無機材料物理性能考試試題及答案

1、無機材料物理性能考試試題及答案一、填空（18）1.聲子的準粒子性表現(xiàn)在聲子的動量不確定、系統(tǒng)中聲子的數(shù)目不守恒。2.在外加電場E的作用下，一個具有電偶極矩為p的點電偶極子的位能U=pE，該式表明當電偶極矩的取向與外電場同向時，能量為最低而反向時能量為最高。3.TC為正的溫度補償材料具有敞曠結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)單位能發(fā)生較大的轉(zhuǎn)動。4.鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)由5個簡立方格子套購而成，它們分別是1個Ti、1個Ca和3個氧簡立方格子5.彈性系數(shù)ks的大小

2、實質(zhì)上反映了原子間勢能曲線極小值尖峭度的大小。6.按照格里菲斯微裂紋理論，材料的斷裂強度不是取決于裂紋的數(shù)量，而是決定于裂紋的大小，即是由最危險的裂紋尺寸或臨界裂紋尺寸決定材料的斷裂強度。7.制備微晶、高密度與高純度材料的依據(jù)是材料脆性斷裂的影響因素有晶粒尺寸、氣孔率、雜質(zhì)等。8.粒子強化材料的機理在于粒子可以防止基體內(nèi)的位錯運動，或通過粒子的塑性形變而吸收一部分能量，達從而到強化的目的。9.復(fù)合體中熱膨脹滯后現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是由于不同相

3、間或晶粒的不同方向上膨脹系數(shù)差別很大，產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，使坯體產(chǎn)生微裂紋。10.裂紋有三種擴展方式：張開型、滑開型、撕開型11.格波：晶格中的所有原子以相同頻率振動而形成的波，或某一個原子在平衡位置附近的振動是以波的形式在晶體中傳播形成的波二、名詞解釋(12)自發(fā)極化：極化并非由外電場所引起，而是由極性晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點所引起，使晶體中的每個晶胞內(nèi)存在固有電偶極矩，這種極化機制為自發(fā)極化。斷裂能：是一種織構(gòu)敏感參數(shù)起著斷裂過程的阻力作用，

4、不僅取決于組分、結(jié)構(gòu)，在很大程度上受到微觀缺陷、顯微結(jié)構(gòu)的影響。包括熱力學(xué)表面能、塑性形變能、微裂紋形成能、相變彈性能等。電子的共有化運動：原子組成晶體后，由于電子殼層的交疊，電子不再完全局限在某一個原子上，可以由一個原子的某一電子殼層轉(zhuǎn)移到相鄰原子的相似殼層上去，因而電子可以在整個晶體中運動。這種運動稱為電子的共有化運動。平衡載流子和非平衡載流子：在一定溫度下，半導(dǎo)體中由于熱激發(fā)產(chǎn)生的載流子成為平衡載流子。由于施加外界條件(外加電壓、

5、光照)，人為地增加載流子數(shù)目，比熱平衡載流子數(shù)目多的載流子稱為非平衡載流子。三、簡答題（13）1.玻璃是無序網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不可能有滑移系統(tǒng)，呈脆性，但在高溫時又能變形，為什么？答：正是因為非長程有序，許多原子并不在勢能曲線低谷；在高溫下，有一些原子鍵比較弱，只需較小的應(yīng)力就能使這些原子間的鍵斷裂；原子躍遷附近的空隙位置，引起原子位移和重排。不需初始的屈服應(yīng)力就能變形粘性流動。因此玻璃在高溫時能變形。2.有關(guān)介質(zhì)損耗描述的方法有哪些？其本質(zhì)是

6、否一致？答：損耗角正切、損耗因子、損耗角正切倒數(shù)、損耗功率、等效電導(dǎo)率、復(fù)介電常數(shù)的復(fù)項。多種方法對材料來說都涉及同一現(xiàn)象。即實際電介質(zhì)的電流位相滯后理想電介質(zhì)的電流位相。因此它們的本質(zhì)是一致的。3.簡述提高陶瓷材料抗熱沖擊斷裂性能的措施。答：(1)提高材料的強度?f，減小彈性模量E。(2)提高材料的熱導(dǎo)率c。(3)減小材料的熱膨脹系數(shù)a。(4)減小表面熱傳遞系數(shù)h。(5)減小產(chǎn)品的有效厚度rm。成偶極矩，或通過轉(zhuǎn)向表現(xiàn)出宏觀極化強度，

7、這些過程的完成可以分為兩種：第一種，彈性的、瞬間完成的、不消耗能量的位移式極化；第二種，與熱運動有關(guān)，其完成需要一定的時間，且是非彈性的，需要消耗一定能量的的松弛極化。因此電極化微觀機制有電子位移極化、離子位移極化、電子、離子松弛極化、空間電荷極化、轉(zhuǎn)向極化等。通過材料的極化率?、極化強度P和介電常數(shù)?r間的關(guān)系：P=?0(?r1)E，P=?0?E分析可知，容易極化的材料其介電常數(shù)也大，因此材料的極化都會提高其介電常數(shù)。但是由于各種極化

8、現(xiàn)象所需的時間不同，是否能發(fā)生極化與該極化機制和外加電場的頻率有關(guān)，電子位移激化時間短，其極化范圍在直流與光頻間，即高于光頻的電場不能使電子發(fā)生位移極化，小于光頻的電場可以使電子發(fā)生位移極化，因此其對介電常數(shù)的影響主要在直流與光頻間。同樣，離子位移極化、松弛極化、空間電荷極化分別在直流和紅外間、直流和超高頻間、直流和高頻間對介電常數(shù)影響。其影響位移極化小于松弛極化。分析固體材料熱膨脹本質(zhì)答：源于材料內(nèi)部的質(zhì)點之間相互作用關(guān)于質(zhì)點平衡位置

9、不對稱性。五、計算題(27)1.根據(jù)標準線性固體模型，推導(dǎo)應(yīng)力?和應(yīng)變?的關(guān)系式：2212121)(EEEEEEE????????????。其中：??=dtd?，??=dtd?答案：由串并聯(lián)條件得：（1）??=?1???=?2?（2）?3=??3?（3）21????????（4）?=?1?2（5）?1=E1?1（6）?1=?3（7）?2=E2?2（8）2??=E2?2?=E2??（9）1??=E11??解方程????????211311