材料物理試驗

利用物質的各種物理效應來分析和確定材料的性狀，並尋找它們之間的相互關係和規律性的一種材料試驗。材料的性狀包括結構、組織形貌、化學組成和價態、物理或物理－化學參數等。材料物理試驗是鑑定、評價和研究金屬及合金材料的重要手段。有些方法也可用於非金屬材料。

基本介紹

• 中文名：材料物理試驗
• 包括：結構、物理或物理－化學參數等
• 意義：鑑定、評價和研究金屬及合金材料的重要手段
• 原理：利用物質的各種物理效應

作用

材料物理試驗的主要作用是：

①　為合理地選擇製造各種機械零部件用的材料提供可靠的依據。

②　為制訂材料的熱處理（見金屬熱處理）、鍛造、衝壓、鑄造和焊接等各種工藝過程的正確規範提供參考資料。

③　作為失效分析的主要手段。對失效的機械零部件進行失效原因分析是防止類似事故再度發生、提高產品質量和延長使用壽命的有效途徑。失效分析時首先應進行巨觀觀察和檢查，以了解失效現象的概貌。然後進一步套用各種微觀方法來研究失效的零部件，特別是失效的起始部位的組織形貌、結構和化學組成等特徵，以便找出失效原因，提出改進措施。

方法 　材料物理試驗的方法包括光學金相檢驗、X射線分析、電子顯微鏡分析、電子探針分析、表面分析和物理性能參數測定。

光學金相檢驗 　包括巨觀檢驗和顯微組織檢驗兩個方面。前者採用肉眼或低倍放大方法觀察、分析材料或零部件的巨觀組織和斷口形貌等；後者採用光學金相顯微鏡在放大50～2000倍下觀察金相試樣的顯微組織和微觀缺陷等。

X射線分析

廣泛套用於金屬材料相組分的測定、殘餘應力的測定和相變過程中結構變化的研究；也可用於探傷和材料化學成分的X射線螢光分析。 　電子顯微鏡分析 　主要包括透射電子顯微鏡分析和掃描電子顯微鏡分析兩種。透射電子顯微鏡具有很高的分辨本領,而且可以作電子衍射分析,能同時提供試樣的組織形貌和與之相對應的晶體，透射電子顯微鏡分析是物理試驗中最常用的顯微分析手段。掃描電子顯微鏡是採用二次電子、背散射電子或吸收電子等信號成像，有較大的景深，適宜於作斷口分析和三維顯微形態分析。

電子探針分析

利用樣品受高速電子轟擊後發出組成元素的特徵 X射線信號來鑑定元素種類和含量的分析方法。它是微區化學成分分析的重要手段，可分析原子序數為4以上的所有元素。

表面分析

包括離子探針分析、俄歇電子能譜分析和X射線光電子能譜分析。

物理性能參數測定 　物理性能參數表征金屬和合金固有的巨觀性能(見材料物理性能參數)。這些參數不僅是設計中的重要數據，而且可根據它們的變化來有效地研究金屬內部組織和結構的變化。物理性能參數測定的特點是測量速度快而且準確，並能顯示轉變過程的全貌。但單靠此法來間接推斷材料內部組織和結構變化，在某些情況下存在困難，如用此法與材料物理試驗的其他方法相互配合，則有可能更充分地反映出金屬和合金材料內部變化的規律和本質。