材料物理性能(总结)

一章

1、原子间的键合类型有几种？（P1)

金属键、离子键、共价键、分子键和氢键

2、什么是微观粒子的波粒二象性？（P1）

光子这种微观粒子表现出双重性质——波动性和粒子性，这种现象叫做波粒二象性。

3、什么是色散关系？什么是声子？声子的性质？（P20、P25）

将频率和波矢的关系叫做色散关系。

声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。

性质：（1）声子的粒子性：声子和光子相似，光子是电磁波的能量量子，电磁波可以认为是光子流，光子携带电磁波的能量和动量。

（2）声子的准粒子性：准粒子性的具体表现：声子的动量不确定，波矢改变一个周期或倍数，代表同一振动状态，所以不是真正的动量。

4、声子概念的意义？（P25）

（1）可以将格波雨物质的相互作用过程理解为，声子和物质的碰撞过程，使问题大大简化，得出的结论也正确。

（2）利用声子的性质可以确定晶格振动谱。

5、简述高聚物分子运动的特点。（P29）

（1）运动单元的多重性（2）分子运动时间的依赖性（3）分子运动的温度依赖性6、影响高聚物玻璃化温度的因素（P33）

（1）分子链结构的影响（2）分子量的影响（3）增塑剂的影响（4）外界条件的影响

7、影响高聚物流动温度的因素（P39）

(1) 分子量（2）分子间作用力（3）外力

8、线性非晶高聚物的力学状态？（P29）

二章

1、材料的热学性能的内容。(P41)

材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导、热稳定性、熔化和升华等。

2、什么是热容？（P42）什么是杜隆-柏替定律和奈曼-柯普定律（P43）

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。

杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/(k·mol)；

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。

3、试述线膨胀系数与体膨胀系数的关系。（P50）

4、请分析热膨胀与其他性能的关系。（P49）

5、影响材料热膨胀系数的因素。（P50）

（1）化学组成、相和结构的影响（2）化学键的影响（3）相变的影响

6、简述影响热导率的因素。（P55）

（1）温度的影响（2）显微结构的影响（3）化学组成的影响

（4）复相材料的热导率（5）气孔的影响

7、什么是热稳定性？无机材料受热损坏类型有几种？（P60）

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。

从无机材料受热损坏的形式来看，可分为两种类型：一种是材料发生瞬时断裂，抵抗这种破坏的性能称为抗热冲击断裂性；另一种是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称为抗热冲击损伤性。

8、高分子材料在受热过程中将发生的变化。（P61）

高分子材料在受热过程中将发生两类变化：一是物理变化，包括软化、熔融等；二是化学变化，包括交联、降解、环化、氧化、水解等。

9、简述高聚物的结构与耐热性的关系。（P61）

高分子的结构对高分子材料的热稳定性有着重要影响，欲提高高聚物的耐热性，从高分子结构方面考虑，主要是加强分子链之间的相互作用或强化高分子链本身，归结起来，主要有三个结构因素：增加高分子链的刚性、使高聚物结晶以及进行交联。

10、高聚物的热分解与耐热性的关系。（P62）

高分子中化学键的键能越大，材料就越稳定，耐热分解能力也就越强。及提高聚合物热稳定性的措施。

（1）在高分子链中避免弱键（2）在高分子主链中尽量避免一长串链接的亚甲基—CH2—，并尽量引入较大比例的环状结构。

（3）合成“梯形”或“片状”高分子。

11、什么是热应力？其计算公式怎样？(P63)

由于材料热膨胀或收缩引起的内应力称为热应力。

12、非平面薄板状陶瓷限制骤冷时的最大温热表达式?(P64)

13、材料所能经受的最大降温速率的计算公式（P67）

14、提高抗热冲击断裂性能的措施。（P69）

（1）提高材料的强度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）减少材料的热膨胀系数α，α小的材料，在同样的温差下，产生的热应力小。

（4）减小表面热传递系数h。

（5）减小产品的有效厚度。

15、热分析方法有几种？它们的定义？（P70）

（1）普通热分析方法：是测量材料在加热或冷却过程中热效应所产生的温度和时间的关系的一种分析方法。

（2）差热分析：是在程序控制温度下，将被测材料与参比物在相同调件下加热或冷却，测量试样与参比物之间温差随温度（T）时间(t)的变化关系。

（3）差示扫描量热法：是在程序温度控制下用差动方法测量加热或冷却过程中，在试样和标样的温度差保持为零时，所要补充的热量与温度和时间的关系的分析技术。

（4）热重法：是在程序控制温度下测量材料的质量与温度关系的一种分析技术。

16、简述热分析应用。（P71 )

（1）物质的鉴定（2）进行热力学研究（3）动力学研究（4）结构域物理性能关系的研究

三章

1、什么是折射率？（P76）

光在真空中的传播速度与在致密材料中传播速度的比值就称为材料的绝对折射率。

2、试述影响折射率的因素。（P77）

（1）离子半径（2）材料的结构（3）材料所受的应力

3、什么是透射系数？反射系数？色散全反射？（P79）

4、什么是散射定律与吸收定律？色散系数？（P81）

5、提高无机材料透光性的措施。（P87）

（1）提高原材料的纯度（2）掺加外加剂（3）工艺措施：一般，采取热压法要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，热等静压法更好。

6、请列出三种常用的乳浊剂。（P89）

7、着色剂有几种？试述着色机理？（P92）

（1）分子着色剂（2）胶态着色剂

机理：显色的原因是由于着色剂对光的选择性吸收而引起选择性反射或选择性透射，从而显现颜色。

8、怎样提高着色剂的稳定度。（P92）

通常为了使高温色料的颜色稳定，一般都先将显色离子合成到人造矿物中去。最常见的是形成尖晶石形式AO·B2O3，这里A是二价离子，B是三价离子。因此只要离子的尺寸合适，则二价、三价离子均可固溶进去。由于堆积紧密，结构稳定，所制成的色料稳定度高。

9、改善釉的乳浊性能的工艺措施。（P92）

用高的反射率、厚的釉层和高的散射系数或它们的某些结合，可以得到良好的乳浊效果。

10、电光效应和磁光效应？声光效应？它们的作用？（P101）

材料在电场作用下其光学特性发生变化的现象称为电光效应。电光晶体可以应用在光学振荡器、频率倍增器、激光频振腔中的电压控制开关以及用在光学通信系统中的调制器。

材料在磁场作用下其光学特性发生变化的现象称为磁光效应。磁光材料是在可见光和红外光波段具有磁光效应的光信息功能材料，利用磁光效应可制成许多磁光器件，如：调制器、隔音器、旋转器、相移器、Q开关等快速控制激光参数的器件，也可用于激光雷达测距光通信激光放大等系统中的光路中。

材料在声波作用下其光学特性发生变化的现象称为声光效应。声光介质材料被广泛用于声光偏转器声光调制器和声光可谐滤波器等各类声光器件。

四章

1、怎样判断离子电导和电子电导？什么是霍尔效应？电解现象？（P106）

载流子为离子或离子空穴的电导称为离子电导，载流子为电子或电子空穴的电导称为电子电导。通过不同的物理效应可以确定材料的导电性质，产生霍尔效应的是电子电导，产生电解效应的是离子电导。

沿试样x轴方向通入电流I（电流密度j x）, z轴方向加一磁场H z，那么在y轴方向将产生一电场E y，这一现象称为霍尔效应。

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，产生新的物质，这就是电解现象。

2、载流子的迁移率的物理意义？电导率的一般表达式。（P107）

物理意义：为载流子在单位电场中的迁移速度。

3、简述影响离子电导率的因素？对图4-5进行解释。（P112）