材料物理性能考试重点、复习题电子教案
材料物理性能总复习
材料性能学总复习
3）铁磁性：即使在较弱的磁场内也可以得到极高的磁化强度，而 且当外磁场移去后，仍可保留极强的磁性
铁磁体的磁化率为正值，而且很大，但当外场增大时，由于磁化 强度迅速达到饱和，其磁化率变小 铁磁性物质很强的磁性来自于其很强的内部交换场，自发磁化是 铁磁物质的基本特征 铁磁性物质的铁磁性只在某一温度以下才表现出来，超过这一温 度，由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向，因而自发 磁化强度变为0，铁磁性消失，这一温度称为居里点Te 4）反铁磁性：
材料的热学性能
材料的热学性能是表征材料与热相互 作用行为的一种宏观特性。
热容：在没有相变或化学反应的条件 下，材料温度升高1K所吸收的热量Q。 热膨胀：物体的体积或长度随温度的 升高而增大的现象。 热传导：当固体材料的两端存在温差 时，热量会从热端自动地传向冷端的现象。 材料性能学总复习
2、导电性本质因素
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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。
材料性能学总复习
•
磁畴：磁性材料中磁化方向一致的小区域
• 磁畴结构：各个磁畴之间彼此取向不同，首尾相接，形成闭 合的磁路，使磁体在空气中的自由静磁能下降为0，对外不显现磁性， 磁畴之间被畴壁隔开，畴壁实质上是相邻磁畴间的过渡层
• 磁畴成因：大量实验证明，磁畴结构的形成是由于这种磁体 为了保持自发磁化的稳定性，必须使强磁体的能量达到最低值，因而 就分裂成无数微小的磁畴 • 磁畴影响因素：畴壁的厚度取决于交换能和磁结晶各向异性 能平衡的结果，实际材料中的畴结构，受到材料的尺寸、晶界、第二 相、应力、掺杂、缺陷等的显著影响，使畴结构复杂化
材料物理性能复习资料
2012年贵州大学材料及冶金学院材料物理性能复习资料一．名词解释：1. 磁化：物质在磁场中由于受磁场的作用表现出来一定的磁性的现象。
3.磁矩：及磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积定义为磁矩。
其方向及环形电流法线方向一致，可用右手定则确定。
4.磁化强度M：一个物体在外磁场中被磁化的程度，用单位体积内磁矩多少来衡量，5.抗磁性：磁化方向及外加磁场方向相反，即当磁化率χ或磁化强度M为负时，固体表现为抗磁性。
χ＝M/H＜0，很小，约为-10-4～-10-6。
6.顺磁性：在外加磁场作用下，每个原子磁矩比较规则地取向，材料显示极弱的磁性。
磁化强度M及外磁场方向一致，M为正，而且M严格地及外磁场H成正比。
7.铁磁性：过渡金属Fe、Co、Ni和某些稀土金属如Gd等物质，无论是否施加外磁场，都具有永久磁矩，且在无外加磁场或较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。
室温下的磁化率χ很大，可达106数量级，属于强磁性物质。
8.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷端的现象。
9.热阻：是材料对热传导的阻隔能力。
11.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。
12.魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率及电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
13.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。
14.导体：可在电场作用流动自由电荷的物体，能传导电流的元件15.绝缘体：不善于传导电流的物质16.半导体：电阻率介于金属和绝缘体之间并且有负的电阻温度系数的材料17、磁畴：未加磁场时铁磁质内部已经磁化到饱和状态的若干个小区域。
18、磁矫顽力：反磁化过程中，当反向磁畴扩大到同正向磁畴大小相相等时，它们的磁化对外对外部的效果相互抵消，有效磁化强度为零，这时的磁场强度称为磁矫顽力。
19、磁化率：即单位外磁场强度下材料的磁化强度。
它的大小反映了物质磁化的难易程度，是材料的一个重要的磁参数。
大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析
大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析目录《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题） (1)《材料物理性能》复习核心知识点 (15)清华大学《材料物理性能》期末考试试题及答案解析 (25)上海交通大学《材料物理性能》期末考试试题 (31)《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题）一、填空1．相对无序的固溶体合金，有序化后，固溶体合金的电阻率将。
2．马基申定则指出，金属材料的电阻来源于两个部分，其中一个部分对应于声子散射与电子散射，此部分是与温度的金属基本电阻，另一部分来源于与化学缺陷和物理缺陷而与温度的残余电阻。
3．某材料的能带结构是允带内的能级未被填满，则该材料属于。
4．离子晶体的导电性主要是离子电导，离子电导可分为两大类，其中第一类源于离子点阵中基本离子的运动，称为或，第二类是结合力比较弱的离子运动造成的，这些离子主要是，因而称为。
在低温下，离子晶体的电导主要由决定。
5．绝缘体又叫电介质，按其内部正负电荷的分布状况又可分为，，与。
6．半导体的导电性随温度变化的规律与金属，。
在讨论时要考虑两种散射机制，即与。
7．超导体的三个基本特性包括、与。
金属的电阻8．在弹性范围内，单向拉应力会使金属的电阻率；单向压应力会使率。
9．某合金是等轴晶粒组成的两相机械混合物，并且两相的电导率相近。
其中一相电导率为σ1，所占体积分数为φ，另一相电导率为σ2，则该合金的电导率σ = 。
10．用双臂电桥法测定金属电阻率时，测量精度不仅与电阻的测量有关，还与试样的的测量精度有关，因而必须考虑的影响所造成的误差。
11．适合测量绝缘体电阻的方法是。
12．适合测量半导体电阻的方法是。
13．原子磁矩包括、与三个部分。
14．材料的顺磁性来源于。
15．抗磁体和顺磁体都属于弱磁体，可以使用测量磁化率。
16．随着温度的增加，铁磁体的饱和磁化强度。
17．弹性的铁磁性反常是由于铁磁体中的存在引起所造成的。
江大材料物理性能复习资料
江大材料物理性能复习资料第一章材料的热学性能1.热容的概念(P42)：热容是分子或原子热运动的能量随温度变化而变化的物理量，其定义是物体温度升高1K 所需增加的能量。
温度不同，物体的热容不一定相同，温度T 时物体热容为：)/()(K J T Q C T T ??=（简单点就直接用这个吧：T Q C ??=） PS ：物理意义：吸收热量提高点阵振动能量，对外做功，加剧电子运动比热容（单位质量）：Tm Q C = 2.晶体热容的经验定律(P42)：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：化合物热容等于构成此化合物各元素原子热容之和3.从材料结构比较金属、无机非金属、高聚物的热容大小(P46)：A 金属：a 纯金属：热容由点阵振动和自由电子运动两部分组成：T T C C C e V L V V γα+=+=3b 合金金属：符合奈曼—柯普定律∑==+++=n i i m inm n m m m C x C x C x C x C 12121B 无机非金属：a 符合热容理论，一般都是从低温时的一个低数值增加到1273K 左右近似于25J/(K ·mol)的数值；b 无机材料热容与材料结构关系不大，但单位体积热容与气孔率有关，多孔质轻热容小；c 当材料发生相变：一级相变：体积突变，有相变潜热，温度T c 热容无穷大，不连续变化；二级相变：无体积突变，无相变潜热，在转变点热容达到有限极大值(P47C 高聚物：多为部分结晶或无定型结构，热容不一定符合理论式，热容相对较大，且由化学结构决定，温度升高链段振动加剧，改变链运动状态（主链、支链（链节、侧基））。
4.从材料结构比较金属、无机非金属、高聚物的热传导机制(P53)：A 金属：有大量自由电子，且电子质轻，实现热量迅速传递，热导率一般较大。
纯金属温度升高使自由程减小作用超过温度直接作用，热导率随温度上升而下降；合金热传导以自由电子和声子为主，因异类原子存在，温度本身起主导作用，热导率随温度上升增大。
材料物理性能复习重点
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 x ，也称输运数（transference number) 定义为：式中： σT 为各种载流子输运电荷形成的总电导率 σx 表示某种载流子输运电荷的电导率t x 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=Nq μ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，………………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。
所以有量子理论，两点基本改进:n ef 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*为电子的有效质量，考虑晶体点阵对电场作用的结果 实际导电的载流子为费米面附近的自由电子！T x x t σσ=vm l ne 2=σ电子的平均自由程m 为电子的质量 n 为电子的密度 n 为电子的平均速度 f f ef vm l e n *2=σ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。
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。
材料物理性能考试重点
第一章无机材料的受力形变1．形变：材料在外力的作用下发生形状与尺寸的变化2．影响弹性模量大小的因素？①化学键(本质)：共价键、离子键结合力强，弹性模量大。
分子键结合力弱，弹性模量小。
②原子间距：正应力使原子间距减小，弹性模量增大；张应力使原子间距增大，弹性模量减小。
温度升高，原子间距增大，弹性模量降低。
3．弹性模量的测定⏹静态法：采用常规三点弯曲试验加载方式；在正式读数前，在低载荷进行几次反复加载、卸载；试样尺寸有要求。
误差较大⏹动态法：三点弯曲受力，外加载荷周期性性变化，产生谐振；弯曲振动测E，扭曲振动测G；试样尺寸有要求。
误差较小4．塑性：材料在外力去除后仍保持部分应变而不能恢复的特性5．延展性：材料发生塑性形变而不断裂（破坏）的能力6．晶体塑性形变两种基本形式：•滑移是指在剪切应力作用下晶体一部分相对于另部分发生平移滑动。
在显微镜下可观察到晶体表面出现宏观裂纹，并构成滑移带。
•孪晶是晶体材料中原子格点排列一部分与另部分呈镜像对称的现象。
镜界两侧的晶格常数可能相同、也可能不同。
7．晶体滑移的条件几何条件：滑移一般发生在晶面指数小、原子密度大的晶面（主要晶面）和晶面指数小的晶向（主要晶向）上：由于晶面指数小的面，面间距越大，原子间的作用力越小，易产生相对滑动；晶面指数小的面，原子的面密度大，滑过滑动平面使结构复原所需的位移量最小，即柏氏矢量小，也易于产生相对滑动。
静电作用因素：同号离子存在巨大的斥力，如果在滑动过程中相遇，滑动将无法实现。
8．粘度定义：使相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力。
单位：Pa· s，9．影响粘度的因素？温度：一般温度升高，粘度下降。
时间：从高温状态冷却到退火点，再加热其粘度随时间增加而增加；而预先在退火点以下保持一定时间后，其粘度随时间增加而降低，但时间大大缩短。
组成：改性阳离子不同，粘度变化不同；但改性阳离子的加入，在任何温度下总会使粘度降低。
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材料物理性能习题与解答材料的热学性能2-1 计算室温(298K ）及高温(1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值，并请和按杜龙-伯蒂规律计算的结果比较。
（1） 当T=298K ，Cp=a+bT+cT —2=87。
55+14.96*10-3*298—26.68*105/2982=87.55+4.46-30。
04=61.97 *4。
18J/mol.K（2） 当T=1273K,Cp=a+bT+cT -2=87。
55+14.96＊10-3*1293—26.68＊105/12732=87.55+19。
34-1。
65=105.24*4。
18J/mol 。
K=438.9 J/mol 。
K据杜隆—珀替定律：（3Al 2O 3.2SiO 4)Cp=21*24。
94=523。
74 J/mol.K2—2 康宁1723玻璃（硅酸铝玻璃）具有下列性能参数：λ=0.021J/(cm.s.℃）； α=4。
6＊10-6/℃;σp=7.0Kg/mm 2.E=6700Kg/mm 2，μ=0.25。
求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。
第一冲击断裂抵抗因子：E R f αμσ)1(-= =66610*8.9*6700*10*6.475.0*10*8.9*7-=170℃ 第二冲击断裂抵抗因子：E R f αμλσ)1(-='=170＊0.021=3.57 J/(cm 。
s)2-6 NaCl 和KCl 具有相同的晶体结构,它们在低温下的Debye 温度θD 分别为310K 和230K ，KCl 在5K 的定容摩尔热容为3。
8＊10-2J/(K 。
mol ）,试计算NaCl 在5K 和KCl 在2K 的定容摩尔热容。
2-7 证明固体材料的热膨胀系数不因为含均匀分散的气孔而改变.3 材料的光学性能3—1．一入射光以较小的入射角i 和折射角r 通过一透明明玻璃板,若玻璃对光的衰减可忽略不计，试证明明透过后的光强为（1-m)2解：ri n sin sin 21=W = W’ + W'’ m WW W W m n n W W -=-=∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=1'1"11'22121其折射光又从玻璃与空气的另一界面射入空气则()21'"1"'"m W W m W W -=∴-= 3-2 光通过一块厚度为1mm 的透明Al 2O 3板后强度降低了15％,试计算其吸收和散射系数的总和。
材料物理性能期末考试复习重点(非常全-可缩印)
word格式-可编辑-感谢下载支持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「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OK)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)化合物的热容定律一奈曼—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〜smax的谱带的振动。
可导出定压热容的公式：Cv,m二12/5兀4R(T/6)3D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「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「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。
(3)解释不了超导现象。
材料物理性能考试重点
1.热容：热容是使材料温度升高1K所需的热量。
公式为C=ΔQ/ΔT=dQ/dT (J/K)；它反映材料从周围环境中吸收热量的能力，与材料的质量、组成、过程、温度有关。
在加热过程中过程不同分为定容热容和定压热容。
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所需的热量称为比热容每个物质中有两种比热容，其中c p＞c v，c v不能直接测得。
3.摩尔热容：1mol的物质在没有相变或化学反应条件下升高1K所需的能量称为摩尔热容，用Cm表示，单位为J/(mol·K)4.热容的微观物理本质：材料的各种性能（包括热容）的物理本质均与晶格热振动有关。
5.热容的实验规律：1.对于金属:2.对于无机材料（了解）1.符合德拜热容理论，但是德拜温度不同，它取决于键的强度、材料的弹性模量、熔点等。
2.对于绝大多数氧化物，碳化物，摩尔热容都是从低温时一个最低值增到到1273K左右近似于3R，温度进一步升高，摩尔热容基本没有任何变化。
3.相变时会发生摩尔热容的突变4.固体材料单位体积热容与气孔率有关，多孔材料质量越小，热容越小。
因此提高轻质隔热砖的温度所需要的热量远低于致密度的耐火砖所需的热量。
6.经典理论传统理论不能解决低温下Cv的变化，低温下热容随温度的下降而降低而下降，当温度接近0K时热容趋向于07.量子理论1.爱因斯坦模型三个假设：1.谐振子能量量子化2.每个原子是一个独立的谐振子3.所有原子都以相同的频率振动。
爱因斯坦温度：爱因斯坦模型在T >> θE 时，Cv，m=3R,与实验相符合，在低温下，T当T << θE时Cv，m比实验更快趋于0，在T趋于0时，Cv,m也趋于零。
爱因斯坦模型不足之处在于：爱因斯坦模型假定原子振动不相关，且以相同频率振动，而实际晶体中，各原子的振动不是彼此独立地以同样的频率振动，而是原子间有耦合作用，点阵波的频率也有差异。
温度低尤为明显2.德拜模型德拜在爱因斯坦的基础上，考虑了晶体间的相互作用力，原子间的作用力遵从胡克定律，固体热容应是原子的各种频率振动贡献的总和。
材料物理性能-复习资料
材料物理性能-复习资料第⼆章材料的热学性能热容：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。
不同温度下，物体的热容不⼀定相同，所以在温度T时物体的热容为：物理意义：吸收的热量⽤来使点阵振动能量升⾼，改变点阵运动状态，或者还有可能产⽣对外做功；或加剧电⼦运动。
晶态固体热容的经验定律：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）；⼆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。
热差分析：是在程序控制温度下，将被测材料与参⽐物在相同条件下加热或冷却，测量试样与参⽐物之间温差(ΔT)随温度(T)时间(t)的变化关系。
参⽐物要求：应为热惰性物质，即在整个测试的温度范围内它本⾝不发⽣分解、相变、破坏，也不与被测物质产⽣化学反应同时参⽐物的⽐热容，热传导系数等应尽量与试样接近。
第三章材料的光学性能四、选择吸收：同⼀物质对各种波长的光吸收程度不⼀样，有的波长的光吸收系数可以⾮常⼤，⽽对另⼀波长的吸收系数⼜可以⾮常⼩。
均匀吸收：介质在可见光范围对各种波长的吸收程度相同。
⾦属材料、半导体、电介质产⽣吸收峰的原因（1）⾦属对光能吸收很强烈，这是因为⾦属的价电⼦处于未满带，吸收光⼦后即呈激发态，⽤不着跃迁到导带即能发⽣碰撞⽽发热。
（2）半导体的禁带⽐较窄，吸收可见光的能量就⾜以跃迁。
（3）电介质的禁带宽，可见光的能量不⾜以使它跃迁，所以可见光区没有吸收峰。
紫外光区能量⾼于禁带宽度，可以使电介质发⽣跃迁，从⽽出现吸收峰。
电介质在红外区也有⼀个吸收峰，这是因为离⼦的弹性振动与光⼦辐射发⽣谐振消耗能量所致。
第六章材料的磁学性能⼀、固有磁矩产⽣的原因原⼦固有磁矩由电⼦的轨道磁矩和电⼦的⾃旋磁矩构成，电⼦绕原⼦核运动，产⽣轨道磁矩；电⼦的⾃旋也产⽣⾃旋磁矩。
当电⼦层的各个轨道电⼦都排满时，其电⼦磁矩相互抵消，这个电⼦层的磁矩总和为零。
【精】《材料物理性能》期末复习资料
• 当ωτ=1时，ε′′极 大，因而tgδ也极 大
16. 介电强度的定义？
• 介质的特性，如绝缘、介电能力，都是指 在一定的电场强度范围内的材料的特性， 即介质只能在一定的电场强度以内保持这 些性质。当电场强度超过某一临界值时， 介质由介电状态变为导电状态。这种现象 称介电强度的破坏，或叫介质的击穿
• 本征离子电导的导电离子主要由热缺陷提 供
• 其载流子浓度：n＝Nexp(−E/2kT)中E的物 理意义是缺陷形成能
7.离子迁移率的公式，试分析影响离子 迁移率的主要因素是什么。
• 离子迁移率的公式是 i 62kv0T qexpU(0/kT) • （在弱电场作用下）影响离子迁移率的主要因素包
括晶体结构(δ、ΔU0、ν0 ) ，而指数项受温度影响 较大
15. 德拜方程以及各参数的物理意义，试分析 频率对ε′、ε′′的影响
• 德拜方程：
r (
)
(0) 1 i
'r
(0) 1 2 2
' 'r
[
(0) 1 2
]
2
• 各参数物理意义：ε(0)为静态相对介电系数，ε∞ 为高频相对介电系数，τ为弛豫时间常数
15. 德拜方程以及各参数的物理意义，试分析频率 对ε′、ε′′的影响
• “雪崩”式电击穿理论：晶格的破坏过程，碰撞 电离后的自由电子的倍增，产生雪崩现象，以碰 撞电离后自由电子数倍增到一定值作为电击穿判 据
1. 铁电体的定义与电滞回线、铁电畴的定义。
• 铁电体：在一定温度范围内含有能自发极 化，且极化方向可随外电场作可逆转动的 晶体
• 电滞回线：在铁电态下晶体的极化与电场 的关系曲线
• 其中N为等效状态密度，Eg为禁带宽度
材料物理性能复习资料
1、固体无机材料的物理性能主要包括力（可用机械性能代替）、热、光、电、磁、辐照（或写成辐射）、介电、声等方面的性能。
2、超导体的三个性能指标分别是指：临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度3、导热的微观机制有：电子热导和声子热导（也可写作电子导热和声子导热）4、光子通过固体会发生反射、折射、透过、吸收现象；5、原子本征磁矩包括电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩 ；6、顺磁性产生的基本条件：一、具有奇数个电子的原子或点陈缺陷，二、内壳层未被填满的原子或离子，这样使原子的固有磁矩不为零；7、钛酸钡（BaTiO 3）具有哪些介电性：压电性、热释电性、铁电性；8、热应力的来源：因热胀冷缩而产生的热应力、因温度梯度而产生热应力和多相复合材料因各相膨胀系数不同而产生的热应力；9、光磁记录时可以采用 居里温度 和 补偿温度 两种不同温度下的写入方式10核外电子的能量由主量子数n 、角量子数l 、磁量子数m 、自旋量子数ms 这四种量子数来确定11理想金属的电阻来源为电子散射、声子散射12电介质的主要性能指标有介电常数ε、介电损耗因子ε''、介电强度、品质因子()1tan -δ、介电电导率10、热膨胀来自于原子的非简谐振动；13、可以通过居里温度点进行磁场热处理（或“冷加工”）获得磁织构；14、电介质的击穿有电击穿、热击穿、化学击穿三种模式15、电阻产生的本质是 晶体点阵的完整性遭到破坏的地方，电子波受到散射16、压电体具有的最典型晶体结构特征是 无中心对称结构 ；17、电容器的电流由 理想电容器所造成的电流；电容器真实电介质极化建立的电流；电容器真实电介质漏电流 三部分构成 18、彩色光的三个基本参量是 亮度、 色调 、色饱和度 ；19、技术磁化可以通过磁畴的旋转和磁畴壁的迁移两种形式进行；20、减少退磁能是产生分畴的基本动力，但却增加了畴壁能；21、赛贝克效应和珀尔贴效应热电效应互为可逆热电效应；22、固体热容包括晶格热容、电子热容两部分；23、德拜温度是反映 原子间结合力 的重要物理量；24、固体中的导热主要是由晶格振动的格波（声子）和自由电子的运动来实现25、在计算半导体中的载流子数量时需要用到 费米-狄拉克 统计26、自由电子至少是二重简并态27、众所周知，纯银的导电性比纯铝好，纯铝中溶入5%的纯银后形成的合金，一般来说其导电性将 降低 ，导热性将 降低28、离子型导体在高温区导电的特征是 本征 导电，低温区是 杂质导电29、电介质极化的类型主要有： 位移极化 、空间电荷极化 、驰豫极化 、取向极化30、原子磁矩包括电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核磁矩31、磁畴的起因是 减小退磁能32、常见的三种热电效应是 赛贝克 、帕尔贴、汤姆逊33、只有在发生非弹性应变（表达出与此意思相同的亦可得分，如“应力与应变相差一个相位”，回答滞弹性或粘弹性只能算半对时才能产生内耗；34、固体对所有作用力的反应的实质来自于 原子间相互作用的势能35、固体物质中有电子、空穴、正离子、负离子四种载流子能够形成导电36、电阻产生的波长为500 nm 的单色光相当于波数为 20000 的单色光37、马氏体不锈钢 是 铁磁性材料，奥氏体不锈钢 不是 铁磁性材料；38、激光器是光波谐振器，由光波放大器（或激光工作物质）、谐振腔、 泵浦系统三部分构成，激活离子的作用是 提供亚稳态能级； 39、波长与波数的换算关系式是 n 710=λ, λ:波长(nm), n: 波数(1-cm )（需指明符号的含义）；40、家用电脑光盘上的数据一般可以通过克尔 效应读出；41、固体对所有作用力的反应的实质来自于 原子间相互作用的势能42、固体电阻产生的基本机制是电子散射和声子散射。
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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
形成的波，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。
在较高温度下，声子的平均自由程L随温度升高继续减小,而声子热容C趋近于常数,材料的热导率由L随温度升高而减小决定。
随着温度升高,声子的平均自由程逐渐趋近于其最小值,声子热容为常数,光子平均自由程有所增大,故此光子热导逐步提高,因此高温下热导率随温度升高而增大。
一般来说,对于晶体材料，在常用温度范围内，热导率随温度的上升为下降。
9.影响热导率的因素:1）温度的影响，一般来说，晶体材料在常用温度范围内，热导率随
温度的上升而下降。
2）显微结构的影响。
3）化学组成的影响。
4）复合材料的热导率
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，所以又称为抗热震性。
11.常用热分析方法：1）普通热分析法2）差热分析3）差示扫描量热法4）热重法
12.光折射：当光依次通过两种不同介质时，光的行进方向要发生改变，这种现象称为折
射
13.光的散射：材料中如果有光学性能不均匀的结构，例如含有透明小粒子、光性能不同
的晶界相、气孔或其他夹杂物，都会引起一部分光束偏离原来的传播方向而向四面八方散开来，这种现象称为光的散射。
14.吸收：光通过物质传播时，会引起物质的价电子跃迁或使原子振动，从而使光能的一
部分转变为热能，导致光能的衰减的现象
15.弹性散射：光的波长（或光子能量）在散射前后不发生变化的，称为弹性散射
16.按照瑞利定律，微小粒子对波长的散射不如短波有效，在可见光的短波侧λ=400nm
处，紫光的散射强度要比长波侧λ=720nm出红光的散射强度大约大10倍
17.色散：材料的折射率随入射光的频率的减小（或波长的增加）而减小的性质，称为材
料的色散
18.透光性：材料可以使光透过的性能称为透光性
19.镜反射：是指光照射在光洁度非常高的材料表面时，反射光线具有明确的方向性，这
种反射称为镜反射
20.漫反射：光照射在粗糙的材料表面时，反射线没有方向性，这种反射称为漫反射
21.受激辐射：处于激发态的发光原子在外来辐射场的作用下，向低能态或基态跃迁时，
辐射光子的现象
22.激光：由受激发射的光放大产生的辐射
23.受激吸收：如果原子处于低能级，当能量满足hv=E2-E1的光子趋近它时，原子则可能
吸收一个光子并跃迁到高能级，这个吸收过程只有存在适当频率的外来光子时才会发生
24.导电：当在材料的两端施加电压V时，材料中有电流I流过的现象
25.超导原因：超导态的电子对有一基本特性，即每个电子对在运动中的总动量保持不
变，故在通以直流电时，超导体重的电子对将无阻力地通过晶格运动，晶格散射电子对中的一个电子并改变它的动量时，它也将散射电子对中的另一个电子，在相反方向引起动量的等量变化，成对电子运动的平均速度基本保持不变，电子对运动时不消耗能量，表现出零电阻的特性
26.载流子：电流是电荷在空间的定向运动。
任何一种物质，只要有电流就意味着有带电
粒子的定向运动，这些带电粒子称为载流子；载流子为离子或离子空穴的电导称为离子式电导，载流子为电子或电子空穴的电导称为电子式电导
27.霍尔效应：沿试样x轴方向通入电流I（电流密度j x），z轴方向加一磁场H z,那么在y
轴方向将产生一电场E y，这一现象称为霍尔效应
28.超导电性：在一定的低温条件下材料突然失去电阻的现象
29.合金元素及相结构的影响：1）固溶体的导电性；2）金属化合物的导电性；3）多相合
金的导电性
30.导电性的测量：1）双臂电桥法；2）直流电位差计测量法；3)直流四探针法；4）绝缘
体电阻的测量
31.矿物当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性
32.热电效应：在金属导线组成的回路中，存在着温差或通以电流时，会产生热与电的转
换效应
33.电介质极化的机制：1）电子、离子位移极化；2）弛豫极化；3）取向极化；4）空间
电荷极化
34.介电击穿：当陶瓷或聚合物用于工程中做绝缘材料、电容器材料和封装材料时，通常
都要经受一定的电压梯度的作用，如果材料发生短路，则这些材料就失效了，这种失效称为介电击穿。
引起材料击穿的电压梯度称为材料的介电强度或介电击穿强度
35.正压电效应：当晶体受到机械力作用时，一定方向的表面产生束缚电荷，其电荷密度
大小与所加应力的大小成线性关系。
这种由机械能转换成电能的过程，称为正压电效应
36.逆压电效应：以应力作用α-石英晶体而产生束缚电荷。
如果以电场作用在α-石英晶体
上，则在相关方向上产生应变，而且应变大小与所加电场在一定范围内有线性关系。
这种由电能转变为机械能的过程称为逆压电效应
37.热释电性：一些晶体除了由于机械应力作用引起压电效应外，还可以由于温度作用而
使其电极化强度变化，这就是热释电性，也叫做热电性
38.热释电效应：由温度变化而使极化改变的现象
39.铁电性：晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化
强度，使晶体具有自发极化，晶体的这种性质叫铁电性
40.磁感应强度：通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数
41.物质磁性的分类：1）抗磁体；2）顺磁体；3）铁磁体；4）亚铁磁体；5）反铁磁体
42.磁化强度：描述磁介质磁化状态的物理量；矫顽力：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0，这时的磁场强度即为矫顽力；饱和磁化强度：铁磁材料和亚铁磁材料的磁化强度随磁场增加而增加所能达到的最大值，是温度的函数 ;磁导率：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。
分为绝对磁导率和相对磁导率，是表征磁介质导磁性能的物理量；磁滞损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗；饱和磁致伸缩系数：随着磁场增强，铁磁体的磁感强度增强，λ绝对值也随之增大，当磁化强度达到饱和值时，λ=λs，λs为饱和磁致伸缩系数；磁晶各向异性常数：单位体积的单晶磁体沿难磁化方向磁化到饱和与沿易磁化方向磁化到饱和所需磁化能之差
43.弹性模量：材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值
44.弹性模量的测量：1）静态测量法，从应力和应变曲线确定弹性模量，测量
的精度较低，不适合对金属进行弹性分析；2）动态测量法，优点是测量设备简单，测量速度快，测量结果准确
45.内耗：由于固体内部的原因使机械能消耗的现象；材料在交变应力作用下应
变落后于应力的现象，称为滞弹性，由滞弹性引起的内耗称为滞弹性内耗。