稳定性好，重复性好，并容易加工， 价格低廉。完全达到这些要求比较困难，各种热电偶材料也各有 其优缺点，一般根据使用温度范围来选择使用热电偶材料。为了 确定两种材料组成热电偶后的热电势，技术上选用铂作为标准热 电极材料，这是因为铂的熔点高，抗氧化性强及较好的重复性。

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——电性材料较常用的非贵金属热电偶材料有镍铬一镍铝，镍铬一镍硅，铁一康铜，铜 一康铜等。贵金属热电偶材料最常使用的有铂一铂铑及铱一铱铑等。低于室温 的低温热电偶材料常用铜一康铜，铁一镍铅，铁一康铜.金铁一镍铬等。表3 列出了常用国际标准化热电极材料的成分和使用温度范围，其中使用了国际标 准化热电偶正、负热电极材料的代号。一般用两个字母表示，第一个字母表示 型号。第二个字母中的P代表正电极材料，N代表负电极材料。

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《材料物理性能》——功能材料

功能金属材料——磁性材料具备强磁性的材料称为磁性材料。磁性材料具有能量转 换、存储或改变能量状态的功能，是重要的功能材料。按矫 顽力的大小可将磁性材料分为硬磁、半硬磁、软磁材料三种。 磁性材料广泛地应用于计算机、通讯、自动化、音像、电机、 仪器仪表、航空航天、农业、生物与医疗等技术领域。它的 应用已涉及到工、农、医、现代科技、国防和人类生活的各 个领域。据统计1994年全球磁性材料产量约650一750万吨。

产值100亿美元以上。全球每人每年消耗磁性材料价值2美 元.全球磁性材料需求量每年以l0%一25%速度增长。新型 磁性材料、新技术和新工艺不断涌现，是最活跃的材料领域 之一。