1.2　金属材料的物理性能

金属材料的物理性能是指在重力、温度、电磁场等物理因素作用下，材料所表现的性能或固有属性。

1.2.1　一般性能

①色泽　当白光照射到不透明的物体表面时，一部分波长的光被物体吸收，一部分波长的光被反射出来，被反射的光波是什么颜色的，人们肉眼见到的就是什么颜色。

绝大多数金属都呈现银白色光泽（但金呈黄色、铜呈赤红、铯呈浅黄、铋为淡红、铅为淡蓝）。应该注意的是，金属的光泽只在整块时才能表现出来，粉末状时，除个别金属（如镁、铝）外，大部分金属都呈灰色或黑色。

②密度　物质单位体积的质量称为密度，常用单位是g/cm3或kg/m3。根据相对密度的大小，可将金属分为轻金属（相对密度小于4.5，如Al、Mg等及其合金）和重金属（相对密度大于4.5，如Cu、Fe、Pb、Zn、Sn等及其合金）。

1.2.2　热性能

①熔点　材料在缓慢加热时由固态转变为液态，并有一定潜热吸收或放出时的转变温度称为熔点，常用单位是℃或K。熔点低的金属（如Pb、Sn等）可以用来制造钎焊的钎料、保险丝和铅字等；熔点高的金属（如Fe、Ni、Cr、Mo等）可以用来制造高温零件等。

②线胀系数　固态物质的温度改变1℃时，其长度的变化与它在0℃时的长度之比，用α表示。

③体胀系数　由于温度变化1℃时所引起体积的变化量与其0℃时体积之比，用β表示。体胀系数约是其线胀系数的3倍。

④比热容　比热容是单位质量物质的热容量，即单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的内能，通常用符号C表示，常用单位是J/（kg·K）或J/（kg·℃）。

⑤热导率　材料传导热量的能力，常用单位是W/（m·K）。热导率越大，导热性越好。纯金属的导热性比合金好，银、铜的导热性最好，铝次之；非金属中，碳（金刚石）的导热性最好。

1.2.3　电性能

①导电性　材料传导电流的能力称为导电性，电阻率越小，其导电性越好。纯金属中银的导电性最好，其次是铜、铝。工程中为减少电能损耗常采用纯铜或纯铝作为输电导体；采用导电性差的材料作为加热元件。

②电阻率　是表示各种物质电阻特性的物理量，即长度为1m、横截面积是1mm2的某种材料在常温（20℃）下导线的电阻，它与温度有关，与导体的长度、横截面积等因素无关。电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m，常用单位为Ω·cm。

③电阻温度系数　是表示温度改变1℃时电阻值的相对变化值，单位为ppm/℃（即10-6℃-1）。

1.2.4　磁性能

①磁性　磁性是物质放在不均匀的磁场中会受到磁力的作用。如把铁靠近磁铁时，这些原磁体在磁铁的作用下，整齐地排列起来，使靠近磁铁的一端具有与磁铁极性相反的极性而相互吸引。而铜、铝等金属没有原磁体结构，所以不能被磁铁所吸引。具有显著磁性的材料称为磁性材料。

②磁导率　是表示磁性强弱的物理量，是磁场中的线圈流过电流后，产生磁通的阻力或者是其在磁场中导通磁力线的能力，常用符号μ表示，常用单位是H/m。

③铁损　铁损包括磁滞损耗和涡流损耗以及剩余损耗，单位为W/kg。前者是指铁磁材料作为磁介质，在一定励磁磁场下产生的固有损耗；涡流损耗是指感应电流在铁芯电阻上产生的损耗；后者是指除上述两者以外的损耗（由于所占比例较小，可忽略不计）。

④矫顽力　使磁化至技术饱和的永磁体的磁感应强度降低至零所需要的反向磁场强度称为磁感矫顽力，它表征永磁材料抵抗外部反向磁场或其他退磁效应的能力，其单位与磁场强度单位相同，为A/m。

1.2.5　一些金属元素的部分物理性能

由于金属材料的种类繁多，表1.5仅列出一些金属元素的部分物理性能。