材料性能

第六章：

1.机件正常运行的磨损过程一般可分为哪3个阶段？根据摩擦面损伤和破坏的形式磨损可分为哪4类？

三个阶段：跑合(磨合)阶段剧烈磨损阶段稳定磨损阶段

四类：粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损及麻点疲劳磨损(接触疲劳) 2.接触疲劳时，在纯滚动的情况下，最大切应力在何处产生？

物体表面

3.磨损试验方法可以分为哪两类？

实物试验、实验室试验

第七章：

1.金属和陶瓷材料的蠕变过程一般分为哪三个阶段？

第Ⅰ阶段：AB段，称为减速蠕变阶段(又称过

渡蠕变阶段)，这一阶段开始的蠕变速率很大，

随着时间的延长，蠕变速率逐渐减小，到B点，

蠕变速率达到最小值。

第Ⅱ阶段：BC段，称为恒速蠕变阶段(又称稳

态蠕变阶段)，这一阶段的特点是蠕变速率几乎不变．一般所指的材料蠕变速率，就是以这一阶段的蠕变速率来表示的。

第Ⅲ阶段：CD段，称为加速蠕变阶段(又称为失稳蠕变阶段)，随着

时间的延长，蠕变速率逐渐增大，到D点发生蠕变断裂。

2.用位错运动理论简要解释金属材料蠕变第Ⅰ、Ⅱ阶段的蠕变机理。（1）蠕变第一阶段（减速蠕变阶段）：

蠕变变形逐渐产生形变硬化，使位错源开动的阻力和位错滑移的阻力增大，致使蠕变速率不断降低。

（2）蠕变第二阶段（恒速蠕变阶段）：

形变硬化的不断发展，促进了动态回复的发生，使材料不断软化。当形变硬化和回复软化达到动态平衡时，蠕变速率遂为一常数。

3.蠕变变形主要有哪四种机理？

（1）位错滑移蠕变机理（2）扩散蠕变机理（3）晶界滑动蠕变机理（4）粘弹性机理

4.描述材料的蠕变性能常采用哪三个力学性能指标？

蠕变极限表示材料对高温蠕变变形的抗力。

持久强度是材料在一定的温度下和规定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力。

松弛稳定性（材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐降低的现象称为应力松弛。材料抵抗应力松弛的能力称为松弛稳定性）

第八章：

1.试从位能曲线的非对称性解释材料的热膨胀机理。

位能曲线不是严格对称抛物线。即位能随原子间

距的减小，比随原子间距的增加而增加得更迅速。

由于原子的能量随温度的增加而增加，结果：振动原子具有相等势能的两个极端位置间的平均

位置就漂移到比0K 时（ro ）更大的值处。由此

造成平衡距离的增大。

2.离子键型材料和共价键型材料的热膨胀系数哪种更大？为什么？

势能曲线的不对称程度越高，热膨胀越大，离子键势能曲线的对称性比共键键的势能曲线差，所以随着物质中离子键性的增加，膨胀系数也增加。另一方面，化学键的键强越大，膨胀系数越小。

3.热传导有哪三种微观机理？

声子的热传导机理 光子的热传导机理

4.对于同一种材料，为什么多晶体的热导率总是比单晶体小？

多晶体中晶粒尺寸小、晶界多、缺陷多、晶界处杂质多，对声子散射大。

第九章

1.p179软磁材料、硬磁材料主要性能标志。

硬磁：磁滞回线肥大，具有高的Hc ，Br 和m )(BH 。 （m )(B H 为最大磁能积）

距离r

软磁：磁滞回线瘦小，具有高μ，高Ms，低Br，低Hc。

2.为什么工业生产中硅钢片软磁材料的晶粒较粗时，其磁性能较好？

3.画出铁磁材料的磁滞回线，并解释饱和磁化强度、饱和磁感应强度、剩余磁感应强度、矫顽力等概念。

Hc为去掉剩磁的临界外磁场，称为矫顽力

磁化强度的饱和值，称为饱和磁化强度Ms。

与Ms相对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度Bs。

当磁场强度达到Hs时，磁化强度便达到饱和值，即外磁场强度再继续增大时，磁化强度不再变化，而此时磁感应强度B=μ（M+H）仍随外磁场强度而增大

去掉外加磁场后的磁感应强度，称为剩余磁感应强度Br

第十章：

1.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

对导体：（1）电子运动自由程减小，散射几率增加导致电阻率增大（2）在德拜温度以上，电子是完全自由的，完整的晶体中电子的散射取决于温度造成的点阵畸变，金属的电阻取决于离

子的热振动

（3）纯金属的电阻率随温度的升高而增大

对半导体：温度增加，使电子动能增加，造成晶体中自由电子和空穴数目增加，因而是电导率升高，从而电阻率减小。

表征超导体的三个主要指标是什么？P186

（1）临界转变温度Tc（2）临界磁场Hc（3）和临界电流密度Jc

半导体有哪些导电敏感效应？P195 热敏效应，光敏效应，压敏效应，磁敏效应

绝缘材料有哪些主要损坏形式？P205

2.介质损耗的主要影响因素有哪两个？

第一类是材料结构本身的影响。如不同材料的漏导电流不同，由此引起的损耗也各不相同，不同材料的极化机制不同，也使极化损耗各不相同；第二类外界环境或试验条件对材料介电损耗的影响，主要影响因素是频率和温度。

3.P257：习题5什么是铁电体？铁电体有哪些共同特性？P238

具有铁电性的晶体称为铁电体

（1）电滞回线（2）结构相变温度，即居里点（3）临界特性

4.请从赛贝克效应的应用角度出发，分别说明温差发电和热电偶的工作原理。

当两种不同金属或合金A、B联成闭合回路，且两接点处温度不同，则回路中将产生电流。这种现象叫塞贝克效应。

温差发电工作原理：热电势与温度成正比关系，通过测试温度差得到热电势

热电偶工作原理：热电势与温度成正比关系的测温原理，通过已知一端的温度可推导出另一端的温度

5.请从压电材料的应用角度出发，分别说明石英电子表和超声波的工作原理。

原理:电能转化为机械能

石英电子表内的石英晶体有两个电极，在电极两端位加交变电场，通过压电晶体将电能转换为机械能，从而推动表针转动

超声波：仪器内部含有压电材料的石英晶体，在晶体两级加上交变电场，将交变电能转化为机械能产生机械震荡

区别：只是频率不同，石英频率低，超声波频率高

6.绘制出电滞回线，并解释饱和极化强度、剩余极化强度和矫顽场强

的概念。

电场减至零时，极化强度下降到某一

数值Pr，Pr称为铁电体的剩余极化