无机材料物理性能复习资料

一、名词解释

塑性形变：指一种在外力移去后不能恢复的形变

延展性：材料在经受塑性形变而不破坏的能力称为材料的延展性

黏弹性：一些非晶体和多晶体在受到比较小的应力作用时可以同时表现出弹性和粘性，这种现象称为黏弹性

滞弹性：对于实际固体，弹性应变的产生与消除都需要有限的时间，无机固体和金属表现出的这种与时间有关的弹性称为滞弹性

蠕变：当对黏弹性体施加恒定压力σ0时，其应变随时间增加而增加。这种现象叫蠕变，此时弹性模量Ec也将随时间而减小

Ec（t）=σ0/ε（t）

弛豫：如果施加恒定应变ε0，则应力将随时间而减小，这种现象叫弛豫。此时弹性模量Er也随时间降低Er=σ（t）/ε0

Grffith微裂纹理论：实际材料中总是存在许多细小的裂纹或缺陷；在外力作用下，这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象；当应力到达一定程度时，裂纹的扩展导致了材料断裂。（为什么某物质尖端易断？）

攀移运动：位错在垂直于滑移面方向的运动称为攀移运动。

热容：描述材料中分子热运动的能量随温度而变化的一个物理量，定义为使物体温度升高1K所需要外界提供的能量。

德拜热容理论（德拜三次方定律）：在高于德拜温度θD时，热容趋于常数25

J/(mol·K)，而在低于θD时热容则与T3成正比。

热稳定性：是指材料承受温度急剧变化而不破坏的能力，又称抗热震性。

抗热冲击断裂性能：材料发生瞬时断裂，抵抗这类破坏的性能为～

抗热冲击损伤性能：在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落，并不断发展，

最终破裂或变质，抵抗这类破坏的性能为～

本征电导（固有电导）：晶体点阵中基本离子的运动，称为～

电介质的极化：电介质在电场作用下产生束缚电荷，也是电容器贮存电荷能力增强的原因。

居里温度：是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度。也可以说是发生二级相变的转变温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时，该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。

二、填空

晶体中的塑性形变有两种方式：滑移和孪晶

滑移系统包括滑移方向和滑移面

影响粘度的因素：温度、时间、组成

影响热导率的因素：温度、显微结构、化学组成、

反射分为：全反射、漫反射、镜面反射

载流子:电子、空穴、正离子、负离子、空位

金属材料电导的载流子是自由电子

无机非金属材料电导的载流子可以是电子、电子空穴、或离子、离子空位、

非金属材料按其结构状态可以分为晶体材料与玻璃态材料

杂质半导体：n型半导体（五价元素原子取代四价原子），p型半导体（三价元素原子取代四价原子）

超导特性：完全抗磁性在超导体永远保持磁感应强度为零迈斯纳效应与零电阻现象是超导体的两个基本特性

提高材料透明度：细：细化晶粒密：减小气孔纯：减少杂质

匀：个方向均匀，减少散射 薄：吸收层散射层厚度薄 平：吸收层减少界面反射

提高材料韧性：细：细化晶粒 密：减小气孔 纯：减少杂质 匀：受力均匀

三、简答or 论述

①高温蠕变曲线阶段

（１）oa 在外力作用下发生瞬时弹性形变

（２）ab 蠕变减速阶段。特点是应变速率随时间递减，其规律可表示为 （３）bc 稳定蠕变阶段。特点是蠕变速率几乎保持不变，即

（4）cd 加速蠕变阶段。 特点是应变率随时间增加而增加，最后到d 点断裂。

②影响蠕变的因素

（1）温度： 温度升高，蠕变增大。因为 升高，位错运动和晶界错动加快，扩

散系数增大。

（2）应力：蠕变随应力增加而增大，若对材料施加压应力，则增加了蠕变的阻

力。

（３）显微结构的影响： 气孔率增加，蠕变率增大。晶粒越小，蠕变率越大。 玻

璃相含量高,蠕变率增大；玻璃相对蠕变的影响取决于玻璃相对晶相的湿润程度，

不湿润＜完全湿润。

n At dt

d -==εε

（4）组成：组成不同的材料其蠕变行为不同。即使组成相同，单独存在和形成

化合物，其蠕变行为不一样。

（5）晶体结构：共价键结构程度增加，扩散及位错运动降低，抗蠕变性能就较好。

③滑移和攀移的区别：滑移通过剪应力作用在一定滑移系统上进行，与外力有关，而攀移是通过扩散进行的，与晶体中的空位和间隙原子的浓度及扩散系数等有关。

④热膨胀机理：质点偏离平衡位置时由于斥力与引力变化不同，使得引力大于斥力，随着温度升高，振幅增大，产生的热振动越剧烈，宏观上表现为热膨胀。

⑤金属非金属晶体滑移难易的比较：金属由一种离子组成，金属键无方向性，结构简单，滑移系统多，非金属组成复杂，共价键或离子键有方向，结构复杂，滑移系统少。

⑥为什么采用折射率和玻璃相近的胶将玻璃粘起来？

除了最外和最的表面是玻璃和空气的相对折射率外，部各界面都是玻璃和胶较小的折射率，从而大大减小了界面的反射损失。

⑦固体材料热传导的微观机理（micro-mechanism）

气体导热——质点间直接碰撞；

金属导热——自由电子间碰撞；

固体导热——晶格振动（格波）＝声子碰撞，并且格波分为声频支和光频支两类。

⑧提高抗热冲击断裂性能的措施

1．提高材料强度σ，减小弹性模量E，使σ/E提高。

2．提高材料的热导率λ，使 R’提高。

3．减小材料的热膨胀系数α。

4．减小表面热传递系数 h。

5．减小产品的有效厚度。

⑨提高材料透光性的措施

1．提高原材料纯度

2．掺加外加剂：目的是降低材料的气孔率，气孔由于相对折射率的关系，其影响程度远大于杂质等其它结构因素。

3．工艺措施：采取热压法比普通烧结法更便于排除气孔，因而是获得透明瓷较为有效的工艺，热等静压法效果更好。

⑩闪电，打火机产生的原因：

当施加于电解质上的电场强度或电压增大到一定程度时，电解质就由介电状态变为导电状态，这一突变现象称为电解质的击穿。

⑪电滞现象与电滞回线（以钛酸钡为例）

⑫磁滞现象与磁滞回线