材料物理性能思考题
材料物理性能部分课后习题

材料物理性能部分课后习题课后习题第⼀章1.德拜热容的成功之处是什么?答:德拜热容的成功之处是在低温下,德拜热容理论很好的描述了晶体热容,CV.M∝T的三次⽅2.何为德拜温度?有什么物理意义?答:HD=hνMAX/k 德拜温度是反映晶体点阵内原⼦间结合⼒的⼀个物理量德拜温度反映了原⼦间结合⼒,德拜温度越⾼,原⼦间结合⼒越强3.试⽤双原⼦模型说明固体热膨胀的物理本质答:如图,U1(T1)、U2(T2)、U3(T3)为不同温度时的能量,当原⼦热振动通过平衡位置r0时,全部能量转化为动能,偏离平衡位置时,动能⼜逐渐转化为势能;到达振幅最⼤值时动能降为零,势能打到最⼤。
由势能曲线的不对称可以看到,随温度升⾼,势能由U1(T1)、U2(T2)向U3(T3)变化,振幅增加,振动中⼼就由r0',r0''向r0'''右移,导致双原⼦间距增⼤,产⽣热膨胀第⼆章1.300K1×10-6Ω·m4000K时电阻率增加5%由于晶格缺陷和杂质引起的电阻率。
解:按题意:p(300k) = 10∧-6 则: p(400k) = (10∧-6)* (1+0.05) ----(1)在400K温度下马西森法则成⽴,则: p(400k) = p(镍400k) + p(杂400k) ----(2) ⼜: p(镍400k) = p(镍300k) * [1+ α* 100] ----(3) 其中参数: α为镍的温度系数约= 0.007 ; p(镍300k)(室温) = 7*10∧-6 Ω.cm) 将(1)和(3)代⼊(2)可算出杂质引起的电阻率p(杂400k)。
2.为什么⾦属的电阻因温度升⾼⽽增⼤,⽽半导体的电阻却因温度的升⾼⽽减⼩?对⾦属材料,尽管温度对有效电⼦数和电⼦平均速率⼏乎没有影响,然⽽温度升⾼会使离⼦振动加剧,热振动振幅加⼤,原⼦的⽆序度增加,周期势场的涨落也加⼤。
材料物理性能测试思考题答案

有效电子数:不是所有的自由电子都能参与导电,在外电场的作用下,只有能量接近费密能的少部分电子,方有可能被激发到空能级上去而参与导电。
这种真正参加导电的自由电子数被称为有效电子数。
K 状态:一般与纯金属一样,冷加工使固溶体电阻升高,退火则降低。
但对某些成分中含有过渡族金属的合金,尽管金相分析和X射线分析的结果认为其组织仍是单相的,但在回火中发现合金电阻有反常升高,而在冷加工时发现合金的电阻明显降低,这种合金组织出现的反常状态称为K 状态。
X 射线分析发现,组元原子在晶体中不均匀分布,使原子间距的大小显着波动,所以也把K 状态称为“不均匀固溶体”。
能带:晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带。
禁带:允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。
价带:原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带。
导带:价带以上能量最低的允许带称为导带。
金属材料的基本电阻:理想金属的电阻只与电子散射和声子散射两种机制有关,可以看成为基本电阻,基本电阻在绝对零度时为零。
残余电阻(剩余电阻):电子在杂质和缺陷上的散射发生在有缺陷的晶体中,绝对零度下金属呈现剩余电阻。
这个电阻反映了金属纯度和不完整性。
相对电阻率:ρ (300K)/ρ 是衡量金属纯度的重要指标。
剩余电阻率ρ’:金属在绝对零度时的电阻率。
实用中常把液氦温度下的电阻率视为剩余电阻率。
相对电导率:工程中用相对电导率( IACS%) 表征导体材料的导电性能。
把国际标准软纯铜(在室温20 ℃下电阻率ρ= 0 .01724Ω·mm 2/ m)的电导率作为100% , 其他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。
材料物理导论-思考题3

第二章 材料的热学1. 讨论为什么高温下非密排结构晶体是稳定相,而低温时,密排结构晶体却为稳定相?1.高温下原子活动能力较强,为了满足高温下原子平衡跳动的需要,原子间距要大,所以为非密排结构;低温时,原子活动性弱,原子间距小,在最低能态的条件下,原子尽量以密排方式。
2. 如图,比较铜和铁的热传导系数随温度的变化情况,讨论为什么铜在1084℃、铁在912℃会出现跳跃?2.铜在1084℃、铁在912℃会出现相变,晶体结构有变化。
铜的热传导系数出现跳跃是因为在此温度下铜由固态变成了液态,发生了相变,由于吸热使得单位时间内通过单位垂直面积的热量骤减,故热传导系数骤减;而铁在912℃由α-Fe 转变成γ-Fe ,晶体结构发生改变,热传导系数骤增,出现跳跃。
3. 进一步讨论晶体结构是如何影响热膨胀系数的?举例说明。
3、物体的体积或长度随着温度的升高而增大的现象称为热膨胀(thermal expansion )用先膨胀系数、体膨胀系数表示。
线(体)膨胀系数指温度升高1K 时,物体的长度(体积)的相对增加。
由于晶体结构类型变化伴随着材料比体积发生引起线膨胀系数发生不连续变化。
例如,有序—无序转变时,伴随着膨胀系数的变化,在膨胀曲线上出现拐折,其中Au —Cu50%(质量分数)的有序合金加热至300℃时,有序机构开始破坏,450℃完全变为无序结构。
在这个温度区间,膨胀系数增加很快,在450℃处,膨胀曲线上出现明显的拐折,拐折点对应于有序—无序转变温度。
从曲线可以看出,有序结构具有较小的膨胀系数,这是CuFe 温度,℃/热传导系数 ℃/mm 0.40.2题2图 热传导系数与温度关系由于有序结构使合金原子间结合力增强的结果。
4. 根据题4图,如果变化相同的 T ,说明哪种材料的热膨胀系数更大,哪种材料的熔点更高,为什么?4、B 的热膨胀系数更大,A 的熔点更高。
材料的热膨胀与点阵中质点的位能有关,而质点的位能是由质点间的结合力特性所决定。
(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。
材料力学性能课后思考题答案

第一章 单向静拉伸力学性能一、 解释下列名词。
1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2.滞弹性:金属材料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称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
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循环韧性。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b 的台阶。
8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。
11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变12.弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。
13.比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
14.解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面--解理面,一般是低指数、表面能低的晶面。
15.解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。
16.静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
上海大学材料结构性能与应用思考题

材料物理结构与性能思考题1.画图说明:“1+1>2”复合效应和“0+0>0”的复合效应?答:1+1>2这个效应意味着两种不同常规物质的组成/复合可导致其复合材料性能的显著增强,远远大于原常规物质的性能。
其性能得到了数量级上的提高,使材料“旧貌换新颜”。
0+0>0指两种不同常规物质的组合/复合可导致全新的、原常规物质所不具有的性能,使材料的某种性能“无中生有”。
产生“1+1>2”复合效应的途径合理选择组成物质及设计组成方式;利用组成物质之间的相互作用(如界面);纳米尺度的结构组成。
如金属的弥散强化、陶瓷的弥散增韧产生“0+0>0”复合效应的途径利用耦合作用;纳米尺度结构组成;周期结构组成;这些机制可能单独起作用、或并存。
如通过耦合作用产生巨磁电效应。
2.举例说明原子的结合几种方式?答:原子的结合方式主要有以下几种:离子结合(离子键);共价结合(共价键);分子结合(范德瓦耳斯结合);金属结合(金属键)。
(此外还有一种称为氢键的,其性质结业化学键和范德瓦耳斯力之间。
)离子结合:例如Na和Cl反应,Na的3s轨道电子跑到Cl的3p轨道上,使两元素的最外层轨道都成为填满状态。
由于Na失去一个电子形成Na+具有氖的电子结构,Cl得到一个电子形成Cl-,具有氩的电子结构,Na+和Cl-因带有异性电荷而互相吸引,这种结合方式即称为离子结合,键合类型称为离子键。
共价结合:例如,两个氢原子共享它们之间的两个电子,形成氢分子;两个氯原子共享它们之间的两个电子,形成氯分子。
分子结合:大部分有机化合物的晶体及CO2、H2、O2等在低温下形成的晶体都是分子晶体,金属结合:元素周期表中I 、II、III族元素的原子如Cu、Na等在满壳层外有一个或几个价电子,当大量的原子相互接近并聚集为固体时,其中大部分或全部原子会丢失价电子,并为全体所共有,这些公有化的电子叫做自由电子,它们在正离子之间自由运动,形成所谓电子云,正离子和电子云之间的库仑作用力使全部离子结合起来,同时又为Pauli斥力所平衡,这种结合即为金属结合,键合类型称为金属键。
材料物理性能的第一章思考题20110925

《材料物理性能》思考题第一章热学性能1.1 概述1、材料的热学性能包括、、和等。
2、什么是格波?3、若三维晶体由N个晶胞组成,每个晶胞中含有S个原子,则晶体中格波数为个,格波支数为个。
4、受热晶体的温度升高,实质是晶体中热激发出的声子的增加。
5、举例说明某一材料热学性能的具体应用。
1.2 热容1、什么是比热容和摩尔热容(区分:定压摩尔热容和定容摩尔热容)?3、固体热容的经验定律和经典理论只适用于高温,对低温不适用!4、由德拜模型可知,温度很低时,固体的定容摩尔热容与温度的三次方成正比(德拜T3定律)。
5、金属热容由热容和热容两部分组成。
6、自由电子对热容的贡献在极高温和极低温度下不可忽视,在常温时与晶格振动热容相比微不足道!7、一级相变对热容的影响特征是什么?8、影响无机材料热容的因素有哪些?9、对于隔热材料,需使用低热容(如轻质多孔)隔热砖,便于炉体迅速升温,同时降低热量损耗。
10、什么是热分析法?DTA、DSA和TG分别是哪三种热分析方法的简称?举例说明热分析方法的应用。
1.3 热膨胀1、什么是线或体膨胀系数?2、固体材料的热膨胀本质,归结为点阵结构中随温度升高而增大。
3、材料的热膨胀来自原子的非简谐振动。
4、材料热膨胀的物理本质可用曲线或曲线来解释。
5、熔点较高的金属具有较低的膨胀系数。
6、结构对称性较低的单晶体,其膨胀系数具有各向异性,不同的晶向有不同的线膨胀系数。
一般来说,弹性模量高的方向将有较小的膨胀系数,反之亦然。
(如石墨:平行于C轴方向的热膨胀系数大于垂直于C轴方向的热膨胀系数。
)7、举例说明一级相变对材料膨胀性能的影响。
8、钢的不同组织比容从大到小的顺序为:马氏体、渗碳体、铁素体、珠光体、奥氏体。
9、通常陶瓷制品表面釉层与坯体热膨胀系数的大小关系如何?为什么?1.4 热传导1、什么是热导率?2、固体材料热传导主要有、和三种微观机制。
3、对于声子热导而言,热阻来源于声子扩散过程中的各种(如声子的碰撞、点缺陷的散射、晶界的散射和位错的散射等)。
材料物理思考题2016最终版(北京化工大学四位男生吐血整理)

1、 重要名词:晶体缺陷:将晶体中偏离理想的完整结构的区域称为晶体缺陷。 化学缺陷:是指由局部的成分与基体不同导致的缺陷。 点阵缺陷:是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晶体缺陷。 点缺陷:是指在 x、y、z 方向的尺寸都很小(相当于原子尺寸)的点阵缺陷,也称为零维缺陷。 线缺陷:是指在两个方向上尺寸都很小,另一个方向上相对很长的点阵缺陷,也称一维缺陷。 面缺陷:是指在两个方向上尺寸很大,另一个方向上尺寸很小的点阵缺陷,也称二维缺陷。 空位:空位是指由于原子迁移到点阵中其他位置形成的空结点。 间隙原子:是指处于点阵中间隙位置的原子。 空位形成能:单个空位形成所需的能量,通常用 Ef 表示。 辐照损伤:是点缺陷影响晶体性能ห้องสมุดไป่ตู้另一种形式,其含义为电子、中子、质子、α粒子等高能粒子照射 材料,在材料中导入大量空位和间隙原子,引起的材料损伤。
电子化合物:是在特定电子浓度下形成的化合物。电子浓度定义为合金中价电子数目 e 与原子数目 a 的比
值。
e A(100 x) Bx
a
100
间隙相和间隙化合物:是指过渡金属与 H、B、C、N 等非金属小原子形成的化合物。 超结构(超点阵,有序固溶体):是指在一定温度下,成分接近于一定原子比的短程有序的固溶体可能转
材料物理思考题 2016
(考试范围不限于此思考题)
第 1 章 材料的晶态结构
1、 重要名词:晶体:原子(或分子)在三维空间作有规则的周期性重复排列的材料称为晶体。 非晶体:如果材料中的原子(或分子)不规则地排列则称为非晶体。 准晶体:准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的有序结构。 (晶体、非晶体、准晶体结构的区别可从其原子排列的旋转对称性来说明。晶体可看成是相同的单胞按 同样的规则堆垛形成;非晶体是长程无序的无单胞,也没有原子排列的对称性;准晶体是不同的单胞或 形状相同取向不同的单胞按一定的规则周期性地重复堆垛形成,是介于晶体和非晶体之间的长程有序结 构。) 点阵(晶格):将周围环境相同,彼此等同的原子、分子或原子群、分子群的中心抽象为规则排列于空间 的无数个几何点,这种几何点的空间排列称为空间点阵,简称点阵。 晶胞:在点阵中取出一个具有代表性的基本单元作为点阵的组成单元,称为晶胞。 点阵常数(晶格常数,晶格参数):a,b,c;α,β,γ。 晶系:晶体根据其在晶体理想外形或综合宏观物理性质中呈现的特征对称元素可划分为立方、六方、三 方、四方、正交、单斜、三斜等 7 类,是为 7 个晶系。 布拉菲点阵:按“每个阵点周围环境相同”的要求,空间点阵只能有 14 种形式,称为布拉菲点阵,它们 分别是:简单三斜、简单单斜、底心单斜、简单正交、底心正交、体心正交、面心正交、简单六方、菱 形(三角)、简单四方、体心四方、简单立方、体心立方、面心立方。 晶向指数:[uvw] 晶面指数:(hkl)或{hkl} 面心立方:(1)晶胞内原子数:4;(2)点阵常数:a;(3)配位数和致密度:12、74%。 体心立方:(1)晶胞内原子数:2;(2)点阵常数:a;(3)配位数和致密度:8、68%。 密排六方:(1)晶胞内原子数:6;(2)点阵常数:a、c、c/a=1.633;(3)配位数和致密度:6(6+6)、 74%。 同素异构现象(多晶型性): 合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属,经熔炼、烧结或其他方法组合而成的具有金属特性的 物质。 固溶体:两种或多种元素混合所形成的单一结构的结晶相,其结构与某一组成元素相同。 间隙式固溶体:也称为填隙固溶体,是指溶质原子处于溶剂结构中的间隙位置形成的固溶体。
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材料物理性能思考题
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?
2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?
3自由电子近似下的量子导电理论如何看待自山电子的能量和运动行为?
4根据自山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。
5自山电子近似下的等能面为什么是球面?倒易空间的倒易节点数与不含自旋的能态数是何关系?为什么自III电子的波矢量是一个倒易矢量?
6自山电子在允许能级的分布遵循何种分布规律?何为费米面和费米能级?何为有效电子?价电子与有效电子有何关系?如何根据价电子浓度确定原子的费米半径?
7自山电子的平均能量与温度有何种关系?温度如何影响费米能级?根据自山电子近似下的量子导电理论,试分析温度如何影响材料的导电性。
8自山电子近似下的量子导电理论与经典导电理论在欧姆定律的微观解释方面有何异同点?
9何为能带理论?它与近自山电子近似和紧束缚近似下的量子导电理论有何关系?
10孤立原子相互靠近时,为什么会发生能级分裂和形成能带?禁带的形成规律是什么?何为材料的能带结构?
11在布里渊区的界面附近,费米面和能级密度函数有何变化规律?哪些条件下会发生禁带重叠或禁带消失现象?试分析禁带的产生原因。
12在能带理论中,自山电子的能量和运动行为与自山电子近似下有何不同?
13自山电子的能态或能量与其运动速度和加速度有何关系?何为电子的有效质量?
其物理本质是什么?
14试分析、阐述导体、半导体(本征、掺杂)和绝缘体的能带结构特点。
15能带论对欧姆定律的微观解释与自山电子近似下的量子导电理论有何异同点?16解释原胞、基矢、基元和布里渊区的含义
17试指岀影响材料导电性的内外因素和影响规律,并分析其原因。
18材料电阻的测试方法山哪儿种?各有何特点?
19简述用电阻法测绘固溶度曲线的原理和方法。
第二章:材料热学性能
1简述材料热容的定义,为什么说材料的等容热容Cv的物理本质是材料内能随温度的变化率时常需附加无相变、无化学反应和无非体积功的条件?Cv和Cp 的本质差别是什么?对实际材料进行热分析时,若有相变发生,为什么其Cp 中还能反映相变的热效应?
2微观上如何认识材料内能的构成?
3简述杜隆一珀替经典热容理论模型和结果,评价其局限性。
4解释何为晶格热振动、格波和色散关系?何为简谐近似和非简谐近似?如何界定连续介质和非连续介质?色散关系式的个数如何确定?色散与非色散介质中格波的相速度和群速度有何差异?
5解释何为晶格振动模式?格波的波矢数和模式数如何确定?为什么晶体中有3PN种振动模式(或格波)?
6对晶格热振动进行正则坐标变换的意义是什么?根据量子力学,线性谐振子的能量表达式是什么?
7何为声子?对一个线性谐振子,声子的种类、声子的数量及其数量的增减各代表什么物理意义?为什么声子数量具有统计平均值?它与温度有何关系
8解释何为格波模式密度或模式密度函数?简述模式密度函数的求取方法。
9简述与晶格热振动有关的等容热容的求解方法,并分别说明爱因斯坦理论和德拜理论的近似方法和效果特点,你对两种理论的结果有何评价?
10自山电子对晶体等容热容有何贡献?该热容随温度如何变化?
11实际材料的等圧热容通常山哪些部分组成?乂受到哪些因素的影响?有什么影响规律?
12 一级相变、二级相变如何界定?为什么一级相变、二级相变在相变温度点其热容
曲线会出现差异?
13解释差热分析(DTA)、差示扫描量热分析(DSC);画出45#钢由室温加热到Ac3+30〜50°C,保温后再空冷到室温全过程的(DTA)曲线,分析该曲线的形成原因,标出各特征温度点,并说明其发生的相变。
14何谓材料的热膨胀?其物理本质是什么?为什么热膨胀系数能反映原子结合力的大小?为什么简谐振动近似无法说明热膨胀的物理本质?
15哪些因素能影响材料的热膨胀特性?如何影响?为什么一级相变、二级相变在相变温度点其热膨胀曲线会出现差异?
16试画岀亚共析、共析、过共析碳钢山室温到奥氏体化温度缓慢加热和冷却过程的普通和示差光学膨胀曲线,分析曲线的形成原因,标出各特征温度点,并说明其发生的相变和组织转变。
17简述山热膨胀分析方法测绘过冷奥氏体等温转变曲线的原理和方法,并说明为什么山膨胀曲线能获得组织转变量曲线?对不完全转变乂如何处理?
18解释温度场、温度梯度、热通量、导热系数、热阻、导温系数。
19材料导热的物理本质是什么?有哪儿种导热机制?微观上它们的导热系数有何不同?影响导热的因素有哪些?
第三章:材料的磁性
1复习磁场、磁场强度、磁化强度、磁感应强度(磁通量密度)、磁化率、磁导率等概念及它们的关系。
2简述环电流与磁矩的关系、电子的循轨磁矩与其角动量(动量矩)的关系、电子的自旋磁矩与其自旋角动量的关系;说明主量子数、轨道角量子数、轨道磁量子数(空间量子数)、自旋量子数、自旋磁量子数及其取值范围。
3孤立原子的总磁矩与其核外电子的循轨磁矩和自旋磁矩是什么关系?
4解释什么是抗磁性、顺磁性和铁磁性物质。
5简述物质的顺磁性和抗磁性是如何产生的?它们都受到哪些因素的影响?
6简述铁磁质磁化曲线和磁滞回线的特点,解释剩余磁感应强度和矫顽力;何谓磁位能,它与哪些因素有关?如何降低体系的磁位能?
7解释磁各向异性、易磁化方向和难磁化方向,简述什么是磁各向异性能和磁化功?它们有何关系?如何降低体系的磁各向异性能?
8解释磁致伸缩、磁致伸缩系数和磁弹性能。
如何降低体系的磁弹性能?
9简述形状各向异性、退磁场强度、退磁因子、退磁能和它们的关系?如何降低体系的退磁能?
10简述Wiss铁磁性假说的主要内容,说明物质自发磁化形成铁磁质的条件;为什么交换积分常数A能决定原子磁矩的磁有序结构?原子间距为什么能影响交换积分常数A?居里温度Tc以上,铁磁质为什么转变为顺磁质?
11何谓磁畴?简述铁磁质磁畴结构特点,并指岀磁畴结构和磁畴壁结构的决定因素;磁畴壁的本质是什么?有儿种类型?
12何谓铁磁质的技术磁化?其磁化过程中磁畴结构的变化规律是什么?
13磁畴壁迁移的阻力有哪些?为什么它们能影响磁畴壁迁移?
14何为动态磁特性?磁场频率和场强幅值对动态下磁滞回线的形状有何种影响规律?复数磁导率的实部和虚部各有什么物理含义?
15材料磁性的影响因素有哪些?影响规律是什么?
16对多相合金,其饱和磁化强度Ms与各组成相的Msi和体积分数Vi有何关系?
该关系有何应用?如何用磁性分析法分析淬火钢中残余奥氏体的相对量?
第五章:材料的弹性与内耗
1何谓材料的弹性?弹性模量的物理意义是什么?哪些因素影响材料的弹性模
量?材料的静态弹性模量和动态弹性模量有何差异?
2何谓理想弹性体?实际弹性体在弹性范围内存在哪些非弹性现象?什么是材料的内耗现象?解释动滞后和静滞后。
3什么是粘、滞弹性的静态响应特性?解释恒应力下的应变弛豫,恒应变下应力弛豫,未弛豫模量E”,充分弛豫模量耳,动态模量E,恒应力下的应变
弛豫时间J和恒应变下应力弛豫时间J O
4什么是粘、滞弹性的动态响应特性?图示说明总应变£中哪部分是与应力同位相的弹性应变£;?哪部分是滞后应变曰中与应力同位相的分量斗?哪部
分是滞后应变曰中滞后应力;r/2位相的分量弍?这些应变或应变分量与复模量、动态模量、未弛豫模量、充分弛豫模量、模量亏损和内耗有什么关系?复模量的实部和虚部各有何含义?
5为什么对粘、滞弹性材料应变相对于应力的滞后角能代表其内耗?为什么子唔等式成立?
6试证明对滞弹性(弛豫型)内耗,其内耗与应变振幅的大小无关、()=1时内耗有最大值,并分析其原因。
7对于山原子扩散(或热激活过程)引起的滞弹性(弛豫型)内耗,其弛豫时间与温度有何关系?该关系为什么能给内耗测试带来方便?何谓内耗弛豫谱?利用内耗试验测定扩散激活焙的原理是什么?
8简述内耗的分类方法,分别指出滞弹性(弛豫型)内耗、阻尼共振型内耗、粘弹性内耗、静滞后型内耗的特征。
并分别举出相应的内耗实例、描述其微观机制。
9以Snock内耗峰为例,说明什么是应力感生有序。
10简述内耗有哪些量度和测试方法?说明扭摆仪是如何测定材料内耗的?。