每個工程師都應該知道的材料屬性

通俗的講，當我們想描述一種材料怎麼樣，是不是適合我們的工程使用，這就需要用到材料屬性。以下是工程師必須知道的10個最重要的材料屬性列表。

1）硬度

硬度是最常用的材料性能之一，可應用於任何固體材料。它是指材料承受表面劃痕或壓痕的能力。評判材料硬度的單位有洛氏硬度和布氏硬度。雖然某些材料自然會比其他材料更硬（例如，鋼總是比鋁更硬），但是通過熱處理或加工硬化可以增加或減少許多材料的硬度。

2）剛度

剛度是指材料抗變形的傾向。一般測定材料的彈性模量來衡量材料的剛度。彈性模量越高，剛度越高。例如，一個很大負載的長跨度橋，工程師一定要選擇彈性模量較高的材料，以確保在預期載荷的作用下不會產生太大的偏移。

3）熱膨脹係數

材料的熱膨脹係數，也稱CTE，該屬性描述了隨著溫度變化，零件尺寸會改變多少。CTE越高，零件尺寸隨溫度升高而增長越多。這個屬性對於發動機上的零件在高溫應用中尤其重要。

4）導熱係數

導熱係數是指材料多麼容易傳導熱量。例如，設計散熱片時，較高導熱係數的材料更為適合。

5）剪切強度

剪切強度是材料在剪切載荷下失效的阻力。剪切載荷是在兩個相反的方向上的滑動載荷，就像剪刀剪切紙張一樣，如果零件收到剪切的力，就要選擇剪切強度較高的材料。

6）抗拉強度

材料的抗拉強度是最最重要的材料屬性，它是在標準拉伸試驗中確定的，將試樣拉伸直到斷裂，來測量載荷。一般工程中我們所說的「能不能扛得住」其實就是指抗拉強度的高低。

7）抗壓強度

抗壓強度是部件抗壓力的能力。抗壓強度低的材料在壓縮時會彎曲並破裂。通常，給出材料的應力 - 應變曲線，以顯示由給定量的壓縮應力產生的應變情況。

設計複合材料時，抗壓強度是一個很重要的指標。例如，碳纖維具有非常高的拉伸強度，但在壓縮下容易彎曲。

8）屈服強度

當受到壓力時，大多數材料將產生彈性變形開，這意味著一旦撤去壓力，它們就會彈回原來的形狀。但是，達到某一壓力值時，所產生的變形將永遠不再恢復，那麼這個使材料產生塑形變形的點就被稱為屈服強度。

9）表面粗糙度

這裡的表面粗糙度是指材料在自然狀態下，其表面和外觀能達到的平整度和光滑度。另外，也指材料在經過一定加工，能達到的表面效果情況。

10）熔點

最後，在設計高溫條件下應用的零件時，需要考慮材料的熔點 ，這是材料從固體轉變成液體的溫度。同樣值得注意的是，壓力會對材料的熔點產生影響，隨著壓力的增加，熔點增加。

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