材料物理性能资料终极版(1)

《材料物理性能复习资料整理》

一、名词解释

物质的磁化：物质在磁场中受磁场的作用呈现一定磁性的现象。

自发极化：铁磁性材料在没有外加H时，原子磁矩趋于同向排列而发生的磁化。

软磁材料：是指磁滞回线瘦长，μ高、H c小、M r低，并且磁化后容易退磁的磁性材料。硬磁材料：是指磁滞回线短粗，μ低、H c大、M r高，并且磁化后很难退磁的磁性材料。磁致伸缩：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化，这种现象称为磁致伸缩效应。

PN结：是指在同一块半导体单晶中P型掺杂区域N型掺杂区的交界面附近的区域。

禁带：在能带结构中能态密度为零的能量区间。

超导电性：在一定条件下（温度、磁场、压力）材料的电阻突然消失的现象称为超导电性。马基申定则：马基申等人把固溶体电阻率看成由金属基本电阻率ρ(T)和残余电阻ρ残组成。

这表明在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以用加法求和。

激活介质：实现粒子数反转的介质具有对光的放大作用，称为激活介质。

因瓦效应：将与因瓦反常相关联的其它物理特性的反常行为统称为因瓦效应。

磁介质：能被磁场磁化的物质。

技术磁化：是指在外磁场的作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化至饱和的内部变化过程。磁畴：是指在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。

铁电畴：铁电体中自发极化方向一致的微小区域。

N型半导体：在本征半导体中掺入5价元素（磷，砷，锑）使晶体中的自由电子的浓度极大地增加而形成的以电子为多子的杂质半导体称为N型半导体。

第一类超导体：指大多数纯金属超导体，在超导态下磁通从超导体中全部逐出，具有完全的迈斯纳效应（完全的抗磁性）。这类导体称为第一类超导体。

介质损耗：电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，这种介质内的能量损耗称为介质损耗。

光致发光：通过光的辐射将材料中的电子激发到高能态从而导致发光，称为光致发光。

杜隆-珀替定律：恒压下，元素的原子摩尔热容为25J/(K•mol)。

二、简答题

1.请从能量式波长（频率）范围详细划分电磁波谱

（1）无线电波——波长从108~1013nm

（2）微波——波长从106~108nm

（3）红外线——波长从103~106nm

（4）可见光——波长390~700nm

（5）紫外线——波长从10~390nm

（6）伦琴射线——波长10-3~100nm

（7）γ射线——波长从10-5~0.1nm

2.解释PN结正向导电机制（画示意图）

当外加正向电压时，由于中性地的P区和N区的ρ比阻挡层小得多，故外加电压都降落在阻挡层上，由于外加正向电压U与内建电位差V D方向相反，因而使阻挡层两端的电位差由V D减小到（V D-U）。相应地使阻挡层变窄，空间电荷量减小，以至于内电场减小，使载流子的漂移作用减弱，扩散与漂移的平衡被破坏，扩散作用大于漂移作用，结果产生了从P区流向N区的正向电流。由于该电流是由多子扩散形成的，故正向电流较大，且随U的责增大而迅速增大。

3.介质极化有哪些基本形式

○1电子位移极化；○2离子位移极化；○3偶极子取向极化；○4空间电荷极化。

4.物质铁磁性产生条件（说明充分必要条件）

铁磁性产生的充分必要条件是：原子内部要有未填满的电子壳层，R ab/r>3使A>0。前者指的是原子的本征磁矩（固有磁矩）不能为零，后者指的是要有一定的晶体点阵。

5.为什么说所有物质都是磁介质

当介质处于磁场中时，会使它所占据的空间的磁场发生变化。不同的物质所引起的磁场变化是不一样的，空气会使磁场略有增强，而铁会使磁场增加得强烈，铜则相反，会使磁场衰弱。这就是说，物质在磁场中由于受磁场的作用而表现出一定的磁性，这种现象被称为物质的磁化。即所有的物质都能被磁化。通常把能磁化的物质称为磁介质。所以说所有的物质都是磁介质。

6.超导体两个基本特征和三个重要指标是什么

两个基本特征：完全导电性、完全抗磁性（迈斯纳效应）

三个重要指标：临界转变温度T c、临界磁场强度H c、临界电流密度Jc。

7.温度对抗磁性和顺磁性的影响及原因

温度对抗磁性基本无影响，对顺磁性影响很大。因为：温度升高，质点热振动加剧，对磁矩排向的干扰增大，使磁矩的定向排向H方向困难，使磁化率降低。物质的抗磁性是由电子在外电场作用下的轨道运动产生的，因此温度对其基本无影响。

8..电介质材料主要性能指标有哪些

○1介电常数；○2耐电强度；○3损耗因素；○4体积和表面的电阻率。

9.光纤结构示意图及光传输原理

主要是利用光的全反射原理。包层的折射率比纤心略低，约1%，两层之间形成良好的光学界面。当光线从一端以适当的角度入射内部时，将在内外两层之间产生全反射而传播到另一端。在光导纤维内传播的光线其方向与纤维表面的法线所成夹角如果大于42o，则光线全部内反射，无折射能量损失。因而玻璃纤维能围绕各个弯曲之处传递光线而不必顾虑能量损失。

10.本征半导体导电机理

导电机理：在热、光等外界条件的影响下，满带上的价电子获得足够的能量，跃过禁带跃迁至空带而成为自由电子，同时在满带中留下电子空穴，自由电子和电子空穴在外加电场的作用下定向移动形成电流。

11.为什么金属材料导电性随温度升高而降低

量子学证明当电子波在0K下通过一个理想的晶体点阵时，它将不会受到散射无阻碍地传播，这时ρ=0，而σ为无穷大，即此时的材料是一个理想的导体。只有在晶体点阵的完整性以及由于晶体点阵离子的热振动，晶体中的异类原子、位错和点缺陷等使晶体点阵的周期性遭到破坏的地方，电子波才会受到散射，从而产生阻碍作用，降低了导电性。

对于金属材料，当温度升高，离子热振动的振幅越大，电子越易受到散射，阻碍作用越大，因此金属材料的导电性随温度升高而降低。

12.画出顺磁物质磁化过程示意图并简单解释

顺磁物质磁化过程中磁化强度M与外磁场强度H呈线性关系，磁化率χ为一极小的正常数。也就是说M与H同向，顺磁体在磁场中受微弱的引力。

13.简述超导体具有完全抗磁性的原因

原因：外磁场在试样表面感应产生一个磁感应电流。此电流所经路径的电阻为零，所以它产生的附加磁场总是与外磁场大小相等，方向相反，因而使超导体内的合成磁场为零。于是表现出完全的抗磁性。

14.影响热膨胀性能的因素