题目
下列有关材料热膨胀的描述,错误的是()。A. 多相复合材料内存在的微裂纹会增强材料的热膨胀量B. 一般来说,弹性模量较高的方向具有较小的热膨胀系数C. 一般而言,无限固溶体的线膨胀系数与溶质含量间呈线性关系D. 对各向同性材料而言,晶体的体膨胀系数约为线膨胀系数的3倍
下列有关材料热膨胀的描述,错误的是()。
A. 多相复合材料内存在的微裂纹会增强材料的热膨胀量
B. 一般来说,弹性模量较高的方向具有较小的热膨胀系数
C. 一般而言,无限固溶体的线膨胀系数与溶质含量间呈线性关系
D. 对各向同性材料而言,晶体的体膨胀系数约为线膨胀系数的3倍
题目解答
答案
A. 多相复合材料内存在的微裂纹会增强材料的热膨胀量
解析
本题考查材料热膨胀相关知识,需结合材料结构、热膨胀系数与弹性模量的关系、固溶体性质及各向同性材料的膨胀系数关系进行判断。关键点在于理解微裂纹对热膨胀的影响、弹性模量与热膨胀系数的反比关系、无限固溶体的线性关系以及各向同性材料的体膨胀系数与线膨胀系数的关系。
选项分析
选项A
错误。多相复合材料中的微裂纹不会增强热膨胀量。
- 微裂纹的存在可能降低材料的弹性模量,而热膨胀系数与弹性模量呈反比,因此弹性模量降低可能导致热膨胀系数增大。
- 但微裂纹在受热时可能通过裂纹扩展或闭合消耗部分膨胀应变,实际会减弱材料的宏观热膨胀量。
选项B
正确。弹性模量较高的方向热膨胀系数较小。
- 热膨胀系数 $\alpha \propto \frac{1}{E}$(弹性模量 $E$),因此弹性模量高的方向热膨胀系数小。
选项C
正确。无限固溶体的线膨胀系数与溶质含量呈线性关系。
- 无限固溶体的性质通常符合线性关系,溶质原子对晶格常数的影响可近似为线性。
选项D
正确。各向同性材料的体膨胀系数 $\beta = 3\alpha$(线膨胀系数 $\alpha$)。
- 体膨胀是三维膨胀的叠加,因此 $\beta \approx 3\alpha$。