各向異性

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更新時間: 2013-07-17

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各向異性(英文名稱:anisotropy) 是指材料在各方向的力學和物理性能呈現差異的特性。

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1 各向異性 -簡介

anisotropy

晶體的各向異性即沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不盡相同,由此導致晶體在不同方向的物理化學特性也不同,這就是晶體的各向異性。晶體的各向異性具體表現在晶體不同方向上的彈性膜量、硬度、熱膨脹係數、導熱性、電阻率、電位移矢量、電極化強度、磁化率和折射率等都是不同的。各向異性作為晶體的一個重要特性具有相當重要的研究價值。常用密勒指數來標誌晶體的不同取向。

2 各向異性 -木材各向異性

木材因含水量減少引起體積收縮之現象叫作干縮,干縮也叫作「木材各向異性」 

各向異性各向異性

 
例如從纖維飽和點降到含水率0%時,順紋干縮甚小,為0.1~0.3%,橫紋徑向干縮為3.66%,弦向干縮最大竟達9.63%,體積干縮為13.8%,所以當木材紋理不直不勻,表面和內部水分蒸發速度不一致,各部分干縮程度不同時,就出現彎、扭等不規則變形、干縮不勻就會出現裂縫。

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3 各向異性 -形態特點

 質地不均勻,各方面強度不一致。木材沿樹榦方(習慣叫順紋)之強度較垂直樹榦之橫向(橫紋)大得多。例圖為松木與雜木三方向之抗壓強度。各方面強度之大小,可以從管形細胞 之構造、排列之方面找到原因。木纖維縱向聯結最強,故順紋抗拉強度最高。木材順紋受壓,每個細胞都好像一根管柱,壓力大到一定程度細胞壁向內翹曲然後破壞。故順紋抗壓強度 比順紋抗拉強度小。橫紋受壓,管形細胞容易被壓扁,所以強度僅為順紋抗壓強度之1/8左右,彎曲強度介於抗拉,抗壓之間。

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4 各向異性 -性質表現

各向異性,亦稱「非均質性」。物體的全部或部分物理、化學等性質隨方向的不同而各自表現出一定的差異的特性。即在不同的方向所測得的性能數值不同。

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5 各向異性 -地球物理學中的各向異性

anisotropy

 物理性質隨測量方向而變化的特性。地球物理應用各向異性有時僅限於「視各向異性」,以與品體歷具有的點各向異性相區別。
A、在各向異性介質中應力與應變的彈性張量包含21個獨立常數。如果有兩個方向性質相同(橫向各向同性),就減少到5個獨立常數。各向同性介質則只有兩個獨立彈性常數。各向異性介質中有三種體波傳播,兩種S波,一種P被,波前不一定與被傳播方向正交,斯奈爾定律需要修改。Aeolotropy也可用作各向異性解釋。
B、在地震勘探中,各向異性用來指一個岩性單元中平行於地層面的速度與垂直於地層面的速度之間的差別。沿層面的速度(例如用折射測得的)比垂直層面的速度(如測井)一般的要高出10—15%。
C、各向異性有時也用來(不合理地)指在一整個層序中平行地層與垂直地層的速度之間的差別。在這種層序中對垂直於地層的速度,所有層位所作的貢獻正比於厚度,而平行於地層的速度則因為高速層對能量的優先傳播而較大。
D、微觀各向異性是指出於片狀礦物顆粒及裂隙平行於地層排列而使垂直於和平行於地層的物理性質不同。
E、宏觀各向異性是指所觀測的地質體中薄層的物性顯著區別於其他部分。
F、岩石中激發極化的各向異性小於電阻率的各向異性。在片理狀岩石中,平行於片理的真電阻率小於垂直於片理的真電阻率。
G、電阻率各向異性係數是指垂直於地層測得的電阻率與平行測得的電阻率比值的平方根,它的值常在1與2之間。

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