材料物理性能试题及其答案
(完整word版)材料物理性能A试卷答案及评分标准
材料物理性能A 试卷答案及评分标准一、是非题（1分×10=10分）1√；2×；3×；4√；5×；6√；7√；8√；9√；10×。
二、名词解释（3分×6=18分，任选6个名词。
注意：请在所选题前打“√”）1、磁后效应：处于外电场为H0的磁性材料，突然受到外磁场的跃迁变化到H1，则磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值，而是一部分瞬时到达，另一部分缓慢趋近稳定值，这种现象称为磁后效应。
2、塑性形变：是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外应力移去后不能恢复的形变。
无机材料的塑性形变，远不如金属塑性变形容易。
3、未弛豫模量：测定滞弹性材料的形变时，如果测量时间小于τε、τσ，则由于随时间的形变还没有机会发生，测得的是应力和初始应变的关系，这时的弹性模量叫未驰豫模量。
4、介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗，由电能转变为其他形式的能，统称为介质损耗。
5、光频支振动：光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。
6、弹性散射：散射前后，光的波长（或光子能量）不发生变化的散射。
7、德拜T3定律：当温度很低时，即T<<θD，c v=1939.7(T/θD)3j.K-1.mol-1，即当T→0 K时，c v∝T3→0。
8、BaTiO3半导体的PTC现象：价控型BaTiO3半导体在晶型转变点附近，电阻率随温度上升发生突变，增大了3~4个数量级的现象。
三、简答题（5分×5=25分，任选5题。
注意：请在所选题前打“√”）1、（1）构成材料元素的离子半径；（2）材料的结构、晶型；（3）材料存在的内应力；（4）同质异构体。
2、（1）透过介质表面镀增透膜；（2）将多次透过的玻璃用折射率与之相近的胶将它们黏起来，以减少空气界面造成的损失。
(完整)材料物理性能答案
)（E k →第一章：材料电学性能1 如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？用电阻率ρ或电阻率σ评价材料的导电能力.按材料的导电能力（电阻率）,人们通常将材料划分为：）（）超导体（）（）导体（）（）半导体（）（）绝缘体（m .104m .10103m .10102m .1012728-828Ω〈Ω〈〈Ω〈〈Ω〈---ρρρρ2、经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。
所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场，自由电子就像理想气体一样在这个等势电场中运动.如果没有外部电场或磁场的影响,一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波,自由电子则可以在较大范围内作随机运动,并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动，方向随机的自由电子也不能形成电流。
施加外电场后,自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流。
自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻。
E J →→=σ，电导率σ= （其中μ= ，为电子的漂移迁移率，表示单位场强下电子的漂移速度）,它将外加电场强度和导体内的电流密度联系起来,表示了欧姆定律的微观形式.缺陷:该理论高估了自由电子对金属导电能力的贡献值，实际上并不是所有价电子都参与了导电。
（？把适用于宏观物体的牛顿定律应用到微观的电子运动中，并且承认能量的连续性)3、自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为？自由电子近似下，电子的本证波函数是一种等幅平面行波，即振幅保持为常数;电子本证能量E 随波矢量的变化曲线 是一条连续的抛物线.4、根据自由电子近似下的量子导电理论解释：准连续能级、能级的简并状态、简并度、能态密度、k 空间、等幅平面波和能级密度函数.n 决定，并且其能量值也是不连续的，能级差与材料线度L ²成反比,材料的尺寸越大，其能级差越小，作为宏观尺度的材料,其能级差几乎趋于零，电子能量可以看成是准连续的。
材料物理性能试题及其答案
西 安 科 技 大 学 2011—2012学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：—2012 学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：材料物理性能 A卷答案一、填空题（每空1分，共25分）：1、电子运动服从量子力学原理周期性势场2、导电性能介电性能3、电子极化原子（离子）极化取向极化4、完全导电性（零电阻）完全抗磁性5、电子轨道磁矩电子自旋磁矩原子核自旋磁矩6、越大越小7、电子导热声子导热声子导热8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析（TG）9、弹性后效降低（减小）10、机械能频率静滞后型内耗二、是非题（每题2分，共20分）：1、√2、×3、×4、√5、×6、√7、×8、×9、× 10、√三、名词解释（每题3分，共15分）：1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的球面。
特别有意义的是E=E F的等能面，它被称为费米面，相应的能量成为费米能。
2、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。
3、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。
4、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。
5、弛豫模量：教材P200四、简答题（每题6分，共30分）：1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。
答：①导体中含有未满带，在外场的作用下，未满带上的电子分布发生偏移，从而改变了原来的中心堆成状态，占据不同状态的电子所形成的运动电流不能完全抵消，未抵消的部分就形成了宏观电流；②绝缘体不含未满带，满带中的电子不会受外场的作用而产生偏离平衡态的分布，而一些含有空带的绝缘体，也因为禁带间隙过大，下层满带的电子无法跃迁到空带上来形成可以导电的未满带，所以绝缘体不能导电；③本征半导体的情况和绝缘体类似，区别是其禁带能隙比较小，当受到热激发或外场作用时，满带中的电子比较容易越过能隙，进入上方空的允带，从而使材料具有一定的导电能力；④掺杂半导体则是通过掺入异质元素，从而提供额外的自由电子或者额外的空穴以供下层电子向上跨越，使得跨越禁带的能量变低，电子更加容易进入上层的空带中，从而具有导电能力。
材料性能学考卷及答案
材料性能学考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料的弹性模量最大？A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 玻璃纤维C. 碳钢D. 陶瓷3. 下列哪种材料的硬度最大？A. 黄铜B. 不锈钢C. 钨D. 铅4. 下列哪种材料的导热系数最高？A. 铜B. 铝C. 铁D. 硅胶5. 下列哪种材料的比热容最大？A. 水泥B. 橡胶C. 石墨D. 空气6. 下列哪种材料的密度最小？A. 聚乙烯B. 聚氨酯C. 聚氯乙烯D. 聚丙烯7. 下列哪种材料的断裂韧性最高？A. 玛瑙B. 玉石C. 钨钢D. 玻璃8. 下列哪种材料的耐磨性最好？A. 高铬铸铁B. 轴承钢C. 铸铝D. 粉末冶金9. 下列哪种材料的抗腐蚀性最好？A. 镍基合金B. 铜镍合金C. 铬镍合金D. 钛合金10. 下列哪种材料的磁导率最高？A. 铁B. 钴C. 镍D. 铅二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性极限是指材料在受力后，去掉外力仍能恢复原状的______应力。
2. 材料的屈服强度是指材料在受力过程中，产生______变形时的应力。
3. 材料的断裂韧性是指材料抵抗______裂纹扩展的能力。
4. 材料的疲劳极限是指材料在______循环应力作用下，不发生疲劳破坏的最大应力。
5. 材料的导热系数是指在稳态热传导条件下，单位时间内通过单位面积、单位厚度的材料，温度梯度为1K时传递的______。
6. 材料的比热容是指单位质量的材料温度升高1K所需吸收的______。
7. 材料的密度是指单位体积的______。
8. 材料的硬度是指材料抵抗______变形的能力。
9. 材料的耐磨性是指材料在______过程中抵抗磨损的能力。
10. 材料的抗腐蚀性是指材料在______环境中抵抗腐蚀的能力。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简要介绍材料性能学的研究内容。
2. 请解释弹性模量、屈服强度和断裂韧性三个力学性能指标的区别。
无机材料物理性能试题及答案
无机材料物理性能试题及答案It was last revised on January 2, 2021无机材料物理性能试题及答案无机材料物理性能试题及答案一、填空题（每题2分，共36分）1、电子电导时，载流子的主要散射机构有中性杂质的散射、位错散射、电离杂质的散射、晶格振动的散射。
2、无机材料的热容与材料结构的关系不大，CaO和SiO2的混合物与CaSiO3的热容-温度曲线基本一致。
3、离子晶体中的电导主要为离子电导。
可以分为两类：固有离子电导（本征电导）和杂质电导。
在高温下本征电导特别显着，在低温下杂质电导最为显着。
4、固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越小。
5、电流吸收现象主要发生在离子电导为主的陶瓷材料中。
电子电导为主的陶瓷材料，因电子迁移率很高，所以不存在空间电荷和吸收电流现象。
6、导电材料中载流子是离子、电子和空位。
7. 电子电导具有霍尔效应，离子电导具有电解效应，从而可以通过这两种效应检查材料中载流子的类型。
8. 非晶体的导热率（不考虑光子导热的贡献）在所有温度下都比晶体的小。
在高温下，二者的导热率比较接近。
9. 固体材料的热膨胀的本质为：点阵结构中的质点间平均距离随着温度升高而增大。
10. 电导率的一般表达式为∑=∑=iiiiiqnμσσ。
其各参数n i、q i和i的含义分别是载流子的浓度、载流子的电荷量、载流子的迁移率。
11. 晶体结构愈复杂，晶格振动的非线性程度愈大。
格波受到的散射大，因此声子的平均自由程小，热导率低。
12、波矢和频率之间的关系为色散关系。
13、对于热射线高度透明的材料，它们的光子传导效应较大，但是在有微小气孔存在时，由于气孔与固体间折射率有很大的差异，使这些微气孔形成了散射中心，导致透明度强烈降低。
14、大多数烧结陶瓷材料的光子传导率要比单晶和玻璃小1～3数量级，其原因是前者有微量的气孔存在，从而显着地降低射线的传播，导致光子自由程显着减小。
15、当光照射到光滑材料表面时，发生镜面反射 ；当光照射到粗糙的材料表面时，发生 漫反射 。
材料力学性能习题及解答库
第一章习题答案一、解释下列名词1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
2、滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象。
3、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，称为金属的循环韧性。
4、包申格效应：先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现σe升高或降低的现象。
5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6、塑性、脆性和韧性：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
韧性：指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力7、解理台阶：高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶；8、河流花样：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。
9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，这些平面称为解理面。
10、穿晶断裂和沿晶断裂：沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，一定是脆断，且较为严重，为最低级。
穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。
11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。
二、说明下列力学指标的意义１、Ｅ（Ｇ）：Ｅ（Ｇ）分别为拉伸杨氏模量和切变模量，统称为弹性模量，表示产生100%弹性变形所需的应力。
２、σr、σ0.2、σs: σr :表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。
σ0.2：表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
σs：表征材料的屈服点。
３、σb：韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。
４、n:应变硬化指数，它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。
５、δ、δgt、ψ：δ是断后伸长率，它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。
《材料物理性能》习题解答
《材料物理性能》习题解答材料物理性能习题与解答吴其胜盐城工学院材料工程学院2007，3目录1 材料的力学性能 (2)2 材料的热学性能 (12)3 材料的光学性能 (17)4 材料的电导性能 (20)5 材料的磁学性能 (29)6 材料的功能转换性能 (37)1材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。
解：根据题意可得下表由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。
1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表体积V/mm 3 直径d/mm 圆面积S/mm 2 拉伸前1227.2 2.5 4.909 拉伸后1227.22.44.524 1cm 10cm40cmLoad Load)(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l ==??===?-σε0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =?==-σ名义应力0851.0100=-=?=A A l lε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =?==-σ真应力1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。
解：根据可知：1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。
证：1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。
材料物理性能习题解答
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。
2-8 在一维双原子的点阵中： （1）若求证存在关系？ （2）证明在L=，声频支中所有轻原子静止，而光频支中所有重原子 静止，并画出此时原子的振动图像。 （3）若，请证明此时只有声频支而无光频支。
Voigt模型可以较好地模拟应变蠕变过程：
以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到 用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物 的蠕变过程等。
1-7试述温度和外力作用频率对聚合物力学损耗角正切的影响并画出相 应的温度谱和频率谱。
解:
3-3 有一材料的吸收系数α=0.32cm-1，透明光强分别为入射的10%， 20%，50%及80%时，材料的厚度各为多少？
解:
3-4一玻璃对水银灯蓝、绿谱线λ=4358A和5461A的折射率分别为1.6525 和1.6245，用此数据定出柯西Cauchy近似经验公式的常数A和B，然后计 算对钠黄线λ=5893A的折射率n及色散率dn/dλ值。
2-9 试计算一条合成刚玉晶体Al2O3棒在1K的热导率，它的分子量为
102，直径为3mm，声速500m/s，密度为4000kg/m3，德拜温度为 1000K。
2-10 一样品在300K的热导率为320J/（m2.s.K）,电阻率为10-2,求,其电子 热导热的比值.(Loremtz常量L=2.45*10-8(V/K)2
3 材料的光学性能
材料性能期末考试题及答案
材料性能期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，其单位是：A. MPaB. GPaC. N/m²D. Pa2. 材料的硬度通常用来描述材料的：A. 韧性B. 强度C. 耐久性D. 抗划伤能力3. 材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时，体积或长度的相对变化率，其单位是：A. °C⁻¹B. K⁻¹C. °F⁻¹D. 1/°C4. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，开始发生永久变形的应力值，通常用下列哪个单位表示：A. MPaB. GPaC. N/m²D. Pa5. 材料的疲劳强度是指材料在循环载荷作用下，发生疲劳破坏的应力值，通常与下列哪个因素无关：A. 材料的微观结构B. 载荷的频率C. 材料的密度D. 环境温度二、填空题（每空2分，共20分）6. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力值而不发生断裂。
7. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最小应力值而不发生永久变形。
8. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最小应力值而不发生塑性变形。
9. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力值而不发生永久变形。
10. 材料的________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力值而不发生塑性变形。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述材料的疲劳破坏机理。
12. 解释什么是材料的蠕变现象，并简述其影响因素。
13. 描述材料的断裂韧性及其在工程应用中的重要性。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 某材料的弹性模量为200 GPa，当其受到100 MPa的应力作用时，计算其应变值。
15. 假设有一块材料的屈服强度为300 MPa，若在循环载荷作用下，该材料的疲劳强度降低到200 MPa，计算其疲劳强度降低的百分比。
无机材料物理性能考试题
1. 五天任何一点的应力状态可由六个应力分量(σ1σ2σ3τ1τ2τ3)表示，请一立方体积为单位为例，在图中分别表示出这几种作用力。
2. 在工程力学中讨论无机材料的弹性变形的时候，常涉及到一个重要的定律---虎克定律，它表示了应力、应变之间的线性关系。
对一各向同性体来说，假如它只在x 方向受到拉伸应力σ，写出在这个方向上应力σ、应变ε的关系。
答：Ex x σ=ε 3. 什么是材料的弹性变形、塑性变形？简单说明晶体材料产生塑性变形的原因（机理）。
答：（1）材料的弹性变形是指材料在受力作用下发生形变，清除应力后又能恢复原状。
塑性变形就是变形后不能恢复到原状态。
（2）塑性变形机理：在剪应力作用下引起位错运动，导致晶体晶格的滑移，产生塑性变形。
4. 解释Griffith 微裂纹理论，并说明其重要意义。
已知晶格常数a 、裂纹长度C 、弹性模量E 、断裂表面能λ，如何求理论结合强度、临界断裂应力？答：实际材料总是存在许多细小的裂纹或缺陷，在外力作用下这些裂纹或缺陷会产生应力集中现象，当应力大到一定程度，裂纹开始扩展而导致材料断裂，即物体内储存的弹性应变能降低大于或等于由于裂开形成两个新表面所需要的表面能，就会造成裂纹的扩展，反之，则裂纹不会扩展。
重要意义：建立工作应力、裂纹长度和材料性能常数之间的关系，并解释了脆性材料强度远低于其理论强度的现象。
th σ= c σ= 5. 材料强度的本质是什么？裂纹扩展的动力和阻力是什么?由此可以看出，影响无机材料强度的主要参数有哪三个？答：材料强度的本质是内部质点间的结合力；裂纹扩展的动力是由裂纹扩展单位面积所降低的弹性应变能。
三个参数是 C ：裂纹大小、γ：断裂表面能、E ：弹性模量。
6. 什么是材料的断裂韧性KIC ？假设有一材料，为了确保其使用的安全性，从断裂强度理论出发，那么其应力场强度因子KI 与断裂韧性KIC 之间应满足何种关系？答：K IC 是反映材料具有抵抗裂纹扩展的能力；K I <K IC7. 举出两种增强无机材料强度（或韧性）的方法，并简单说明其中的原因。
(完整word版)材料物理性能复习题库
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。
材料性能学考卷及答案
材料性能学考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料的弹性模量最大？A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 玻璃C. 高强度钢D. 纤维素3. 下列哪种材料的硬度最大？A. 黄金B. 铅C. 钨D. 铝A. 弹性B. 塑性C. 粘性D. 耐磨性5. 下列哪种材料的导电性最好？A. 铜B. 铁C. 铅D. 硅6. 下列哪种材料的比热容最大？A. 水泥B. 橡胶C. 铝D. 钨7. 下列哪种材料的密度最小？A. 聚乙烯B. 钢铁C. 铜D. 铅A. 导热性B. 热膨胀系数C. 弹性模量D. 抗压强度9. 下列哪种材料的耐腐蚀性最好？A. 铝B. 铁C. 铜镍合金D. 钢铁A. 耐候性B. 耐腐蚀性C. 热稳定性D. 抗压强度二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的性能主要包括______性能、______性能和______性能。
2. ______是指材料在受力过程中，产生变形后去掉外力仍能恢复原状的性质。
3. 材料的______是指材料在断裂前能承受的最大应力。
4. ______是指材料抵抗局部变形的能力，如压痕、刮擦等。
5. 材料的______是指材料在高温或低温环境下保持性能稳定的能力。
6. ______是指材料在受到腐蚀介质作用时，抵抗腐蚀破坏的能力。
7. 材料的______是指材料在受到冲击载荷作用时，吸收能量并产生变形而不破坏的能力。
8. ______是指材料在受到重复应力或循环应力作用时，抵抗疲劳破坏的能力。
9. 材料的______是指材料在受到电磁场作用时，产生电流的能力。
10. ______是指材料在单位长度、面积或体积内，质量的大小。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料力学性能的定义及其主要内容。
2. 简述材料物理性能的定义及其主要内容。
3. 简述材料环境性能的定义及其主要内容。
四、论述题（每题15分，共30分）1. 论述影响材料性能的主要因素。
无机材料物理性能考试试题及答案(供参考)
无机材料物理性能考试试题及答案一、填空（18）1. 声子的准粒子性表现在声子的动量不确定、系统中声子的数目不守恒。
2. 在外加电场E的作用下，一个具有电偶极矩为p的点电偶极子的位能U=-p·E，该式表明当电偶极矩的取向与外电场同向时，能量为最低而反向时能量为最高。
3. TC为正的温度补偿材料具有敞旷结构，并且内部结构单位能发生较大的转动。
4. 钙钛矿型结构由 5 个简立方格子套购而成，它们分别是1个Ti 、1个Ca 和3个氧简立方格子5. 弹性系数ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。
6. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。
7. 制备微晶、高密度与高纯度材料的依据是材料脆性断裂的影响因素有晶粒尺寸、气孔率、杂质等。
8. 粒子强化材料的机理在于粒子可以防止基体内的位错运动，或通过粒子的塑性形变而吸收一部分能量，达从而到强化的目的。
9. 复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。
10.裂纹有三种扩展方式：张开型、滑开型、撕开型11. 格波：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位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波二、名词解释(12)自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。
断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。
包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性能等。
电子的共有化运动：原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子的某一电子壳层转移到相邻原子的相似壳层上去，因而电子可以在整个晶体中运动。
无机材料物理性能期末复习题
期末复习题参考答案一、填空1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。
如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。
2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。
3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
4．格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。
5．电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是由于相应压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。
6．复介电常数由实部和虚部这两部分组成，实部与通常应用的介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。
7．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。
8．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。
•（1-m）2x。
9．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I10．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子Y= 。
11．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。
12．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。
13.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。
14．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。
15．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。
16．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。
17．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。
18．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。
而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。
19. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。
无机材料物理性能试卷及答案
无机材料物理性能试卷一．填空（１×２０＝２０分）1．CsCl结构中，Ｃs+与Cl-分别构成＿＿＿＿格子。
２．影响黏度的因素有＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿.３.影响蠕变的因素有温度、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿.４．在＿＿＿＿、＿＿＿＿的情况下，室温时绝缘体转化为半导体。
５．一般材料的＿＿＿＿远大于＿＿＿＿。
６．裂纹尖端出高度的＿＿＿＿导致了较大的裂纹扩展力。
７．多组分玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿。
８．介电常数显著变化是在＿＿＿＿处。
９．裂纹有三种扩展方式：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。
１０．电子电导的特征是具有＿＿＿＿。
二．判断正误。
（２×１０=２０分）１．正应力正负号规定是拉应力为负，压应力正。
（）２．Ａl2Ｏ3结构简单，室温下易产生滑动。
（）３．断裂表面能比自由表面能大。
（）４．一般折射率小，结构紧密的电介质材料以电子松弛极化性为主。
（）５．金红石瓷是离子位移极化为主的电介质材料。
（）６．自发磁化是铁磁物质的基本特征，是铁磁物质和顺磁物质的区别之处。
（）７．随着频率的升高，击穿电压也升高。
（）８．磁滞回线可以说明晶体磁学各向异性。
（）９．材料弹性模量越大越不易发生应变松弛。
（）１０．大多数陶瓷材料的强度和弹性模量都随气孔率的减小而增加。
（）三.名词解释（4×4分=16分）1.电解效应2.热膨胀3.塑性形变4.磁畴四.问答题（3×8分=24分）1.简述晶体的结合类型和主要特征：2.什么叫晶体的热缺陷？有几种类型？写出其浓度表达式?晶体中离子电导分为哪几类？3.无机材料的蠕变曲线分为哪几个阶段，分析各阶段的特点。
4.下图为氧化铝单晶的热导率与温度的关系图，试解释图像先增后减的原因。
五，计算题（共20分）1.求熔融石英的结合强度，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。
大一材料物理试题及答案
大一材料物理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的热膨胀系数是指在一定温度范围内，单位长度的材料在温度变化1摄氏度时的相对变化量。
下列材料中，热膨胀系数最大的是（）。
A. 钢B. 铜C. 铝D. 玻璃2. 根据材料的导电性能，材料可以分为导体、半导体和绝缘体。
下列材料中，属于半导体的是（）。
A. 银B. 硅C. 橡胶D. 石墨3. 材料的硬度是指材料抵抗外力作用下产生塑性变形的能力。
下列材料中，硬度最高的是（）。
A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 橡胶4. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用下，抵抗裂纹扩展的能力。
下列材料中，断裂韧性最大的是（）。
A. 玻璃B. 橡胶C. 陶瓷D. 钢5. 材料的疲劳是指材料在循环加载作用下，经过一定次数的应力循环后发生断裂的现象。
下列材料中，疲劳寿命最长的是（）。
A. 钢B. 铜C. 铝D. 钛合金6. 材料的蠕变是指材料在恒定应力作用下，随时间发生塑性变形的现象。
下列材料中，蠕变速率最小的是（）。
A. 钢B. 铜C. 铝D. 钛合金7. 材料的弹性是指材料在外力作用下发生形变，外力去除后能够恢复原状的能力。
下列材料中，弹性模量最大的是（）。
A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 钢8. 材料的塑性是指材料在外力作用下发生形变，外力去除后不能恢复原状的能力。
下列材料中，塑性最好的是（）。
A. 玻璃B. 橡胶C. 陶瓷D. 钢9. 材料的导热性是指材料传导热量的能力。
下列材料中，导热性最好的是（）。
A. 木材B. 铜C. 橡胶D. 陶瓷10. 材料的热导率是指单位时间内，单位面积的材料在单位温差下传导的热量。
下列材料中，热导率最大的是（）。
A. 木材B. 铜C. 橡胶D. 陶瓷二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，其单位为_________。
2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用下，从弹性变形转变为塑性变形时的应力值，其单位为_________。
材料物理性能(A卷)答案
一、填空题(共20小题,每小题1分,共20分)1. 导体材料、绝缘材料；2. 剩余电阻，极低温度；3. 下降，升高；4. 极化强度，偶极矩；5. 透过，吸收；6. 三次方规律，常数24.9 J/(mol·k )；7. 位移，旋转；8. 电子轨道磁矩、电子自旋磁矩；9. 离子半径、结构、晶型和非晶态；10. V Tm-V0/V0=C、越小二、选择题(共10小题,每小题2分,共20分)。
1.B；2.B；3.A；4.A；5.B；6.C；7.C；8.D；9.A；10. A三、简答题(共20分)1. 答：导体能带特点是存在未满价带，或者满价带与导带相接或重合，有令电子定向移动的空间，导电性能好。
（2分）半导体的能带由满价带与空导带组成，价带与导带间存在一定宽度的禁带，在受到光、热、电等外激发时价带电子可跃迁至导带从而导电，导电性有一定的局限性；对于杂质半导体而言其杂质能级处于价带与导带之间，电子或空穴的跃迁相对容易实现，其实用性好于本征半导体。
（2分）绝缘体能带由满价带与空导带组成，且价带与导带之间存在能隙较宽的禁带（通常大于0.5ev），电子跃迁所需能量大，载流子数目少，不易导电。
（2分）2. 答：金属固溶体形成K状态时电阻率反常升高，在进行冷加工后，电阻率下降。
（2份）原因在于金属固溶体形成K状态时存在溶质原子的偏聚区域，其成分与基体不同，短程有序；偏聚区域尺寸小至几个纳米，与电子波的波长相当，能够强烈的散射电子，导致电阻率反常增大。
（2分）3. 答：自发磁化的物理本质在于磁矩的定向排列，形成磁畴，显现磁性。
（3分）充要条件是原子具有未填满电子的壳层；相邻原子核间距R与参与交换的电子层半径r之比R/r>3，即交换积分A>0。
（3分）4.答：红宝石常常被用作激光发射器工作（激活）介质（2分），由于其具备了粒子数反转的能级结构条件（2分）。
四、计算题(共40分)。
1.解：根据马西森定律ρ=ρT+ρ’且ρT=αT （5分）则有ρ1=αT1+ ρ’ ρ2=αT2+ ρ’ρ1-ρ2=α(T1-T2) α=1.35×10-11 1/o C （5分）得ρ’=ρ1-αT1=9.96×10-7Ω · m （5分）2. 解：已知I=I0e-αx （5分）则0.1= e-0.42x （3分）得x=5.48cm （2分）3. 解：由魏德曼-弗兰兹定律知k/σ=L0T （2分）则k=L0Tσ=L0T/ρ （5分）且ρT=ρ0(1+αT)=1.32×10-5Ω · m（5分）代入得k=1.25w/(m· k) （3分）。
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即消失，而是先消
失一部分，另一部
分逐渐消失，这
材
考料 试物
科理 目性
能
材
试 学料
卷 类
A
生 班
09
型 级级
1-4
注意：1、答案 一律写在答题 纸；
2、不抄 题，写清题号；
3、考试 结束后交回试 题！
三、名词解释
西安 科技 大学 2011— 2012 学年 第2 学期 考试 试题 （卷）
学院： 材料科 学与工 程学院 班级： 姓名： 学号：
———装 订 线 ———————— 装订线以内不 准作任何标记 ———————— 装 订 线———
（每题3分，共15 分）： 1、费米能： 2、顺磁体： 3、魏得曼-弗兰 兹定律： 4、因瓦效应： 5、弛豫模量： 四、简答题（每 题6分，共30 分）： 1、阐述导体、半 导体和绝缘体的 能带结构特点。 2、简述温度对金 属电阻影响的一 般规律及原因。 3、何谓材料的热 膨胀？其物理本 质是什么？ 4、物质的铁磁性 产生的充要条件 是什么？ 5、内耗法测定 α-Fe中碳的扩散 （迁移）激活能H 的方法和原理。 五、论述题（每 题10分，共10 分）： 1、铁磁性材料的 技术磁化过程分 为哪几个阶段， 请用简图表示， 在图中标出自发
的。 （ ） 10、宏观
上，弹性 模量E代表 材料对弹 性正应变 的抗力； 微观上E表 征原子间 的结合 力。（ ）
1.命题时请尽量采 用计算机录入，手 写稿必须字迹工 整、清晰可辩。审 批由系主任负责； 2.考试科目应与教 学计划保持一致， 不能用简写或别 称。考试性质为“考 试”或“考查”； 3.试卷类型注明 A\B\C\D等字样，考 试地点注明“雁 塔”或“临潼”； 4.试题（卷）内容 不要超出线格范 围，以免影响试题 印制和教师评分。
、 和。
6、原子间结合
力越大，金属熔点
越高，切变模量G
，位错运动阻力越
大，塑性抗力越
大，硬度越高，因
而热膨胀系数
。
7、固体的导热
包括电子、声子和
光子导热，对纯金
属而言，
是主要机制；在合
金中
的作
用要加强，而在绝
缘体内几乎只存在
一种形式。
8、列举三种你
所知道的热分析方
法： 、
、
。
9、材料去除应
力后，应变并不立
（每题2
分，共20
分）：
1、点缺陷
试 考 学 材料
卷 类 型
A
试 地 点
临 潼
生 班 级
09级 1-4
成 绩
引起的剩余 电阻率变化 远比线缺陷 的影响 大。( ) 2、由于晶格 热振动的 加剧，金 属和半导 体的电阻 率均随温 度的升高 而增大。 （） 3、P型半导 体以电子导 电为主，而 N型半导体 以空穴导电 为主。（ ） 4、温度升 高，铁磁性 材料的饱和 磁化强度 MS、剩磁 Br、矫顽力 HC均降 低。 （ ） 5、抗磁体 的磁化率或
一、 填空题（每空 1分，共25分）：
1、量子自由电 子理论与经典自由
电子理论的主要区
别在于
，而能带理论是在
量子自由电子学说
的基础上充分考虑
了
的结
果。
2、按对外电场
的响应方式，材料
的电学性能可分为
和
。
3、电介质的极
化包括
、
和
。
4、超导体的两
个基本特性是
和
。
5、材料的磁性
来源于原子磁矩。
原子磁矩包括
五、论述题（每题10分，共10分）： 答：第一部分（OA）是可逆磁化过程：可逆是指磁场减少到零时，M 沿原曲线减少到零，在可逆磁化阶段，磁化曲线是线性的，没有剩磁和 磁滞。在金属软磁材料中，此阶段以可逆壁移为主。 第二部分（AB）是不可逆磁化阶段：此阶段内，M随磁化场急剧地增 加，M与H曲线不再是线性。此阶段中，若把磁场减少到零，M不再沿 原曲线减少到零，而出现剩磁，这种现象成为磁滞，巴克豪森指出，这 一阶段由许多M的跳跃性变化组成，是畴壁的不可逆跳跃引起的。 第三部分（BC）是磁化矢量的转动过程：第二阶段结束后，畴壁消 失，整个铁磁体成为一个单畴体，但其内部磁化强度方向还与外磁场方 向不一致。在这一阶段内随磁化场进一步增大，磁矩逐渐转动到与外磁 场一致的方向，当磁化到S点时，磁体已磁化到技术饱和，这时的磁化 强度称饱和磁化强度Ms。 第四部分自C点以后，M-H曲线已近似于水平线，而M-H曲线大体上成 为直线，自C点继续增大外磁，Ms还稍有增加，这一过程称为顺磁磁化 过程。
材
考料 试物
科理 目性
能
考吕
试 性 质
考 查
命 题
海 燕
审 批
种现象叫
。材料在恒
变形的条件
下，随着时
间的延长，
弹性应力逐
渐
的现象称
为应力松
弛。
10、由
于固体内部
的原因使
消耗的现象
称为“内
耗”。内耗
的表现形式
有很大差
异，其中线
性滞弹性内
耗表现为只
与
有
关，而完全
与频率无关
只与振幅有
关的内耗称
为
。
二、是非题
相同，而不随金属的不同而改变。 4、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。 5、弛豫模量：教材P200 四、简答题（每题6分，共30分）： 1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。 答：①导体中含有未满带，在外场的作用下，未满带上的电子分布发生 偏移，从而改变了原来的中心堆成状态，占据不同状态的电子所形成的 运动电流不能完全抵消，未抵消的部分就形成了宏观电流；②绝缘体不 含未满带，满带中的电子不会受外场的作用而产生偏离平衡态的分布， 而一些含有空带的绝缘体，也因为禁带间隙过大，下层满带的电子无法 跃迁到空带上来形成可以导电的未满带，所以绝缘体不能导电；③ 本 征半导体的情况和绝缘体类似，区别是其禁带能隙比较小，当受到热激 发或外场作用时，满带中的电子比较容易越过能隙，进入上方空的允 带，从而使材料具有一定的导电能力；④掺杂半导体则是通过掺入异质 元素，从而提供额外的自由电子或者额外的空穴以供下层电子向上跨 越，使得跨越禁带的能量变低，电子更加容易进入上层的空带中，从而 具有导电能力。
磁化强度MS，并 用文字简单说明 各阶段的含义。
材料物理性能 A卷答案
一、 填空题（每空1分，共25分）： 1、电子运动服从量子力学原理 周期性势场 2、导电性能 介电性能 3、电子极化 原子（离子）极化 取向极化 4、完全导电性（零电阻） 完全抗磁性 5、电子轨道磁矩 电子自旋磁矩 原子核自旋磁矩 6、越大 越小 7、电子导热 声子导热 声子导热 8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析 （TG） 9、弹性后效 降低（减小） 10、机械能 频率 静滞后型内耗 二、是非题（每题2分，共20分）： 1、√ 2、 × 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、× 8、× 9、× 10、√ 三、名词解释（每题3分，共15分）： 1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的 球面。特别有意义的是E=EF的等能面，它被称为费米面，相应的能量成 为费米能。 2、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。 3、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
2、简述温度对金属电阻影响的一般规律及原因。 答：无缺陷理想晶体的电阻是温度的单值函数，如果在晶体中存在少量 杂质和结构缺陷，那么电阻与温度的关系曲线将要变化。 在低温下，电子-电子散射对电阻的贡献显著，其他温度电阻取决于电 子-声子散射。 3、何谓材料的热膨胀？其物理本质是什么？ 答：①热膨胀：材料在加热和冷却过程中，其宏观尺寸随温度发生变化 的现象。 ②物理本质：在非简谐近似下，随温度增加，原子热振动不仅振幅和频 率增加，其平衡位置距平均尺寸也增加，即导致振动中心右移，原子间 距增大，宏观上变现为热膨胀。 4、物质的铁磁性产生的充要条件是什么？ 答：(1) 原子中必须有未填满电子的内层，因而存在未被抵消的自旋磁 矩。 (2) 相邻原子间距a与未填满的内电子层半径r之比大于3，即a/r＞3。 5、内耗法测定α-Fe中碳的扩散（迁移）激活能H的方法和原理。 答：参考教材P-211
西安 科技 大学 2011— 2012学 年第 2学 期考 试试
题 （卷）
学院： 材料科 学与工 程学院 班级： 姓名： 学号：
———装 订 线 ———————— 装订线以内不 准作任何标记 ———————— 装 订 线———
者与温度无 关，或者随 温度变化产 生很大变 化。 （ ） 6、导温系数 反映的是 温度变化 过程中材 料各部分 温度趋于 一致的能 力。 （） 7、一级相 变时，体积 和热焓无明 显变化，而 摩尔定压热 容为无限 大。 （ ） 8、自由电 子对摩尔定 容热容的贡 献与点阵振 动相比微不 足道。（ ） 9、磁畴壁 的迁移过程 是通过原子 扩散完成