材料物理性能考点

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