材料力学性能测试与评价技术进展

　　1引言

　　现代材料科学在很大程度上依赖于对材料性能与其成分及显微组织关系的理解。因此，对材料性能的各种测试技术，对材料组织从宏观到微观不同层次的表征技术构成了材料科学与工程的一个重要部分，亦是联系材料设计与制造工艺直到获得具有满意使用性能的材料之间的桥梁。从新材料的研究、开发和发展中，可以清楚的看到检测评价新技术所起到的作用，如图1所示。

　　从图1中可以清楚地看到，评价检测在材料研究开发中起着非常重要的作用。工程实际中研究与开发新材料的目的是为了应用，因此对材料的设计所关注的是材料的性能参数。对功能材料而言最终得到满足要求的物理参数，例如弹性、热膨胀、热容、热传导、热辐射、电阻、热电势、磁性等;而对结构材料来讲应得到较为满意的力学性能参数，如强度、硬度、延伸率、疲劳极限及特性等。因此，材料的评价与检测技术是材料科学与技术学科中一个重要组成部分，它伴随着材料的发展而相应革新、不断完善，同时为新型材料和新材料的研究开发提供了科学的、可靠的保障。

　　由于新材料的种类繁多，相应的测试和评价技术涉及面很广。材料检测评价技术从大的方面可分为:性能测定、显微组织表征和无损检测等，而每一方面又包含各种不同的测试技术和标准试验方法。在多种材料和多种性能测试中，以力学性能为代表，力学性能是结构材料研究、生产、使用的最基本参数，其研究十分活跃。本文对材料的力学性能测试技术进展做简单论述。

　　2材料性能评价技术的作用

　　对材料力学性能的研究起始于欧洲工业革命，两次世界大战促进了材料测试与评价技术的发展，同时也对材料的性能提出了更高的要求。例如，需要重量更轻而强度又更高的材料来制造飞机、火箭及各种武器等。战后世界上的军备竞赛就一直没有停止，以后又发展到太空的竞争，航天科学技术的发展为材料性能研究开辟了更加崭新的领域，如图2所示为航天发射现场。

　　材料科学的发展促进了对新材料的研究，进而又促进材料试验与评价技术的革新。可以说材料测试与评价技术源于材料科学的革新，反过了又促进了材料科学的进一步发展。

　　就实际工程而言，新产品，如高温燃气轮机、热核反应发电站、轻质航天飞机、火箭、卫星、轻质地面车辆、探井钻探及高压贮罐等;新材料，如超级合金、复合材料、聚合材料、陶瓷材料薄膜材料、纳米材料等的研制，使得材料工作条件更加复杂、更加恶劣，因此对材料性能提出更高的要求，如超高压、超低温、超真空、超高纯、超高速冷、超高强、超辐射、耐腐蚀等，对材料试验技术提出更高的要求，即快速省力、准确可靠、安全经济。