材料物理性能

一、填空20*1

1.控制或改造材料性能的路线是工艺→结构→性能，即工艺决定结构，结构改变性能。

2.材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称为形变。

3.弹性模量影响的因素：原子结构、温度、相变。

4.材料的各种热学性能均与晶格热振动有关。

5.可见光的波长390-770nm。

6.光的频率、波长和辐射能都是由光子源决定的。

7.欧姆定律的两种表达形式：均匀导体，I=V/R，非均匀导J=óE。

8.物质的磁性是电流产生的。

9.磁性材料的磁化曲线和磁滞回线是材料在外加磁场时表现出来的宏观特性。

10.影响材料的击穿强度的因素：介质结构的不均匀性、材料中气泡的作用、材料表面状态和边缘电场。

8.智能材料的功能和生命特征：传感功能、反馈功能、学习能力和预见性功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力、自调节能力。

二、名词解释5*3

1.塑性形变和弹性形变

塑性形变：在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外力移去后不能恢复的形变。

弹性形变：在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外力移去后不能恢复的形变。

2.声频支振动和光频支振动

声频支振动：振动着的质点中包含中包含频率甚低的格波，质点间的位相差不大，则格波类似于弹性体中的应变波，称为声频支振动。

光频支振动：可以看成是相邻原子振动方向相反，形成一个范围很小、频率很高的振动。

3.反射、折射、双折射

反射：光线入射到界面时，一部分光从界面上反射，形成反射线。

折射：光线入射到界面时，其余部分进入第二种介质，形成折射线。

双折射：由一束折射光入射后分成两束光的现象。

4.压电效应、压敏效应、光电效应、热释电效应、电热效应、西贝尔效应

压电效应：在晶体的特定方向上施加压力或拉力，晶体的一些对应的表面上分别出现正负束缚电荷，其电荷密度与外施力的大小成正比例，也即正压电效应具有对称中心的点群晶体不会具有压电性。

压敏效应：对电压变化敏感的非线性电阻效应，即在某一临界电压下，电阻值非常之高，几乎无电流通过，超过该临界电压，电阻迅速降低，让电流通过。

光电效应：某些物质受到光照后，引起物质电性发生变化，这种光致电变的现象称为光电效应。

热释电效应：由于温度的变化而引起的晶体表面荷电现象。

电热效应：热电体在绝热条件下，当外加电场引起永久极化强度改变是时，其温度将发生变化的现象。

西贝尔效应:半导体材料的两端如果有温差，那么在较高的温度区有更多的电子被激发到导带中去，但热电子趋向于扩散到较冷的区域。当这两种效应引起的化学势梯度和电场梯度相等且方向相反时，就达到稳定状态。多数载流子扩散到冷端，结果在半导体两端就产生温差电动势，这种现象被称为温差电动势效应，也被称为西贝尔效应。

5.居里点

居里点：是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。

四、单项选择10*2`

1.蠕变曲线的四个阶段：（1）起始段，（2）第一阶段蠕变—过渡阶段，特点是应变速率随

时间递减，持续时间较短。（3）第二阶段蠕变—稳定蠕变，特点是形变速率最小，且恒定。

（4）第三阶段蠕变—加速蠕变，特点是曲线较陡，说明蠕变速率随时间增加而变快。

2.结晶陶瓷的三个部分：晶相，玻璃相，气相。

3.弹滞性：弹性模量依赖于时间的现象称为滞弹性。P22

4.晶体滑移的条件：柏氏矢量小/原子间的作用力越小，易产生相对滑移。

5.热导率与晶格振动的关系：构成晶体的质点的大小、性质不同，它们的晶格振动状态不同，

传导热量的能力也就不同。

6.无机非金属材料的热传导的形式：声子热导、光子传导。温度低时由光子导电，温度高时由声子导电。

7.材料吸收光子会出现光电效应。光子与固体介质的相互作用，实际上是光子与固体材料中的原子、离子、电子等的作用，会出现电子极化、电子能态转变的结果。

8.形成载流子的微粒：金属导体-自由电子，无机材料-电子（负电子、电子空穴）、离子（正

离子、负离子、空位）。

9.与材料的着色有关的三个参数：亮度、饱和度、色调。

10.光电效应包括那几个部分：光电发射效应、光电导效应、光生伏特效应。

四、简答题5*5`

1.怎样提高无机材料的强度，改进韧性措施有哪些？

（1）微晶、高密度与高纯度；（2）预加应力；（3）化学强化；（4）增韧：应力诱导相变

增韧、相变诱发微裂纹增韧、残余应力增韧。

2.导致热应力产生的因素有哪些？

（1）构件因热胀或冷缩受到限制时产生应力；

（2）材料因存在温度梯度而产生热应力；

（3）多相复合材料因各相膨胀系数不同而产生的热应力。

3.怎样判断某个材料是电子导电还是离子导电

（1）霍尔效应产生的原因是由于电子在磁场作用下产生横向移动的结果。因电子的质量小、

运动容易，而离子的质量比电子大的多，磁场作用不足以使它产生横向位移，因而纯离子的

电导不呈现霍尔效应；

（2）电解是离子的迁移伴随着一定的质量变化，离子在电极附近发生电子得失而形成新的

物质的现象；

（3）电子电导和离子电导具有不同的物理效应，霍尔效应是电子电导的特征，电解效应是

离子电导的特征，由此可以确定材料的电导性质。

4.对于玻璃类制品的压碱效应和双碱效应，为什么会产生这种现象？P161

（1）双碱效应：当玻璃中碱金属离子总浓度较大时，碱离子总浓度相同的情况下，含两种

碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小。当两种碱金属浓度比适当时，电导率可

以降到很低。

（2）压碱效应：含碱玻璃中加入二价金属氧化物，尤其是重金属氧化物，可使玻璃电导率

降低。

（3）利用双碱效应和压碱效应降低玻璃的电导率，可使玻璃的电导率降低4-5数量级。

5.介电损耗的形式。

概念：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，如热能、光能等，统称为介质损耗。

形式：