材料性質一問~ 有關”等向性材料”及”均質材料”

Question

http://sunrise.hk.edu.tw/~hmliu/material/q_and_a/qanda81_85.htm#等向性材料(isotropic%20material)
上面的網頁是我找到的資料，但還是不太能理解他的意思，請各位大大能否以較白話的方式來回答我下列的問題?
1.何謂「等向性材料 (isotropic material)」
2.何謂「均質材料 (homogeneous material)」
3.為何材料性質是有方向性的?
4.why 等向性材料未必為均質材料? 而均質材料未必為等向性材料??

Answer 1

1.何謂「等向性材料 (isotropic material)」如果以相同的力從不同的方向去拉伸一個材料,每個不同拉伸方向的伸長量相同,就稱此材料是等向性材料.2.何謂「均質材料 (homogeneous material)」如果偵測一個材料的各個不同位置的成份與晶格結構,發現不管是哪個位置,成份與晶格結構都相同,就稱此材料是均質材料.由於這定義太嚴,我們通常稱純物質和溶液類型的混合物為均質材料.3.為何材料性質是有方向性的? 如下圖是鑽石的晶格,在(1,0,0),(0,1,0),(0,0,1)方向的原子距離相同,所以有等方向性,但是(1,1,0)或(1,1,1)方向的原子距離與(1,0,0)方向的就不同,原子距離不同,拉伸的變形量不同,所有沒有等方向性.事實上,等方向性與均質性都是理想性質.最接近等方向性的材料是玻璃等沒有固定晶格的固態(稱做非晶形結構).金屬多半是由非常多晶體以不同方向結合,所以也接近等方向性.
圖片參考：http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/imgsol/sidia2.gif
4.why 等向性材料未必為均質材料? 而均質材料未必為等向性材料?? 假設水泥塊中均勻分佈著碎石,則此水泥塊性質接近等向性,但是每一點的材料成份與結構不同,所以不是均質材料.而一顆單晶,如鑽石,就是沒有等向性但卻均質的材料,原因已經在上面敘述.

Answer 2

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Answer 3

1. 等向性材料: 表示每個方向的性質皆相同, 例如一般的金屬材料, 而非等向性材料, 如木頭, 有纖維的方向, 其強度比較強, 還有布, PCB板, 釣魚杆, 複合材料......
2. 均質材料: 表示每點的性質接相同, 例如一般金屬材料, 布, 木頭, 而非均質材料如複合材料
3. 為何材料性質是有方向性的? 自然界如木頭, 如用斧頭順著紋路劈下去, 一定很容易, 但若與紋路垂直則很難劈, 而複合材料是為了達到特殊用途, 可以設計出不同方向的強度出來, 若有用到就很容易理解.
4. 若了解等向性材料及均質材料的不同, 就可知道了. 但大多數具有等向性材料是均質材料.