為了保證圖片的清晰度,本文保留了英文原圖,未對材料名稱進行編譯。讀者可先通過列表對相關材料的中英文名進行熟悉后,再瀏覽圖片。
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材料性能對比圖中所涉及的材料
材料類別 | 英文名 | 中文名 |
Metals 金屬及合金 | Al alloys | 鋁合金 |
Cu alloys | 銅合金 | |
Lead alloys | 鉛合金 | |
Mg alloys | 鎂合金 | |
Ni alloys | 鎳合金 | |
Steels | 鋼 | |
Stainless steels | 不銹鋼 | |
Tin alloys | 錫合金 | |
Ti alloys | 鈦合金 | |
W alloys | 鎢合金 | |
Pb alloys | 鉛合金 | |
Zn alloys | 鋅合金 | |
Polymers 聚合物 | ABS | ABS材料 |
CA | 醋酯纖維 | |
Ionomers | 離聚物 | |
Epoxy | 環氧樹脂 | |
Phenolics | 酚醛塑料 | |
PA | 聚酰胺 | |
PC | 聚碳酸酯 | |
Polyester | 聚酯纖維 | |
PEEK | 聚醚醚酮 | |
PE | 聚乙烯 | |
PET | 熱塑性聚酯 | |
PMMA | 有機玻璃 | |
POM | 聚甲醛樹脂 | |
PP | 聚丙烯 | |
PS | 聚苯乙烯 | |
PTFE | 聚四氟乙烯 | |
PVC | 聚氯乙烯 | |
Elastomers 橡膠 | Butyl rubber | 丁基橡膠 |
EVA | 乙烯-醋酸乙烯共聚物 | |
Isoprene | ||
Natural rubber | 天然橡膠 | |
Neoprene | 氯丁膠 | |
PU | 聚氨酯 | |
Silicones | 有機硅塑料 | |
Ceramics 陶瓷 | Al2O3 | 氧化鋁 |
AlN | 氮化鋁 | |
B4C | 碳化硼 | |
SiC | 碳化硅 | |
Si3N4 | 氮化硅 | |
WC | 碳化物 | |
Brick | 磚 | |
Concrete | 混凝土 | |
stone | 石頭 | |
Glasses 玻璃 | Soda-lime glass | 鈣鈉玻璃 |
Borosilicate | 硼硅玻璃 | |
Silica glass | 石英玻璃 | |
Glass ceramic | 玻璃陶瓷 | |
Composites 復合物 | CFRP | 碳纖維增強復合材料 |
GFRP | 玻璃纖維增強塑料 | |
Al-SiC | 碳化硅增強鋁基材料 | |
Foams 泡沫材料 | Flexible foams | 柔性聚合物泡沫 |
Rigid foams | 硬質聚合物泡沫 | |
Natural materials 天然材料 | Cork | 軟木 |
Bamboo | 竹子 | |
Wood | 木頭 |
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楊氏模量-密度
Young’s modulus vs. Density
3
強度—密度
Strength vs. Density
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楊氏模量—強度
Young’s modulus vs. Strength
5
比模量—比強度
Specific modulus vs. Specific strength
比模量是單位密度的彈性模量,比模量是材料承載能力的一個重要指標,比模量越大,零件的剛性就愈大,也稱為“比剛度”。
比強度為材料的強度與材料表觀密度之比。比強度越高表明達到相應強度所用的材料質量越輕。優質的結構材料應具有較高的比強度,才能盡量以較小的截面滿足強度要求,同時可以大幅度減小結構體本身的自重。
6
斷裂韌性與楊氏模量
Fracture toughness vs. Young’s modulus
7
斷裂韌性與強度
Fracture toughness vs. Strength
8
損耗因子與楊氏模量
Loss coefficient vs. Young’s modulus
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導熱系數與電阻率
Thermal conductivity vs. Electrical resistivity
導熱系數是指在穩定傳熱條件下單位面積傳遞的熱量,導熱系數僅針對存在導熱的傳熱形式,當存在其他形式的熱傳遞形式時,如輻射、對流和傳質等多種傳熱形式時的復合傳熱關系,該性質通常被稱為表觀導熱系數、顯性導熱系數或有效導熱系數。
電阻率是指材料的電阻與橫截面積的乘積與長度的比值,是衡量材料導電性能的物理參數。電阻率不僅與材料種類有關,而且還與溫度、壓力和磁場等外界因素有關。
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導熱系數與熱擴散系數
Thermal conductivity vs. Thermal diffusivity
11
線膨脹系數—導熱系數
Thermal expansion vs. Thermal conductivity
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線膨脹系數—楊氏模量
Thermal expansion vs. Young’s modulus
13
磨損常數與硬度
Wear rate constant vs. Hardness
磨損常數是指材料在一定壓力下的磨損量。
硬度是指材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力。
一般情況下,材料抗疲勞磨損能力隨表面硬度的增加而增強,而表面硬度一旦越過一定值,則情況相反。
14
楊氏模量—相對成本
Young’s modulus vs. Relative cost per unit volume
15
強度—相對成本
Strength vs. Relative cost per unit volume
16
導熱系數—強度
Thermal conductivity vs. Strength
17
強度—介電損耗
Strength vs. Dielectric loss factor
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強度—介電損耗(聚合物)
Strength vs. Dielectric loss factor(Polymers)
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強度—介電損耗(陶瓷)
Strength vs. Dielectric loss factor(Ceramics)
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電阻率—楊氏模量
Electrical resistivity vs. Young’s modulus
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線膨脹系數—最高工作溫度
Thermal expansion vs. Maximum service temperature
22
楊氏模量—自含能量
Young's Modulus vs. Energy
23
強度—自含能量
Strength vs. Energy
24
材料的觸覺性能(軟硬、暖涼)
Soft-Hard/Warm-Cold
25
材料的音高與音色特性
Pitch and brightness
26
材料價格(單位重量或單位體積)
Price (unit weight & unit volume)
27
比熱容—密度
Specific Heat Capacity vs. Density
28
比熱容—價格
Specific Heat Capacity vs. Price
29
強度—延伸率
Strength vs. Elongation
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電阻率—成本
Electrical resistivity vs. Relative cost
31
可回收率—成本
Recycle Fraction vs. Relative cost
32
自含能量與成本
Embodied Energy vs. Relative Cost
完
參考來源:
1.《Materials Selection in Mechanical Design,Fourth Edition》;
2.新材料在線編譯內容來源:http://www-materials.eng.cam.ac.uk/mpsite/interactive_charts/
PS:《Materials Selection in Mechanical Design,5th dition》的鏈接地址(能下的給小編傳一份啊):
https://www.elsevier.com/books/materials-selection-in-mechanical-design/ashby/978-0-08-100599-6
