做靶材的材料人需要了解的金屬材料的物理、化學(xué)和力學(xué)性能有哪些？

在本文中，我們將討論金屬材料的物理，化學(xué)和力學(xué)性能。金屬材料的性能很多,不同的使用要求和使用環(huán)境,具有相應(yīng)的性能要求。對(duì)于做靶材的材料人來(lái)說(shuō)，具體需要了解的有以下幾個(gè)重要部分:

金屬材料的物理性質(zhì)這些特性涉及諸如熔點(diǎn)，電導(dǎo)性，導(dǎo)熱性，密度，耐腐蝕性，磁特性等特性。

● 密度，定義為材料每單位體積的質(zhì)量。國(guó)際單位制和中國(guó)法定計(jì)量單位中，密度的單位為kg / m 3。相對(duì)密度是材料密度與4°C以下水的密度相比。
密度和相對(duì)密度的公式為：
密度（ρ）= 質(zhì)量（m）/體積（V）
相對(duì)密度（d）= 材料密度/純水在4°C的密度
利用密度的概念可以解決一系列實(shí)際問(wèn)題，如計(jì)算毛坯的質(zhì)量、鑒別金屬材料等。

● 熔點(diǎn)，金屬材料在緩慢加熱的條件下，由固態(tài)開(kāi)始熔化為液態(tài)時(shí)的溫度，叫該金屬的熔點(diǎn)，單位為攝氏度（℃）。工業(yè)上常用的金屬中，錫的熔點(diǎn)低，為231。9℃。而鎢的熔點(diǎn)高，為3410℃。純金屬有固定的熔點(diǎn)。但大多數(shù)合金材料在熔化時(shí)，取決于它的成分。比如，鐵碳合金，含碳量不同熔點(diǎn)也不同，即它們沒(méi)有一個(gè)固定的熔點(diǎn)。掌握各種金屬材料和合金的熔點(diǎn)，對(duì)我們金屬和合金靶材的熔煉鑄造具有很大的影響，并因此影響其應(yīng)用。

● 導(dǎo)電性，是金屬材料傳導(dǎo)電流的能力。衡量金屬材料導(dǎo)電能力的指標(biāo)是電導(dǎo)率。電導(dǎo)率愈大，其導(dǎo)電性能就愈好。導(dǎo)電性以銀好，其次是銅和鋁。金屬材料的導(dǎo)電性還與溫度有關(guān)。合金的導(dǎo)電性一般比純金屬差。當(dāng)材料的橫截面積及其他條件相同時(shí)，金屬的導(dǎo)電性愈好，則電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的熱量就愈小，因而在輸電過(guò)程中的電能損失就較小。金屬中銀的導(dǎo)電性好，其次是銅鋁。

● 導(dǎo)熱性：圖中顯示了烙鐵。木柄導(dǎo)熱系數(shù)低，可抵抗熱能流動(dòng)。鉆頭是由銅制成的，它是良好的熱導(dǎo)體，因此可以使存儲(chǔ)在其中的熱能容易地向下傳播到尖端并進(jìn)入被焊接的工件。這種，金屬傳導(dǎo)熱量的能力叫導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性能的優(yōu)劣一般用導(dǎo)熱系數(shù)來(lái)表示金屬材料。導(dǎo)熱系數(shù)又稱熱導(dǎo)率。金屬的導(dǎo)熱性愈差，其加熱或冷卻時(shí)，部件表面和內(nèi)部的溫度差就愈大，由此產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就愈大，就愈易發(fā)生裂紋。一般來(lái)說(shuō)，導(dǎo)電性好的材料，其導(dǎo)熱性也好。銀的導(dǎo)熱性好，其次是銅和鋁。

● 熱膨脹性，就是金屬升高溫度時(shí)體積發(fā)生脹大的現(xiàn)象稱為金屬的熱膨脹。衡量熱膨脹性的指標(biāo)稱為熱膨脹系數(shù)，熱膨脹系數(shù)是指金屬溫度每升高1℃所增加的長(zhǎng)度度與原來(lái)長(zhǎng)度的比值。例如，在靶材的焊接綁定過(guò)程中，被焊的工件由于受熱不均勻而產(chǎn)生不均勻的熱膨脹，就會(huì)導(dǎo)致焊件的變形和焊接應(yīng)力。

● 導(dǎo)磁性，金屬被磁化或被磁力吸引的性能稱為磁性。根據(jù)這種性能的不同，通常將金屬材料分為鐵磁材料、順磁材料和逆磁材料三種。鐵磁材料有鐵、鈷、鎳等，它們?cè)谕獯艌?chǎng)中能強(qiáng)烈被磁化。順磁材料有錳、鉻、鎢、鉬等，它們?cè)谕饧哟艌?chǎng)中只是微弱地被磁化。逆磁材料有銅、錫、鉛、鋅等，它們能抗拒或削弱外加磁場(chǎng)對(duì)材料本身的磁化作用。鍍膜工業(yè)上應(yīng)用較多的鐵磁材料，需要考慮磁場(chǎng)屏蔽問(wèn)題，盡量提高透磁率以滿足濺射要求。

金屬材料的化學(xué)性能金屬材料在室溫或高溫下,抵抗介質(zhì)對(duì)它化學(xué)浸蝕的能力,稱為金屬材料的化學(xué)性能.金屬材料的化學(xué)性能一般包括抗腐蝕性和抗氧化性等.

● 抗氧化性,是指金屬材料在高溫時(shí)抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力.　

● 耐腐蝕性，金屬材料抵抗各種介質(zhì)（大氣、酸、堿、鹽）浸蝕的能力稱為抗腐蝕性. 鉭、鈮等金屬材料在這方面有突出表現(xiàn)，鉭靶材濺射鍍膜后能起到耐腐蝕作用，保護(hù)膜層的表面。

金屬材料的力學(xué)性能，力學(xué)性能是指金屬在外力作用，抵抗塑性變形和斷裂的能力，金屬材料的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、延伸率、斷面收縮率、硬度、沖擊韌性等。

● 強(qiáng)度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應(yīng)力。

● 屈服點(diǎn)（σs）：稱屈服強(qiáng)度，指材料在拉抻過(guò)程中，材料所受應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%L。時(shí)應(yīng)力值，單位用牛頓/毫米2(N/mm2）表示。材料的屈服點(diǎn)是機(jī)械設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一，是評(píng)定金屬材料質(zhì)量的重要指標(biāo)。

● 抗拉強(qiáng)度（σb）也叫強(qiáng)度極限，指材料在拉斷前承受大應(yīng)力值。單位用牛頓/毫米2(N/mm2）表示。如鋁鋰合金抗拉強(qiáng)度可達(dá)689.5MPa。

● 延伸率（δ），金屬材料在拉伸斷裂后，總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。工程上常將δ≥5%的材料稱為塑性材料，如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等；而把δ≤5%的材料稱為脆性材料，如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。

● 斷面收縮率（Ψ），金屬材料在拉伸斷裂后、斷面大縮小面積與原斷面積百分比。

● 沖擊韌性（αk）：金屬材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2(J/cm2）。用公式表示：αk=Ak/F(J/cm2) Ak---沖擊試樣所消耗的功，J；F---試樣斷口處橫截面積，cm2.αk值越大，材料的韌性越好，在受到?jīng)_擊時(shí)不容易斷裂；反之，越大脆性。金屬材料的沖擊韌度、與溫度有關(guān)，溫度越低，沖擊韌度值越小。

● 硬度，指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測(cè)定分布氏硬度(HBS、HBW）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和維氏硬度（HV）。在生產(chǎn)中常用的是布氏硬度和洛氏硬度，維氏硬度試驗(yàn)是用來(lái)測(cè)定顯微組織的硬度。