《材料结构与性能》习题

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《工程材料力学性能》考试复习题

《工程材料力学性能》考试复习题

名词解释名词解释1,循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力应力状态软性系数材料最大切应力与最大正应力的比值,记为α。

:2,缺口效应:缺口材料在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态发生的变化。

3,缺口敏感度:金属材料的缺口敏感性指标,用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值表示。

抗拉强度的比值表示。

4,冲击吸收功:冲击弯曲试验中试样变形和断裂所消耗的功5,过载损伤界:抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。

6,应力腐蚀:材料或零件在应力和腐蚀环境的共同作用下引起的破坏7,氢蚀:,氢蚀: 由于氢与金属中的第二相作用生成高压气体,使基体金属晶界结合力减弱而导 8,金属脆化。

氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色,颗粒状。

微观断口上晶界明显加宽,呈沿晶断裂。

断裂。

9,磨损:机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。

1010,耐磨性:机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,,耐磨性:机件表面相互接触并产生相对运动,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐损失、造成表面损伤的现象。

论述论述1,影响屈服强度的因素:,影响屈服强度的因素:①内因:①内因:a a 金属本性及晶格类型b 晶粒大小和亚结构c 溶质元素d 第二相第二相②外因:②外因:a a 温度b 应变速率c 应力状态应力状态2,影响韧脆转变的因素:,影响韧脆转变的因素:①冶金因素:①冶金因素:a a 晶体结构,体心立方金属及其合金存在低温脆性。

b 化学成分化学成分,1,1,1)间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑)间隙溶质元素↑→韧脆转变温度↑2置换型溶质元素一般也能提高韧脆转变温度,但Ni 和一定量Mn 例外。

3杂质元素S 、P 、As As、、Sn Sn、、Sb 等使钢的韧性下降等使钢的韧性下降c 晶粒大小,细化晶粒提高韧性的原因有:晶界是裂纹扩展的阻力;晶界前塞积的位错数减少,有利于降低应力集中;晶界总面积增加,使晶界上杂质浓度减少,避免产生沿晶脆性断裂。

模块2结构材料力学性能习题答案

模块2结构材料力学性能习题答案

模块2结构材料力学性能习题答案1. 有明显屈服点的钢筋的拉伸试验过程可分为哪四个阶段?试作出其应力-应变图并标出各阶段的特征应力值。

有明显屈服点的钢筋的拉手试验阶段可分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。

图 有明显屈服点钢筋的σ-ε曲线弹性阶段:a 点对应的为弹性极限σp 。

屈服阶段:b 点为屈服上限;c 点为屈服下限,即屈服极限σs 。

强化阶段:最高点e 点对应的为抗拉强度σb 。

2. 结构设计计算中,有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋在设计强度取值上有何不同?屈服强度是钢筋强度的设计依据。

有明显屈服点的钢筋,一般取屈服下限作为屈服强度。

无明显屈服点的钢筋,通常取残余应变为0.2%时对应的应力σ0.2作为强度设计指标,称为条件屈服强度。

3. 钢材有哪几项主要力学性能指标?各项指标可用来衡量钢材的哪些方面的性能?钢材的几项主要力学性能指标:强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性。

强度主要是屈服点y f 和抗拉强度u f 这两项指标。

钢材的屈服点y f 是衡量结构承载力和确定强度设计值的指标;抗拉强度u f 可直接反映钢材内部组织的优劣,它是抵抗破坏的重要指标。

塑性,延伸率代表材料断裂前具有的塑性变形能力。

冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。

冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。

4. 碳、锰、硅、硫、磷对碳素结构钢的机械性能分别有哪些影响?碳:随着含碳量的增加,钢的强度和硬度提高,塑性和韧性下降。

但当含碳量大于1.0%时,由于钢材变脆,强度反而下降。

锰:适量的锰可提高强度而不明显影响塑性,同时可消除热脆和改善冷脆倾向。

硅:适量(含量不超过0.2%时)可提高钢材强度,而对塑性、韧性和可焊性无明显不良影响。

硫:有害元素,会引起热脆性。

磷:使钢的强度、硬度提高,但显著降低钢材的塑性和韧性,会导致冷脆性。

5. 试阐述什么是应力集中。

钢结构构件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化、内部缺陷等使一些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,此谓应力集中现象。

【高等教育】材料性能学练习题及参考答案1

【高等教育】材料性能学练习题及参考答案1

《材料性能学》习题1一.选择题(本题包括15小题,每小题只有一个合适选项,每小题2分,共30分)1. 断裂力学主要用来处理(d )方面的问题。

a) 低塑性材料抗断裂b) 高塑性材料抗断裂c) 含缺口材料抗断裂d) 含缺陷材料抗断裂2. 多晶体金属塑性变形的特点是(c )。

a) 同时性b) 不协调性c) 非同时性d) 独立性3. 细晶强化是非常好的强化方法,但不适用于(a )。

a) 高温b) 中温c) 常温d) 低温4. 表征脆性材料的力学性能的参量是(d )。

a) E, σ0.2b)σb , δc) ν, ψd) E, σb5. 应力状态柔度系数最大的是(a )。

a) 压b) 拉c) 扭d) 弯6. 与抗拉强度之间存在相互关系的是(a )。

a) 布氏硬度b) 洛氏硬度c) 显微硬度d) 肖氏硬度7. 下述断口哪一种是延性断口( d )。

a) 穿晶断口b) 沿晶断口c) 河流花样d) 韧窝断口8. 通常键强度高的材料,热膨胀系数;结构紧密的晶体,热膨胀系数(d)a)高小b)低小c)高大d)低大9. 疲劳裂纹最易在材料的什么部位产生( a )。

a) 表面b) 次表面c) 内部d) 不一定10. 韧性材料在什么样的条件下可能变成脆性材料(b )。

a) 增大缺口半径b) 增大加载速度c) 升高温度d) 减小晶粒尺寸11.在实用温度范围内,随温度的升高,热导率,对多晶氧化物材料,含有气孔的不密实材料(a )。

a) 减小增大b) 增大增大c) 减小减小d) 增大减小12. T为试验温度,T m为材料熔点,一般T/T m大于多少就属高温,就要考虑材料的高温力学性能(c )。

a) 0.2~0.3 b) 0.3~0.4 c) 0.4~0.5 d) 0.5~0.613. 下列不属于电介质的击穿形式有(c )。

a) 电击穿b) 热击穿c) 磁击穿d) 化学击穿14. 下列不属于铁磁性材料的是(b )。

a) Fe b) Cu c) Ni d) Co15. 陶瓷坯体的热膨胀系数和釉层的热膨胀系数满足下列哪种关系有利于提高其机械强度(a )。

材料力学性能》课程习题集

材料力学性能》课程习题集

材料力学性能》课程习题集材料力学性能》课程题集1.解释以下名词:1) 弹性比功:材料在弹性阶段内所吸收的能量与所施加的力之比。

2) 包辛格效应:材料在受到压力时,由于晶格结构的变化而导致的体积变化。

3) 解理面:材料中存在的平面状缺陷,容易引起断裂。

4) 塑性、脆性和韧性:材料的变形能力、断裂形式和抵抗断裂的能力。

5) 解理台阶:材料中解理面上形成的台阶状缺陷。

6) 河流花样:材料中出现的一种特殊断裂形式。

7) 穿晶断裂和沿晶断裂:材料的断裂方式,穿晶断裂为穿过晶粒的断裂,沿晶断裂为沿着晶粒的界面断裂。

2.常用的标准试样有5倍试样和10倍试样,其延伸率分别用σ5和σ10表示,为什么选择这样的表示方法?答:选择这种表示方法是因为延伸率随着应力的增加而逐渐减小,而σ5和σ10则可以表示在不同应力下的延伸率,从而更全面地描述材料的延展性能。

3.某汽车弹簧在未装满载时已变形到最大位置,缺载后可完全恢复到原来状态;另一汽车弹簧使用一段时间后,发现弹簧弓形越来越小,即产生了塑性变形,而且塑性变形量越来越大。

试分析这两种故障的本质及改变措施。

答:第一种故障是弹簧在弹性阶段内发生的变形,可以通过增加弹簧的刚度来解决;第二种故障是弹簧在塑性阶段内发生的变形,需要重新设计弹簧的材料和结构,以提高其抗塑性变形的能力。

4.金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能?答:金属的弹性模量主要取决于其晶格结构和原子键的强度。

它是一个对结构不敏感的力学性能,是因为即使在不同的晶格结构和原子排列方式下,金属的原子键强度也是相似的,从而导致弹性模量的变化不大。

5.今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择那种材料作为机床机身?为什么?答:选择35CrMo钢作为机床机身材料,因为它具有较高的强度和韧性,能够承受机床的重载和振动,同时具有良好的加工性能和耐磨性。

6.什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义?答:包辛格效应是材料在受到压力时,由于晶格结构的变化而导致的体积变化。

第四章表面结构与性质-材料结构与性能-习题-2022

第四章表面结构与性质-材料结构与性能-习题-2022

第四章表面结构与性质-材料结构与性能-习题-2022材料结构与性能一、选择题1、对于实际晶体和玻璃体,处于物体表面的质点,其境遇和内部是不同的,表面的质点处于()的能阶,所以导致材料呈现一系列特殊的性质。

A:较高B:较低C:相同D:A或C2、由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断,表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移,称为()。

A:表面收缩B:表面弛豫C:表面滑移D:表面扩张3、重构表面是指表面原子层在水平方向上的周期性与体内(),垂直方向的层间距与体内()。

A:不同;相同B:相同;相同C:相同;不同D:不同;不同4、固体的表面能与表面张力在数值上不相等,一般说来,同一种物质,其固体的表面能()液体的表面能。

A:小于B:大于C:小于等于D:等于5、()发生在极性分子与非极性分子之间。

A:定向作用力B:诱导作用力C:色散力D:长程力()发生于非极性分子之间。

6、A:定向作用力B:诱导作用力C:色散力(分散作用力)D:长程力7、()发生在极性分子之间。

A:定向作用力B:诱导作用力C:色散力D:长程力8、分子间引力的作用范围极小,一般为3~5Å,其大小与分子半径的()次方成反比。

A:7B:5C:3D:29、离子晶体M某在表面力作用下,极化率小的正离子应处于稳定的晶格位置,易极化的负离子受诱导极化偶极子作用而移动,从而形成表面(),这种重排的结果使晶体表面能量趋于稳定。

A:收缩B:弛豫C:双电层D:B+C10、表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生,微裂纹同样会强烈地影响表面性质,对于脆性材料的强度这种影响尤为重要,微裂纹长度(),断裂强度()。

A:越长;越低B:越长;越高C:越短;越低D:越长;不变11、根据格里菲斯理论,材料的断裂强度与微裂纹长度的()次方成反比。

材料结构与性能121C:2D:2A:-2B:-12、下列关于晶界的说法哪种是错误的。

A:晶界上原子与晶体内部的原子是不同的B:晶界上原子的堆积较晶体内部疏松C:晶界是原子、空位快速扩散的主要通道D:晶界易受腐蚀A2B3A4BCh4参考答案5678BCAA9C101112ABA二、通常,同一种物质,其固体的表面能要比液体的表面能大,试说明原因。

《材料结构与性能》习题复习课程

《材料结构与性能》习题复习课程

《材料结构与性能》习题《材料结构与性能》习题第一章1、一25cm长的圆杆,直径2.5mm,承受的轴向拉力4500N。

如直径拉细成2.4mm,问:1)设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,求拉伸后的长度;2)在此拉力下的真应力和真应变;3)在此拉力下的名义应力和名义应变。

比较以上计算结果并讨论之。

2、举一晶系,存在S14。

3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。

4、一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa),计算上限及下限弹性模量。

如该陶瓷含有5%的气孔,估算其上限及下限弹性模量。

5、画两个曲线图,分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。

并注出:t=0,t=∞以及t=τε(或τσ)时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱(图1.28),直径3mm,受轴向拉力F ,如临界抗剪强度τc=130MPa,求沿图中所示之一固定滑移系统时,所需之必要的拉力值。

同时计算在滑移面上的法向应力。

第二章1、求融熔石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2;Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm;弹性模量值从60到75GPa。

2、融熔石英玻璃的性能参数为:E=73GPa;γ=1.56J/m2;理论强度。

如材料中存在最大长度为的内裂,且此内裂垂直于作用力的方向,计算由此而导致的强度折减系数。

3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式:与是一回事。

4、一陶瓷三点弯曲试件,在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。

如果E=380GPa,μ=0.24,求KⅠc值,设极限载荷达50㎏。

计算此材料的断裂表面能。

5、一钢板受有长向拉应力350 MPa,如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷,长8mm(=2c)。

此钢材的屈服强度为1400MPa,计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。

讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。

混凝土材料力学性能练习题

混凝土材料力学性能练习题

混凝土材料力学性能练习题一、选择题1.《混凝土结构设计规范》中混凝土强度的基本代表值是( A )。

A.立方体抗压强度标准值;B.立方体抗压强度设计值;C.轴心抗压强度标准值;D.轴心抗压强度设计值;2.混凝土各种强度指标就其数值的大小比较,有( B )。

A.f cu,k>f t>f c>f tkB.f cu,k>f c>f tk>f t3.同一强度等级的混凝土,它的强度f cu,k,f c,f t的大小关系是( C )。

A.f cu,k < f c < f t;B.f c < f cu,k < f t;C.f t < f c < f cu,k;D.f cu,k < f t < f c4.混凝土强度的基本指标是( A)。

A.立方体抗压强度标准值B.轴心抗压强度设计值C.轴心抗压强度标准值D.立方体抗压强度平均值5.混凝土强度等级由立方体抗压试验后的( C )。

A.平均值确μ定。

B.μ-2σ确定C.μ-1.645σ确定6.混凝土强度等级是由立方体抗压强度试验值按下述原则确定的( B )。

A.取平均值取μf,超值保证率50%B.取μf-1.645σf,超值保证率95%c.取μf-2σf,超值保证率97.72%D.取μf-σf,超值保证率84.13%7.采用非标准试块时,换算系数为( D )。

A.边长200mm立方块的抗压强度取0.95B.边长为l00mm立方块的抗压强度取1.05C.边长为l00mm立方块劈拉强度取0.90D.边长为l00mm立方块的抗压强度取0.95,若做劈拉强度时取0.85 8.混凝土的受压破坏( C ).A.取决于骨料抗压强度B.取决于砂浆抗压强度C. 是裂缝累积并贯通造成的D.是粗骨料和砂浆强度已耗尽造成的9.一般说来,混凝土内部最薄弱的环节是(C )A.水泥石的抗拉强度B.砂浆的抗拉强度C.砂浆与骨料接触面间的粘结D.水泥石与骨料接触面问的粘结10.混凝土双向受力时,何种情况下强度降低( C )。

西华大学《材料性能学》总复习题

西华大学《材料性能学》总复习题

绪论二、单项选择题1、下列不是材料力学性能的是()A、强度B、硬度C、韧性D、压力加工性能2、属于材料物理性能的是()A、强度B、硬度C、热膨胀性D、耐腐蚀性三、填空题1、材料的性能可分为两大类:一类叫_ _,反映材料在使用过程中表现出来的特性,另一类叫_ _,反映材料在加工过程中表现出来的特性。

2、材料在外加载荷(外力)作用下或载荷与环境因素(温度、介质和加载速率)联合作用下所表现的行为,叫做材料_ 。

四、简答题1、材料的性能包括哪些方面?2、什么叫材料的力学性能?常用的金属力学性能有哪些?第一章材料单向静拉伸的力学性能一、名词解释弹性极限:强度:屈服强度:抗拉强度:塑性变形:韧性:二、单项选择题1、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系,画出的力——伸长曲线(拉伸图)可以确定出金属的()A、强度和硬度B、强度和塑性C、强度和韧性D、塑性和韧性2、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为()A、抗压强度B、屈服强度C、疲劳强度D、抗拉强度3、拉伸实验中,试样所受的力为()A、冲击B、多次冲击C、交变载荷D、静态力4、常用的塑性判断依据是()A、断后伸长率和断面收缩率B、塑性和韧性C、断面收缩率和塑性D、断后伸长率和塑性5、工程上所用的材料,一般要求其屈强比()A、越大越好B、越小越好C、大些,但不可过大D、小些,但不可过小6、工程上一般规定,塑性材料的δ为()A、≥1%B、≥5%C、≥10%D、≥15%7、形变强化是材料的一种特性,是下列()阶段产生的现象。

A、弹性变形;B、冲击变形;C、均匀塑性变形;D、屈服变形。

8、在拉伸过程中,在工程应用中非常重要的曲线是()。

A、力—伸长曲线;B、工程应力—应变曲线;C、真应力—真应变曲线。

9、空间飞行器用的材料,既要保证结构的刚度,又要求有较轻的质量,一般情况下使用()的概念来作为衡量材料弹性性能的指标。

A、杨氏模数;B、切变模数;C、弹性比功;D、比弹性模数。

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题第一章1、一25cm长的圆杆,直径2.5mm,承受的轴向拉力4500N。

如直径拉细成2.4mm,问:1)设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,求拉伸后的长度;2)在此拉力下的真应力和真应变;3)在此拉力下的名义应力和名义应变。

比较以上计算结果并讨论之。

2、举一晶系,存在S14。

3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。

4、一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa),计算上限及下限弹性模量。

如该陶瓷含有5%的气孔,估算其上限及下限弹性模量。

5、画两个曲线图,分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。

并注出:t=0,t=∞以及t=τε(或τσ)时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱(图1.28),直径3mm,受轴向拉力F ,如临界抗剪强度τc=130MPa,求沿图中所示之一固定滑移系统时,所需之必要的拉力值。

同时计算在滑移面上的法向应力。

第二章1、求融熔石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2;Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm;弹性模量值从60到75GPa。

2、融熔石英玻璃的性能参数为:E=73GPa;γ=1.56J/m2;理论强度。

如材料中存在最大长度为的内裂,且此内裂垂直于作用力的方向,计算由此而导致的强度折减系数。

3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式:与是一回事。

4、一陶瓷三点弯曲试件,在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。

如果E=380GPa,μ=0.24,求KⅠc值,设极限载荷达50㎏。

计算此材料的断裂表面能。

5、一钢板受有长向拉应力350 MPa,如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷,长8mm(=2c)。

此钢材的屈服强度为1400MPa,计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。

讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。

6、一陶瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂,如边裂长度为:①2mm;②0.049mm;③2μm,分别求上述三种情况下的临界应力。

第2章混凝土结构材料的物理力学性能习题答案.

第2章混凝土结构材料的物理力学性能习题答案.

第2章混凝土结构材料的物理力学性能2.1选择题1.混凝土若处于三向应力作用下,当( D )。

A. 横向受拉,纵向受压,可提高抗压强度;B. 横向受压,纵向受拉,可提高抗压强度;C. 三向受压会降低抗压强度;D. 三向受压能提高抗压强度;2.混凝土的弹性模量是指( A )。

A. 原点弹性模量;B. 切线模量;C. 割线模量;D. 变形模量;3.混凝土强度等级由150mm 立方体抗压试验,按( B )确定。

A. 平均值μfcu ;B.C.D. μfcu -1. 645σ ;μfcu -2σ ;μfcu -σ;4.规范规定的受拉钢筋锚固长度l a 为( C )。

A .随混凝土强度等级的提高而增大;B .随钢筋等级提高而降低;C .随混凝土等级提高而减少,随钢筋等级提高而增大;D .随混凝土及钢筋等级提高而减小;5.属于有明显屈服点的钢筋有( A )。

A .冷拉钢筋;B .钢丝;C .热处理钢筋;D .钢绞线;6.钢材的含碳量越低,则( B )。

A .屈服台阶越短,伸长率也越短,塑性越差;B .屈服台阶越长,伸长率越大,塑性越好;C .强度越高,塑性越好;D .强度越低,塑性越差;7.钢筋的屈服强度是指( D )。

A. 比例极限;B. 弹性极限;C. 屈服上限;D. 屈服下限;8.能同时提高钢筋的抗拉和抗压强度的冷加工方法是( B )。

A. 冷拉;B. 冷拔;9.规范确定f cu , k 所用试块的边长是( A )。

A .150 mm;B .200 mm;C .100mm ;D .250 mm;10.混凝土强度等级是由( A )确定的。

A .f cu , k ;B .f ck ;C .f cm ;D .f tk ;11.边长为100mm 的非标准立方体试块的强度换算成标准试块的强度,则需乘以换算系数( C )。

A .1.05 ;B .1.0 ;C .0.95 ;D .0.90 ;12.E c =A.B.C.D. ' σc 指的是混凝土的( B )。

2018一级注册建筑师《建筑材料与构造》习题及答案(8)含答案

2018一级注册建筑师《建筑材料与构造》习题及答案(8)含答案

2018一级注册建筑师《建筑材料与构造》习题及答案(8)含答案2018一级注册建筑师《建筑材料与构造》习题及答案(8)1. 材料在水中吸收水分的性质称为________。

A、吸水性B、吸湿性C、耐水性D、渗透性【答案】A2. 含水率为10%的湿砂220g,其中水的质量为________。

A、19.8gB、22gC、20gD、20.2g【答案】A3. 孔隙率增大,材料的__降低。

A 密度B 表观密度C 憎水性D 抗冻性4. 对于同一种材料的密度、表观密度和堆积密度三者之间的大小关系,下列表达正确的是( )。

A.密度>表观密度>堆积密度B.密度C.密度>堆积密度>表观密度D.密度【答案】A5. 某河砂质量为1260kg,烘干至恒重时质量为1145kg,此河砂的含水率为( )。

A.9.12%B.10.04%C.4.88%D.9.76%【答案】B6. 建筑材料的吸湿性用( )来表示。

A.吸水率B.含水率C.软化系数D.渗透系数7. 有一块烧结粘土砖,在潮湿状态下质量为3260克,经测定其含水率为6%。

若将该砖浸水饱和后质量为3420克,其质量吸水率为( )。

A.4.9%B.6.0%C.11.2%D.4.6%【答案】C8. 下列建筑材料不是亲水性材料的是( )。

A.木材B.石材C.陶器D.沥青【答案】D9. 建筑材料的许多性能是通过试验测得的,冲击试验是用来测定材料的( )。

A.强度B.脆性C.韧性D.弹性【答案】C10. 一般情况下,材料的孔隙率小且连通孔隙少时,其下列性质中表述不正确的是( )。

A.强度较高B.吸水率小C.抗渗性好D.抗冻性差【答案】D11. 通常作为无机非金属材料抵抗大气物理作用的一种耐久性指标的是( )。

A.抗冻性B.抗渗性C.耐水性D.吸湿性【答案】A12. 为了缓和建筑物内部温度的波动,应采用的围护结构材料必须具有较大的( )。

A.比热容B.质量C.热容量值D.导热系数【答案】C13. 密度是指材料在( )状态下,单位体积的质量。

《材料科学基础》习题答案

《材料科学基础》习题答案

附:习题答案0 绪论一、填空题1. 结构,性能2. 原子结构、原子的空间排列、显微组织3.结构材料,功能材料;金属材料,无机非金属材料(陶瓷),高分子材料(聚合物)。

第1章一、填空题1、金属键,离子键、共价键,分子键、共价键2、金属键、离子键、共价键,_范德华键_、氢键。

3、共价键4、共价键5、共价键,氢键二、判断题(1)错。

离子键没有方向性和饱和性。

(2)对。

(3)错。

改为:S原子轨道的角度分布图为一个从原子核为球心的球面,而s电子云图是一个球体,其剖面图是个圆。

P轨道的角度分布图为两个在原点相切的球面。

而p电子云图像或几率分布是一个哑铃形体,其剖面图是∞字型。

(4)错。

改为:若用小黑点的疏度表示几率密度的大小,则黑点密的地方,表示|Ψ|2数值大,电子出现的几率大;黑点稀的地方表示|Ψ|2数值小,电子出现的几率小。

(5)错。

改为:主量子数为4时,有4s、4p、4d、4f四个亚层。

共16条轨道。

(6)错。

改为:多电子原子轨道能级与氢原子能级不同。

三、简答题1. H>He;Ba>Sr;Sc<Ca;Cu>N;Zr≈Hf;La>Gd;S2->S;Na>Al3+;Fe2+>Fe3+;Pb2+>Sn2+2.(1)金属性:Ge>Si>As (2) 电离能:As>Si>Ge(3) 电负性:As>Si≈Ge (4) 原子半径:Ge>As>Si3.因氢原子核外只有一个电子,核外运动的电子能量由主量子数n决定,n相同时能量相同。

而氯原子中核外有17个电子,核外运动的电子能量不仅与主量子数n有关,而且也与角量子数L有关,3s的穿透能力大于3p,故3s能级低于3p能级。

第2章综合习题----基础练习 一、填空题1、基元(原子团)以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体 。

2、是否在三维空间作周期性重复规则排列( 晶体原子排布长程有序,非晶体是长程无序短程有序) 。

2014年《材料科学基础》作业

2014年《材料科学基础》作业

注意:习题按以下内容结构给出,加深理解本课程的内容和结构。

绪论第一篇材料的原子结构第一章材料的原子结构第二篇材料的晶体结构与缺陷第二章材料的结构第三章晶体结构缺陷第七章晶态固体材料中的界面第三篇材料的组织结构第五章相平衡与相图第四章晶态固体中的扩散第六章材料的凝固-----材料的制备工艺基础理论材料的结构相图与相变【综合习题】绪论一、填空题1、材料科学主要研究的核心问题是结构和性能的关系。

材料的结构是理解和控制性能的中心环节,结构的最微细水平是原子水平,第二个水平是原子的排列方式,第三个水平是显微组织。

2. 根据材料的性能特点和用途,材料分为结构材料和功能材料两大类。

根据原子之间的键合特点,材料分为金属、陶瓷、高分子和复合材料四大类。

第一篇材料的原子结构第一章材料的原子结构一、填空题1. 金属材料中原子结合以金属键为主,陶瓷材料(无机非金属材料)以共价键和离子键结合键为主,聚合物材料以共价键和氢键和范德华键为主。

第二篇 材料的晶体结构与缺陷第二章 材料的结构一、填空题1、晶体是 基元以周期性重复的方式在三维空间作有规则排列的固体。

2、晶体与非晶体的最根本区别是 晶体长程有序,非晶体长程无序短程有序 。

3、晶胞是 晶体结构中的最小单位 。

4、根据晶体的对称性,晶系有 3 大晶族, 7 大晶系, 14 种布拉菲Bravais 点阵, 32 种点群, 230 种空间群。

5、金属常见的晶格类型有 面心立方 、 体心立方 、 密排六方 。

6、fcc 晶体的最密排方向为 【111】 ,最密排面为 (110) ,最密排面的堆垛顺序为 ABCABCABC …… 。

7、fcc 晶体的致密度为 0.84 ,配位数为 12 ,原子在(111)面上的原子配位数为 6 。

8、bcc 晶体的最密排方向为 【110】 ,最密排面为 (111) ,致密度为 0.76 ,配位数为 8 。

9、晶体的宏观对称要素有 对称点 、 对称轴 、 对称面 。

钢筋混凝土材料的力学性能 复习题

钢筋混凝土材料的力学性能   复习题

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能一、填空题:1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。

2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。

3、混凝土的强度等级是按 划分的,共分为 级。

4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常称它们为 和 。

5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。

6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。

7、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名义屈服点,称为 。

8、对于有明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 、等四项。

9、对于无明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 等三项。

10、钢筋和混凝土是两种不同的材料,它们之间能够很好地共同工作是因为 、 、 。

11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。

其中 最大。

12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分, 部分越大,表明变形能力越 , 越好。

13、钢筋的冷加工包括 和 ,其中 既提高抗拉又提高抗压强度。

14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。

15、钢筋的屈强比是指 ,反映 。

二、判断题:1、规范中,混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。

( )2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。

( )3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为0.95。

( )4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为1.05。

( )5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。

( )6、对任何类型钢筋,其抗压强度设计值y y f f '=。

( )7、钢筋应在焊接前冷拉。

()8、混凝土的收缩和徐变对钢筋混凝土结构都是有害的。

()9、冷拉后的钢筋不可以作受压钢筋。

()10、钢材的含C量越大,钢材的强度越高,因此在建筑结构选钢材时,应选用含C 量较高的钢筋。

材料结构与性能 复习题

材料结构与性能 复习题

一、名词解释非晶体:是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。

液晶:具有液体的流动性,又具有晶体的某些各向异性的物质。

准晶:是具有准周期平移格子构造的固体,其中的原子常呈定向有序排列,但不作周期性平移重复,其对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称(如5次对称轴)。

固溶体:两种以上的原子或分子溶合在一起时的状态统称为溶体。

玻璃态:当液体冷却到熔点,开始凝结成固体时,原子将依靠扩散排列成不仅具有短程有序而且具有长程有序的晶体。

金属合金:是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素构成的具有金属性质的物质。

晶体缺陷:晶体的缺陷是指实际晶体结构中和理想的点阵结构发生偏差的区域。

强度:金属材料在外载荷的作用下抵抗塑形变形和断裂的能力称为强度。

按外力作用的性质不同,主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等,工程常用的是屈服强度和抗拉强度,这两个强度指标可通过拉伸试验测出。

弹性模量:材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。

载流子:电流载体,称载流子。

在物理学中,载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。

在半导体物理学中,电子流失导致共价键上留下的空位(空穴引)被视为载流子。

金属中为电子,半导体中有两种载流子即电子和空穴。

在电场作用下能作定向运动的带电粒子。

如半导体中的自由电子与空穴,导体中的自由电子,电解液中的正、负离子,放电气体中的离子等。

超导体:在足够低的温度和足够弱的磁场下,其电阻率为零的物质。

一般材料在温度接近绝对零度的时候,物体分子热运动几乎消失,材料的电阻趋近于0,此时称为超导体,达到超导的温度称为临界温度。

耐热性:耐热性是指在受负荷下,材料失去其物理机械强度而发生形变的温度。

热稳定性:热稳定性则是指材料化学结合开始发生变化的温度。

氧指数:所谓氧指数就是规定的条件下,试样在氧气和氮气的混合气流中维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度。

《材料性能学》习题答案

《材料性能学》习题答案

10℃;
(3)由曲线可知,该钢在-10℃的 Ak 用。
9 J ,不满足 Ak 10 J 的要求,故此钢不适于此应
3.14 解: (1)根据题意,求出工作状态下裂纹尖端应力场强度因子 KI 值:
K I 2 a 2 800MPa (2.5 103 )m 80MPa m
与题中所给不同状态的 KIC 比较,仅有热处理状态①和②满足 KI<KIC(即不脆断) ;
1 = 6 2 .; 4 2
= 7; 2.0 3
,则: = 81.1
m1 cos 28.1 cos 62.4 0.409 m2 cos 28.1 cos 72.0 0.273 m3 cos 28.1 cos81.1 0.136
显然, m1 m2 m3 ,即 m1 滑移系最先滑移; (2)根据临界分切应力概念, c m s ,则有 c 0.409 1.95 0.80MPa 2.15 解:
Chapter 5 P234-235
5.1 解:
B B ) , ln ln A , T T B 则在 800℃(1073K)时: ln 7.3 104 ln A ; 1073 B 在 950℃(1223K)时: ln1.29 103 ln A ; 1233
稳态蠕变速率 与温度的关系为: A exp(
00452803917n12617381根据题意应满足11315mpa220001334314315107500149331431510pampa则由sn曲线后算该铜的疲劳寿命约为103由sn曲线粗略后算2014t6合金的条件疲劳极限约为160mpa则由题意314120510160101求该容器的疲劳寿命剩余寿命根据paris公式有

材料化学练习题

材料化学练习题

材料化学练习题材料化学是研究材料结构、性质和制备方法的一门学科。

在实践中,我们经常会遇到一些与材料化学相关的问题。

本文将为您提供一些材料化学的练习题,以帮助您巩固知识和提升解题能力。

题目一:金属材料1. 金属最显著的特点是什么?请解释其原因。

2. 金属材料的导电性较好,请解释为什么金属具有良好的导电性。

3. 铝是一种常见的金属材料。

请列举铝的几个重要特点。

题目二:聚合物材料1. 什么是聚合物?请简要解释聚合物的结构和性质。

2. 聚合物材料有许多重要应用,请列举几个聚合物材料的应用领域。

3. 聚合物材料的强度和韧性之间存在着一种权衡关系,请简要解释这种关系。

题目三:无机非金属材料1. 请列举几种常见的无机非金属材料,并简要说明每种材料的特点。

2. 陶瓷是一种重要的无机非金属材料,请解释陶瓷具有的一些独特特性。

3. 玻璃是一种特殊的无机非金属材料,请列举几种制备玻璃的方法。

题目四:材料分析方法1. 介绍一种常见的材料表征方法,并解释其原理。

2. X射线衍射(XRD)是一种常用的材料分析方法,请解释XRD 在材料研究中的应用。

3. 扫描电子显微镜(SEM)是一种常用的材料表征方法,请解释SEM的工作原理和应用。

题目五:材料制备方法1. 熔融法是一种常见的材料制备方法,请解释熔融法的基本原理和应用领域。

2. 沉积法是一种常用的材料制备方法,请解释沉积法的工作原理和几种常见的沉积法。

3. 气相沉积法是一种用于制备薄膜材料的方法,请解释气相沉积法的原理和应用。

题目六:材料性能测试1. 介绍一种常见的材料性能测试方法,并解释其原理。

2. 冲击试验是一种常用的材料性能测试方法,请解释冲击试验的原理和应用。

3. 硬度测试是一种常见的材料性能测试方法,请列举几种常用的硬度测试方法。

这些练习题涵盖了金属材料、聚合物材料、无机非金属材料、材料分析方法、材料制备方法以及材料性能测试等方面的知识点。

通过解答这些问题,您将能够更好地理解和应用材料化学的知识,提升自己的学习水平。

材料性能学期末考试

材料性能学期末考试

中原工学院材料与化工学院材料性能学《材控专业课后习题》第一章材料在单向拉伸时的力学性能1-1名词解释1.弹性比功:材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力.2.包申格效应:金属材料经预先加载产生少量塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力增加,反向加载,规定残余伸长应力降低的现象.其来源于金属材料中的位错运动所受阻力的变化。

可通过热处理(再结晶退火)消除。

3.塑性:材料断裂前产生塑性变形的能力4.韧性:材料变形时吸收变形力的能力5.脆性断裂(弹性断裂):材料断裂前不发生塑性变形,而裂纹的扩展速度往往很快。

断口呈现与正应力垂直,宏观上比较齐平光亮,为放射状或结晶状。

6.韧性断裂(延性断裂或者塑性断裂):材料断裂前及断裂过程中产生明显塑性变形的断裂过程。

断口呈现暗灰色、纤维状。

7.剪切断裂:材料在切应力作用下沿滑移面分离而造成断裂.断口呈现锋利的楔形或微孔聚集型,即出现大量韧窝。

8.河流花样:解理裂缝相交处会形成台阶,呈现出形似地球上的河流状形貌9.解理台阶:解理裂纹的扩展往往是沿晶面指数相同的一族相互平行,但位于“不同高度”的晶面进行的。

不同高度的解理面存在台阶。

10.韧窝:通过孔洞形核、长大和连接而导致韧性断裂的断口1—3材料的弹性模数主要取决于什么因素?答:影响弹性模数的因素:键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件和负荷持续时间1—4决定金属材料屈服强度的主要因素有哪些?答:1、晶体结构:屈服是位错运动,因此单晶体理论屈服强度=临界切应力2、晶界和亚结构:晶界是位错运动的重要障碍,晶界越多,常温时材料的屈服强度增加。

晶粒越细小,亚结构越多,位错运动受阻越多,屈服强度越大。

3、溶质元素:由于溶质原子与溶剂原子直径不同,在溶质原子周围形成晶格畸变应力场,其与位错应力场相互作用,使位错运动受阻,增大屈服强度.固溶强化、柯氏气团强化、沉淀强化、时效强化、弥散强化4、第二相:弥散分布的均匀细小的第二相有利于提高屈服强度5、环境因素对屈服强度的影响1)温度的影响:温度升高,屈服强度降低,但变化趋势因不同晶格类型而异。

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案

第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋,通常分别称它们为____________和。

2、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点,即。

3、碳素钢可分为、和。

随着含碳量的增加,钢筋的强度、塑性。

在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素,变成为。

4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、、。

5、钢筋和混凝土是不同的材料,两者能够共同工作是因为、、6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。

7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度,钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越,则钢筋的锚固长度就越长。

8、混凝土的极限压应变包括和两部分。

部分越大,表明变形能力越,越好。

9、混凝土的延性随强度等级的提高而。

同一强度等级的混凝土,随着加荷速度的减小,延性有所,最大压应力值随加荷速度的减小而。

10、钢筋混凝土轴心受压构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。

11、混凝土轴心受拉构件,混凝土徐变,则混凝土的应力,钢筋的应力。

12、混凝土轴心受拉构件,混凝土收缩,则混凝土的应力,钢筋的应力。

二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。

2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时,其换算系数是0.95。

3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。

4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。

5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。

6、强度与应力的概念完全一样。

7、含碳量越高的钢筋,屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。

8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。

9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。

10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。

11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。

12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。

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《材料结构与性能》习题第一章1、一25cm长的圆杆,直径2.5mm,承受的轴向拉力4500N。

如直径拉细成2.4mm,问:1)设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,求拉伸后的长度;2)在此拉力下的真应力和真应变;3)在此拉力下的名义应力和名义应变。

比较以上计算结果并讨论之。

2、举一晶系,存在S14。

3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。

4、一瓷含体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa),计算上限及下限弹性模量。

如该瓷含有5%的气孔,估算其上限及下限弹性模量。

5、画两个曲线图,分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。

并注出:t=0,t=∞以及t=τε(或τσ)时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱(图1.28),直径3mm,受轴向拉力F ,如临界抗剪强度τc=130MPa,求沿图中所示之一固定滑移系统时,所需之必要的拉力值。

同时计算在滑移面上的法向应力。

第二章1、求融熔石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2;Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm;弹性模量值从60到75GPa。

2、融熔石英玻璃的性能参数为:E=73GPa;γ=1.56J/m2;理论强度。

如材料中存在最大长度为的裂,且此裂垂直于作用力的方向,计算由此而导致的强度折减系数。

3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式:与是一回事。

4、一瓷三点弯曲试件,在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。

如果E=380GPa,μ=0.24,求KⅠc值,设极限载荷达50㎏。

计算此材料的断裂表面能。

5、一钢板受有长向拉应力350 MPa,如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷,长8mm(=2c)。

此钢材的屈服强度为1400MPa,计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。

讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。

6、一瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂,如边裂长度为:①2mm;②0.049mm;③2μm,分别求上述三种情况下的临界应力。

设此材料的断裂韧性为1.62 MPa·m2。

讨论诸结果。

7、画出作用力与预期寿命之间的关系曲线。

材料系ZTA瓷零件,温度在900℃,KⅠc为10MPa·m2,慢裂纹扩展指数N=40,常数A=10-40,Y取π。

设保证实验应力取作用力的两倍。

8、按照本章图2.28所示透明氧化铝瓷的强度与气孔率的关系图,求出经验公式。

9、弯曲强度数据为:782,784,866,884,884,890,915,922,922,927,942,944,1012以及1023MPa。

求两参数韦伯模量数和求三参数韦伯模量数。

第三章1、计算室温(298K)及高温(1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值,并请和安杜龙—伯蒂规律计算的结果比较。

2、请证明固体材料的热膨胀系数不因含均匀分散的气孔而改变。

3、掺杂固溶体与两相瓷的热导率随体积分数而变化的规律有何不同。

4、康宁1723玻璃(硅酸铝玻璃)具有下列性能参数:λ=0.021J/(cm·℃);α=4.6×10-6/℃;σp=7.0kg/mm2,E=6700kg/mm2,ν=0.25。

求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。

5、一热机部件由反应烧结氮化硅制成,其热导率λ=0.184 J/(cm·℃),最大厚度=120mm。

如果表面热传递系数h=0.05 J/(cm2·s·℃),假设形状因子S=1,估算可兹应用的热冲击最大允许温差。

第四章1、一入射光以较小的入射角i和折射角r穿过一透明玻璃板。

证明透过后的光强系数为(1-m)2。

设玻璃对光的衰减不计。

2、一透明AL 2O 3板厚度为1mm ,用以测定光的吸收系数。

如果光通过板厚之后,其强度降低了15℅,计算吸收及散射系数的总和。

第五章1、无机材料绝缘电阻的测量试件的外径Φ=50mm ,厚度d=2mm ,电极尺寸如图5.55所示:D 1=26mm ,D 2=38mm ,D 3=48mm ,另一面为全电极。

采用直流三端电极法进行测量。

(1)请画出测量试件体电阻率和表面电阻率的接线电路图。

(2)若采用500V 直流电源测出试体的体电阻为250M Ω,表面电阻为50M Ω,计算该材料的体电阻率和表面电阻率。

2、实验测出离子型电导体的电导率与温度的相关数据,经数学回归分析得出关系式为:TB A 1lg +=σ(1)试求在测量温度围的电导活化能表达式。

(2)若给定T 1=500K ,σ1=10-9(1).-ΩcmT 1=1000K ,σ2=10-6(1).-Ωcm计算电导活化能的值。

3、本征电导体中,从价带激发至导带的电子和价带产生的空穴参与电导。

激发的电子数n 可近似表示为:n=Nexp (—E P /2kT )式中N 为状态密度,k 为波尔兹曼常数,T 为绝对温度。

试回答以下问题:(1)设N=1023cm -3,k=8.6×10-5eV ·K -1时,Si (E q =1.1eV ),TiO 2(E q =3.0eV)在室温(20℃)和500℃时所激发的电子数(cm -3)各是多少?(2)半导体的电导率σ(Ω-1·cm -1)可表示为σ=ne μ式中n 为载流子速度(cm -3),e 为载流子电荷(电子电荷1.6×10-19C ),μ为迁移率(cm 2·V -1·s -1)。

当电子(e )和空穴(h )同时为载流子时,σ=n e e μe +n h e μh假设Si 的迁移率μe =1450(cm 2·V -1·s -1),μh =500(cm 2·V -1·s -1),且不随温度变化。

试求Si 在室温20℃和在500℃时的电导率。

4、根据费米—狄拉克分布函数,半导体中电子占有某一能级E 的允许状态几率f(E)为:f(E)=[1+exp(E-E F )/kT]-1E F 为费米能级,它是电子存在几率为1/2的能级。

如图5.56所示的能带结构,本征半导体导带中的电子浓度n,价带中的空穴浓度p分别为式中:m e*,m h*分别为电子和空穴的有效质量,h为普朗克常数。

试回答下列问题:(1)本征半导体中n=p,利用上二式写出E f的表达式。

(2)当m e*=m h*时,E f位于能带结构的什么位置。

通常m e*<m h*,E f的位置随温度将如何变化。

(3)令n=p=np,E g=E c-E v,试求n随温度变化的函数关系(含E g的函数)。

(4)如图5.56所示,施主能级为E D,施主浓度为N D,E f在E c和E D之间,电离施主浓度n D为:若n=n D,试写出E f的表达式。

当T=0时,E f位于能带结构的什么位置。

(5)令n=n D=nnD,试写出n随温度变化的关系式。

5、(1)根据缺陷化学原理,推导NiO电导率与氧分压的关系。

(2)讨论添加AL2O3对NiO电导率的影响,并写出空穴浓度与氧分压的关系。

6、(1)根据化学缺陷原理推导ZnO电导率与氧分压的关系。

(2)讨论AL2O3,Li2O对ZnO电导率的影响。

7、p-n结的能带结构如图5.57(a)所示,如果只考虑电子的运动,那么在热平衡状态下,p区的极少量电子由于势垒的降低而产生一定的电流(饱和电流—I0)与n区的电子由于势垒的升高V d,靠扩散产生的电流(扩散电流I d)相抵消。

I d可表示为I d=Aexp(-eV d/KT)式中A为常数,当p-n结上施加偏压V,能带结构如图5.57(b),势垒高度为(V d-V).求:(1)此时的扩散电流I’d的表达式。

(2)试证明正偏压下电子产生的静电流公式为I=I0[exp(eV/kT)-1](3)设正偏压为V1时的电流I1,那么,电压为2V1时,电流I2为多少(用含I1的函数表示)?(4)负偏压下,施加电压极大时(V→∞),I的极限值为多少?但是实际当施加电压至某一值(-V B)时,电流会突然增大,引起压降,试定性描绘p-n 结在正负偏压时的V-I特性。

第六章1、金红石(TiO2)的介电常数是100,求气孔率为10%的一块金红石瓷介质的介电常数。

2、一块1cm*4cm*0.5cm的瓷介质,其电容为2.4-6μF,损耗因子tgδ为0.02。

求:(1)相对介电常数;(2)损耗因素。

3、镁橄榄石(Mg2SiO4)瓷的组成为45%SiO2,5%Al2O3和50%MgO,在1400℃烧成并急冷(保留玻璃相),瓷的εr=5.4。

由于Mg2SiO4的介电常数是6.2,估算玻璃的介电常数εr。

(设玻璃体积浓度为Mg2SiO4的1/2)。

4、如果A原子的原子半径为B的两倍,那么在其它条件都是相同的情况下,原子A的电子极化率大约是B的多少倍?5、为什么碳化硅的电容光焕发率与其折射率的平方n2相等。

6、从结构上解释,为什么含碱土金属的适用于介电绝缘?7、细晶粒金红石瓷样品在20.c,100Hz时,εr=100,这种瓷εr高的原因是什么?如何用实验来鉴别各种起作用的机制。

8、叙述BaTiO3 典型电介质中在居里点以下存在四中极化机制。

9、画出典型的铁电体的电滞回线,用有关机制解释引起非线性关系的原因。

10、根据压电振子的谐振特性和交流电路理论,画出压电振子的等效电路图,并计算当等效电阻为0时,各等效电路的参数(用谐振频率与反谐振频率表示)。

第七章1、当正型尖晶石CdFe2O4掺入反型尖晶石如磁铁矿Fe3O4时,Cd离子仍然保持正型分布,试计算下列组成的磁矩:Cd x Fe3-x,当(a)x=0,(b)x=0.1,(c)X=0.52、试述下列型尖晶石结构的单位体积饱和磁矩,以玻尔磁子数表示:MgFe2O4CoFe2O4Zn0.2Mn0.8Fe2O43、导致铁磁性和亚铁磁性物质的离子结构有什么特征?4、为什么含有未满电子壳的原子组成的物质中只有一部分具有铁磁性?。

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