材料物理导论习题库
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材料物理题库一、简介材料物理是研究材料的结构、性质和行为的一门学科。
它涉及材料的成分、结构、热力学性质、力学性质、电学性质等方面，对于解决材料制备、性能改善和应用开发等问题具有重要意义。
为了帮助读者更好地理解和掌握材料物理的相关知识，本文档汇总了一系列与材料物理相关的题目，包括理论计算题、实验题和应用题等。
二、理论计算题1. 材料的密度是什么？如何计算密度？2. 请解释晶体的结晶度是什么？如何通过X射线衍射方法来表征晶体的结晶度？3. 请描述材料的本构关系是什么？材料的本构关系和物理性质之间有何关联？4. 请解释材料的热膨胀性质是什么？如何计算材料的热膨胀系数？5. 请描述材料的热导性质是什么？如何计算材料的热导率？三、实验题1. 设计一个实验来测量材料的硬度。
2. 设计一个实验来测量材料的电阻率。
3. 设计一个实验来测量材料的断裂韧性。
4. 设计一个实验来测量材料的磁化强度。
5. 设计一个实验来测量材料的电介电常数。
四、应用题1. 对于一个需要制备铜导线的工程项目，请你推荐一种适合的材料。
2. 对于一个需要制备高温工作部件的工程项目，请你推荐一种适合的材料。
3. 对于一个需要制备透明玻璃的工程项目，请你推荐一种适合的材料。
4. 对于一个需要制备柔性电子产品的工程项目，请你推荐一种适合的材料。
5. 对于一个需要制备高强度结构材料的工程项目，请你推荐一种适合的材料。
五、结语材料物理题库中提供的题目涵盖了材料物理的基本概念、理论计算、实验设计和应用推荐等方面。
通过练习这些题目，读者将能够加深对材料物理学科的理解，提升解决实际问题的能力。
希望本文档对您有所帮助！。
材料物理导论答案
= ih ψ∇ψ ∗ −ψ ∗∇ψ 2m
=
ih 2m
ir
(−2ikr ) r3
=
hk mr 2
i r
16. 一粒子在一维势阱中运动，势阱为
U (x)
=
⎪⎧U ⎨
o
> 0,
x
>
a
求束缚态(0
<
E
<
U0)的能级所满足的方程。
⎪⎩0, x ≤ a
解：粒子满足波函数：
⎧ ⎪− ⎪
h2 2m
d
2ϕ1 (x0 dx 2
第一章 材料的力学
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
拉伸前后圆杆相关参数表
体积 V/mm3 直径 d/mm 圆面积 S/mm2
解：据题即求如图 E1,E2,η2 和η3 四参数。如图所示有
ε
= ε1
+ε2
+ε3
=
σ0 E1
+
σ0 E2
(1 − e−t /τ
)+
σ0 η3
t
其中ε1 立即回复，ε2 逐渐回复，ε3 不能回复。
⇒
⎪⎧ε1 ⎪ ⎪ ⎨ε 3 ⎪
= =
σ0 E1
σ0 η3
= 0.05 − (3 + e10−10 ) /100 = t = 1.0 ×104 ⋅ 36000 = (3 +
MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小
材料物理导论习题答案-1
第四章：晶体缺陷 部分作业答案1、 证明位错线不能终止在晶体内部。
解 设有一位错线从表面深入晶体，终点A 在晶体内，如图所示绕位错作一柏氏回路1L ，获得柏氏矢量b 。
现把回路移动到2L 位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b 。
但从另一角度看，内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。
这二者是相悖的，所以这是不可能的。
2、 一个位错环能否各部分都是螺位错，能否各部分都是刃位错，为什么？ 解 螺位错的柏氏矢量与位错线平行，一根位错只有一个柏氏矢量，而一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3、 面心立方系单晶体受拉伸形变，拉伸轴是[001]，求对b =a[011-]/2及t 平行于[211-]的位错在滑移和攀移方向所受的力。
已知点阵常数a=0.36nm 。
解 （1）单位长度位错线在滑移面上所受的力g F 是外加应力场在滑移面滑移方向的分切应力τ与柏氏矢量b 的乘积：b F g τ=。
在单位拉伸（应力为σ）的情况，ϕλστcos cos =。
因b=a[011-]/2及t 平行于[211-]，滑移面是柏氏矢量和位错共面的面，所以滑移面是（111）。
因此，λ是]011[]001[--的夹角，ϕ是]111[]01-的夹角。
根据第一题的计算知2/1cos =λ,3/1cos =ϕ；故σστ408.06/==。
而b 的模为m m a 1091055.22/21036.02/2--⨯=⨯⨯=，最后得m N m N b F g /1004.1/1055.2408.01010σστ--⨯=⨯⨯==式中，σ的单位为Pa 。
（2）单位长度位错线在攀移方向上所受的力C F 是外加应力场在刃位错半原子面的正应力C σ与柏氏矢量b 的乘积：b F c c σ-=。
材料物理导论
《材料物理导论》习题解答第一章材料的力学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/m2，能伸长多少厘米?3. 一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。
5. 一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3 (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。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
8. 一试样受到拉应力为1.0×103 N/m2,10秒种后试样长度为原始长度的1.15倍,移去外力后试样的长度为原始长度的1.10倍,若可用单一Maxwell模型来描述,求其松弛时间τ值。
第二章材料的热学9.一硅酸铝玻璃的性能为=2.1J/(㎡▪s▪K)，α=4.6×/K,σf=N/㎡,E=N/㎡,μ=0.25.求第一和第二抗热冲击断裂因子和。
10.一热机部件由氮化硅制成，导热率为1.84J/(㎡▪s▪K)，最大厚度=0.12m,表面热传导系数为500J/(㎡▪s▪K)，请估算能承受热冲击的最大允许温差。
第三章材料的电学20.如果A原子的原子半径为B原子的两倍，那么在其他条件都相同的情况下，A原子的电子极化率大约是B原子的多少倍？25、画出典型铁电体的电滞回线示意图，并用有关机制解释引起非线性关系的原因。
解：铁电体晶体在整体上呈现自发极化，这意味着在正负端分别有一层正的和负的束缚电荷。
束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高。
在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还能使应变能增加。
材料物理导论 试卷及参考答案-试卷及参考答案-answer1 B
河北大学课程考核参考答案及评分标准（—学年第学期）考核科目材料物理导论课程类别考核方式开卷卷别 B1. Differentiate the conceptions, point out the difference and sameness. (20 points, 5 points for each question)1) Uphill diffusion and downhill diffusionDifference: diffusion directionSameness: driving force -chemical potential gradient2) Whole dislocation and no-whole dislocationDifference: The relationship between Burgers vector and lattice constant is different.Sameness: They are both line defect, that is, dislocations3)Eutectic transformation and eutectoid transformationDifference: Eutectic transformation is liquid phase transition, eutectoid transformation is solid phase transformation.Sameness: transformation products are two solid phases in constant temperature.4)Phase and organizationDifference: Organization has a particular morphology.Sameness: They are the components of materials.2. True or False. (20 points, 4 points for each question)1) A Force acts on dislocation line, its direction is always perpendicular to dislocation lineand the direction points to no-slip area. (true) 2) When metal is crystallized, atoms are from disarrangement of the liquid to arrangement of solid phase. The entropy of system decreases, so it is a spontaneous process. (false)3) In the two-phase region of the vertical sections of ternary phase diagram is not suitablefor lever rule. (true) 4) When plastic deformation occurs, the slip surface is always close-packed face of crystaland the slip direction is always the close-packed direction. (ture)5) Except Co element, all alloy elements which be integrated into the austenite can makeC curve to the left, therefore the hardenability of steel will increase. (false)3. Plane B: (122). (10 points)4. t is about 3000min. (25 points)5. T=900K(627o C). (25 points)。
材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第三章习题参考解答
材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第三章习题参考解答第三章 材料的电学3112319/)(/1006.4)3001038.1106.122.0exp(211211)(22.005.029.0212.1)(,12.1.1cm e N E f N n eV E E E E E E E E E E E E eV E Si kT E E D D D D F D i F D i c F D D c D g F D ⨯=⨯⨯⨯⨯+=+=⋅==-=-∴--∆--=--=∆=⊗---的查解：⎪⎩⎪⎨⎧⨯==⨯==∴〈〈⊗。
少子；多子解：)(/1013.1)(/105.1.239203150cm N n p cm N n N n D i D D i ΘeV22.0J 1053.3E E cm /102N cm /100.1N N Nln kT E E P cm /1045.8102)103.1(p n n cm /102109101.1N N p T N P ,N N .320V F 315A 319V AVV F 34152102i 3151516D A A D =⨯=-⨯⨯=-⎪⎩⎪⎨⎧⨯=⨯⨯==⨯=⨯-⨯=-=⇒∴∴〈⊗-代入可得取，取型半导体，有对于杂质几乎完全电离在室温，较少且又型半导体补偿后解：ΘΘ时可保持强电离。
则有令，仅考虑杂质电离有低温区，忽略本征激发解：318D 318DD D 2/1kT /E CD DD0cm /1032.1N cm /1032.1N N 9.0n )e N N 8(1N 2n n .4D ⨯〈⨯〈⇒≥⋅+==⊗+∆+mE s q m m q n n n d s n n n n n n 181********311048.11048.110101.01048.1106.110101.926.01.0.9-------**⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==∴=τμτυλμττμΘ解：Ω=⨯=⋅ρ=⋅Ω=⨯⨯⨯=μ=σ=ρ⊗-3.16.01781.0S l R cm 781.08000106.1101nq 11.101915nΘ解：225112251123312319193103.421023.412.4400)2(5.361065.3365.3)1010/(101.926.03001038.13106.110/33,,)1(101.926.026.0.11------------⋅=⋅⨯==⋅Ω=⋅=⋅⨯===⋅Ω=⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∴===⨯⨯==⊗cm A m A i m K cm A m A m kTqN E i mE m kTq N m kT V E V nq kg m m Si dnA dnA dn dn σσσμμσ时，同理，（电子有效质量），对解：Θcm 045.0)1350106.1103.10()pq (s V cm 1350cm /103.10100.1101103.1n )3(cm34.4)480106.1103.0()pq (cm /103.0100.1103.1N N p)2(cm34.4)480106.1103()pq (s V cm 480cm /103N p ,n n )1(.12119161112n 3161617161191613161616D A 119151112p315A A i ⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⋅⋅=μ⨯=⨯-⨯+⨯=⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⨯=⨯-⨯=-=⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⋅⋅=μ⨯=≈∴〈〈⊗-------------ΘΘ又又查得解：为最大。
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一、单选题）1、点缺陷的浓度增加不会引起下列哪些物理量的变化？（）A、电阻B、体积C、扩散系数D、熔点答案：D2、下列不同处理方式对材料力学性能强化作用正确的是。
（）A、淬火>退火>冷加工B、冷加工>退火>淬火C、淬火>冷加工>退火D、冷加工>淬火>退火答案：C二、判断题1、位错只是一种理论模型，并没有实际观察到。
（）答案：错2、两相晶格错配度大于0.25的相界面称为非共格相界。
（）答案：对3、晶体化学缺陷从热力学角度看无法彻底消除。
（）答案：错4、任何金属在熔点附近的原子空位形成能都处于同一数量级。
（）答案：对5、晶体的强度取决于塑性变形的阻抗，塑性变形的阻抗取决于位错运动的难易程度。
（）答案：对6、点缺陷是晶体热平衡状态下唯一的点阵缺陷。
（）答案：对三、名词解释1、晶体缺陷：答案：晶体中偏离理想结构的区域。
2、共格界面：答案：界面上的原子为界面两侧原子共有。
3、表面弛豫：答案：表面原子或离子仍保持原晶胞的结构，但原子间距发生改变的现象。
4、刃型位错：答案：柏氏矢量与位错线垂直的位错。
5、线缺陷：答案：指在两个方向上的尺寸都很小，而另一个方向相对很长的点阵缺陷，也称一维缺陷。
6、点阵缺陷：答案：指原子排列处于几何上的混乱状态，而与构成晶体的元素无关的缺陷。
7、点缺陷：答案：指在x,y,z方向的尺寸都很小（相当于原子尺寸）的点阵缺陷，也称零维缺陷。
8、螺型位错：答案：柏氏矢量与位错线平行的位错。
9、柏氏矢量：答案：以符号b表示，代表的是晶体局部错动的大小和方向。
10、位错：答案：晶体中数列原子发生有规律的错排。
11、孪晶：答案：两部分晶体沿一定的晶面呈对称关系。
12、化学缺陷：答案：由局部的成分与基体不同导致的缺陷。
13、晶界：答案：取向不同的两晶体之界面。
14、辐照损伤：答案：用高能粒子照射材料，在材料中导入大量空位和间隙原子，引起材料损伤。
15、非共格界面：答案：如果界面两侧的原子分属不同点阵，则称该界面为非共格界面。
材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第四章习题参考解答
第四章材料的磁学 1. 垂直于板面方向磁化,则为垂直于磁场方向 J =μ0M = 1Wb/m 2 退磁场Hd = - NM大薄片材料,退磁因子Na = Nb = 0, Nc = 1所以Hd = - M = -0μJ =m H m Wb /104/172-⨯π=7.96×105A/m 2. 试证明拉莫进动频率W L = 002H m e eμ 证明:由于逆磁体中自旋磁矩相互抵消,只须考虑在磁场H 中电子轨道运动的变化,按照动量矩定理,电子轨道动量l 的变化等于作用在磁矩μl 的力矩,即:dtdl = μl ()00B H l ⨯=⨯μμ,式中B 0 = μ0H 为磁场在真空中的磁感应强度. 而 μl = - l me 2 上式改写成: l B m e dt dl ⨯=02,又因为L V dtdl ϖ==线 所以,在磁场B 0电子的轨道角动量l 和轨道磁矩均绕磁场旋转,这种旋转运动称为拉莫运动,拉莫运动的频率为00022H m e m eB W l μ==3. 答: 退磁因子,无量纲,与磁体的几何形状有关.对于旋转椭圆体的三个主轴方向退磁因子之和,存在下面简单的关系:Na + Nb +Nc = 1 (a,b,c 分别是旋转椭圆体的三个半主轴,它们分别与坐标轴x,y,z 方向一致)根据上式,很容易求得其三种极限情况下的退磁因子:1) 球形体:因为其三个等轴, Na = Nb = Nc 31=∴N 2) 细长圆柱体: 其为a,b 等轴,而c>>a,b Nb Na =∴ 而0=Nc 3) 薄圆板体: b=a>>c 0=∴Na 0=Nb 4. 何谓轨道角动量猝灭现象?由于晶体场导致简并能级分裂,可能出现最低轨道能级单态.当单态是最低能级轨道时,总轨道角动量的绝对值L 2虽然保持不变,但轨道角动量的分量L z 不再是常量. 当L z 的平均值为0,即0=⎰*τϕϕd L z 时,称其为轨道角动量猝灭. 5. 推导居里-外斯定律cT T C -=χ,说明磁化率与温度的关系0证明: 铁磁体中作用于本征磁矩的有效磁感应场M B B eff λ+=0其中M 为磁化强度,则M λ为内场,顺磁体磁化强度表达式:⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=T k JB g JB Ng M B B J B 0μμ 把B 0用B eff 代替,则得到铁磁体磁化强度:()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=T k M B J g JB Ng M B B J B B )(00λμμ……………….(1) 当T>T c 时,自发磁化强度消失,只有在外磁场B 0作用下产生磁化强度当T>>T c 时,可令1)(0<<+T k M B J g B B λμ,则(1)式变为: )(3)1(022M B Tk J J Ng M B B λμ++=………………..(2) 又B B k J J Ng Tc 3/)1(22λμ+= 代入(2)式有 T M B T M c λλ)(0+=解得λ)(0c c T T B T M -= 令λc T C =' 则得c c cc T T C T T C H H T T C T T B C M -=-=∴=-=-='''000μχχμ当T c T ≤时,0<χ为铁磁性当T > T c 时,0>χ为顺磁性6. 自发磁化的物理本质是什么?材料具有铁磁性的充要条件是什么?答: 铁磁体自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用材料具有铁磁性的充要条件为:1) 必要条件:材料原子中具有未充满的电子壳层,即原子磁矩2) 充分条件:交换积分A > 07.超交换作用有哪些类型? 为什么A-B 型的作用最强?答: 具有三种超交换类型: A-A, B-B 和A-B因为金属分布在A 位和B 位,且A 位和B 位上的离子磁矩取向是反平行排列的.超交换作用的强弱取决于两个主要的因素: 1)两离子之间的距离以及金属离子之间通过氧离子所组成的键角ψi 2) 金属离子3d 电子数目及轨道组态.A-B 型ψ1=125°9’ ; ψ2=150°34’A-A 型ψ3=79°38’B-B 型ψ4=90°; ψ5=125°2’因为ψi 越大,超交换作用就越强,所以A-B 型的交换作用最强.8. 论述各类磁性χ-T 的相互关系1) 抗磁性.d χ 与温度无关,d χ<0 2) 顺磁性:c T T C -=χ,T c 为临界温度,成为顺磁居里温度,T>T c 时显顺磁性 3) 反铁磁性:当温度达到某个临界值T N 以上,服从居里-外斯定律4) 铁磁性: χf >0, T< T c ,否则将转变为顺磁性,并服从居里-外斯定律5) 亚铁磁性: 是未抵消的反铁磁性结构的铁磁性9. 比较铁磁体中五种能量的下列关系:答:铁磁材料的五种相互作用能分别为: 交换能F ex ,磁晶各向异性能F x ,磁弹性能F σ,退磁场能F d 和外磁场能F H1) 相邻原子电子自旋的单位体积内的交换能A>0时,电子自旋不平行,则会引起系统交换能的增加, F ex >0,只有当不考虑自旋轨道耦合时,交换能F ex 是各向同性的.2) 磁晶各向异性能F x ,是饱和磁化强度矢量在铁磁材料中取不同方向时随时间而改变的能量,仅与磁化强度矢量在晶体中的相对晶轴的取向有关磁晶各向异性来源于电子自旋与轨道的相互耦合作用以及晶体电场效应.这种原子或离子的自旋与轨道的耦合作用,会导致铁磁体的长度和体积的大小发生变化,出现所谓的磁致伸缩3) 铁磁体在受到应力作用时会发生相应的应变,从而引起磁弹性能F σ,包括由于自发形变而引起的磁应力能,包括外加应力和内应力4) 铁磁体在外磁场中具有位能成为外磁场能F H ,外磁场能是铁磁体磁化的动力5) 有限尺寸的铁磁体材料,受到外加磁场H 的变化,会在两端面上分别出现正负磁荷,从而产生减弱外磁场的磁场H d ,均匀磁化材料的退磁场能F d 为:10. 用能量的观点说明铁磁体内形成磁畴的原因答:根据热力学定律,稳定的磁状态一定是对应于铁磁材料内总自由能极小值的状态.磁畴的形成和稳定的结构状态,也是对应于满足总的自由能为极小值的条件.对于铁材料来说，分成磁畴后比分成磁畴前能量缩小,故铁磁材料自发磁化后必然分成小区域的磁畴,使总自由能为最低,从而满足能量最低原理.可见,退磁场能是形成磁畴的原因11． 解：单位面积的畴壁能量231/1098.32m J aA k S -⨯==πγ S 为自旋量子数=1 磁畴宽度m L M D s 641095.80.1710-⨯==γ L=10-2m 12 解：此题通过内应力分布为l x πσσ2sin0=，可见为90°畴壁位移，其为位移磁方程为σλμs s H M 230=，当外磁场变化H ∆，畴壁位移x ∆平衡时 H x M x x xH M s s s s ∆∂∂=∆∴∆∂∂=∇σλμσλμ232300 此时沿外磁场方向上磁矩将增加⊥∆=∆⊥S x S M s H (μ为单位体积90°畴壁的面积） 设磁畴宽度2l D =,在单位体积内将有2/D 个畴和畴壁数目,因而单位体积内畴壁面积应为)3....(....................442)11(l S l D =∴=⨯⨯⊥ 将(2)(3)代入(1),可得:0209034σλμπχs s i M =- 13. 证明: 用单弛豫来描述,磁场为交变磁场强度t i m e H H ω=作用下磁感应强度为)(c t i m e B B δω-=由t i m e H i H B ωμμμμμ)'''(00-==所以为半圆形14.15．讨论动态磁化过程中，磁损耗与频率的关系。
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四、计算题
1.NaCl和KCl具有相同的晶体结构，它们在低温下的Debye温度分别是310K和230K,KCl在5K时的定容摩尔热熔为3.8×10-2J/(K·mol)，试计算NaCl在5K和KCl在2K时的定容摩尔热熔。
2.光通过一厚度为1mm的透明Al2O3板后强度降低了15%，试计算其吸收和散射系数的总和。
3.有一材料的吸收系数为a=0.32/mm，投射光强分别为入射光强的10%，20%，50%及80%时，材料的厚度各为多少？
4.一圆杆的直径为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。
迈纳斯效应
磁畴
粒子数反转
二、论述题
1.试论述海水中声波传输损失的主要来源
2.声光效应的两种表现形式
3.产生超声波的材料
4.从电击穿发生的判断条件区分，电击穿理论可以分为哪几类？
5.解释压电晶体产生压电效应的机理
三、简答题
1.简述Maxwell模型和Voigt模型，并画出示意图
2.简述磁性材料的分类及各类材料的特点
一名词解释轨道磁矩概率波磁致伸缩磁弹性能弹性形变光生伏特效应磁光克尔效应电子隧道效应磁光法拉第效应热释电效应霍尔效应光的色散电光效应迈纳斯效应磁畴粒子数反转二论述题1
一、名词解释
轨道磁矩
概率波
磁致伸缩
磁弹性能
弹性形变
光生伏特效应
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一、单选题1、新相与母相之间一定存在的差异是（）。
A、晶态结构B、化学成分C、化学成分和晶态结构D、晶态结构或化学成分答案：A2、马氏体的命名是因（）科学家，Martens以其名字命名的。
A、德国B、英国C、俄罗斯D、美国答案：A3、下列情况中，哪个不是二级相变的特点？（）A、有相变潜热B、一阶偏导相等C、有热容突变D、二阶偏导不相等答案：A4、下列性质不是金属玻璃特性的是（）。
A、高电阻B、高韧性C、高硬度D、优良磁性能答案：B5、下列情况中，哪个不是一级相变的特点？（）A、化学位相同B、一阶偏导不相等C、有热容突变D、有相变潜热答案：C6、下列不是马氏体转变特点的是（）。
A、切变共格B、表面浮凸C、扩散D、可逆性答案：C7、马氏体按下列哪种方式转变时，不能与母相保持共格关系。
（）A、变温生核，恒温瞬时长大B、变温生核，变温长大C、等温马氏体D、以上都可以答案：A8、形变诱导马氏体相变是指在（）时进行塑性变形，即可诱发马氏体相变。
A、M s以上B、M s以下C、M f以上D、M f以下答案：A9、下贝氏体的典型形貌是（）。
A、针状B、羽状C、盘状D、球状答案：A10、在恒压条件下，自由度计算公式为（）？A、f=c-p+2B、f=c-p+1C、f=c-pD、f=c-p-1答案：B二、判断题1、共析转变是指由一个固相同时生成两个新相的相变过程。
（）答案：对2、新相生成时，若扩散速率小于相变速率则不能生成平衡相。
（）答案：错3、马氏体相变的典型特点是切变共格与表面浮凸。
（）答案：对4、马氏体相变阻力很大，需要较大的过冷度才能进行。
（）答案：对5、新相生成时一定伴随原子扩散。
（）答案：错6、缺陷处能量较高，可以为相变提供驱动力，有利于新相的生成与长大。
（）答案：对7、两相界面如果为共格相界时，新相更容易形成球状晶粒。
（）答案：错三、名词解释1、扩散系数：答案：指当浓度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量。
材料导论试题及答案
材料导论试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪种材料属于复合材料？A. 钢铁B. 塑料C. 陶瓷D. 碳纤维增强塑料答案：D2. 材料的硬度通常是指材料的：A. 弹性B. 韧性C. 强度D. 塑性答案：C3. 下列哪种材料是半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁答案：C4. 金属材料的导电性能通常与以下哪个因素无关？A. 金属的纯度B. 金属的晶体结构C. 金属的密度D. 金属的晶格缺陷答案：C5. 陶瓷材料的主要优点是：A. 良好的导电性B. 良好的导热性C. 良好的绝缘性D. 良好的延展性答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗变形的能力。
答案：弹性2. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗断裂的能力。
答案：韧性3. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗永久变形的能力。
答案：强度4. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗塑性变形的能力。
答案：硬度5. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗压缩变形的能力。
答案：抗压强度三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述金属材料的热处理过程。
答案：金属材料的热处理过程通常包括加热、保温和冷却三个阶段。
加热阶段使材料达到一定温度，保温阶段使材料内部结构发生变化，冷却阶段则使材料获得所需的组织和性能。
2. 什么是材料的疲劳强度？其影响因素有哪些？答案：材料的疲劳强度是指材料在重复或循环载荷作用下，经过一定次数的应力循环后发生断裂的最大应力值。
影响疲劳强度的因素包括材料的微观结构、表面状态、应力集中、温度以及载荷循环的频率等。
3. 请解释什么是材料的热膨胀系数。
答案：热膨胀系数是指材料在温度变化时，单位长度或单位体积的线性或体积变化量与温度变化量的比值。
它是衡量材料热膨胀性能的一个重要参数。
4. 简述塑料材料的加工方法有哪些。
答案：塑料材料的加工方法主要包括挤出成型、注射成型、吹塑成型、压缩成型、热成型等。
材料物理导论 试卷及参考答案-试卷及参考答案-Test3 A
河北大学课程考核试卷—学年第学期级应用物理物理专业（类）考核科目材料物理导论课程类别考核类型考试考核方式开卷卷别 A （注：考生务必将答案写在答题纸上，写在本试卷上的无效）1. Define the following terms in English. (30 points, 6 points for each question)1). Slip2). Scanning electron microscope (SEM).3). Covalent bond.4). Defect structure5). Imperfection.2.Determine the indices for the directions shown in the following hexagonal unit cell: (10 points)3. Questions and Answers. (20 points, 10 points for each question)(a)Please to describe what are the substitutional solid solutions and interstitial solid solutions?(b) What are the factors affecting the solubility of substitutional solid solutions?A-2-14. Please compare the distortion energy of two dislocations within the FCC crystal. (20 points)5. Calculate the energy for vacancy formation in silver, given that the equilibrium number of vacancies at 800o C (1073 K) is 3.6x1023m-3. The atomic weight and density (at800o C) for silver are, respectively, 107.9 g/mol and 9.5 g/cm3. (20 points)A-2-2。
(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。
材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第三章习题参考解答
第三章 材料的电学3112319/)(/1006.4)3001038.1106.122.0exp(211211)(22.005.029.0212.1)(,12.1.1cm e N E f N n eVE E E E E E E E E E E E eV E Si kT E E D D D DF D i F D i c F D D c D g F D ⨯=⨯⨯⨯⨯+=+=⋅==-=-∴--∆--=--=∆=⊗---的查解：⎪⎩⎪⎨⎧⨯==⨯==∴〈〈⊗。
少子；多子解：)(/1013.1)(/105.1.239203150cm N n p cm N n N n D i D D i eV22.0J 1053.3E E cm /102N cm /100.1N N Nln kT E E P cm /1045.8102)103.1(p n n cm /102109101.1N N p T N P ,N N .320V F 315A 319V AVV F 34152102i 3151516D A A D =⨯=-⨯⨯=-⎪⎩⎪⎨⎧⨯=⨯⨯==⨯=⨯-⨯=-=⇒∴∴〈⊗-代入可得取，取型半导体，有对于杂质几乎完全电离在室温，较少且又型半导体补偿后解：时可保持强电离。
则有令，仅考虑杂质电离有低温区，忽略本征激发解：318D 318DD D 2/1kT /E CD DD0cm /1032.1N cm /1032.1N N 9.0n )e N N 8(1N 2n n .4D ⨯〈⨯〈⇒≥⋅+==⊗+∆+K T m k N D T T k E kT m N D N D n T k E N ND T kE N N N n N N T k E E Tk E E N n T k E E Tk E E N n dn D D dn c D D D cD D c D D D cDc F FD D D FD F D D D 125)2()_ln(ln )2/3()1)(/)2(2_,_)/exp()(2_),/exp()(2ln )exp(21)exp(,)exp(211.532/3002/3000000≈∴+=∆=≈∴∆=∆≈∴+=∴--=>>----+=ππ（代入将总数的百分比为未电离的施主杂质占令代入上式杂质饱和电离时当解：31319p n i i p n i ii cm/1029.2)19003900(106.1471)(q 1n )(q n 1.6⨯=+⨯⨯⨯=μ+μρ=∴μ+μ=ρ=σ⊗- 解：661119163163221161910310108.21085.3/8.108.101350106.1105/105,/1051085.3)5001350(106.1103.1)(/103.1300.7⨯=⨯=∴⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=≈⨯=⨯=⋅Ω⨯=+⨯⨯⨯⨯=+=⨯=⊗--------in n D n D i p n i i i cm q n cm n cm N Si cm q n cmn Si K σσμσμμσ则的密度本征又的时解：cm 34.1400106.11017.11pq 1cm /1017.1)33.2500/(1002.68.10105.4N p .81916p 316235A ⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⨯=⨯⨯⨯=≈⊗-- 解：mE s q m m q n n n d s n n n n n n 181********311048.11048.110101.01048.1106.110101.926.01.0.9-------**⨯=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==∴=τμτυλμττμ 解：Ω=⨯=⋅ρ=⋅Ω=⨯⨯⨯=μ=σ=ρ⊗-3.16.01781.0S l R cm 781.08000106.1101nq 11.101915n解：225112251123312319193103.421023.412.4400)2(5.361065.3365.3)1010/(101.926.03001038.13106.110/33,,)1(101.926.026.0.11------------⋅=⋅⨯==⋅Ω=⋅=⋅⨯===⋅Ω=⋅⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=∴===⨯⨯==⊗cm A m A i m K cm A m A m kTqN E i mE m kTq N m kT V E V nq kg m m Si dnA dnA dn dn σσσμμσ时，同理，（电子有效质量），对解： cm 045.0)1350106.1103.10()pq (s V cm 1350cm /103.10100.1101103.1n )3(cm34.4)480106.1103.0()pq (cm /103.0100.1103.1N N p)2(cm34.4)480106.1103()pq (s V cm 480cm /103N p ,n n )1(.12119161112n 3161617161191613161616D A 119151112p315A A i ⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⋅⋅=μ⨯=⨯-⨯+⨯=⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⨯=⨯-⨯=-=⋅Ω=⨯⨯⨯⨯=μ=ρ∴⋅⋅=μ⨯=≈∴〈〈⊗------------- 又又查得解：为最大。
材料导论考试题库和答案
材料导论考试题库和答案一、单项选择题1. 材料科学中，材料的基本属性不包括以下哪一项？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 经济性答案：D2. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 陶瓷D. 铜答案：C3. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在哪些方面？A. 力学性能B. 热学性能C. 电学性能D. 所有以上选项答案：D4. 材料的疲劳是指材料在什么条件下的性能退化？A. 静态载荷B. 循环载荷C. 随机载荷D. 冲击载荷答案：B5. 以下哪种材料具有最高的热导率？A. 铜B. 铝C. 银D. 金答案：C二、多项选择题6. 材料的力学性能包括哪些方面？A. 弹性B. 塑性C. 硬度D. 韧性答案：ABCD7. 以下哪些因素会影响材料的腐蚀速率？A. 材料成分B. 环境介质C. 温度D. 应力状态答案：ABCD8. 材料的断裂韧性是衡量材料抵抗哪种类型裂纹扩展的能力？A. 疲劳裂纹B. 应力腐蚀裂纹C. 环境诱导裂纹D. 所有以上选项答案：D9. 以下哪些是材料的热处理过程？A. 退火B. 淬火C. 正火D. 回火答案：ABCD10. 材料的电学性能包括哪些？A. 导电性B. 绝缘性C. 半导体性D. 超导性答案：ABCD三、判断题11. 材料的硬度越高，其耐磨性越好。
（对/错）答案：对12. 材料的断裂韧性与材料的韧性成正比。
（对/错）答案：对13. 材料的疲劳寿命可以通过增加材料的强度来无限提高。
（对/错）答案：错14. 材料的热膨胀系数越大，其热稳定性越好。
（对/错）答案：错15. 材料的导电性与其电导率成正比。
（对/错）答案：对四、简答题16. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答案：材料的疲劳是指材料在循环载荷作用下的性能退化和最终断裂的现象。
影响材料疲劳的因素包括应力水平、循环次数、材料的微观结构、表面状态、环境介质等。
17. 描述材料的热处理过程中的退火、淬火和回火的区别。
材料物理题库
《材料物理导论》题库一、选择题1、下列物理量属于微观量的是 【 】A.温度B.体积C.速度D.分子质量2、将宏观量与微观量联系起来的是 【 】A. 普朗克常数B.密度C.浓度D.阿伏伽德罗常数3、一个量子态可以容纳自旋方向相反的费米子的数量是【 】 A. 一个 B. 两个 C. 无数个 D. 不能确定4、下列微观粒子属于费米子的是【 】 A.光子 B.电子 C.声子 D.H 原子5、下列不属于准粒子的是【 】 A.声子 B.激子 C.电子 D.磁子6、下列哪个粒子属于玻色子【 】 A.质子 B.光子 C.中 子 D.电子7、下列哪种符号表示的是空位缺陷【 】 A.⋅⋅O V B.⋅K Ca C.⋅i Zn D.Au Cu8、下列非化学计量化合物属于阳离子缺位型的是【 】 A. y TiO -2 B.O Zn y +1 C. y CaF +2 D. O Fe y -19、间隙杂质的主要决定因素是【 】 A.晶体结构类型 B. 体积效应 C. 化学键性质 D. 电价差异10、所需活化能最小的扩散机制是【 】 A. 空位机制 B. 推填子机制 C. 间隙机制 D. 易位机制11、关于材料热容的影响因素，下列说法中不正确的是【 】 A. 热容是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义。
B. 实验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述。
C. 德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化。
D. 材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定。
12、能增大多晶体的热导率的是【 】 A. 晶粒尺寸大 B. 晶界多 C. 缺陷多 D. 杂质多13、关于热膨胀，下列说法中不正确的是【 】 A. 各向同性材料的体膨胀系数是线膨胀系数的三倍。
B. 各向异性材料的体膨胀系数等于三个晶轴方向热膨胀系数的加和。
C. 热膨胀的微观机理是由于温度升高，点缺陷密度增高引起晶格膨胀。
D. 由于本质相同，热膨胀与热容随温度变化的趋势相同。
材料物理导论习题答案-1
第四章：晶体缺陷 部分作业答案1、 证明位错线不能终止在晶体内部。
解 设有一位错线从表面深入晶体，终点A 在晶体内，如图所示绕位错作一柏氏回路1L ，获得柏氏矢量b 。
现把回路移动到2L 位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b 。
但从另一角度看，内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。
这二者是相悖的，所以这是不可能的。
2、 一个位错环能否各部分都是螺位错，能否各部分都是刃位错，为什么？ 解 螺位错的柏氏矢量与位错线平行，一根位错只有一个柏氏矢量，而一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3、 面心立方系单晶体受拉伸形变，拉伸轴是[001]，求对b =a[011-]/2及t 平行于[211-]的位错在滑移和攀移方向所受的力。
已知点阵常数a=0.36nm 。
解 （1）单位长度位错线在滑移面上所受的力g F 是外加应力场在滑移面滑移方向的分切应力τ与柏氏矢量b 的乘积：b F g τ=。
在单位拉伸（应力为σ）的情况，ϕλστcos cos =。
因b=a[011-]/2及t 平行于[211-]，滑移面是柏氏矢量和位错共面的面，所以滑移面是（111）。
因此，λ是]011[]001[--的夹角，ϕ是]111[]01-的夹角。
根据第一题的计算知2/1cos =λ,3/1cos =ϕ；故σστ408.06/==。
而b 的模为m m a 1091055.22/21036.02/2--⨯=⨯⨯=，最后得m N m N b F g /1004.1/1055.2408.01010σστ--⨯=⨯⨯==式中，σ的单位为Pa 。
（2）单位长度位错线在攀移方向上所受的力C F 是外加应力场在刃位错半原子面的正应力C σ与柏氏矢量b 的乘积：b F c c σ-=。
材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第一章习题参考解答
第一章 材料的力学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。
2. 一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109N/m 2，解：3. 一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108N/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：拉伸前后圆杆相关参数表 )(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 l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)21(3)1(2μμ-=+=B G E )(130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈⨯=+⨯=+=μ剪切模量)(390)(109.3)7.01(3105.3)21(388MPa Pa E B ≈⨯=-⨯=-=μ体积模量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：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。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。
材料物理试题与答案
材料物理试题(卷面80分+平时20分)1、解释下列概念（20分）1.2 空位、间隙原子和异类原子；空位：在晶格结点位置应有原子的地方空缺，这种缺陷称为“空位”。
【从晶体点阵中原来应有原子存在的一个阵点处取走了原子，就形成了一个原子空位，这部分缺陷晶体被称为空位，这种空位也叫肖特基空位】间隙原子：在晶格非结点位置，往往是晶格的间隙，出现了多余的原子。
它们可能是同类原子，也可能是异类原子。
【进入晶体点阵间隙位置的原子称为间隙原子，这种间隙位置的特点是：在一般的情况下不应该有原子存在，且是晶体点阵的最大空隙位置。
晶体在高能粒子辐照下，正常位置的原子被打入到晶体的间隙位置，在形成间隙原子的同时，形成等量的空位，称为弗伦克耳空位。
】异类原子（杂质原子）：在一种类型的原子组成的晶格中，不同种类的原子替换原有的原子占有其应有的位置。
【即使在纯金属的情况下，也仍然包含有杂质原子，若杂质原子与基体原子相比，其体积大于一定值，则杂质原子以置换的形式存在；而若其体积相对较小时，则有可能以间隙原子的形式出现。
】1.3 晶界、大角晶界和小角晶界；晶界：晶界就是空间取向(或位向)不同的相邻晶粒之间的分界面。
小角度晶界：大致地把晶粒位向差小于十度的晶界称为小角度晶界。
大角度晶界：当相邻晶粒之间的位向差大于10-15度，晶粒间的界面叫大角度晶界。
1.4 上坡扩散和反应扩散；扩散是由低浓度处向高浓度处进行的，如固溶体中某些偏聚或调幅分解，这种扩散被称为“上坡扩散”。
通过扩散使固溶体中的溶质组元超过固溶度而不断形成新相的扩散过程，又称相变扩散。
【许多合金状态图中往往有中间相，因而在扩散过程中也可能出现中间相，这种扩散即为多相扩散。
多相扩散包括两个过程，一个是扩散过程；另一个是界面上达到一定的浓度发生化学反应，从而形成新相的过程。
多相扩散通常也被称为反应扩散。
】1.5 一级相变和二级相变。
一级相变：由α相转变为β相时，Gα=Gβ, μαi=μβi，但自由焓的一阶偏导数不相等，称为一级相变。
材料物理导论试题及答案
材料物理导论试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的导电性主要取决于材料中的：A. 电子浓度B. 电子迁移率C. 电子浓度和电子迁移率D. 电子的热运动答案：C2. 半导体材料的导电性与温度的关系是：A. 随温度升高而降低B. 随温度升高而升高C. 与温度无关D. 先升高后降低答案：B3. 以下哪种材料不属于超导材料？A. 铜B. 铝C. 铅D. 铌答案：A4. 材料的弹性模量反映了材料的：A. 塑性B. 韧性C. 硬度D. 弹性答案：D5. 在材料科学中，晶格常数是指：A. 晶格中原子间的平均距离B. 晶格中原子的数目C. 晶格中原子的体积D. 晶格中原子的质量答案：A6. 以下哪种材料的热膨胀系数最大？A. 钢B. 铝C. 铜D. 玻璃答案：D7. 材料的断裂韧性是指：A. 材料抵抗塑性变形的能力B. 材料抵抗断裂的能力C. 材料的硬度D. 材料的韧性答案：B8. 以下哪种材料的导热性最好？A. 陶瓷B. 塑料C. 金属D. 木材答案：C9. 材料的疲劳寿命主要取决于：A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 材料的疲劳极限答案：D10. 以下哪种材料的磁导率最高？A. 铁B. 铜C. 铝D. 不锈钢答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的______性是指材料在受到外力作用时，能够恢复到原来形状的能力。
答案：弹性2. 材料的______性是指材料在受到外力作用时，能够抵抗断裂的能力。
答案：断裂韧性3. 材料的______性是指材料在受到外力作用时，能够抵抗永久变形的能力。
答案：塑性4. 材料的______性是指材料在受到外力作用时，能够抵抗划痕的能力。
答案：硬度5. 材料的______性是指材料在受到外力作用时，能够吸收能量而不断裂的能力。
答案：韧性6. 材料的______性是指材料在受到温度变化时，能够抵抗体积变化的能力。
答案：热膨胀系数7. 材料的______性是指材料在受到热能作用时，能够传递热量的能力。
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材料化学导论习题库第一篇高分子材料导论第一章1.叙述高分子科学在科学技术发展中的地位。
2.说出获得诺贝尔奖的高分子科学家的名字和他们的主要贡献。
3.说出十种你日常生活中遇到的高分子的名称。
4.查阅最新的全世界合成材料的年产量，并与图1-2相比较，看又增长了多少？(提示：从当年的“塑料工业”、“橡胶工业”和“合成纤维工业”的有关文章中可查到前一年的数据)5.调查学习高分子的学生毕业后就业的百分比是多少？6.下列产品中哪些属于聚合物？(1) 水；（2）羊毛；(3) 肉；(4) 棉花；(5) 橡胶轮胎；(6)涂料7.写出下列高分子的重复单元的结构式：(1) PE；(2) PS；(3) PVC；(4) POM；(5) 尼龙；(6) 涤纶8．用简洁的语言说明下列术语：（1）高分子；(2) 链节；（3）聚合度；(4) 多分散性；(5) 网状结构；(6) 共聚物9．说出具有下列重复单元的一种聚合物的名称。
A．亚乙基—CH2—CH2—B．苯酚和甲酚缩合后的单元C．氨基酸缩和后的单元10．H（CH2CH2）3000H的分子量是多少？11．平均分子量为100万的超高分子量PE的平均聚合度是多少？12．已知一个PS试样的组成如下表所列，计算它的数均分子量、重均分子量和d。
组分重量分数平均分子量组分重量分数平均分子量1 0.10 20.19 30.24 4 0.18 1.2万2.1万3.5万4.9万56780.110.080.060.047.5万10.2万12.2万14.6万13．按值递增的次序排列数均分子量、重均分子量、Z均分子量和粘均分子量。
14．下列哪一种聚合物是单分散的？（1）天然橡胶；(2) 玉米淀粉；(3) 棉纤维素；(4) 牛奶酪蛋白；(5) 高密度聚乙烯；(6) 聚氯乙烯；(7) β—角蛋白；(8) 尼龙-66；(9) 脱氧核糖核酸；(10) 石腊15．高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？16．什么是高分子的构型？什么是高分子的构象？请举例说明。
17．有一种等规度不高的聚丙烯，能否通过改变构象的办法提高它的等规度？为什么？18．由以下单体聚合得到的高分子是否存在有规立构体？有几种？(1) CH2=CH－CH2－CH=CH2；(2) CH2=C(CH3)219．画出PE的平面锯齿形构象示意图。
20．当n=2000时，高密度聚乙烯分子链的近似长度为多少？重复单元数目相同的聚氯乙烯分子链的近似长度是多少？21．线形聚合物和支化聚合物中碳原子的近似键角各是多少度？22．用粗略的示意图表示：(1) 线型聚合物；(2) 带短支链的聚合物；(3) 交联聚合物23．试分析线形、支化、交联高分子的结构和性能特点。
24．下列聚合物中哪些是热固性的？哪些是热塑性的？（1）纤维素；(2) 未硫化橡胶；(3) A阶段酚醛树脂；(4) 硝酸纤维素；（5）模制的酚醛塑料；(6) 硫化橡胶25．高分子的溶解过程是怎样的？为什么它们的溶解总要经过溶胀这一步。
第二章1．纤维素中每个脱水葡萄糖单元中有多少羟基？2．二醋酸纤维素和三醋酸纤维素哪个极性大？3．纤维素水解产生的单糖和淀粉水解产生的单糖有差别？4．如果年产纸108 t，则每年能得到多少木质素？5．硝酸纤维素加热软化时会爆炸。
添加什么物质使其能在低温下加工？6．为什么商品甲基纤维素比纤维素更易溶于水？7．为什么淀粉能被人消化；而纤维素却不能？8．为什么可以预计壳聚糖能溶于盐酸？9．古塔波胶(即硬质橡胶)和天然橡胶的差别何在？10．完全氢化的天然橡胶和完全氢化的古塔波胶有什么差别？11．在拉伸时，未硫化橡胶和古塔波胶哪一个更倾向于呈晶态？12．哪种a-氨基酸不属于左旋型（L）系列？13．脱氧核糖核酸高分子链中的重复单元是什么？14．哪一种碱存在于脱氧核糖核酸中而不存在于核糖核酸中？15．如果双螺旋分子中一条链的顺序为ATTACGTCAT，则相邻链的顺序是什么？第三章1．下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。
CH2==CHCl CH2==CCl2 CH2==CHCN CH2==C(CN)2CH2==CHCH3 CH2==C(CH3)2CH2==CHC6H5 CF2==CF2 CH2==C(CN)COOR CH2==C(CH3)－CH==CH22．判断下列烯类能否进行自由基聚合，并说明理由。
CH2==C(C6H5)2ClHC==CHCl CH2==C(CH3)C2H5CH3CH==CHCH3 CH2==C(CH3)COOCH3 CH2==CHOCOCH3CH3CH==CHCOOCH33．以偶氮二异丁腈为引发剂，写出氯乙烯聚合历程中各基元反应式。
4．自由基聚合时，转化率和分子量随时间的变化有何特征？与机理有何关系？5．写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式：偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过硫酸钾-亚硫酸盐体系、过氧化氢-亚铁盐体系。
其中哪些属于水溶性，使用场所有何不同。
6．甲基丙烯酸甲酯在50℃下用偶氮二异丁腈引发聚合，已知该条件下，链终止既有偶合终止，又有歧化终止，生成聚合物经实验测定引发剂片断数目与聚合物分子数目之比为1﹕1.25，请问此聚合反应中偶合终止和歧化终止各占多少分数？7．在自由基聚合反应中，链终止速率常数k t大于链增长速率常数k p，为什么还能生成长链聚合物分子？8．氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时，都存在着自动加速现象，三者有何异同？氯乙烯悬浮聚合时，选用半衰期适当（如2h）的引发剂，基本上接近匀速反应，解释其原因。
这三种单体聚合的终止方式有何不同？9．什么叫链转移反应？有几种形式？对聚合速率和分子量有何影响？什么叫链转移常数？与链转移速率常数的关系？10．在自由基聚合中，为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接，且所得的聚合物多为无规立构？11．已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时，所得聚苯乙烯的分子量比一般本体聚合要低。
但当乙醇量增加到一定程度后，所得到的聚苯乙烯的分子量要比相应条件下本体聚合所得的要高，试解释之。
12．苯乙烯以二叔丁基过氧化物为引发剂，苯为溶剂，在60℃下进行聚合。
已知：[M]=1.0 mol·L-1，[I]=0.01 mol·L-1，R i=4×10-11mol·L-1·s-1，R p=1.5×10-7mol·L-1·s-1，C m=8.0×10-5，C i=3.2×10-4，C s=2.3×10-6，60℃下苯和苯乙烯的密度分别为0.839g·mL-1和0.887 g·mL-1，假定苯乙烯—苯体系为理想溶液。
试求fk d、动力学链长和平均聚合度。
13．以过氧化苯甲酰为引发剂，在60℃下进行苯乙烯聚合动力学研究，获得数据如下：60℃下苯乙烯密度为0.887 g·mL-1，引发剂用量为单体质量的0.109％，R p=0.255×10-4 mol·L-1·s-1，X n=2460，f=80％，自由基寿命τ=0.82 s。
试求k d、k p、k t，建立这三个常数的数量级概念，比较[M]和[M·]的大小和R i、R p、R t的大小。
14．什么原因造成聚合体系产生诱导期？何谓阻聚剂？何谓缓聚剂？它们与诱导期有什么关系？15．单体(如苯乙烯)在储存和运输过程中，常需加入阻聚剂。
聚合前用何法除去阻聚剂？若取混有阻聚剂的单体聚合，将会发生什么后果。
16．通常情况下，自由基聚合速率与引发剂浓度的1／2次方成正比。
试问在何种反应条件下（即哪种类型的引发与终止），会出现与引发剂浓度存在下列关系：①一次方；②零次方。
并解释造成这种动力学级数差别的聚合反应机理，推导出R p∝[I]和R p∝[I]0的动力学表达式。
17．工业上用自由基聚合生产的大品种有哪些？试简述它们常用的聚合方法和聚合条件。
18．简要解释下列名词，并指出它们之间的异同点。
（1）○1本体聚合；②气相聚合；○3固相聚合；④熔融缩聚。
（2）○1悬浮聚合；②乳液聚合；○3界面缩聚。
(3)①溶液聚合；②淤浆聚合；○3均相聚合；○4沉淀聚合。
19．苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。
首先于80一85℃使苯乙烯预聚至转化率33—35％。
然后流入聚合塔，塔内温度从100℃递升至200℃。
最后熔体挤出造粒。
试解释采取上述步骤的原因。
20．乳液聚合的一般规律是：初期聚合速率随聚合时间的延长而逐渐增加，进入恒速聚合。
之后，聚合速率逐渐下降。
试从乳液聚合机理和动力学方程分析发生上述现象的原因。
21．典型乳液聚合的特点是持续反应速度快，反应产物分子量高。
在大多数本体聚合中又常会出现反应速度变快分子量增大的现象。
试分析造成上述现象的原因并比较其异同。
22．有下列催化剂和单体：催化剂：(C6H5CO2)2、(CH3)3COOH+Fe2+、Na+萘、H2SO4、BF3+H2O、n-C4H9Li单体：CH2＝CHC6H5、CH2＝C(CN)2、CH2＝C(CH3)2、CH2＝CH—O—C4H9、CH2＝CHCl、CH2＝C(CH3)COOCH3a．写出各催化剂的链引发方程式；b．每种引发剂各可引发哪些单体？为什么？c．在这些聚合反应中对溶剂和温度有何要求？23．有一正在进行聚合反应的苯乙烯聚合体系，请用最直观、方便的实验方法判断该体系是自由基、阳离子还是阴离子聚合类型。
24．试从单体、引发剂，聚合方法及反应的特点等方面对自由基、阴离子和阳离子聚合反应进行比较。
25．在离子聚合反应过程中，能否出现自动加速效应？为什么？26．为什么进行离子聚合和配位聚合反应时需预先将原料和聚合容器净化、干燥、除去空气并在密封条件下聚合？27．何谓Ziegler-Natta催化剂？何谓定向聚合？两者有什么关系？有哪些方法可生成立构规整性聚合物？28．聚乙烯有几种分类方法？这几种聚乙烯在结构和性能上有何不同？它们分别是由何种方法生产的？29．试讨论丙烯进行自由基、离子和配位聚合时，能否形成高分子量聚合物的原因。
30．无规、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？在这些共聚物名称中，对前后单体的位置有何规定？31．什么叫理想共聚？什么叫交替共聚？r1和r2必须取何值才能得到恒比共聚物？32．已知丙烯腈(M1)与偏氯乙烯(M2)共聚时的r1=0.91，r2=0.37。
a．试作d[M l]／(d[M l]+d[M2])～[M1]／([M1]+[M2])曲线（亦称F l～f l曲线）；b．由曲线求出恒比共聚物的f l[即[M1]／([M1]+[M2])]；c．当原料的质量配比为M1：M2=20：80时，求反应初期共聚物中丙烯腈（M1）的质量分数。