材料物理性能考点
材料物理性能考试复习资料
1. 影响弹性模量的因素包括:原子结构、温度、相变。
2. 随有温度升高弹性模量不一定会下降。
如低碳钢温度一直升到铁素体转变为奥氏体相变点，弹性模量单调下降，但超过相变点，弹性校模量会突然上升，然后又呈单调下降趋势。
这是在由于在相变点因为相变的发生，膨胀系数急剧减小，使得弹性模量突然降低所致。
3. 不同材料的弹性模量差别很大，主要是因为材料具有不同的结合键和键能。
4. 弹性系数Ks 的大小实质上代表了对原子间弹性位移的抵抗力，即原子结合力。
对于一定的材料它是个常数。
弹性系数Ks 和弹性模量E 之间的关系:它们都代表原子之间的结合力。
因为建立的模型不同，没有定量关系。
（☆）5. 材料的断裂强度：a E th /γσ=材料断裂强度的粗略估计：10/E th =σ6. 杜隆-珀替定律局限性:不能说明低温下，热容随温度的降低而减小，在接近绝对零度时，热容按T 的三次方趋近与零的试验结果。
7. 德拜温度意义:① 原子热振动的特征在两个温度区域存在着本质差别，就是由德拜温度θD 来划分这两个温度区域:在低θD 的温度区间，电阻率与温度的5次方成正比。
在高于θD 的温度区间，电阻率与温度成正比。
② 德拜温度------晶体具有的固定特征值。
③ 德拜理论表明:当把热容视为(T/θD )的两数时，对所有的物质都具有相同的关系曲线。
德拜温度表征了热容对温度的依赖性。
本质上，徳拜温度反应物质内部原子间结合力的物理量。
8. 固体材料热膨胀机理：（1） 固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
（2） 晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。
随着温度升高，热缺陷浓度呈指数增加，这方面影响较重要。
9. 导热系数与导温系数的含义:材料最终稳定的温度梯度分布取决于热导率，热导率越高，温度梯度越小;而趋向于稳定的速度,则取决于热扩散率,热扩散率越高，趋向于稳定的速度越快。
即:热导率大，稳定后的温度梯度小，热扩散率大，更快的达到“稳定后的温度梯度”（☆）10. 热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，故又称为抗热震性。
材料物理性能总复习
奈曼-柯普定律
化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
杜隆珀替定律
恒压下元素的原子热容等于25J/(K.mol)。
经典热容理论：模型过于简单，不能解释低温下热容减小的现象
1
2
3
4
5
6
2、经典热容理论
• 爱因斯坦热容理论假设：每个原子皆为一个独立的振子，原子之间彼此无关。
高温部分符合较好，但低温部分的理论值比实验值下降得过快。
磁性是一切物质的基本属性，从微观粒子到宏观物体以至于宇宙间的天体都存在着磁的现象。 磁性是磁性材料的一种使用性能，磁性材料具有能量转换、存储或改变能量状态的功能。
材料的磁学性能
01
02
1、基本磁参量的概念与定义以及影响因素
磁矩
磁化强度
磁导率
方向与环形电流法线的方向一致，其大小为电流与封闭环形面积的乘积IΔS，与电流I和封闭环形面积ΔS成正比
6、半导体的载流子浓度、迁移率及其电阻率 本征半导体 本征载流子浓度与温度T和禁带宽度Eg 有关： 随温度增加，载流子浓度增加； 禁带宽度大时，载流子浓度小； μn 和μp 分别表示在单位场强下自由电子和空穴的平均漂移速度（cm/s），称为迁移率。 杂质半导体 多子导电
温 度 升 高
半导体载流子浓度、迁移率及其电阻率与温度的关系
n -- 单位体积内载流子数目 q -- 为每一载流子携带的电荷量
E -- 为外电场电场强度
μ为载流子的迁移率，其含义为单位电场下载流子的平均漂移速度。
J -- 为电流密度
2、导电性本质因素
决定材料导电性好坏的本质因素有两个：
载流子浓度
载流子迁移率
温度、压力等外界条件，以及键合、成分等材料因素都对载流子数目和载流子迁移率有影响。任何提高载流子浓度或载流子迁移率的因素，都能提高电导率，降低电阻率。
材料物理性能学知识点
（5）空间电荷极化：在离子多晶体中，界面、缺陷处存在空间电荷。这些混乱分布的 空间电荷，在外电场作用下，趋向于有序化，即空间电荷的正、负质点分别向外电场的负、 正极方向移动，从而表现为极化。空间电荷极化的特点：空间电荷极化常常发生在不均匀介 质中任何宏观不均匀性，均可形成空间电荷极化，所以又称界面极化，由于空间电荷的积累， 可形成很高的与外场方向相反的电场，有时又称为高压式极化。空间电荷极化随温度升高而 下降。温度升高，离子运动加剧，离子容易扩散，因而空间电荷减小，空间电荷极化需要较 长时间，只有直流或低频交流才显示出来。
39、由于温度作用而使电介质电极化强度变化的性质，称为热释电效应。具有热释电效 应的晶体一定具有自发极化(固有极化)的晶体，在结构上应具有极轴。具有对称中心的晶体
不可能有热释电效应。具有压电性的晶体不一定有热释电性。
40、极化强度随外加电场的变化曲线称为电滞回线。具有这种性质的晶体称为铁电体。 自发极化的产生机制与铁电体的晶体结构密切相关，主要是晶体中原子(离子)位置变化的结 果。
9、形成固溶体时，合金导电性能降低。在连续固溶体中合金成份距组元越远，电阻率 越高。
10、除过渡族金属外，在同一溶剂中溶入1%原子溶质金属所引起的电阻率增加，由溶 剂和溶质的价数决定，价数越大电阻率增加越大。
11、X 射线与电子显微镜分析表明该固溶体为单相组织，但固溶体中原子间距的大小显 著地波动，其波动正是组元原子在晶体中不均匀分布的结果，所以称“不均匀固溶体”，又 称“K 状态”。K 状态是“相内分解”的结果，它不析出任何具有自己固有点阵的晶体。
材料物理性能
材料物理性能一、折射1. 概念当光线依次通过不同的介质时，光的行进方向会发生改变，称为“折射”。
折射现象的实质：介质的密度不同，光通过时，传播速度也不同。
2. 折射率介质对光的折射性质用材料的“折射率”n 表示（1）绝对折射率光从真空进入介质材料时，速度降低。
光在真空和材料中的速度之比即为材料的绝对折射率。
介质的折射率永远为大于1的正数。
空气：n=1.003固体氧化物： n= 1.3~2.7硅酸盐玻璃： n= 1.5~1.9（2）相对折射率 光从材料1通过界面传入材料2时，与界面法向所形成的入射角φ1 、折射角φ2与两种材料的折射率n1和n2之间的关系为：折射定律： n1sin φ1= n2sin φ2 材料2相对于材料1的相对折射率为： 分别表示光在材料1和材料2种的传播速度。
2. 影响因素 （1）构成材料元素的离子半径 根据Maxwell 电磁理论，光在介质中的传播速度为：c ：真空中的光速；ε：介质的介电常数；μ：介质的导磁率。
对于无机材料：介质的折射率随其介电常数的增大而增大。
介电常数ε 折射率与介质的极化现象有关。
外加电场作用下，介质中的正电荷沿着电场方向移动，负电荷沿着反电场方向移动，这样正负电荷的中心发生相对位移，这种现象就是介质的极化。
外加电场越强，正负电荷中心的距离越大。
介质的离子半径增大时，其ε增大，因而n 也随之增大。
大离子得到高折射率材料：PbS n=3.912小离子得到低折射率材料： SiCl4 n=1.412（2）材料的结构、晶型和非晶态（离子的排列）晶体中沿密堆积方向上具有最高的折射率。
光学均质介质：非晶态（无定型体）、等轴系晶体（各向同性）光学非均质介质：等轴系晶体外的其它晶体材料光通过时，一般都要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波，构成两条折射线，这种现象称为双折射。
是非均质晶体的特性，是材料各向异性的表现。
例：玻璃的折射率n=1.5光的反射损失：透过部分为??透射光从另一界面射入空气，透过两个界面，透过部分为：?连续透过x 块平板玻璃，透过部分为：(1-m)2x透过部分为：1-m=1-0.04=0. 9透射光从另一界面射入空气，透过两个界面，透过部分为： (1-m)2=0.962=0.921连续透过x 块平板玻璃，透过部分为：(1-m)2x 材料νc n =21211221sin sin v v n n n ===ϕϕεμc v =εμ=n,1≠=εμ四、介质对光的吸收1. 光吸收的一般规律光作为一种能量流，在穿过介质时，其能量的衰减现象，称为光的吸收。
材料物理性能期末复习考点教学内容
材料物理性能期末复习考点一名词解释1.声频支振动：震动着的质点中所包含的频率甚低的格波，质点彼此之间的相位差不大，格波类似于弹性体中的应变波，称声频支振动。
2.光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的相位差很大，临近质点的运动几乎相反，频率往往在红外光区，称光频支振动。
3.格波：材料中一个质点的振动会影响到其临近质点的振动，相邻质点间的振，动会形成一定的相位差，使得晶格振动以波的形式在整个材料内传播的波。
4.热容：材料在温度升高和降低时要时吸收或放出热量，在没有相变和化学反应的条件下，材料温度升高1K时所吸收的热量。
5.一级相变：相变在某一温度点上完成，除体积变化外，还同时吸收和放出潜热的相变。
6.二级相变：在一定温度区间内逐步完成的，热焓无突变，仅是在靠近相变点的狭窄区域内变化加剧，其热熔在转变温度附近也发生剧烈变化，但为有限值的相变。
7.热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象。
8.热膨胀分析：利用试样体积变化研究材料内部组织的变化规律的方法。
9.热传导：当材料相邻部分间存在温度差时，热量将从温度高的区域自动流向温度低的区域的现象。
10.热稳定性（抗热震性）：材料称受温度的急剧变化而不致破坏的能力。
11.热应力：由于材料的热胀冷缩而引起的内应力。
12.材料的导电性：在电场作用下，材料中的带电粒子发生定向移动从而产生宏观电流13.载流子：材料中参与传导电流的带电粒子称为载流子14.精密电阻合金：需要电阻率温度系数TRC或者α数值很小的合金，工程上称其为精密电阻合金15.本征半导体：半导体材料中所有价电子都参与成键，并且所有键都处于饱和（原子外电子层填满）状态，这类半导体称为本征半导体。
16. n型半导体:掺杂半导体中或者所有结合键处被价电子填满后仍有部分富余的价电子的这类半导体。
17. p型半导体：在所有价电子都成键后仍有些结合键上缺少价电子，而出现一些空穴的一类半导体。
18.光致电导：半导体材料材料受到适当波长的电磁波辐射时，导电性会大幅升高的现象。
材料物理性能复习重点-图文
材料物理性能复习重点-图文第二章非组织敏感：弹性模量，热膨胀系数，居里点（成分）组织敏感性：内耗，电阻率，磁导率（成分及组织）相对电导率：IACS%定义：把国际标准纯软铜（在室温20度，电阻率为0.01724.mm2/m）的电导率作为100%，其它导体材料的电导率与之相比的百分数即为该导体材料的相对电导率。
载流子：电荷的载体（电子，空穴，正离子，负离子）物体的导电现象的微观本质是：载流子在电场作用下的定向迁移迁移数t某，也称输运数（tranferencenumber)定义为：某t某T式中：σT为各种载流子输运电荷形成的总电导率σ某表示某种载流子输运电荷的电导率t某的意义：是某一种载流子输运电荷占全部电导率的分数表示。
载流子与导电性能的关系：因素：单位体积中可移动的带电粒子数量N每个载流子的电荷量q载流子的迁移率μ迁移率：受到外加电场作用时，材料中的载流子移动的难易程度令μ=v/E，并定义其为载流子的迁移率。
其物理意义为载流子在单位电场中的迁移速度。
σ=Nqμ迁移率的影响因素：1.温度越高，平均碰撞间隔时间t越小，迁移率越小2.晶体缺陷越多，………………电子的平均自由程n为电子的密度2金属导电机制：载流子为自由电子。
经典理论：所有自由电子都对导电做出贡献。
所以有n为电子的平均速度m为电子的质量量子理论，两点基本改进:nef表示单位体积内实际参加热传导的电子数,即费米面能级附近参加电传导的电子数m某为电子的有效质量，考虑晶体点阵对电场作用的结果2eff某f实际导电的载流子为费米面附近的自由电子！nelmvnelmv产生电阻的根本原因：当电子波通过一个理想晶体点阵时（0K），它将不受散射；只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子波才会受到散射（不相干散射）。
理想晶体中晶体点阵的周期性受到破坏时，才产生阻碍电子运动的条件。
（1）晶格热振动（温度引起的离子运动振幅的变化）（2）杂质的引入，位错及点缺陷在电子电导的材料中，电子与点阵的非弹性碰撞引起电子波的散射是电子运动受阻的本质原因。
材料物理性能
材料物理性能第一章、材料的热学性能一、基本概念1.热容：物体温度升高1K 所需要增加的能量。
（热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量）T Qc ∆∆= 2.比热容：质量为1kg 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。
[与物质的本性有关，用c 表示，单位J/(kg ·K)]T Q m c ∂∂=1 3.摩尔热容：1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。
用Cm 表示。
4.定容热容：加热过程中，体积不变，则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加，不必再以做功的形式传输，该条件下的热容：5.定压热容：假定在加热过程中保持压力不变，而体积则自由向外膨胀，这时升高1K 时供给物体的能量，除满足内能的增加，还必须补充对外做功的损耗。
6.热膨胀：物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。
7.线膨胀系数αl ：温度升高1K 时，物体的相对伸长。
t l l l ∆=∆α08.体膨胀系数αv ：温度升高1K 时，物体体积相对增长值。
t V V tt V ∂∂=1α9.热导率（导热系数）λ：在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量。
（标志材料热传导能力，适用于稳态各点温度不随时间变化。
)q=-λ△T/△X 。
10.热扩散率（导温系数）α：单位面积上，温度随时间的变化率。
α=λ/ρc 。
α表示温度变化的速率（材料内部温度趋于一致的能力。
α越大的材料各处的温度差越小。
适用于非稳态不稳定的热传导过程。
本质仍是材料传热能力。
）。
二、基本理论1.德拜理论及热容和温度变化关系。
答：⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。
⑵模型假设：①固体中的原子振动频率不同；处于不同频率的振子数有确定的分布函数；②固体可看做连续介质，能传播弹性振动波；③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类；④假定弹性波的振动能级量子化，振动能量只能是最小能量单位h ν的整数倍。
⑶结论：①当T 》θD 时，Cv,m=3R ；在高温区，德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。
材料物理性能期末复习考点
材料物理性能期末复习考点
1.力学性能
-弹性模量：描述材料在受力后能恢复原状的能力。
-抗拉强度和屈服强度：材料在受拉力作用下能够承受的最大应力。
-强度和硬度：表示材料对外界力量的抵抗能力。
-延展性和韧性：描述材料在受力下发生塑性变形时的能力。
-蠕变：材料在长期静态载荷下发生塑性变形的现象。
2.电学性能
-电导率：描述材料导电的能力。
-电阻率：描述材料导电困难程度的量。
-介电常数和介电损耗：材料在电场中储存和散失电能的能力。
-铁电性和压电性：描述材料在外加电场或机械压力下产生极化效应的能力。
-半导体性能：半导体材料的导电性能受温度、光照等因素的影响。
3.热学性能
-热导率：描述材料传热能力的指标。
-线热膨胀系数：描述材料在温度变化下线膨胀或收缩的程度。
-热膨胀系数：描述材料在温度变化下体积膨胀或收缩的程度。
-比热容：描述单位质量材料在温度变化下吸收或释放热能的能力。
-崩裂温度：材料在受热时失去结构稳定性的温度。
4.光学性能
-折射率：描述光在材料中传播速度的比值。
-透射率和反射率：描述光在材料中透过或反射的比例。
-吸收率：光在材料中被吸收而转化为热能的比例。
-发光性能：描述材料能否发光以及发光的颜色和亮度。
-线性和非线性光学效应：描述材料在光场中的响应特性。
以上是材料物理性能期末复习的一些考点，希望能帮助到你。
但需要注意的是，这只是一部分重点，你还需要结合教材和课堂笔记，全面复习和理解这些概念和原理。
祝你考试顺利！。
材料物理性能考点总结汇总
<<材料物理性能>>基本要求一，基本概念：1.摩尔热容: 使１摩尔物质在没有相变和化学反应的条件下，温度升高1K所需要的热量称为摩尔热容。
它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
2.比热容：质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下，温度升高1K所需要的热量称为比热容。
它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
3.比容：单位质量（即1kg物质）的体积，即密度的倒数（m3/kg）。
4.格波：由于晶体中的原子间存在着很强的相互作用，因此晶格中一个质点的微振动会引起临近质点随之振动。
因相邻质点间的振动存在着一定的位相差，故晶格振动会在晶体中以弹性波的形式传播，而形成“格波”。
5.声子（Phonon）: 声子是晶体中晶格集体激发的准粒子，就是晶格振动中的简谐振子的能量量子。
6.德拜特征温度: 德拜模型认为:晶体对热容的贡献主要是低频弹性波的振动，声频支的频率具有0～ωmax分布,其中,最大频率所对应的温度即为德拜温度θD,即θD=ћωmax/k。
7.示差热分析法（Differential Thermal Analysis, DTA ）: 是在测定热分析曲线（即加热温度T与加热时间t的关系曲线）的同时，利用示差热电偶测定加热（或冷却）过程中待测试样和标准试样的温度差随温度或时间变化的关系曲线ΔT~T（t），从而对材料组织结构进行分析的一种技术。
8.示差扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry, DSC）: 用示差方法测量加热或冷却过程中，将试样和标准样的温度差保持为零时，所需要补充的热量与温度或时间的关系。
9.热稳定性（抗热振性）：材料承受温度的急剧变化（热冲击）而不致破坏的能力。
10.塞贝克效应：当两种不同的导体组成一个闭合回路时，若在两接头处存在温度差则回路中将有电势及电流产生，这种现象称为塞贝克效应。
11.玻尔帖效应：当有电流通过两个不同导体组成的回路时，除产生不可逆的焦耳热外，还要在两接头处出现吸热或放出热量Q的现象。
材料物理性能 期末考试重点
材料物理性能第一章考点1.电子理论的发展经历了三个阶段，即古典电子理论、量子自由电子理论和能带理论。
古典电子理论假设金属中的价电子完全自由，并且服从经典力学规律；量子自由电子理论也认为金属中的价电子是自由的，但认为它们服从量子力学规律；能带理论则考虑到点阵周期场的作用。
考点2.费米电子在T = 0K时，大块金属中的自由电子从低能级排起，直到全部价电子均占据了相应的能级为止。
具有能量为E F(0)以下的所有能级都被占满，而在E F(0)之上的能级都空着，E F(0)称为费米能，是由费米提出的，相应的能级称为费米能级。
考点3.四个量子数1、主量子数n2、角量子数l3、磁量子数m4、自旋量子数m s考点4.思考题1、过渡族金属物理性能的特殊性与电子能带结构有何联系？过渡族金属的 d 带不满，且能级低而密，可容纳较多的电子，夺取较高的s 带中的电子，降低费米能级。
第二章考点5.载流子载流子可以是电子、空穴，也可以是离子、离子空位。
材料所具有的载流子种类不同，其导电性能也有较大的差异，金属与合金的载流子为电子，半导体的载流子为电子和空穴，离子类导电的载流子为离子、离子空位。
而超导体的导电性能则来自于库柏电子对的贡献。
考点6.杂质可以分为两类一种是作为电子供体提供导带电子的发射杂质，称为“施主”；另一种是作为电子受体提供价带空穴的收集杂质，称为“受主”。
掺入施主杂质后在热激发下半导体中电子浓度增加(n>p)，电子为多数载流子，简称“多子”，空穴为少数载流子，简称“少子”。
这时以电子导电为主，故称为n型半导体。
施主杂质有时也就称为n型杂质。
在掺入受主的半导体中由于受主电离(p>n)，空穴为多子，电子为少子，因而以空穴导电为主，故称为p型半导体。
受主杂质也称为p型杂质。
考点7.我们把只有本征激发过程的半导体称为本征半导体。
考点8.在同一种半导体材料中往往同时存在两种类型的杂质，这时半导体的导电类型主要取决于掺杂浓度高的杂质。
材料物理性能考试重点
材料物理性能考试重点材料物理性能考试重点篇一：材料物理性能考试重点、复习题1. 格波：在晶格中存在着角频率为ω的平面波，是晶格中的所有原子以相同频率振动而成的波，或某一个原子在平衡附近的振动以波的形式在晶体中传播形成的波。
2. 色散关系：频率和波矢的关系3. 声子：晶格振动中的独立简谐振子的能量量子4. 热容：是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。
5. 两个关于晶体热容的经验定律：一是元素的热容定律----杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/(K*mol);另一个是化合物的热容定律-----奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
6. 热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀7. 固体材料热膨胀机理：材料的热膨胀是由于原子间距增大的结果，而原子间距是指晶格结点上原子振动的平衡位置间的距离。
材料温度一定时，原子虽然振动，但它平衡位置保持不变，材料就不会因温度升高而发生膨胀；而温度升高时，会导致原子间距增大。
8. 温度对热导率的影响：在温度不太高时，材料中主要以声子热导为主,决定热导率的因素有材料的热容C、声子的平均速度V和声子的平均自由程L,其中v通常可以看作常数,只有在温度较高时,介质的弹性模量下降导致V减小。
材料声子热容C在低温下与温度T3成正比。
声子平均自由程V随温度的变化类似于气体分子运动中的情况，随温度升高而降低。
实验表明在低温下L值的变化不大，其上限为晶粒的线度，下限为晶格间距。
在极低温度时，声子平均自由程接近或达到其上限值—晶粒的直径；声子的热容C则与T3成正比；在此范围内光子热导可以忽略不计，因此晶体的热导率与温度的三次方成正比例关系。
在较低温度时，声子的平均自由程L随温度升高而减小，声子的热容C仍与T3成正比，光子热导仍然极小，可以忽略不计，此时与L相比C对声子热导率的影响更大,因此在此范围内热导率仍然随温度升高而增大,但变化率减小。
材料物理性能考点
一、概念1、剩余磁感应强度与矫顽力？答：剩余磁感应强度：在磁滞回线中当H=0时，此时磁感应强度称为剩余磁感应强度，用Br表示。
矫顽力：当磁场增到某一数值，壁移就发生大的跳跃，以致完全吞没了正向磁畴，当反向磁畴扩大到同正向磁畴大小相等时，有效磁化强度等于零，这时的磁场强度即为矫顽力。
2、比较铁磁性与顺磁性的异同点？答：铁磁性：源于原子未被抵消的自旋磁矩和自发磁化磁化曲线为曲线铁磁性为磁畴的取向一致顺磁性：源于原子的固有磁矩磁化曲线为直线顺磁性为磁矩的取向一致3、磁化曲线、磁滞回线的特征点及其概念？答：图略第一阶段为起始磁化阶段，此时H很小，B随H的增加而增大，此阶段为可逆阶段。
第二阶段为急剧磁化阶段，此时u有最大值，B随H的增加而增大，此阶段为不可逆阶段。
第三阶段为缓慢磁化阶段，B随H的增加而缓慢增大，最终趋向于磁饱和，该阶段可逆。
Bs：饱和磁感应强度 Br：剩余磁感应强度 Hc：矫顽力4、动滞后型内耗与静滞后型内耗的区别？答：动滞后性内耗与频率有关，与振幅无关。
静滞后型内耗与振幅有关，与频率无关动滞后性内耗：应变—应力滞后回线的出现是由于试样动态性会决定的，回线的面积与振动频率的关系很大，但与振幅无关，如果试验是静态的进行，即试验时应力的施加和撤除都非常缓慢，也不会产生内耗。
静滞后型内耗：指弹性范围内与加载速度无关，应变变化落后于应力的行为，应力变化时，应变重视瞬时调整到相反的值，这种滞后回线的面积是恒定的，与振动频率无关。
5、产生热释电性的条件？答：①具有自发极化的唯一极轴②结构无对称性6、电介质的极化及超导体的两个基本特征？答：电介质的极化：电解质在电场作用下产生束缚电荷的现象称为电介质的极化超导的两个基本特征：完全导电性和完全抗磁性7、金属材料的热容由哪两部分组成？答：点阵振动热容和自由电子运动的热容8、高聚物的热容比金属和无机材料大的原因？答：因为高分子材料的比热容由化学结构决定，温度升高，是链段振动加剧，而高聚物为长链，使之改变运动状态困难，因而，需提供更多的能量。
材料物理性能期末考试复习重点(非常全-可缩印)
热容是物体温度升高1K 所需要增加的能量。
它反映材料从周围环境中吸收热量的能力。
是分子热运动的能量随温度而变化的一个物理量。
不同环境下，物体的热容不同。
热容是随温度而变化的，在不发生相变的条件下，多数物质的摩尔热容测量表明，定容热容C 和温度的关系与定压热容有相似的规律。
(1)在高温区：定压热容Cv 的变化平缓；(2)低温区：Cv 与T^3成正比；(3)温度接近0K 时，Cv 与T 成正比；(4)0K 时，Cv=0；热容的来源：受热后点阵离子的振动加剧和体积膨胀对外做功，此外还和电子贡献有关，后者在温度极高（接近熔点）或极低（接近0K ）的范围内影响较大，在一般温度下则影响很小。
晶态固体热容的经验定律和经典理论：(1)元素的热容定律—杜隆一珀替定律：热容是与温度T 无关的常数。
恒压下元素的原子热容为25J/ (k ·mol)；（2）化合物的热容定律—奈曼—柯普定律：化合物分子热容等于构成该化合物各元素原子热容之和。
德拜模型:考虑了晶体中原子的相互作用。
晶体中点阵结构对热容的主要贡献是弹性波振动，波长较长的声频支在低温下的振动占主导地位，并且声频波的波长远大于晶体的晶格常数，可以把晶体近似为连续介质，声频支的振动近似为连续，具有0～ωmax 的谱带的振动。
可导出定压热容的公式：34)/(5/12,D T R m Cv θπ=由上式可以得到如下的结论：（1）当温度较高时，即处于高温区定压热容=3Nk=3R ，即杜隆—珀替定律，与实验结果吻合；（2）当温度很低时，小于德拜温度时，定压热容与T^3成正比，与实验结果吻合。
（3）当T →0时，C V 趋于0，与实验大体相符。
但T^3定律，与实验结果的T 规律有差距。
德拜模型的不足：（1）由于德拜把晶体近似为连续介质，对于原子振动频率较高的部分不适用，使得对一些化合物的热容的计算与实验不符。
（2）对于金属类晶体，没有考虑自由电子的贡献，使得其在极高温和极低温区与实验不符。
材料物理性能部分知识点
1. 名义应力：真实应力：正应力——伸长或缩短的量——正应变，用ζ表示；剪切应力——畸变或转动的量——剪切应变，用η表示。
名义应变：真实应变：正应变：xx，yy，zz；剪切应变：xy，yz，zx。
2. 材料受力形变的三个阶段：弹性形变：当外力去除后，能恢复到原来形状和尺寸的形变。
塑性形变：外力去除后，形状或尺寸不能恢复的形变。
断裂。
3. 根据受力形变特征，材料可分为：脆性材料（非金属材料）：只有弹性形变，无塑性，形变或塑性形变很小。
延性材料（金属材料）：有弹性形变和塑性形变。
弹性材料（橡胶）：弹性变形很大，没有残余形变（无塑性形变）。
4. 结论：弹性形变的物理本质：原子间结合力抵抗外力的宏观表现。
弹性系数ks和弹性模量E是反映原子间结合强度的标志。
5. 影响弹性模量的因素即影响原子间结合力的因素。
（1）键合方式：共价键和离子键结合力强，弹性模量E较大；金属键和分子键结合力弱，E较低。
（2）晶体结构因材料的方向不同差别很大，排列越致密的方向结合越紧密，E越大。
（3）温度大部分固体，受热后渐渐开始膨胀、变软，原子间结合力减弱，弹性常数降低。
（4）复相的弹性模量在二相系统中，总模量介于高模量成分和低模量成分间，类似于二相系统的热膨胀系数，通过假定材料有许多层组成，这些层平行或垂直于作用单轴应力，找出最宽的可能界限。
6. 一些非晶体有时甚至多晶体在比较小的应力作用下可同时表现出弹性和粘性，称为粘弹性。
理想弹性体受应力作用立即产生应变，与时间无关。
一旦应力撤除，应变也随之立即消除。
实际固体材料的应变产生与消除需要有限时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。
7. 应变蠕变固体材料在恒定荷载下，变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过程，或材料受力后内部原子由不平衡到平衡的过程，也叫徐变。
当外力除去后，徐变变形不能立即消失。
应力弛豫在持续外力作用下，发生变形着的物体，在总的变形值保持不变的情况下，由于徐变变形渐增，弹性变形相应的减小，由此使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。
材料物理性能
一、名词解释1.顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动使得材料没有磁性，当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物质显示弱磁场，这样的磁体称顺磁体。
2.铁磁体：在较弱的磁场内，铁磁体也能够获得强的磁化强度，而且在外磁场移去，材料保留强的磁性。
原因是强的内部交换作用，材料内部有强的内部交换场，原子的磁矩平行取向，在物质内部形成磁畴，这样的磁体称铁磁体。
3.金属热膨胀：物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。
4.内耗：对固体材料内在的能量损耗称为内耗。
5.磁致伸缩效应：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化的现象。
6.磁畴：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。
7.软磁材料：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。
8.亚铁磁体：磁体中存在大小不等反平行的自旋磁矩，磁矩大小部分抵消，因而磁体仍然可以自发磁化，类似于铁磁体。
这种磁体称为亚铁磁体。
9.磁畴结构：磁畴的形状、尺寸、磁壁的类型与厚度的总称。
10.磁滞回线：当磁化磁场作周期的变化时，表示铁磁体中的磁感应强度与磁场强度关系的一条闭合曲线。
二、问答题1.对于一根具体的导线而言，影响它的导电因素有哪些？答：对于一根具体的导线而言，导电过程分两部分，包括最外电子脱离正离子实和之后的在晶格中运行，所以，影响导电性包括这两部分的影响因素。
(1) 从导电定律关系式中可以看出一个电子的电荷是固定的数值，n有效决定于金属的晶体结构及能带结构，而电子自由运行时间或电子平均自由程则决定于在外电场作用下，电子运动过程中所受到的散射。
(2) 电子在金属中所受到的散射可用散射系数μ来表述。
μ的来源有两方面，一是温度引起离子振动造成的μT，二是各种缺陷及杂质引起晶格畸变造成的μn。
μ=μT+μn相应地电阻为：ρ=ρT+ρn(3) 由温度造成的晶格动畸变和由缺陷造成的晶格静畸变，两者都会引起金属电阻率增大。
2.什么是西贝克（Seeback）效应？它是哪种材料的基础？答：西贝克效应是由于温差产生的热电现象，即温差电动势效应——广义地，在半导体材料中，温度和电动势可以互相产生。
材料物理性能(总结)
一章1、原子间的键合类型有几种？（P1)金属键、离子键、共价键、分子键和氢键2、什么是微观粒子的波粒二象性？（P1）光子这种微观粒子表现出双重性质——波动性和粒子性，这种现象叫做波粒二象性。
3、什么是色散关系？什么是声子？声子的性质？（P20、P25）将频率和波矢的关系叫做色散关系。
声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
性质：（1）声子的粒子性：声子和光子相似，光子是电磁波的能量量子，电磁波可以认为是光子流，光子携带电磁波的能量和动量。
（2）声子的准粒子性：准粒子性的具体表现：声子的动量不确定，波矢改变一个周期或倍数，代表同一振动状态，所以不是真正的动量。
4、声子概念的意义？（P25）（1）可以将格波雨物质的相互作用过程理解为，声子和物质的碰撞过程，使问题大大简化，得出的结论也正确。
（2）利用声子的性质可以确定晶格振动谱。
5、简述高聚物分子运动的特点。
（P29）（1）运动单元的多重性（2）分子运动时间的依赖性（3）分子运动的温度依赖性6、影响高聚物玻璃化温度的因素（P33）（1）分子链结构的影响（2）分子量的影响（3）增塑剂的影响（4）外界条件的影响7、影响高聚物流动温度的因素（P39）(1) 分子量（2）分子间作用力（3）外力8、线性非晶高聚物的力学状态？（P29）二章1、材料的热学性能的内容。
(P41)材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、熔化和升华等。
2、什么是热容？（P42）什么是杜隆-柏替定律和奈曼-柯普定律（P43）热容是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K所需要增加的能量。
杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/(k·mol)；奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
3、试述线膨胀系数与体膨胀系数的关系。
（P50）4、请分析热膨胀与其他性能的关系。
（P49）5、影响材料热膨胀系数的因素。
（P50）（1）化学组成、相和结构的影响（2）化学键的影响（3）相变的影响6、简述影响热导率的因素。
材料物理性能期末复习考点
一名词解释1.声频支振动：震动着的质点中所包含的频率甚低的格波,质点彼此之间的相位差不大，格波类似于弹性体中的应变波,称声频支振动.2。
光频支振动：格波中频率甚高的振动波,质点间的相位差很大，临近质点的运动几乎相反，频率往往在红外光区，称光频支振动。
3.格波:材料中一个质点的振动会影响到其临近质点的振动，相邻质点间的振,动会形成一定的相位差,使得晶格振动以波的形式在整个材料内传播的波。
4。
热容：材料在温度升高和降低时要时吸收或放出热量，在没有相变和化学反应的条件下,材料温度升高1K时所吸收的热量。
5。
一级相变:相变在某一温度点上完成，除体积变化外，还同时吸收和放出潜热的相变。
6.二级相变：在一定温度区间内逐步完成的，热焓无突变，仅是在靠近相变点的狭窄区域内变化加剧，其热熔在转变温度附近也发生剧烈变化，但为有限值的相变。
7。
热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象.8。
热膨胀分析：利用试样体积变化研究材料内部组织的变化规律的方法.9。
热传导：当材料相邻部分间存在温度差时,热量将从温度高的区域自动流向温度低的区域的现象。
10。
热稳定性（抗热震性）:材料称受温度的急剧变化而不致破坏的能力.11。
热应力：由于材料的热胀冷缩而引起的内应力.12.材料的导电性：在电场作用下,材料中的带电粒子发生定向移动从而产生宏观电流13。
载流子:材料中参与传导电流的带电粒子称为载流子14.精密电阻合金：需要电阻率温度系数TRC或者α数值很小的合金,工程上称其为精密电阻合金15。
本征半导体：半导体材料中所有价电子都参与成键，并且所有键都处于饱和(原子外电子层填满）状态，这类半导体称为本征半导体。
16. n型半导体：掺杂半导体中或者所有结合键处被价电子填满后仍有部分富余的价电子的这类半导体。
17. p型半导体：在所有价电子都成键后仍有些结合键上缺少价电子，而出现一些空穴的一类半导体.18.光致电导：半导体材料材料受到适当波长的电磁波辐射时,导电性会大幅升高的现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、概念题1.电畴：晶体中存在一些不同方向的自发极化区域(domain).在铁电体中，固有电极矩在一定的子区域内取向相同这些区域就称为电畴。
（取向相同的固有电偶极矩）电畴的排列方式分为180度电畴（反平行）和90度电畴。
因而不加电场时，整个晶体总电矩为零。
2.畴壁：两畴之间的界壁称为畴壁。
3.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。
即ρ＝ρ（T）＋ρ残称为马基申定律。
根据马基申定律，在高温时金属的电阻率基本上取决于ρ(T) ，而在低温时取决于ρ残。
既然ρ残是电子在杂质和缺陷上的散射引起的，那么ρ残的大小就可以用来评定金属的电学纯度。
8. 电介质的击穿，当施加在电介质上的电压增大到一定值时，使电介质失去绝缘性的现象称为击穿(breakdown)。
击穿形式：1）电击穿，是一电过程，仅有电子参与；2）热击穿；3）化学击穿9.介质损耗：.电介质在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量称电介质的损耗功率。
介质损耗形式：1）电导（或漏导）损耗，实际使用的电介质都不是理想的绝缘体，都或多或少地存在一些弱联系带电离子或空穴，在E 作用下产生漏导电流，发热，产生损耗。
2）极化损耗10．超导体：材料失去电阻的状态称为超导态，存在电阻的状态称为正常态，具有超导态的材料称为超导体。
11．接触电性：两种不同的材料接触，由于它们可以有不同的相、不同的晶体结构、电子结构，所以在它们的交界面上不可避免地要发生载流子的某种行为，由此而引起两种材料单独存在时所没有的新的电学效应，称为接触电性。
12、热电效应：电位差、温度差、电流、热流之间存在着的交叉联系构成了热点效应。
第一个热电效应——塞贝克效应：两种下同的导体组成一个闭合回路时，若在两接头处存在温度差，则回路中将有电势及电流产生，这种现象称为塞贝克效第二个热电效应——玻尔贴效应：当有电流通过两个不同导体组成的回路时，除产生焦耳热外，在两接头处还分别出现吸收或放出热量Q的现象，Q称为玻尔帖热，此现象称为玻尔帖效应，第三个热电效应——汤姆逊效应：当电流通过具有一定温度梯度的导体时，除产生焦耳热外，另有一横向热流流入或流出导体（即吸热或放热），此种热电现象称为汤姆逊效应。
13、热释电效应：在某些绝缘物中，由于温度变化而引起电极化状态改变的现象。
23、光电效应：是指光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。
（百度的）24、一般吸收：在光学材料中，石英对所有可见光几乎都透明的，在紫外波段也有很好的透光性能，且吸收系数不变，这种现象为一般吸收。
25.选择吸收：在光学材料中，石英对于波长范围为3.5—5.0μm的红外光却是不透明的，且吸收系数随波长剧烈变化，这种现象为选择吸收。
26．折射率的色散：材料的折射率随入射光的频率的减小而减小，这种现象称为折射率的色散。
27.光生伏特效应：是指半导体在受到光照射时产生电动势的现象。
（百度的）28光的非弹性散射：当光通过介质时，从侧向接受到的散射光主要是波长（或频率）不发生变化的瑞利散射光，属于弹性散射。
当使用高灵敏度和高分辨率的光谱仪，可以发现散射光中还有其它光谱成分，它们在频率坐标上对称地分布在弹性散射光的低频和高频侧，强度一般比弹性散射微弱得多。
这些频率发生改变的光散射是入射光子与介质发生非弹性碰撞的结果，称为非弹性散射。
29发射光谱：发射光强~发射光波长指在一定的激发条件下发射光强按波长的分布。
其形状与材料的能量结构有关。
反映材料中从高能级始发的向下跃迁过程。
激发光谱：发光强度~激发光波长指材料发射某一特定谱线（或谱带）的发光强度随激发光的波长而变化的曲线能够引起材料发光的激发波长也一定是材料可以吸收的波长，但激发光谱≠吸收光谱（因为有的材料吸收光后不一定会发射光，把吸收的光能转化为热能而耗散掉对发光没有贡献的吸收是不会在激发光谱上反映的）。
反映材料中从基态始发的向上跃迁过程。
30．发光寿命：发光寿命指发光体在激发停止之后持续发光时间的长短。
34.杜隆-柏替定律：元素的热容定律（杜隆－珀替定律）：恒压下，元素的摩尔热容为25J/(K•mol)，轻元素例外。
35.热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。
36.魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
37.材料的热稳定性：热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，又称为抗热震性。
38.因瓦效应：材料在一定温度范围内所产生的膨胀系数值低于正常规律的膨胀系数值的现象。
二．简答题：（3）请简要回答热电性的三个基本热电效应答：第一个热电效应——塞贝克效应：两种下同的导体组成一个闭合回路时，若在两接头处存在温度差，则回路中将有电势及电流产生，这种现象称为塞贝克效应。
第二个热电效应——玻尔贴效应：当有电流通过两个不同导体组成的回路时，除产生焦耳热外，在两接头处还分别出现吸收或放出热量Q的现象，Q称为玻尔帖热，此现象称为玻尔帖效应。
第三个热电效应——汤姆逊效应：当电流通过具有一定温度梯度的导体时，除产生焦耳热外，另有一横向热流流入或流出导体（即吸热或放热），此种热电现象称为汤姆逊效应。
（4）电滞回线的各个物理量的名称及物理意义答：P：电极化强度Pr：剩余电极化强度Ps：饱和电极化强度E：外电场强度Eo：矫顽电场强度9) 正常情况下，为什么半导体的电阻率随温度的升高而降低。
答：正常情况下，为什么半导体的电阻率随温度的升高而降低。
自由电子，由公式知，自由电子与温度近似成正比，故温度升高，自由电子增大，所以半导体的电阻率随温度的升高而降低。
10.金属电阻随温度升高而升高原因：金属材料随温度升高，离子热振动的振幅增大，电子就愈易受到散射，可认为μ与温度成正比，则ρ也与温度成正比11.影响金属导电性的因素主要因素：温度，受力情况，冷加工，晶体缺陷，热处理，几何尺寸效应，电阻率各向异性。
12.当形成化合物时，合金的导电性变化激烈，其电阻率要比各组元的电阻率高很多。
原因在于原子键合的方式发生了变化，其中至少一部分由金属键变为共价键获离子键，使导电电子减少。
若两组元给出的价电子的能力相同（即两个组元的电离势几乎没差别），则所形成化合物的电阻值就低，若两个组元的电离势相差较大，即一组元的给出电子被两个组元吸收，则化合物的电阻就大，接近半导体的性质.13) 超导体为什么具有完全的抗磁性：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。
二、综合题3引起电介质击穿的形式及其物理机制：一电击穿是因电场使电介质中积聚起足够数量和能量的带电电质点而导致电介质失去绝缘性能。
二热击穿是在电场作用下，电介质内部热量积累，温度过高而导致失去绝缘性能。
三电化学击穿是在电场，温度等因素作用，电介质发生缓慢的化学变化，性能逐渐劣化，最后失去绝缘性能。
4超导现象的物理机制是什么：BCS理论。
认为，超导现象产生的原因是超导体中的电子在超导态时，电子间存在着特殊的吸引力，而不是正常态时的静电斥力。
这种吸引力使电子双双结成电子对。
它是超导态电子与晶格点阵间相互作用产生的结果。
使动量和自旋方向相反的两个电子el、e2结成了电子对，称为库柏电子对。
6铁磁性产生的两个条件(铁磁性产生的充分条件)：原子有未被抵消的自旋磁矩（必要条件），可发生自发磁化（充分条件）。
自发磁化的产生机理与条件：据键合理论，原子相互接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相互交换位置。
对过渡族金属，原子的3d与4s态能量接近，它们电子云重叠时引起了3d、4S态电子的交换。
交换所产生的静电作用力称为交换力，交换力的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序的排列。
7要获得一束高能激光如何实现为了产生激光，必须选择增益系数超过一定的阈值的激光介质，在激光谐振的配合下，使沿腔轴（镜面法线）方向传播的光波不断增强，并成为色彩极单纯（特定模式）、方向性极好、能量密度极高的激光束。
（8）金属-半导体接触时，请基于溢出功大小阐述接触电效应•答:假定金属的逸出功φM大于半导体的逸出功φS ，当形成MS结时，半导体中的电子会向金属中扩散，使金属表面带负电，半导体表面带正电，能带发生移动，形成新的费米能而达到平衡，不在有静电子的流动，形成了接触电位差，V MS = (φM - φS)/e. 并在接触界面出现一个由半导体指向金属的内电场，阻碍载流子的继续扩散。
也形成了耗尽层，能带向上弯曲，在金属与半导体两侧形成势垒高度稍有不同的肖特基势垒。
这种MS结具有整流作用。
•当φM < φS时，电子将有金属扩散流向半导体，在半导体一侧形成堆积层，这个是高导电区，成为反阻挡层（黑板图示）。
能带向下弯曲，成为欧姆结。
通常半导体器件采用金属电极时就需要良好的欧姆接触。
（13）请阐明材料出现热膨胀的物理机制实际上物体温度升高，由于质点振动的加剧，将引起质点平均距离增大，从而导致物体热膨胀。
. 对于简谐振动，位能曲线对称，升高温度只能增大振幅，并不会改变平衡位置，因此质点间的平均距离不会因温度升高而改变。
对于非简谐振动，位能曲线不对称，质点向外振动的距离大于向内振动的距离，随着温度升高，动能增大，振动剧烈，质点间的平均距离不断增大，形成宏观的热膨胀现象。
用双原子模型解释r<r0时，表现为斥力，但斥力随位移增大得很快；r>r0时，表现为引力，但引力随位移的增大较慢。
因此，合力曲线和势能曲线均不对称引力与斥力都与质点间的距离有关：引力与斥力都随质点间距离减小而增大，但两个作用力都是非线性的，即不简单地与位移成正比。
随间距的减小增大速度不同，斥力增加的快，其合力曲线的斜率不等（平衡位置左侧大，右侧小），所以质点振动时其平均位置不在原平衡位置，而是靠右。
温度升高，振幅增大，其平均位置偏离原平衡位置靠右的距离越大，两质点间的距离增大，使晶胞参数增大，整个物体膨胀。
用势能曲线解释任一温度下，质点在其平衡位置动能最大，势能为零；在左右最远距离势能最大，动能为零。
随温度升高，质点振幅增大，左右侧最大势能都增加，但由于斥力增加的快，左侧势能增加较右侧快，形成了势能曲线的不对称。
因此，随温度的升高，质点的中心位置右移，质点间的距离最大，物体膨胀。
14．铁电体自发极化的物理机制：1）非铁电态到铁电态过渡总是伴随着晶格结构的改变。
2）晶体由立方晶系转变为四方晶系，晶体的对称性降低。
3）自发极化主要是由于某些离子偏离了平衡位置而造成的。
偏离导致单位晶胞中出现电矩，电矩之间的相互作用使偏离离子在新的位置上稳定下来。
与此同时，晶体结构发生畸变。