无机材料物理性能复习资料(精.选)
材料物理性能考试复习资料
1. 影响弹性模量的因素包括:原子结构、温度、相变。
2. 随有温度升高弹性模量不一定会下降。
如低碳钢温度一直升到铁素体转变为奥氏体相变点，弹性模量单调下降，但超过相变点，弹性校模量会突然上升，然后又呈单调下降趋势。
这是在由于在相变点因为相变的发生，膨胀系数急剧减小，使得弹性模量突然降低所致。
3. 不同材料的弹性模量差别很大，主要是因为材料具有不同的结合键和键能。
4. 弹性系数Ks 的大小实质上代表了对原子间弹性位移的抵抗力，即原子结合力。
对于一定的材料它是个常数。
弹性系数Ks 和弹性模量E 之间的关系:它们都代表原子之间的结合力。
因为建立的模型不同，没有定量关系。
（☆）5. 材料的断裂强度：a E th /γσ=材料断裂强度的粗略估计：10/E th =σ6. 杜隆-珀替定律局限性:不能说明低温下，热容随温度的降低而减小，在接近绝对零度时，热容按T 的三次方趋近与零的试验结果。
7. 德拜温度意义:① 原子热振动的特征在两个温度区域存在着本质差别，就是由德拜温度θD 来划分这两个温度区域:在低θD 的温度区间，电阻率与温度的5次方成正比。
在高于θD 的温度区间，电阻率与温度成正比。
② 德拜温度------晶体具有的固定特征值。
③ 德拜理论表明:当把热容视为(T/θD )的两数时，对所有的物质都具有相同的关系曲线。
德拜温度表征了热容对温度的依赖性。
本质上，徳拜温度反应物质内部原子间结合力的物理量。
8. 固体材料热膨胀机理：（1） 固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
（2） 晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。
随着温度升高，热缺陷浓度呈指数增加，这方面影响较重要。
9. 导热系数与导温系数的含义:材料最终稳定的温度梯度分布取决于热导率，热导率越高，温度梯度越小;而趋向于稳定的速度,则取决于热扩散率,热扩散率越高，趋向于稳定的速度越快。
即:热导率大，稳定后的温度梯度小，热扩散率大，更快的达到“稳定后的温度梯度”（☆）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，故又称为抗热震性。
无机材料物理性能
⽆机材料物理性能⼀、填空题1、形变的弹性常数：弹性模量E、弹性常数K、2、塑性形变类型：滑移和孪晶。
3、位错运动的类型：滑移和位错攀移、混合位错。
4、弹性模量测定纵波，剪切模量测定横波。
5、材料的强度取决于裂纹的尺⼨，其依据是格⾥菲斯微裂纹理论。
6、同⼀种材料：抗压强度⼤于抗弯强度抗拉强度。
7、引起裂纹的原因：①晶体微观结构中存在缺陷；②材料表⾯的机械损伤与化学腐蚀；③热应⼒形成裂纹；④⽓体逸出形成裂纹，⑤内部和表⾯的温差引起热应⼒，导致裂纹；⑥温度变化时有晶形转变和材料会因体积变化⽽引起裂纹。
8、影响强度的外界因素：使⽤温度、应⼒、⽓氛、式样的形状⼤⼩；内在因素（本质因素或性能因素）弹性模量、热膨胀系数、导热性、断裂能。
9、对同⼀种材料颗粒越⼩，强度越⾼，其原因是尺⼨效应。
10、增韧材料的理论：裂纹尖端的应⼒再分配，延缓裂纹扩展速率，增加裂纹扩展阻⼒；采取措施：①增韧相；②形变增韧；③纤维增韧。
11、两种振动：简谐和⾮简谐振动；解释热膨胀：⾮简谐振动。
12、热导率组成、结构越复杂，热导率越低。
⽐较三氧化⼆铝、镁铝尖晶⽯、莫来⽯、氧化铝的热导率：氧化镁>三氧化⼆铝>尖晶⽯>莫来⽯、纯净物>含杂质的、⽯英玻璃>软玻璃。
13、⾦刚⽯热导率⾼的原因：原⼦量⼩、密度⼩、化学键是共价键，结合⼒⼤，弹性模量⼤，故声⼦的平均⾃由程⼤和运动速率快，根据λ=Cv×V×1/3可知热导率极⾼。
14、热传导：光⼦、声⼦、电⼦导热。
声⼦在运动中受到散射的机制：声⼦和声⼦间碰撞，声⼦声⼦-晶界，声⼦-位错，声⼦-点缺陷。
导热率：⾦属>冰>有机物。
15、热膨胀系数：有机物>⾦属>冰。
热膨胀系数⽤⾮简谐振动解释。
16、导电的载流⼦:（电⼦，离⼦）/（电⼦、正负离⼦、空⽳）。
17、⽆机⾮⾦属材料考虑表⾯电阻的原因：其体积⼩，表⾯积⼤，表⾯电阻占优势。
18、薄膜为什么考虑表⾯电阻：体积⼩，表⾯积⼤。
无机材料物理性能 期末复习
第3章 光学性能
# 反射，镜面反射，漫反射 # 双折射 # 透射 # 散射，影响因素？ # 如何提高无机材料的透光性？
第4章 电导性能
# 载流子，电子，空穴 # 霍尔效应 # 电解效应 # 本征电导，非本征电导 # 电导率和温度的关系 # 元素掺杂对电导能力的影响机制？ # 弗伦克尔缺陷，肖特基缺陷 # 空位扩散，间隙扩散，亚晶格间隙扩散 # 双碱效应，压碱效应 # 空间电荷效应，光生伏特效应 # 超导
拉伸前后圆杆相关参数表 体积V/mm3 拉伸前 拉伸后 1227.2 1227.2 直径d/mm 2.5 2.4 圆面积S/mm2 4.909 4.524
F 4500 真应力 T 995(MPa ) 6 A 4.524 10 A0 l1 2.5 2 真应变 T ln ln ln 0.0816 2 l0 A 2.4 F 4500 名义应力 917( MPa) A0 4.909 10 6 l A0 名义应变 1 0.0851 l0 A
格里菲斯微裂纹理论和经典理论的区别？ 本征裂纹和非本征裂纹的产生原因？ 无机材料增韧的方法（裂纹偏转，桥接，微裂纹，相变） （★）
影响无机材料断裂强度的因素？ 无机材料硬度测试的Fra bibliotek要方法和分类？
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。
根据传统设计观点：σ*安全系数≤屈服强度 甲钢的安全系数：n=σys/σ=1.95/1.30=1.5 乙钢的安全系数：n=σys/σ=1.56/1.30=1.2
可见，选择甲钢比乙钢安全。
材料物理性能复习资料
材料物理性能复习资料材料物理性能总复习(⽆材⼀)考试题型：1 名词解释 5个*3分，共15分；2 简答 7个*5分，共35分；3 计算 2个*10分，共20分；4 论述 2个*15分，共30分。
考试时间：2013-1-14. 考试重点1 材料的受⼒形变不同材料应⼒应变曲线的区别A （A 点）：⽐例极限; E （B 点）：弹性极限; P （C 点）：屈服极限; U （D 点）：断裂极限;E ，可逆线性正⽐例关系，当应⼒在 E 和 P 之间，外⼒去除后有⼀定程度的永久变形，即发⽣塑性变形陶瓷材料⼀般没有塑性变形，发⽣脆性断裂应⼒：单位⾯积上所受内⼒。
ζ=F/A由于材料的⾯积在外⼒作⽤下，可能有变化，A 就有变化，有名义应⼒和实际（真实）应⼒ P4. 应变：描述物质内部各质点之间的相对位移名义位移的应变：实际应变和L0有关，可以通过公式推导获得由于材料的不同⽅向的应变，因此考虑可以采⽤和应⼒分解的办法来解决，具体看教材第6-7页虎克定律：σ=E ε⽐例系数E 成为弹性模量（Elastic Modulus ）,⼜称弹性刚度相关概念：应⼒应变虎克定律弹性模量001L L L L L ?=-=ε三种应变类型的弹性模量杨⽒模量E ；剪切模量G ；体积模量B 弹性模量：原⼦间结合强度的标志之⼀两类原⼦间结合⼒与原⼦间距关系曲线弹性模量实际与曲线上受⼒点的曲线斜率成正⽐结合键、原⼦之间的距离、外⼒作⽤也将改变弹性模量的值温度升⾼，原⼦之间距离变⼤，弹性模量下降弹性模量的本质特征；弹性模量的影响因素；晶粒、异相、⽓孔、杂质等，弹性模量的计算公式及⽅法；把材料看成材料的串联或者并联，我们可以得到其上限模量和下限模量，如下⾯的公式表⽰：（P13）复合材料弹性模量及应⼒的计算。
陶瓷材料弹性常数和⽓孔率关系多⽓孔陶瓷材料可以看成⼆相材料，其中⼀相的刚度为0 陶瓷材料的弹性模量随⽓孔率变化的表达式是：b 是与制备⼯艺有关常数.当泊松⽐0.3，f1和f2分别是1.9和0.9，和教材上p13公式1.21⼀样粘弹性：⼀些⾮晶体,有时甚⾄多晶体在⽐较⼩的应⼒时同时表现出粘性和弹性。
无机材料物理性能 复习
无机材料的弹性变形行为
材料的受力形变三种情况：
脆性材料(非金属材料)：只有弹性形变，无塑性
形或塑性形变很小。
延性材料(金属材料) ：有弹性形变和塑性形变。 弹性材料 (橡
胶) ：弹性变形很大，没有残
余形变（无塑性形变）。
应力与应变曲线
脆 性 材 料
应力与应变曲线
韧性金属材料
应力与应变曲线
G和体积模量B： 杨氏模量，即弹性模量： 反映材料抵抗正应变的能力 剪切模量：
E
G
反映材料抵抗切应变的能力
P B 体积模量： 表示材料在三向压缩(流体静压力)之下，压强 p与体积变化率
ΔV／V0之间的线性比例关系。
弹性模量
x A E x L
F
L
弹性模量的单位和应力的单位相同为 Pa。 对于同一种各向同性体材料弹性模量是一个常数
当铁加热到910ºС时发生 α-γ转变，点阵密度增大造 成模量的突然增大，冷却时 在900ºС发生α-γ的逆转变使 模量降低。 钴也有类似的情况，当温 度升高到480ºС时从六方晶 系的α-Co转变为立方晶系αCo，弹性模且增大。温度 降低时同样在400ºС左右观 察到模量的跳跃。
Fe、Co、Ni的多晶型转变与铁磁 转变对模量的影响。
• 无弛豫模量------测量时间小于松弛时间，随时间的形变
还没有机会发生时的弹性模量；
• 弛豫模量------测量的时间大于松弛时间，随时间的形变
已发生的弹性模量。
1.5 材料的高温蠕变
蠕变:当对材料施加恒定应力σ时，其
应变随时间而增加的现象。
低温表现脆性，高温往往蠕变。 1.5.1 蠕变曲线
多晶的的塑性形变
无机材料物理性能知识点整理
无机材料物理性能知识点整理1. 铁电体与铁磁体的定义和异同答：铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，并且自发极化方向可随外加电场作可逆转动的晶体。
铁磁体是指具有铁磁性的物质。
2. 本征（固有离子）电导与杂质离子电导答：本征电导是源于晶体点阵的基本离子的运动。
这种离子自身随着热振动离开晶体形成热缺陷。
这种热缺陷无论是离子或者空位都是带电的，因而都可作为离子电导载流子。
显然固有电导在高温下特别显著；第二类是由固定较弱的离子的运动造成的，主要是杂质离子。
杂质离子是弱联系离子，所以在较低温度下杂质电导表现显著。
相同点：二者的离子迁移率和电导率表达形式相同不同点：a.本征离子电导载流子浓度与温度有关，而杂质离子电导载流子浓度与温度无关，仅决定于杂质的含量B.由于杂质载流子的生成不需要提供额外的活化能，即他的活化能比在正常晶格上的活化能要低得多，因此其系数B比本征电导低一些C.低温部分有杂质电导决定，高温部分由本征电导决定，杂质越多，转折点越高3. 离子电导和电子电导答：携带电荷进行定向输送形成电流的带点质点称为载流子。
载流子为离子或离子空位的为离子电导；载流子是电子或空穴的为电子电导不同点：a.离子电导是载流子接力式移动，电子电导是载流子直达式移动B.离子电导是一个电解过程，符合法拉第电解定律，会发生氧化还原反应，时间长了会对介质内部造成大量缺陷及破坏；而电子电导不会对材料造成破坏C.离子电导产生很困难，但若有热缺陷则会容易很多；一般材料不会产生电子电导，一般通过掺杂形式形成能量上的自由电子D.电子电导的电导率远大于离子电导（原因：1.当温度升高时，晶体内的离子振动加剧，对电子产生散射，自由电子或电子空穴的数量大大增加，总的效应还是使电子电导非线性地大大增加；2.在弱电场作用下，电子电导和温度成指数式关系，因此电导率的对数也和温度的倒数成直线关系；3.在强电场作用下，晶体的电子电导率与电场强度之间不符合欧姆定律，而是随场强增大，电导率有指数式增加4.铁电体与反铁电体答：铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，并且自发极化方向可随外加电场作可逆转动的晶体；反铁电体是指晶体中相邻的离子沿反平行方向发生自发极化，宏观上自发极化为零且无电滞回线的材料不同点：1.在反铁电体的晶格中，离子有自发极化，以偶极子形式存在，偶极子成对的按反平行方向排列，这两部分偶极子的偶极矩大小相等，方向相反；而在铁电体的晶格中，偶极子的极性是相同的，为平行排列2.反铁电体具有双电滞回线，铁电体具有电滞回线3.当外电场降至零时，反铁电体无剩余极化，铁电体存在剩余计5.声频支与光频支的异同答：相同点：声频支与光频支都是由于一维双原子点阵的振动引起的，且都是独立的格波，频率都与元胞振动频率相同不同点：1.声频支是相邻原子具有相同的振动方向，表示了元胞的质量中心的振动；光频支是相邻两种原子振动方向相反，表示了元胞的质量中心维持不同，因而引起了一个范围很小，频率很高的振动2.声频支是低温下的格波，频率小影响范围广，是同一类原子不同晶胞之间相互振动引起的；光频支是晶体熔融温度下的格波，频率高，影响范围小，是不同类原子同一晶胞之间相互振动引起的。
无机材料物理性能知识归纳总结（超详细）（精华版）
第一章物理基础学问与理论物理性能本质：外界因素（作用物理量）作用于某一物体，如：外力，温度梯度，外加电场磁场，光照等，引起原子，分子或离子及电子的微观运动，在宏观上表现为感应物理量，感应物理量与作用物理量呈肯定的关系，其中有一与材料本质有关的常数——材料的性能；晶体结构：原子规章排列，主要表达是原子排列具有周期性，或者称长程有序；非晶体结构：不具有长程有序；点阵：晶体内部结构概括为是由一些相同点子在空间有规章作周期性无限分布，这些点子的总体称为点阵；晶体由（基元）沿空间三个不同方向，各按肯定的距离（周期性）地平移而构成，（基元）每一平移距离称为周期；晶格的共同特点是具有周期性，可以用（原胞）和（基失）来描述；分别求立方晶胞，面心晶胞和体心晶胞的原胞基失和原胞体积？（1）立方晶胞：（2）面心晶胞（3）体心晶胞晶体格子（简称晶格）：晶体中原子排列的详细形式；晶列的特点：（1）一族平行晶列把全部点包括无遗；（2）在一平面中，同族的相邻晶列之间的距离相等；多个晶列，其中每一晶列都有一族平行的晶列与（3）通过一格点可以有无限之对应；（4 ）有无限多族平行晶列；晶面的特点：（1）通过任一格点，可以作全同的晶面与一晶面平行，构成一族平行晶面. （2）全部的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏；（3）一族晶面平行且等距，各晶面上格点分布情形相同；（4）晶格中有无限多族的平行晶面；格波：晶体中的原子在平稳位置邻近的微振动具有波的形式；色散关系：晶格振动谱，即频率和波矢的关系；声子：晶格振动的能量是量子化的，晶格振动的量子单元称作声子，声子具有能量. ，与光子的区分是不具有真正的动量，这是由格波的特性打算的；声学波与光学波的区分：前者是相邻原子的振动方向相同，波长很长时，格波为晶胞中心在振动，可以看作连续介质的弹性波；后者是相邻原子的振动方向相反，波长很长时，晶胞中心不动，晶胞中的原子作相对振动；德布罗意假设:一切微观粒子都具有波粒二象性；其次章无机材料的受力形变简述正应力与剪切应力的定义.正应力是作用于单位面积上的力；剪切应力是作用于平面内的力；正应力引起材料的伸长或缩短，剪应力引起材料的畸变，并使材料发生转动；塑性：使固体产生变形的力，在超过该固体的屈服应力后，显现能使该固体长期保持其变形后的外形或尺寸，即非可逆性能；晶体塑性形变的机理是什么？原子尺度变化说明塑性形变：当构成晶体的一部分原子相对于另一部分原子转移到新平稳位置时，晶体显现永久形变，晶体体积没有变化，仅是外形发生变化；影响塑性形变的因素有哪些？并对其进行说明；影响塑性形变的因素主要有晶体结构和键型；（1）本征因素：晶粒内部的滑移系统相互交截，晶界处的应力集中，晶粒大小和分布；（2）外来因素：杂质在晶界的弥散，晶界处的其次相，晶界处 的气孔；屈服应力： 当外力超过物体弹性极限， 达到某一点后， 在外力几乎不增加的情形 下，变形突然加快，此点为屈服点，达到屈服点的应力；滑移： 晶体的一部分相对另一部分平移滑动；产生滑移的条件：（1）面间距大；（2）每个面上是同一种电荷的原子，相对滑动 面上的电荷相反；（3）滑移矢量（柏格斯矢量）小；滑移系统包括（ 滑移方向 ）和（ 滑移面 ），即滑移按肯定的晶面和方向进行； 滑移方向与原子最密积累的方向一样，滑移面是（ 原子最密积累面）； 蠕变机理分为两大类 ：（1）（晶界机理 ）---多晶体的蠕变；（2）（ 晶格机理 ）--- 单晶蠕变，但也可能掌握着多晶的蠕变过程；影响蠕变的因素：外界环境中的 温度和应力， 晶体的组成 ，显微结构中的 气孔 ， 晶粒 和玻璃相；键结合的材料中， 哪一种材料的弹性模量大？为什么？ 共价键，离子键结合的材 料中，结合力很强，故弹性模量就较大；而分子键结合力弱，由此键和的材料弹 性模量就很低；2-1. 一圆杆的直径为 2.5 mm ，长度为 25cm 并受到 4500N 的轴向拉力，如直径 拉细至 ，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，并比较争论这些运算结果；解：依据题意可得下表 拉伸前后圆杆相关参数表体积 V/mm 直径 d/mm 圆面积S/mm 3 2拉伸前 拉伸后 F Al 1 ln l 0 F A 0 l l 0 4500 4.524 10 真应力 995(MPa )T 6 2A 0 A ln 真应变 lnT 24500名义应力 917( MPa)610 A 0A 名义应变 1由运算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变；2-2. 一试样长 40cm,宽 10cm,厚 1cm ，受到应力为 1000N 拉力，其杨氏模量为 9 2 ，能伸长多少厘米 .×10 N/m 解： 40cm1cmLoad10cm Load FA 0 l 0E 1000 40l l l 0.0114(cm)0 0 4 9 E 1 10 10 10 第三章 无机材料的脆性断裂强度 ：材料的强度是抗击外加负荷的才能；屈服极限 ：在外力作用下，材料发生弹性形变；当应力足够大，材料便开头发生 塑性形变，产生塑性形变的最小应力称为屈服应力（屈服极限） ；脆性断裂 ：材料受力后， 将在低于其本身结合强度的情形下作应力再安排； 当外 加应力的速度超过应力再安排的速率时，发生断裂；解决材料强度的理论： 1. 位错理论：微观上抓住位错缺陷，阐明塑性形变的微 观机理； 2. 断裂力学：宏观上抓住微裂纹缺陷（脆性断裂的主要根源） ；位错运动对材料有哪两方面的作用？ 引起塑性形变，导致应力放松和抑制裂纹扩 展；位错运动受阻，导致应力集中和裂纹成核；理论断裂强度的推导过程？格里菲斯微裂纹理论： 格里菲斯认为实际材料中总存在很多细小的裂纹或缺陷， 在外力作用下， 这些裂纹和缺陷邻近就产生应力集中现象， 当应力达到肯定程度 时，裂纹就开头扩展而导致断裂；影响强度的因素有哪些？内在因素：材料的物性，如：弹性模量，热膨胀系数，导热性，断裂能；显微结构：相组成，气孔，晶界（晶相，玻璃相，微晶相） ，微裂纹（长度，尖 端的曲率大小）；外界因素：温度，应力，气氛环境，式样的外形大小，表面；工艺因素：原料的纯度，降温速率；晶体微观结构中存在缺陷： （ a ） 位错组合 ；（ b ） 晶界障碍 ；（c ）位错交截 ； 蠕变断裂： 多晶材料在高温顺恒定应力作用下，由于形变不断增加而导致断裂； 蠕变断裂的理论： 1. 黏性流淌理论：高温下晶界发生粘性流淌，在晶界交界处 产生应力集中，并且使晶界交界处产生裂纹，导致断裂； 2. 空位聚积理论：在 应力及热波动作用下，晶界上空位浓度增加，空位大量聚积，形成裂纹，导致断 裂；裂纹有三种扩展方式： (I) 张开型 ，(II) 错开型 ，(III) 撕开型 ；什么是亚临界裂纹扩展？ 在使用应力的作用下， 不是发生快速失稳扩展， 而是随 着时间的推移缓慢扩展；材料的脆性有哪些特点？ 脆性是无机材料的特点； 它间接地反映材料较低的抗机 械冲击强度和较差的抗温度聚变性； 脆性直接表现在 :一旦受到临界的外加负荷， 材料的断裂就具有爆发性的特点和灾难性的后果； 脆性的本质是缺少五个独立的 滑移系统， 在受力状态下难于发生滑移使应力放松； 显微结构的脆性根源是材料 内部存在裂纹，易于导致高度的应力集中；维氏硬度：（公式及各个物理量的含义）？（自己总结）2 1，求融熔石英的理论结合强度，设估量的表面才能为 ; Si-O 的平稳原 -8 子间距为 1.6*10 cm; 弹性模量从 60 到 75Gpa ？9 E a (60 ~ 75) * 10 *= 25.62 ~th 10 * 10 2 2，融熔石英玻璃的性能参数为： E=73 Gpa ；γ J/m ；理论强度 σth=28 Gp a ； 如材料中存在最大长度为 2μm 的内裂，且此内裂垂直于作用力方向，运算由此 导致的临界断裂强度；2c=2μm c=1*10 m-6 9 2 * 73*10 *2 E c =c 6 3.14* 1* 10 3，有一构件，实际使用应力为 ，有两种钢待选：甲钢 σys a ， K IC =45MP a · m1/2σys a ，K IC =75MP a · m1/2乙钢待选钢的几何外形因子，最大裂纹尺寸为1mm；试依据经典强度理论(安n=σys/σ与)断裂强度理论K IC =Yσc C-1/2 进行挑选，并对结果进行说明；（书全系数上例题自己总结）4，一陶瓷零件上有一垂直于拉应力的边裂，如边裂长度为：（1）2mm;(2)0.049mm;(3)2 μm,分别求上述三种情况下的临界应力；设此材料的断裂韧性为2；争论讲结果；已知此情形下零件的几何外形因子为；解：KIK I Y c1 / 2=c3(1) c=2mm, 2 * 10c3(2) c=0.049mm, 0.049* 10c6(3) c=2μm, / 2* 10c第四章无机材料的热性能如原子在高能级和低能级间满意辐射跃迁挑选定就，就对于大量的这种原子来说，将同时存在光的自发辐射，受激吸取和受激辐射；热振动：实际上晶体点阵中的质点（离子，原子）总是环围着各自的平稳位置附近作微小振动；热容：物体在温度上升1K 时所吸取的热量称作该物体的热容；杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容等于25J/(K ·mol)；杜隆-珀替定律在高温时与试验结果符合得很好，但在低温时，热容的试验值并不是一个恒量，随温度降低而减小，在接近肯定零度时，热容值按T3 的规律趋于零；徳拜定律：说明当温度T 趋于0K 时，热容C V 与T3 成比例地趋于零；在低温下，德拜模型与试验结果符合很好；热膨胀：物体的体积或长度随着温度的上升而增大的现象；6，线膨胀系数α与体膨胀系数β有何关系？运算：⑴假如是立方体；⑵各项异性的晶体；略去线膨胀系数α与体膨胀系数β的高次项；（自己总结）固体材料热膨胀机理：晶格振动中质点间的作用力，是非线性的；即作用力并不简洁的与位移成正比；温度越高，平稳位置向右移动越多，晶体膨胀；热传导 ：当固体材料一端的温度比另一端高时， 热量就会从热端自动地传向冷端 的现象；固体的传热机理： 固体中质点只在平稳位置邻近做微振动， 固体的导热主要是晶 格振动的格波和自由电子的运动实现的； ⑴金属主要靠自由电子来传热； ⑵非金 属材料，自由电子很少， 主要靠晶格振动来传递热量； 将声频波的量子称为声子； 把格波的传播看成是质点 -声子的运动；格波与物质的相互作用，就懂得为声子 和物质的碰撞； 格波在晶体中传播时遇到的散射， 就懂得为声子同晶体质点的碰 撞；抱负晶体中的热阻，就懂得为声子与声子的碰撞；影响热导率的因素： 温度 ，晶体机构 ， 气孔；热稳固性（抗热震性） ：是指材料承担温度的急剧变化而抗击破坏的才能；包括 抗热震断裂性 和抗热震损耗性 两种类型： 材料在热冲击下发生瞬时断裂， 抗击这 类破坏的性能为抗热震断裂性；在热冲击循环作用下，材料表面开裂，剥落，并 不断进展，以致最终碎裂或变质而损坏， 抗击这类破坏的性能称为抗热震损耗性； 试比较石英玻璃， 石英多晶体和石英单晶热导率的大小， 说明产生差异的缘由？ ① 单 晶 多 晶 玻 璃②与单晶相比，多晶体中晶粒尺寸小，晶界多，晶界处杂质多，声子简洁受到散 射，其平均自由程小得多，故其热导率比单晶的小；与晶体相比，玻璃中声子平 均自由程由于玻璃远程无序使之较小，因而，玻璃的热导率比晶体的小；4-1，康宁 1723 玻璃（硅酸铝玻璃）具有以下性能参数： λ =0.021J/(cm .℃s . ); 第一及其次热冲击断 -6 2 2 α =4.6*10 /℃ ; 裂抗击因子；；E=6700Kg/mm ; μ 5求. σp (1 E)f 第一冲击断裂抗击因子： R 6 7 * * 10 *= 6 64.6 * 10 * 6700 * 9.8 * 10 =170℃(1 E)f 其次冲击断裂抗击因子： R J/(cm.s)o o 4-2，一根 1m 长的 Al2O3 炉管从室温 (25 C)加热到 1000 C 时，假使在此过程 10-6 o 中，材料的热膨胀系数为 mm/(mm. C) ，运算管的膨胀量是多少？ 解：依据公式，有：l l 0 T6 o o 10 mm/(mm C)) (1m) (1000 25) C第五章 无机材料的光性能可见光是电磁辐射波谱的波长在 400nm 到 700nm 范畴的一个波段； 光从材料 1 传入材料 2 时的折射定律？折射率的色散： 材料的折射率 n 随入射光频率 v 的减小（或波长的增加） 而减小 的性质；玻璃，陶瓷，非均相高聚物等电介质材料，对可见光具有良好的 透过性 ；其原 因是它们的 价电子 所处的价带是 填满 的，除非电子吸取 光子跃迁到导带，否 就不能自由运动；5，设有一块厚度为 x 的平板材料 ( 如图 ) ，入射光的强度为 I 0 ，通过此材 料后光强度为 I ’； 试分析其光的吸取规律？6，例：已知 NaCl 的 Eg ＝ 9.6eV ，试求其吸取峰波长？10-34J h 为普朗克常数 s,=3 108 m / sc 为光速 10-19 J8一个电子伏特为 1.602 34 hc E g 10 3 10 71.29 10 m19 9.6 10 m7，光通过一个透亮陶瓷片时，其发生在左侧和右侧界面时间强的变化？设反射 系数为 m ，吸取系数为 α与散射系数为 S ；入射光为 I 0 ,2n 21 n 21 11 陶瓷左侧表面的反射光缺失为 L mI I 1 0 0透进材料中的光强度为 I 0 1-m光穿过厚度为 x 的陶瓷后， x Sx消耗了吸取缺失 和散射缺失 I 0e I 0 e +S x 光到达材料右侧表面时，光强度剩下 再经表面，一部分反射进材料中： ；I 0 1-m e + S xI 0m 1-m e2 I I 0 1-m e +S x另一部分传至右侧空间，光强为： Al 2O 3 板后强度降低了 15% ，试运算其吸取 8，光通过一块厚度为 和散射系数的总和；1mm 的透亮 解:( s) xI I 0 eI( s) x ( s)e e I 01s 10 ln 9，一入射光以较小的入射角 i 和折射角 r 通过一透亮明玻璃板 ,如玻璃对光的衰 减可忽视不计 ,试证明明透过后的光强为 (1-m)2；sin isin r解： n 21 2W ' W = W ’ + W ’’W W"W n 21 n 21 1 1W 'W m1 1 m其折射光又从玻璃与空气的另一界面射入空气就 W" ' W" W" 'W 21 m 1 m 影响材料透光性的因素主要有： 反射系数，吸取系数，散射系数；无机材料的颜色着色剂有： 分子着色剂，胶态着色剂，着色化合物；配制陶瓷乳浊釉时，需要挑选乳浊剂，有 PbO ，TiO 2 和 ZrSiO 4 三种氧化物可供 挑选，它们的折射率 n 依次分别为 ，2.50 和 ，你将挑选哪一种？为什么？挑选硅酸锆作乳浊剂；由于氧化铅会熔解，氧化钛因膨胀系数太大与陶瓷釉不适应，故只能选硅酸锆；第六章无机材料的电导载流子：具有电荷的自由粒子，在电场作用下可产生电流；金属导体中的载流子是无机材料载流子可以是自由电子；电子( 负电子，空穴) ，称为电子电导；也可以是离子( 正，负离子，空位) ，称为离子电导；离子电导分类和玻璃导电机理？离子电导可分为两类：本征电导和杂质电导；玻璃的离子电导是由于某些离子在结构中的可动性所至；霍尔效应：电子电导的特点是具有霍尔效应；沿试样x 轴方向通入电流，Z 轴方向加一磁场，那么在y 轴方向将产生一电场，这一现象称为霍尔效应；利用霍尔效应可检查材料是否存在电子电导；为什么利用霍尔效应可以检验材料是否是存在电子电导？霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向移动的结果，离子的质量比电子大的多，磁场作用力不足以使离子产生横向位移，因而纯离子电导不呈霍尔效应；利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导；试述随温度的上升，玻璃电导率快速增加的缘由；答：（1）玻璃体的结构比晶体疏松，碱金属离子能够穿过大于其原子大小的距离而迁移，同时克服一些势垒；（2）玻璃与晶体不同，玻璃中碱金属离子的能阱不是单一的数值，通常有一些相邻的低能位置，其间只有小的能垒，而大的势垒就发生在偶然显现的相邻位置之间，这与玻璃的结构的随机性质是一样的，故有高有低：这些位垒的体积平均值就是载流子的活化能；电解效应：离子电导的特点是存在电解效应；离子的迁移相伴着肯定的质量变化，离子在电极邻近发生电子得失，产生新的物质，这就是电解现象；可以检验陶瓷材料是否存在离子电导，并且可以判定载流子是正离子仍是负离子；影响电导率的因素：（1）温度；（2）晶体结构；（3）晶体缺陷；固体电解质：具有离子电导的固体物质称为固体电解质；电子电导的导电机制是：电子和空穴；本征电导：导带中的电子导电和价带中的空穴导电同时存在，载流子电子和空穴的浓度是相等的；它们是由半导体晶格本身供应，是由热激发产生的，其浓度与温度呈指数关系；本征半导体是具有本征电导特性的半导体；在Na2O-SiO 2 玻璃中，实行什么方法降低其电导率？答：（1）通过添加另外碱金属，并调剂外加碱金属和氧化钠的比例（2）通过添加二价金属氧化物，特殊是重金属氧化物；掺入施主杂质的半导体称为n 型半导体；掺入受主杂质的半导体称为p 型半导体；说明pn 结中的空间电荷区的形成过程？当p 型半导体与n 型半导体形成p-n 结时，由于n 型半导体的多数载流子是电子，少数载流子为空穴，相反p 型半导体的多数载流子是空穴，少数载流子为电子，因此在p-n 结处存在载流子空穴或电子的浓度梯度，导致了空穴从p 区到n 区，电子从n 区到p 区的扩散运动；对于p 区：没有电离的中性原子，空穴离开后，留下了不行动的带负电的电离受主，没有正电荷与之保持电中性，因此在p-n 结邻近p 区一侧显现了一个负电荷区（负离子阻挡n 区电子靠近）；同理，由于n 区电子走后，留下带正电的电离施主，电离的正离子阻挡p 区空穴靠近，所以集合p-n 结近n 区一侧，在p-n 结邻近n 区的一侧显现了一个正电荷区，把在p-n 结邻近的这些电离施主和电离受主所带电荷称为空间电荷；它们所在的区域称为空间电荷区；半导体中杂质能级和能带中的能级的区分？在能带中的能级可以容纳自旋方向相反的两个电子；而对于施主杂质能级只能是被一个有任一自旋方向的电子所占据，或者不接受电子；载流子的散射：电子与晶体中的声子，杂质离子，缺陷等发生碰撞的过程；载流子发生散射的缘由是周期性势场被破坏；在低掺杂半导体中，载流子迁移率随温度上升而大幅度下降的缘由？由于晶格振动引起的散射叫晶格散射，温度越高，晶格振动越强，对载流子的晶格散射也将增强；双碱效应： 当玻璃中碱金属离子总浓度较大时（占玻璃组成25—30%），总浓度 当比例适当时， 电 不变，含两种碱金属离子比一种碱金属离子的玻璃电导率小， 导率可降低很低；位错增殖 是在剪应力作用下，晶体中位错数量大量增加的现象；１．运算铜的电子迁移率，假定全部价电子都对电流有奉献；提示：铜的点阵 常数为 ×10-8 cm ，铜属于面心立方晶体；解：铜的价数为 1，因此价电子数等于材料中的铜原子数；铜的点阵常数为 -8 ×10 cm ；由于铜属于面心立方晶体，单位晶胞中有四个电子（切开后单元 体所包含的原子数）；金 属 载 流 子 浓 度 ： n=(4 个 电 子 / 晶 胞 ) （ 1 个 电 子 / 原 子 ） -8 3 22 3电子 /cm /(3.615 1×0 cm) ×10 ×10 cm-19 -6 22 -19 μ=σ/nq=1/ ρ7)(8×.41607 1×0 / Ω· c = c /m V ·S 1×0 )2 22，本征半导体中，从价带激发至导带的电子和价带产生的空穴参加电导；激发 的电子数 n 可近似表示为：n N exp( E g / 2kT )式中 N 为状态密度， k 为波尔兹曼常数， T 为肯定温度； 试回答以下问题：（1）设 N=1023 -3 -5 -1 k=8.6*10 eV.K 时 , Si (Eg=1.1eV), TiO 2 cm , (Eg=3.0eV) -3 在室温（ 25℃）和 500℃时所激发的电子数（ cm ）各是多少？-1 -1 （2）半导体的电导率 neσ（ Ω ）可表示为.cm 式中 n 为载流子浓度（ cm -3），e 为载流子电荷（电荷 1.6*10-19 C ） , μ为迁移率（ cm 2 -1 -1 ）当电子（ e ）和空穴（ h ）同时为载流子时， .V .s n e e n h e e h2 -1 -1 2 -1 -1 假定 Si 的迁移率 μe =1450（cm .V .s ），μh =500（ cm .V .s ），且不随温 度变化；求 Si 在室温（ 25℃）和 500℃时的电导率？解：（1） Si23 10 5 20℃ n exp( /( 2 * * 10 * 298)23 13 -3=10 *e =3.32*10 cm 1023 5 500℃ n exp( /(2 * * 10 * 773)23 -8 19 -3=10 *e =2.55*10 cm TiO 220℃ n 1023 5exp( /( 2 * * 10 * 298)-3 -3=1.4*10 cm 23 10 5 500℃ n exp( /(2 * * 10 * 773)13 -3=1.6*10 cm (2) 20℃ n e e n h e e h13 -19 =3.32*10 *1.6*10 (1450+500)-2 -1 -1 （Ω ）=1.03*10 .cm 500℃ n e e n h e e h19 -19 =2.55*10 *1.6*10 (1450+500)=7956 （Ω-1.cm -1）3，300K 时，锗的本征电阻率为 47Ω .cm ，如电子和空穴的载流子迁移率分别为 3900cm 2 / V .s 和 解：1i i1900cm 2 / V .s .求本征锗的载流子浓度？n i q( p )n 1 113 3n i10 / cm 19 i q( ) 4710 (3900 1900) n p 4，当每 1000000 个硅原子中有一个原子为锑原子所置换时，试运算 n-型半导体 中每立方厘米所含的非本证电荷载流子数？金刚石立方晶型硅的点阵常数是 ×10 -3-8 -8 3 解： n d =(1 电子 /S b 原子)(10 S b 原子 /Si 原子)( Si 原子 /晶胞 )/( 1×0 )6 3电子 /cm =5×10 σ=nq μe=(5 ×1016 -19 )(1.6 1×0 )(1900)-1 -1Ω .cm 试述光生伏特效应产生电流的过程？答：用能量等于或大于禁带宽度的光子照耀 p -n 结；p ，n 区都产生电子空穴对，产生非平稳载流子，非平稳载流于破坏原先的热平稳；非平稳载流子在内建电场作用下，n 区空穴向p 区扩散（同号相斥，异号相吸的缘由），p 区电子向n 区扩散；如p-n 结开路，在p-n 结的两边积存电子-空穴对，产生开路电压；第七章无机材料的介电性能何谓电介质：凡是能在电场作用下产生极化的物质称为电介质，俗称绝缘材料；极化强度：单位体积内的电偶极矩总和称为极化强度；极化类型包括：（1）电子位移极化，（2）离子式极化，（3）放松极化，（4）转向极化，（5）空间电荷极化，（6）自发极化；电子位移极化：没有受电场作用时，组成电介质的分子或原子所带正负电荷中心重合，对外呈中性；受电场作用时，正，负电荷中心产生相对位移(电子云发生了变化而使正，负电荷中心分别的物理过程)，中性分子就转化为偶极子，从而产生了电子位移极化；离子式极化：离子晶体中，无电场作用时，离子处在正常结点位置并对外保持电中性，但在电场作用下，正，负离子产生相对位移，破坏了原先呈电中性分布的状态，电荷重新分布，相当于从中性分子转变为偶极子产生离子位移极化；离子位移极化与电子位移极化有何异同？共同点：它们都属于弹性位移极化(无损耗)；不同点：（a）离子位移极化是整个离子的相对位移，极化结果——使正负离子间平稳距离缩短；（b）电子位移极化是电子云变形，电子云偏离原子核，而原子核不动；（c）离子位移极化中包含有电子位移极化，离子位移极化只产生在离子晶体中；而电子位移极化就存在于一切介质中；介质损耗：在电场的作用下，单位时间内电介质因发热而损耗的电能称为介质损耗功率，简称介质损耗；介质损耗产生的缘由：主要来自二个方面——电导和极化（慢极化）；击穿：电介质在强电场中工作时，当所承担的电压超过某一临界值时而丢失绝缘性能（由介电状态变为导电状态）的现象；电击穿理论（雪崩理论）：在强电场的作用下，少数电子被加速从负极向正极运动；在运动中电子不断撞击介质中的离子或原子，同时将其部分能量传给离子或原子，使之激发打出电子（次级电子）；这些次级电子也会从电场中猎取能量，而加速运动，撞击其他原子或离子从而又激发第三级电子，如此下去产生连锁反应；造成介质中存在有大量自由电子，形成“电子潮”或“电子崩”，使介质中瞬时通过的电流增大，使绝缘体成为导体；这种现象也叫“雪崩”；热击穿及其产生的缘由：因介质发热而导致烧裂，熔融的现象；缘由：由于电导和极化损耗，使部分电能转换成热能而使介质本身的温度上升；当外电场很高而且在单位时间内的发热量大于散热量时，介质中有热量的积蓄，使元器件的温度不断上升，最终使局部显现烧裂显现熔洞，导致破坏；铁电体的概念：指在肯定的温度范畴内具有自发极化，而且极化强度可因外电场反向而可逆转向的晶体，或者说存在电滞回线的晶体称之为铁电体；自发极化：晶体在无外电场作用下，当T＜Tc 即在某一临界温度以下，晶胞中自发产生正，负电荷中心不重合而存在偶极矩的现象；电滞回线：它是铁电体的自发极化强度P 随外电场强度 E 的变化轨迹（说明极化强度滞后于电场强度的变化）；电滞回线是铁电性的宏观反映，是铁电体的一个特点（它反映了铁电体中的电畴随外电场而转向的特点）；电畴：晶体中自发极化方向相同的小区域；之所以有不同方向电畴的存在，是由于晶体中有不同的自发极化轴（极化方向），因而存在不同的电畴；畴壁：不同极化方向的相邻电畴的交界处称之畴壁；压电效应：当在某些各向异性的晶体材料上施加机械应力时，在晶体的两端表面上会显现数量相等，符号相反的束缚电荷；作用力反向时，表面荷电性质亦反号，而且在肯定范畴内电荷密度与作用力成正比；陶瓷材料的损耗主要来源于哪些方面？如何降低陶瓷材料的介质损耗？陶瓷材料的损耗主要来源于电导损耗，放松质点的极化损耗及结构损耗；降低材料的损耗应从降低材料的电导损耗和极化损耗着手：挑选结构紧密的晶体作为主晶相；在改善主晶相性能时，最好形成连续固熔体；尽量削减玻璃相；防止产生多晶转变；掌握好最终烧成温度，防止过烧与生烧；第八章无机材料的磁性能磁化现象：在磁场中，由于受到磁场作用而出现肯定磁性的现象；。
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）/ε0Grffitｈ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。
材料物理性能复习
无机材料物理性能复习考试题（含答案）一、名词解释（选做5个，每个5分，共15分）1. KIC：平面应变断裂韧度，表示材料在平面应变条件下抵抗裂纹失稳扩展的能力。
2.偶极子（电偶极子）：正负电荷的平均中心不相重合的带电系统。
3.电偶极矩：偶极子的电荷量与位移矢量的乘积，。
（P288）4.格波：原子热振动的一种描述。
从整体上看，处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果，这种波称为格波。
格波的一个特点是，其传播介质并非连续介质，而是由原子、离子等形成的晶格，即晶格的振动模。
晶格具有周期性，因而，晶格的振动模具有波的形式。
格波和一般连续介质波有共同的波的特性，但也有它不同的特点。
5.光频支：格波中频率很高的振动波，质点间的相位差很大，邻近的质点运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。
（P109）6.声频支：如果振动着的质点中包含频率很低的格波，质点之间的相位差不大，则格波类似于弹性体中的应变波，称为“.声频支振动”。
（P109）7.色散：材料的折射率随入射光频率的减小（或波长的增加）而减小的性质，称为折射率的色散。
8.光的散射：物质中存在的不均匀团块使进入物质的光偏离入射方向而向四面八方散开，这种现象称为光的散射，向四面八方散开的光，就是散射光。
与光的吸收一样，光的散射也会使通过物质的光的强度减弱。
9.双折射：光进入非均匀介质时，一般要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波，它们分别构成两条折射光线，这个现象就称为双折射。
（P172）10.本征半导体（intrinsic semiconductor)：完全不含杂质且无晶格缺陷的、导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体称为本征半导体。
11.P/N型半导体：在半导体中掺入施主杂质，就得到N型半导体；在半导体中掺入受主杂质，就得到P型半导体。
12.超导体：超导材料（superconductor），又称为超导体，指可以在特定温度以下，呈现电阻为零的导体。
材料物理性能考试复习资料
1. 影响弹性模量的因素包括:原子结构、温度、相变。
2. 随有温度升高弹性模量不一定会下降。
如低碳钢温度一直升到铁素体转变为奥氏体相变点，弹性模量单调下降，但超过相变点，弹性校模量会突然上升，然后又呈单调下降趋势。
这是在由于在相变点因为相变的发生，膨胀系数急剧减小，使得弹性模量突然降低所致。
3. 不同材料的弹性模量差别很大，主要是因为材料具有不同的结合键和键能。
4. 弹性系数Ks 的大小实质上代表了对原子间弹性位移的抵抗力，即原子结合力。
对于一定的材料它是个常数。
弹性系数Ks 和弹性模量E 之间的关系:它们都代表原子之间的结合力。
因为建立的模型不同，没有定量关系。
（☆）5. 材料的断裂强度：a E th /γσ=材料断裂强度的粗略估计：10/E th =σ6. 杜隆-珀替定律局限性:不能说明低温下，热容随温度的降低而减小，在接近绝对零度时，热容按T 的三次方趋近与零的试验结果。
7. 德拜温度意义:① 原子热振动的特征在两个温度区域存在着本质差别，就是由德拜温度θD 来划分这两个温度区域:在低θD 的温度区间，电阻率与温度的5次方成正比。
在高于θD 的温度区间，电阻率与温度成正比。
② 德拜温度------晶体具有的固定特征值。
③ 德拜理论表明:当把热容视为(T/θD )的两数时，对所有的物质都具有相同的关系曲线。
德拜温度表征了热容对温度的依赖性。
本质上，徳拜温度反应物质内部原子间结合力的物理量。
8. 固体材料热膨胀机理：（1） 固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
（2） 晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。
随着温度升高，热缺陷浓度呈指数增加，这方面影响较重要。
9. 导热系数与导温系数的含义:材料最终稳定的温度梯度分布取决于热导率，热导率越高，温度梯度越小;而趋向于稳定的速度,则取决于热扩散率,热扩散率越高，趋向于稳定的速度越快。
即:热导率大，稳定后的温度梯度小，热扩散率大，更快的达到“稳定后的温度梯度”（☆）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，故又称为抗热震性。
无机材料物理性能复习题
材料物理性能复习题一．概念题压电体：某些电介质施加机械力而引起它们内部正负电荷中心相对位移，产生极化，从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。
在一定应力范围内，机械力与电荷呈线性可逆关系这类物质导体：在外电场的作用下，大量共有化电子很易获得能量，集体定向流动形成电流的物体半导体：能带结构的满带与空带之间也是禁带，但是禁带很窄，导电性能介于导体和半导体之间的物体绝缘体：在外电场的作用下，共有化电子很难接受外电场的能量，难以导通电流的物体热电效应：当材料存在电位差时会产生电流，存在温度差时会产生热流的这种现象电光效应：铁电体的极化能随E而改变，因而晶体的折射率也将随E改变，这种由外电场引起晶体折射率的变化一般吸收：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，且吸收系数不变的这种现象选择吸收: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的这种现象发光效率：发光体把受激发时吸收的能量转换为光能的能力受激辐射：当一个能量满足hv=E2-E1的光子趋近高能级E2的原子时，入射的光子诱导高能级原子发射一个和自己性质完全相同的光子的过程因瓦效应：将与因瓦反常相关联的其它物理特性的反常行为二、简答题(1)电介质导电的概念、详细类别、来源。
概念：并不是所有的电介质都是理想的绝缘体，在外电场作用下，介质中都会有一个很小的电流类别：一类是源于晶体点阵中基本离子的运动，称为离子固有电导或本征电导，这种电导是热缺陷形成的，即是由离子自身随着热运动的加剧而离开晶格点阵形成。
另一类是源于结合力较弱的杂质离子的运动造成的，称为杂质电导来源（导电方式）：电子与空穴（电子电导）；移动额正负离子电导（离子电导）。
对于离子电导，必须需要指出的是：在较低场强下，存在离子电导；在高场强下，呈现电子电导。
(2)硬磁材料与软磁材料各自的特点与区别。
软磁材料：磁滞回线瘦长，μ高、M s高、H c小、M r低，如变压器铁芯，常用材料如工业纯铁、硅铁、铁镍合金、铁钴合金等。
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。
无机材料物理性能复习题
1.影响无机材料强度的因素有哪些？答：在晶体结构既定的情况下,影响材料强度的主要因素有三个:弹性模量E,断裂功γ和裂纹尺寸C。
还与其他因素有关，如：内在因素：材料的物性，如：弹性模量、热膨胀系数、导热性、断裂能；显微结构：相组成、气孔、晶界（晶相、玻璃相、微晶相）、微裂纹（长度、尖端的曲率大小）；外界因素：温度、应力、气氛环境、式样的形状大小、表面；工艺因素：原料的纯度、降温速率。
2.请对氧化铝单晶的λ-T曲线分析说明。
答：在很低温度时，主要是热容Cv对热导率λ的贡献，Cv与T^3成正比，因而λ也近似随T^3而变化。
随温度升高热导率迅速增大，然而温度继续升高，平均自由程l要减小，这时热导率随温度T升高而缓慢增大，并在德拜温度θd左右趋于一定值，这时平均自由程l成了影响热容的主要因素，因而，热导率λ随温度T升高而迅速减小。
在低温（40K），热导率出现极大值，在高温区，变化趋于缓和，在1600K，由于光子热导的贡献是热导率有所回升。
3.试比较石英玻璃、石英多晶体和石英单晶热导率的大小，并解释产生差异的原因。
答：石英单晶体热导率最大，其次是石英多晶体，最后是石英玻璃。
原因：多晶体中晶粒尺寸小，晶界多，缺陷多，晶界处杂质也多，声子更易受到散射，因而它的平均自由程度小的多，所以多晶体的热导率比单晶体小。
玻璃属于非晶体，在不考虑光子导热的温度下，非晶体声子的平均自由程度比晶体的平均自由程度小的多，所以非晶体的热导率小于晶体的热导率。
4..裂纹形成原因有哪些？裂纹扩展的方式有哪些？哪些措施可防止裂纹扩展？答：裂纹形成的原因：1晶体微观结构中的缺陷受外力引起应力集中会形成裂纹2.材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面裂纹3.热应力形成裂纹4.由于晶体的各向异性引起扩展方式：张开型，划开型，撕开型阻止裂纹的扩展：1.作用力不超过临界应力2.加入吸收能量的机构3.在材料中造成大量极细微的裂纹。
5.热压Al2O3（晶粒尺寸小于1μm，气孔率约为0）、烧结Al2O3（晶粒尺寸约15μm，气孔率约为1.3%）以及Al2O3单晶（气孔率为0）等三种材料中，哪一种强度最高？哪一种强度最低？为什么？答：强度最高的是Al2O3单晶，强度最低的是烧结Al2O3。
无机材料物理性能考试要点及答案
1. 略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=ε3. 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。
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。
答：○1弥散增韧：在基体中加入具有一定尺寸的微细粉体，可以吸收弹性应变能的释放量，从而增加断裂表面能，改变韧性。
无机材料力学性能总复习
《无机材料物理性能》讲稿——无机材料的受力
综合以上影响因素与分析，可得如下结论： ①高温结构陶瓷优先选用共价晶体材料如： Si3N4、 SiC、BN ②材料抗蠕变能力是： 单晶比多晶强； 粗晶比细晶强； 细晶比含玻璃相的强； 密度大的比密度小的强。
第二章 无机材料的断裂强度
材料科学与工程学院
第二章 无机材料的断裂强度
断裂。即断裂是材料中裂纹扩展的结果。——（并不是晶体
的两部分同时沿横截面拉开）
材料科学与工程学院
第二章 无机材料的断裂强度
裂纹扩展过程为：
裂纹核 应力集中 裂纹扩展 断裂
局部应力大于临界值
这说明： ① 材料中总是有缺陷的，但并不一定都会断裂；
② 只有当应力集中超过某一程度时才会扩展导致断裂；
Lv
） ；
——例如，冶金炉中使用的耐火材料尽可能不与玻相润湿； 3． 气孔率（PC） PC ——减少了承受应力的有效面积； ——气孔导致应力集中； ——气孔是空位源，PC 大则空位浓度大，则ε `大；
（四） 、化学组成、结构 蠕变是材料长期在一定的温度及应力作用下的缓慢形变，抵抗这种形变的能 力与材料的组成、结构密切相关。 1． 与结合力有关 结合力大的，抗蠕变能力强——纯共价键材料的抗蠕变能力强： 氮化物 、碳化物 ＞ 氧化物 例如： Si3N4 SiC ＞ 氧化物 2． 晶体结构的影响 复杂氧化物比纯氧化物的抗蠕变能力强 ——结构复杂、质点种类多则从位错运动来看，钉扎作用大，阻力大，形变困难。 3． 固溶体比单质的抗蠕变能力强 ——杂质原子的钉扎作用，阻碍位错运动； ——对晶界也有阻碍滑移的效应。
材料科学与工程学院
（一） 、温度（T） 结合三个蠕变理论，分别有 1、 对位错运动速度的影响 ε ` = v.D.b.c － τ v = v0e H( ) / KT T ， v ， ε ` 2、 对扩散蠕变 ε `=13．3DVΩ σ / KTd2 ε `= 47DbΩ σ / KTd3 T ，D ，ε ` 3、 对晶界蠕变： η =η T ，η ，ε ` 综上所述原因，T 升高，蠕变曲线几个阶段对应的时间变短。
【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。
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。
不同材料的热容：1.⾦属材料的热容：由点阵振动和⾃由电⼦运动两部分组成，即式中和分别代表点阵振动和⾃由电⼦运动的热容；α和γ分别为点阵振动和⾃由电⼦运动的热容系数。
合⾦的摩尔热容等于组成的各元素原⼦热容与其质量百分⽐的乘积之和，符合奈曼-柯普定律：式中，n i和c i分别为合⾦相中元素i的原⼦数、摩尔热容。
2.⽆机材料的热容：（1）对于绝⼤多数氧化物、碳化物，热容都是从低温时的⼀个低的数值增加到1273K左右的近似于25J/(K·mol)的数值。
温度进⼀步增加，热容基本⽆变化。
（也即它们符合热容定律）（2）对材料的结构不敏感，但单位体积的热容却与⽓孔率有关。
⽓孔率越⾼，热容越⼩。
相变可分为⼀级相变和⼆级相变。
⼀级相变：体积发⽣突变，有相变潜热，例如，铁的a-r转变、珠光体相变、马⽒体转变等；⼆级相变：⽆体积发⽣突变、⽆相变潜热，它在⼀定温度范围逐步完成。
例如，铁磁顺磁转变、有序-⽆序转变等，它们的焓⽆突变，仅在靠近转变点的狭窄温度区间内有明显增⼤，导致热容的急剧增⼤，达转变点时，焓达最⼤值。
3.⾼分⼦材料热容：⾼聚物多为部分结晶或⽆定形结构，热容不⼀定符合理论式。
⼀般，⾼聚物的⽐热容⽐⾦属和⽆机材料⼤，⾼分⼦材料的⽐热容由化学结构决定，它存在链段、链节、侧基等，当温度升⾼时，链段振动加剧，⽽⾼聚物是长链，使之改变运动状态较困难，因⽽，需提供更多的能量。
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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内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？
除了最外和最内的表面是玻璃和空气的相对折射率外，内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，因而是获得透明陶瓷较为有效的工艺，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
⑬铁电体的物理效应：压电效应、热释电效应、电致伸缩效应、光学效应
压电效应：正压电效应、逆压电效应
正压电效应（顺压电效应）：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。
当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。
逆压电效应（电致伸缩效应）：当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。
热释电效应：温度引起自发极化强度发生变化,从而在它们的两端产生异号的束缚电荷,这种现象称为热释电效应。
电致伸缩效应：在压电体中外电场还可以引起另一种类型的应变，其大小与场强
成比例，当外场反向时应变正负亦反号。
后者是压电效应的逆效应，不是电致伸缩。
外电场所引起的压电体的总应变为逆压电效应与电致伸缩效应之和
⑭超导态的临界参数（T C、J C、H C ）
温度（T C）——超导体必须冷却至某一临界温度以下才能保持其超导性。
临界电流密度（J C）——通过超导体的电流密度必须小于某一临界电流密度才能保持超导体的超导性。
临界磁场（H C）——施加给超导体的磁场必须小于某一临界磁场才能保持超导体的超导性。
四、计算
①元素的热容定律——杜隆一珀替定律：
恒压下元素的原子热容为Cp=25 J/(mol·K)
表3.1 部分轻元素的原子热容:
另一个是化合物的热容定律——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。
理论解释：C=Σn i c i。
其中，n i＝化合物中元素i的原子数；c i＝元素i 的摩尔热容。
【一克物质的热容称为比热容单位是J/（g·K），一摩尔无知的热容称为摩尔热容单位是
J/(mol·K)】
②气孔的弹性模量
在两相系统中，假定组成材料的两相具有相同的泊松比，在外力作用下两相的应变相同，根据力的平衡条件，可得到（上限模量Eu）
Eu=E1V1+E2V2
【E1、E2分别为第一相和第二相成分的弹性模量
V1、V2分别为第一相和第二相成分的体积分数】
如果假定两相所受的应力相同，可得（下限模量E L）
E L=E1E2/(E1V2+E2V1)
对连续基体内的密闭气孔，一般可用下面经验公式计算弹性模量
E=E0(1-1.9P+0.9P2)【E0为材料无气孔时的弹性模量；P为气孔率】
最新文件仅供参考已改成word文本。
方便更改。