材料物理性能及测试-作业
(完整word版)材料物理性能A试卷答案及评分标准
材料物理性能A 试卷答案及评分标准一、是非题（1分×10=10分）1√；2×；3×；4√；5×；6√；7√；8√；9√；10×。
二、名词解释（3分×6=18分，任选6个名词。
注意：请在所选题前打“√”）1、磁后效应：处于外电场为H0的磁性材料，突然受到外磁场的跃迁变化到H1，则磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值，而是一部分瞬时到达，另一部分缓慢趋近稳定值，这种现象称为磁后效应。
2、塑性形变：是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外应力移去后不能恢复的形变。
无机材料的塑性形变，远不如金属塑性变形容易。
3、未弛豫模量：测定滞弹性材料的形变时，如果测量时间小于τε、τσ，则由于随时间的形变还没有机会发生，测得的是应力和初始应变的关系，这时的弹性模量叫未驰豫模量。
4、介质损耗：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，统称为介质损耗。
5、光频支振动：光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。
6、弹性散射：散射前后，光的波长（或光子能量）不发生变化的散射。
7、德拜T3定律：当温度很低时，即T<<θD，c v=1939.7(T/θD)3j.K-1.mol-1，即当T→0 K时，c v∝T3→0。
8、BaTiO3半导体的PTC现象：价控型BaTiO3半导体在晶型转变点附近，电阻率随温度上升发生突变，增大了3~4个数量级的现象。
三、简答题（5分×5=25分，任选5题。
注意：请在所选题前打“√”）1、（1）构成材料元素的离子半径；（2）材料的结构、晶型；（3）材料存在的内应力；（4）同质异构体。
2、（1）透过介质表面镀增透膜；（2）将多次透过的玻璃用折射率与之相近的胶将它们黏起来，以减少空气界面造成的损失。
(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。
塑料材料的物理性能测试方法及标准化工作
塑料材料的物理性能测试方法及标准化工作塑料是一种广泛应用于各个领域的材料，具有重量轻、耐久性强、可塑性好等特点。
为了确保塑料材料的质量和性能符合要求，需要进行物理性能测试。
本文将介绍塑料材料的物理性能测试方法及标准化工作。
一、物理性能测试方法1. 密度测试：密度是物质单位体积的质量，可用于判断塑料材料的成分和结构特点。
常用方法有浮标法、比重瓶法和气体置换法。
- 浮标法：将塑料样品浸入油中，通过观察浮标的沉浮来判断密度。
- 比重瓶法：使用具有已知质量的比重瓶分别装满空气和水，然后将塑料样品放入比重瓶中，通过比较两者质量的差异来计算密度。
- 气体置换法：利用气体置换原理，将样品与重金属铁球一起放置在密闭容器内，通过测量气体体积的变化来计算样品密度。
2. 硬度测试：硬度是材料抵抗被压入表面的抗力，常用于判断塑料材料的硬度和耐磨性。
常用方法有巴氏硬度法、维氏硬度法和洛氏硬度法。
- 巴氏硬度法：用巴氏硬度仪将固定钢球压入塑料样品中，通过测量压入深度来计算硬度值。
- 维氏硬度法：用维氏硬度仪将带固定压头的钢球压入样品表面，通过测量压头下降的距离来计算硬度值。
- 洛氏硬度法：用洛氏硬度仪将一个钢球压入样品中，通过测量钢球和剪线之间的距离来计算硬度值。
3. 拉伸测试：拉伸测试用于评估塑料材料的强度、延展性和抗拉断裂性能。
常用方法是采用万能试验机进行拉伸测试，根据不同材料和要求使用不同的标准试验方法。
- 玻璃纤维增强塑料拉伸试验方法：按照ASTM D638进行拉伸试验，测量最大拉伸强度、断裂伸长率等参数。
- 聚丙烯拉伸试验方法：按照ISO 527进行拉伸试验，测量拉伸模量、屈服强度、断裂伸长率等参数。
4. 弯曲测试：弯曲测试用于评估塑料材料的弯曲性能和刚性。
常用方法是采用万能试验机进行弯曲测试，根据不同材料和要求使用不同的标准试验方法。
- 聚碳酸酯弯曲试验方法：按照ASTM D790进行三点弯曲试验，测量弯曲模量、弯曲强度等参数。
材料物理性能及测试
材料物理性能及测试材料的物理性能是指材料在物理方面的性质和行为，包括材料的力学性能、热学性能、电学性能以及光学性能等。
这些性能对于材料的使用和应用起着重要的作用。
为了准确地评估和测试材料的物理性能，科学家和工程师使用了各种测试方法和仪器设备。
一、力学性能力学性能是衡量材料在外力作用下的行为的一种性能。
主要指材料的强度、韧性、硬度、延展性等。
常用的测试方法包括拉伸测试、压缩测试、剪切测试和弯曲测试等。
1.拉伸测试拉伸测试是一种常见的方法，用来评估材料的强度和延展性。
在拉伸测试中，材料样品被施加拉伸力，通常通过测量载荷和伸长量来计算拉伸应力和应变。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中承受的最大应力，屈服强度是指材料开始产生可观察的塑性变形的应力。
2.压缩测试压缩测试用于测量材料在受压力下的性能。
将材料样品放入压力装置中，施加压力使其受到压缩，通过测量载荷和位移来计算压缩应力和应变。
压缩强度是指材料在压缩过程中承受的最大应力。
3.剪切测试剪切测试用于评估材料的抗剪切能力。
将材料样品放入剪切装置中，施加剪切力使其发生剪切变形，通过测量载荷和位移来计算剪切应力和应变。
剪切强度是指材料在剪切过程中承受的最大应力。
弯曲测试用于评估材料在弯曲载荷下的行为。
将材料样品放入弯曲装置中，施加弯曲力使其发生弯曲变形，通过测量载荷和位移来计算弯曲应力和应变。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中承受的最大应力。
二、热学性能热学性能是指材料在温度变化下的行为。
主要包括热膨胀性、热导率、比热容等性能。
常用的测试方法包括热膨胀测试、热导率测试和比热容测试等。
1.热膨胀测试热膨胀测试用于测量材料随温度变化而发生的膨胀或收缩。
在热膨胀测试中，材料样品被加热或冷却，通过测量长度变化来计算热膨胀系数。
2.热导率测试热导率测试用于测量材料传导热的能力。
在热导率测试中，材料样品的一侧被加热，另一侧被保持在恒定温度，测量两侧温度差来计算热导率。
3.比热容测试比热容测试用于测量材料吸热或放热的能力。
材料物理性能试题及其答案
即消失，而是先消
失一部分，另一部
分逐渐消失，这
材
考料 试物
科理 目性
能
材
试 学料
卷 类
A
生 班
09
型 级级
1-4
注意：1、答案 一律写在答题 纸；
2、不抄 题，写清题号；
3、考试 结束后交回试 题！
三、名词解释
西安 科技 大学 2011— 2012 学年 第2 学期 考试 试题 （卷）
学院： 材料科 学与工 程学院 班级： 姓名： 学号：
———装 订 线 ———————— 装订线以内不 准作任何标记 ———————— 装 订 线———
（每题3分，共15 分）： 1、费米能： 2、顺磁体： 3、魏得曼-弗兰 兹定律： 4、因瓦效应： 5、弛豫模量： 四、简答题（每 题6分，共30 分）： 1、阐述导体、半 导体和绝缘体的 能带结构特点。 2、简述温度对金 属电阻影响的一 般规律及原因。 3、何谓材料的热 膨胀？其物理本 质是什么？ 4、物质的铁磁性 产生的充要条件 是什么？ 5、内耗法测定 α-Fe中碳的扩散 （迁移）激活能H 的方法和原理。 五、论述题（每 题10分，共10 分）： 1、铁磁性材料的 技术磁化过程分 为哪几个阶段， 请用简图表示， 在图中标出自发
的。 （ ） 10、宏观
上，弹性 模量E代表 材料对弹 性正应变 的抗力； 微观上E表 征原子间 的结合 力。（ ）
1.命题时请尽量采 用计算机录入，手 写稿必须字迹工 整、清晰可辩。审 批由系主任负责； 2.考试科目应与教 学计划保持一致， 不能用简写或别 称。考试性质为“考 试”或“考查”； 3.试卷类型注明 A\B\C\D等字样，考 试地点注明“雁 塔”或“临潼”； 4.试题（卷）内容 不要超出线格范 围，以免影响试题 印制和教师评分。
材料物理性能 考试题
材料物理性能试题2014.5.一、阐述下列概念(每题6分，共30分)（1）电介质的极化在外电场作用下，电介质的表面上出现束缚电荷的现象叫做电介质极化。
（2）声子声子就是“晶格振动的简正模能量量子。
”英文是phonon（3）软磁材料和硬磁材料硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。
软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。
（4）晶体的特征（1）晶体拥有整齐规则的几何外形，即晶体的自范性。
（2）晶体拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变。
（3）晶体有各向异性的特点。
（4）晶体可以使X光发生有规律的衍射。
宏观上能否产生X光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。
[1]（5）晶体相对应的晶面角相等，称为晶面角守恒。
[2]（5）画出体心立方晶体结构，原胞，并写出基矢体心立方结构（右）原胞（右）晶胞基矢, 并且，其惯用原胞基矢由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成，，其体积为；配位数=8；。
二、解答题(共70分)1. 影响无机非金属材料（晶体）导热率的因素有哪些？(10分)①晶体中热量传递速度很迟缓，因为晶格热振动并非线性的，格波间有着一定的耦合作用，声子间会产生碰撞，使声子的平均自由程减小。
格波间相互作用愈强，也即声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。
因此，声子间碰撞引起的散射是晶体中热阻的主要来源。
②晶体中的各种缺陷、杂质以及晶界都会引起格波的散射，等效于声子平均自由程的减小，从而降低λ。
③平均自由程还与声子的振动频率ν有关。
振动ν不同，波长不同。
波长长的格波易绕过缺陷，使自由程加大，散射小，因此热导率λ大。
④平均自由程l还与温度T有关。
温度升高，振动能量加大，振动频率ν加快，声子间的碰撞增多，故平均自由l减小。
但其减小有一定的限度，在高温下，最小的平均自由程等于几个晶格间距；反之，在低温时，最长的平均自由程长达晶粒的尺度。
材料物理性能C试卷答案及评分标准
材料物理性能 C 试卷答案及评分标准一、是非题（1分×10=10分）1√；2×；3√；4×；5√；6√；7×；8×；9√；10×。
二、名词解释（3分×6=18分，任选6个名词。
注意：请在所选题前打“√”）1、交流磁滞回线：交流磁化过程中，由于磁场强度是周期性对称变化的，所以磁感应强度也跟着周期性对称地变化，变化一个周期构成一曲线称为交流磁滞回线。
2、压电效应：指在某些晶体（主要是离子晶体）的一定方向上施加压力或拉力时，该晶体在一些对应的表面上分别出现正、负电荷的物理现象。
3、声频支：振动着的质点中包含频率甚低的格波，质点彼此之间的位相差不大，称为“声频支振动”。
4、稳定传热：物体内温度分布不随时间改变。
5、载流子的迁移率：载流子在单位电场中的迁移速率。
6、弛豫：对粘弹性体施加恒定应变ε0，应力将随时间而减小的现象。
7、滑移系统：滑动面和滑移方向组成晶体的滑移系统。
8、电介质的极化：电介质在电场作用下产生束缚电荷的现象。
三、简答题（5分×5=25分，任选5题。
注意：请在所选题前打“√”）1、（1）电子极化，即电子云和原子核电荷重心发生相对位移； （2）光子被吸收和发射，都可能涉及的固体材料中电子能态转变。
2、导温系数a 的物理意义及其量纲：pc a ρλ≡，表征材料在温度变化时，材料内部温度趋于均匀的能力。
a 愈大，愈有利于热稳定性。
量纲m 2·s -1。
3、显微结构对材料脆性断裂的影响？（1）晶粒尺寸：断裂强度与晶粒直径d 的平方根成反比（线性关系），2/10-+=Kdfσσ，当起始裂纹受晶粒限制，其尺度与晶粒度相当，则上述关系完全为反比关系2/1-'=dK fσ。
（2）断裂强度随气孔率成指数关系下降，)ex p(0nP f-=σσ。
另外气孔的形状和分布亦具有重要影响，通常气孔多存在于晶界上，这是特别有害的，它往往成为开裂源。
稀有金属材料物理性能测试考核试卷
C.磁性
D.延展性
2.以下哪些因素会影响稀有金属材料的弹性模量？（）
A.温度
B.材料纯度
C.晶体结构
D.外部应力
3.下列哪些稀有金属材料具有较好的耐腐蚀性能？（）
A.铂
B.钛
C.铑
D.镍
4.以下哪些测试方法可以用来测量稀有金属材料的硬度？（）
A.布氏硬度测试
B.洛氏硬度测试
C.维氏硬度测试
A.温度
B.材料的微观结构
C.应变速率
D.材料的化学成分
15.以下哪些稀有金属材料在生物医学领域有应用？（）
A.铂合金
B.钛合金
C.铑
D.铱
16.稀有金属材料的耐磨性受以下哪些因素影响？（）
A.材料的硬度
B.材料的韧性
C.表面处理
D.环境条件
17.以下哪些测试可以用来评估稀有金属材料的耐氧化性能？（）
1.稀有金属材料的物理性能测试中，下列哪种方法通常用于测定材料的弹性模量？（）
A.硬度测试
B.弯曲测试
C.拉伸测试
D.压缩测试
2.下列哪种稀有金属材料具有最佳的导电性能？（）
A.钨
B.铱
C.铂
D.铼
3.稀有金属材料的熔点一般较高，以下哪种材料的熔点最低？（）
A.钨
B.铊
C.铂
D.铀
4.在测量稀有金属材料的抗拉强度时，通常使用的单位是什么？（）
A.高温氧化测试
B.盐雾腐蚀测试
C.电化学腐蚀测试
D.紫外线照射测试
18.稀有金属材料的拉伸测试可以提供以下哪些信息？（）
A.抗拉强度
B.延伸率
C.弹性模量
D.疲劳寿命
材料物理性能
《材料物理性能》测试题1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是： 、2、列举三种你所知道的热分析方法： 、 、3、磁各向异性一般包括 、 、 等。
4、热电效应包括 效应、 效应、 效应，半导体制冷利用的是 效应。
5、产生非线性光学现象的三个条件是 、 、 。
6、激光材料由 和 组成，前者的主要作用是为后者提供一个合适的晶格场。
7、压电功能材料一般利用压电材料的 功能、 功能、 功能、 功能或 功能。
8、拉伸时弹性比功的计算式为 ，从该式看，提高弹性比功的途径有二： 或 ，作为减振或储能元件，应具有 弹性比功。
9、粘着磨损的形貌特征是 ，磨粒磨损的形貌特征是 。
10、材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐渐 的现象称为应力松弛，材料抵抗应力松弛的能力称为 。
1、导温系数反映的是温度变化过程中材料各部分温度趋于一致的能力。
（ ）2、只有在高温且材料透明、半透明时，才有必要考虑光子热导的贡献。
（ ）3、原子磁距不为零的必要条件是存在未排满的电子层。
（ ）4、量子自由电子理论和能带理论均认为电子随能量的分布服从FD 分布。
（ ）5、由于晶格热振动的加剧，金属和半导体的电阻率均随温度的升高而增大。
（ ）6、直流电位差计法和四点探针法测量电阻率均可以消除接触电阻的影响。
（ ）7、 由于严格的对应关系，材料的发射光谱等于其吸收光谱。
（ ）8、 凡是铁电体一定同时具备压电效应和热释电效应。
（ ）9、 硬度数值的物理意义取决于所采用的硬度实验方法。
（ ）10、对于高温力学性能，所谓温度高低仅具有相对的意义。
（ ）1、关于材料热容的影响因素，下列说法中不正确的是 （ ）A 热容是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义。
B 实验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述。
C 德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化。
D 材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定。
大学《材料物理性能》习题解答
1材料的力学性能1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3。
5×109 N/m 2，能伸长多少厘米?解：1—3一材料在室温时的杨氏模量为3。
5×108 N/m 2，泊松比为0。
35,计算其剪切模量和体积模量.解：根据可知：1—5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 （E = 380 GPa ）和5%的玻璃相（E = 84 GPa ），试计算其上限和下限弹性模量。
若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。
解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa ，V 1=0.95，V 2=0.05。
则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0。
05代入经验计算公式E=E 0（1—1。
9P+0.9P 2）可得,其上、下限弹性模量分别变为331。
3 GPa 和293。
1 GPa.1-11一圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉力F,若其临界抗剪强度τf 为135 MPa ，求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力.)(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l E l l =⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=⋅=⋅=∆-σε)21(3)1(2μμ-=+=B G E )(130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈⨯=+⨯=+=μ剪切模量)(390)(109.3)7.01(3105.3)21(388MPa Pa E B ≈⨯=-⨯=-=μ体积模量)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量解：1-17 求融熔石英的结合强度，设估计的表面能力为1。
75J/m 2； Si —O 的平衡原子间距为1。
(完整word版)材料物理性能 实验五材料介电常数测定
材料介电常数的测定一、目的意义介电特性是电介质材料极其重要的性质。
在实际应用中，电介质材料的介电系数和介电损耗是非常重要的参数。
例如，制造电容器的材料要求介电系数尽量大而介电损耗尽量小。
相反地，制造仪表绝缘机构和其他绝缘器件的材料则要求介电系数和介电损耗都尽量小。
而在某些特殊情况下，则要求材料的介质损耗较大。
所以，研究材料的介电性质具有重要的实际意义。
本实验的目的：①探讨介质极化与介电系数、介电损耗的关系； ②了解高频Q 表的工作原理;③掌握室温下用高频Q 表测定材料的介电系数和介电损耗角正切值。
二、基本原理2。
1材料的介电系数按照物质电结构的观点，任何物质都是由不同性的电荷构成，而在电介质中存在原子、分子和离子等。
当固体电介质置于电场中后,固有偶极子和感应偶极子会沿电场方向排列,结果使电介质表面产生等量异号的电荷，即整个介质显示出一定的极性,这个过程称为极化。
极化过程可分为位移极化、转向极化、空间电荷极化以及热离子极化.对于不同的材料、温度和频率，各种极化过程的影响不同。
（1）材料的相对介电系数ε 介电系数是电介质的一个重要性能指标。
在绝缘技术中，特别是选择绝缘材料或介质贮能材料时，都需要考虑电介质的介电系数。
此外,由于介电系数取决于极化，而极化又取决于电介质的分子结构和分子运动的形式.所以，通过介电常数随电场强度、频率和温度变化规律的研究还可以推断绝缘材料的分子结构。
介电系数的一般定义为:电容器两极板间充满均匀绝缘介质后的电容，与不存在介质时(即真空)的电容相比所增加的倍数。
其数学表达式为 0a x C C ε= （1) 式中 x C ——两极板充满介质时的电容； 0a C —-两极板为真空时的电容；ε——电容量增加的倍数，即相对介电常数.从电容等于极板间提高单位电压所需的电量这一概念出发,相对介电常数可理解为表征电容器储能能力程度的物理量。
从极化的观点来看，相对介电常数也是表征介质在外电场作用下极化程度的物理量。
材料物理性能及测试-作业
第一章无机材料的受力形变1 简述正应力与剪切应力的定义2 各向异性虎克定律的物理意义3 影响弹性模量的因素有哪些？4 试以两相串并联为模型推导复相材料弹性模量的上限与下限值。
5 什么是应力松弛与应变松弛？6 应力松弛时间与应变松弛时间的物理意义是什么？7 产生晶面滑移的条件是什么？并简述其原因。
8 什么是滑移系统？并举例说明。
9 比较金属与非金属晶体滑移的难易程度。
10 晶体塑性形变的机理是什么？11 试从晶体的势能曲线分析在外力作用下塑性形变的位错运动理论。
12 影响晶体应变速率的因素有哪些？13 玻璃是无序网络结构，不可能有滑移系统，呈脆性，但在高温时又能变形，为什么？14 影响塑性形变的因素有哪些？并对其进行说明。
15 为什么常温下大多数陶瓷材料不能产生塑性变形、而呈现脆性断裂？16 高温蠕变的机理有哪些？17 影响蠕变的因素有哪些？为什么？18 粘滞流动的模型有几种？19 影响粘度的因素有哪些？第二章无机材料的脆性断裂与强度1 试比较材料的理论强度、从应力集中观点出发和能量观点出发的微裂纹强度。
2 断裂能包括哪些内容？3 举例说明裂纹的形成？4 位错运动对材料有哪两方面的作用？5 影响强度的因素有哪些？6 Griffith关于裂纹扩展的能量判据是什么？7 试比较应力与应力强度因子。
8 有一构件，实际使用应力为1.30GPa,有下列两种钢供选：甲钢：sf =1.95GPa, K1c =45Mpa·m 1\2乙钢：sf =1.56GPa, K1c =75Mpa·m 1\2试根据经典强度理论与断裂强度理论进行选择，并对结果进行说明。
9 结构不连续区域有哪些特点？10 什么是亚临界裂纹扩展？其机理有哪几种？11 介质的作用(应力腐蚀)引起裂纹的扩展、塑性效应引起裂纹的扩展、扩散过程、热激活键撕裂作用引起裂纹扩展。
12 什么是裂纹的快速扩展？13 影响断裂韧性的因素有哪些？14 材料的脆性有哪些特点？通过哪些数据可以判断材料的脆性？15 克服材料脆性和改善其强度的关键是什么？16 克服材料的脆性途径有哪些？17 影响氧化锆相变的因素有哪些？18 氧化锆颗粒粒度大小及分布对增韧材料有哪些影响？19. 比较测定静抗折强度的三点弯曲法和四点弯曲法，哪一种方法更可靠，为什么？20. 有下列一组抗折强度测定结果，计算它的weibull模数，并对该测定数据的精度做出评价。
材料物理试题及答案
材料物理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量E是描述材料抵抗弹性变形的物理量，其单位是（）。
A. PaB. N/mC. J/m^3D. kg/m答案：A2. 材料的塑性是指材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的能力，以下哪种材料具有较好的塑性？（）A. 玻璃B. 橡胶C. 陶瓷D. 钢铁答案：B3. 材料的断裂韧性KIC是描述材料抵抗裂纹扩展能力的物理量，其单位是（）。
A. PaB. N/mC. J/m^2D. kg/m答案：C4. 材料的热膨胀系数α是描述材料在温度变化时体积或长度变化的物理量，其单位是（）。
A. 1/KB. K^-1C. m/m·KD. °C^-1答案：C5. 材料的硬度是指材料抵抗外物压入其表面的能力，以下哪种硬度测试方法适用于测量脆性材料的硬度？（）A. 布氏硬度测试B. 洛氏硬度测试C. 维氏硬度测试D. 肖氏硬度测试答案：C6. 材料的电导率σ是描述材料导电能力的物理量，其单位是（）。
A. S/mB. Ω·mC. V/AD. A/V·m答案：A7. 材料的磁导率μ是描述材料在磁场中磁化能力的物理量，其单位是（）。
A. H/mB. T·m/AC. A/mD. T·m^2/A答案：A8. 材料的热导率k是描述材料导热能力的物理量，其单位是（）。
A. W/m·KB. W/m^2·KC. W/m·°CD. W/m^2·°C答案：A9. 材料的光学性质包括折射率、吸收系数等，以下哪种材料通常具有较高的折射率？（）A. 空气B. 水C. 玻璃D. 塑料答案：C10. 材料的热稳定性是指材料在高温下保持其性质不变的能力，以下哪种材料具有较好的热稳定性？（）A. 木材B. 聚乙烯C. 石墨D. 橡胶答案：C二、填空题（每题2分，共20分）11. 材料的弹性模量E与材料的杨氏模量E、剪切模量G和泊松比ν之间的关系是：E = 2G(1+ν)。
材料性能作业2013.11
th
E a
第三章 作业
2.熔融石英玻璃的性能参数为：E=73GPa，γ=1.56J/m2，理论强 度σth=28GPa。如材料中存在最大长度为2μm的内裂，且此内裂 垂直于作用力的方向，计算由此而导致的强度折减系数。
解： E=73GPa，γ=1.56J/m2，C= 1 μm = 1×10-6m。
第三章 作业
4.一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口， 如图3-39所示。如果E=380GPa，μ=0.24，求KIC值，设极限荷载 达50kg。计算此材料的断裂表面能。
解：因为S/W=4，所以几何形状因子为：
Y 1.93 3.07C / W 14.5(C / W ) 2 25.07(C / W ) 3 25.8(C / W ) 4
P287
在这里，C=1mm，W=10mm，从而可求得K1C =1.63 MPa)
K IC 2 E 1 2
= (1－ 2 )K21C / E=3.29J/m2
在这里，C=1mm=1×10-6m，σC=50×9.8/10/10=？MPa 再由来自K IC Y c C
2 E 1 2
K1C =0.676 MPa) = (1－ 2 )K21C / E=0.0056J/m2
• 据Griffith微裂纹理论： σc= ( s E / 4c )1/2 =0.168Pa σc= ( 2s E / c )1/2 = 0.27GPa • 强度折减系数： k=σc/σth =0.168 /28 =0.6 % k=σc/σth =0.27 /28 =0.96 %
C
2 E π C
第三章 作业
8.含有一条贯穿厚度的表面裂纹的氧化钇稳定ZrO2的切口梁在 四点弯曲方式(型)下破坏。梁的高度为10mm。断裂应力为 100MPa。临界裂纹尺寸(c)为1mm。ZrO2的弹性模量和泊松比
材料的物理性质和性能测试
材料的物理性质和性能测试材料的物理性质和性能测试是工程材料研究和应用中的重要环节。
通过对材料的物理性质和性能进行测试，可以评估材料的质量、可靠性和适用性，为工程设计和材料选型提供科学依据。
本文将介绍材料的物理性质和性能测试的一般过程和常用方法。
一、引言对材料的物理性质和性能进行测试是为了更好地了解和掌握材料的结构和行为。
这些测试旨在测量材料的力学性能、热性能、电性能、化学性能等方面的指标。
例如，材料的强度、硬度、韧性、导热性、电导率、阻焊性等都是常见的物理性质和性能测试指标。
二、测试方法1.力学性能测试力学性能测试是评估材料强度和变形行为的重要手段。
常用的力学性能测试方法包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度测试等。
其中，拉伸试验是最常见的一种力学性能测试方法，可以通过测量材料在受力下的拉伸性能来评估材料的强度和塑性。
2.热性能测试热性能测试是研究材料的热传导、热膨胀和热稳定性等方面性能的一种方法。
常用的热性能测试方法包括热导率测试、热膨胀系数测试、热稳定性测试等。
这些测试可以通过模拟材料在高温环境下的行为，评估材料的热稳定性和热适应性。
3.电性能测试电性能测试是评估材料导电性和绝缘性等电学行为的关键手段。
常用的电性能测试方法包括电导率测试、介电常数测试、电阻测试等。
这些测试可以帮助我们了解材料在电场下的性能表现，为电子器件设计和材料选用提供参考依据。
4.化学性能测试化学性能测试是评估材料化学稳定性和耐腐蚀性的重要手段。
常用的化学性能测试方法包括酸碱腐蚀测试、溶解度测试、氧化性测试等。
这些测试可以模拟材料在特定环境下的化学反应，评估材料的抗腐蚀能力和化学稳定性。
5.其他测试方法除了上述常见的测试方法外，还有许多其他特殊性能的测试方法，如光学性能测试、磁性能测试、声学性能测试等。
这些测试方法可以用来评估材料的光学性质、磁性行为和声学特性等。
三、测试过程材料的物理性质和性能测试一般包括以下几个步骤：1.准备样品：根据具体测试需求，选择合适的材料样品，并按照相关标准或要求进行样品制备。
木材物理性能测试考核试卷
B.环境暴露试验
C.防腐处理效果评估
D.木材强度测试
5.以下哪些因素会影响木材的燃烧性能？（）
A.木材的含水率
B.木材的密度
C.木材的种类
D.燃烧时的氧气浓度
6.木材的干缩和湿胀现象与以下哪些因素有关？（）
A.木材的含水率
B.环境湿度
C.木材的纹理方向
D.木材的化学成分
7.以下哪些方法可以用来改善木材的物理性能？（）
A.密度
B.含水率
C.纹理方向
D.所含矿物质
5.通常用来表示木材硬度的是（）？
A.巴氏硬度
B.布氏硬度
C.洛氏硬度
D.维氏硬度
6.以下哪种测试方法不适用于测量木材的抗拉强度？（)
A.拉伸试验
B.纵向抗弯试验
C.横向抗弯试验
D.压缩试验
7.木材的吸水膨胀与干燥收缩现象主要与下列哪个因素有关？（）
A.木材的密度
1.影响木材弹性模量的因素有（）？
A.木材的种类
B.木材的含水率
C.木材的密度
D.木材的纹理方向
2.木材的力学性能包括以下哪些方面？（）
A.抗拉强度
B.抗压强度
C.抗弯强度
D.剪切强度
3.以下哪些因素会影响木材的导热性能？（）
A.木材的含水率
B.木材的密度
C.木材的纹理方向
D.环境温度
4.下列哪些测试方法可以用来评估木材的耐久性？（）
4.木材在纤维饱和点以下，其体积随含水率的增加而膨胀。（）
5.木材的导热系数与木材的密度成反比。（）
6.木材的耐久性主要取决于木材的种类和防腐处理方法。（）
7.木材的燃烧热值与木材的种类无关。（）
材料物理性能课后答案
材料物理性能课后答案材料物理性能是指材料在外部作用下所表现出的物理特性，包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等。
了解材料的物理性能对于材料的选用、设计和应用具有重要意义。
下面是一些关于材料物理性能的课后答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是材料的力学性能？材料的力学性能是指材料在外力作用下所表现出的性能，包括抗拉强度、屈服强度、弹性模量、硬度等。
这些性能直接影响着材料的承载能力和使用寿命。
2. 为什么要了解材料的热学性能？材料的热学性能是指材料在温度变化下的性能表现，包括热膨胀系数、导热系数、比热容等。
了解材料的热学性能可以帮助我们选择合适的材料用于高温或低温环境，确保材料的稳定性和可靠性。
3. 材料的电学性能有哪些重要指标？材料的电学性能包括介电常数、电导率、击穿电压等指标。
这些性能直接影响着材料在电子器件中的应用，对于电子材料的选用和设计具有重要意义。
4. 什么是材料的磁学性能？材料的磁学性能是指材料在外磁场作用下的性能表现，包括磁化强度、磁导率、矫顽力等。
了解材料的磁学性能可以帮助我们选择合适的材料用于磁性材料和磁性器件的制备。
5. 如何评价材料的物理性能综合指标？材料的物理性能综合指标是综合考虑材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等多个方面的性能指标，通过综合评价来确定材料的适用范围和性能等级。
这些综合指标可以帮助我们更好地了解材料的综合性能，为材料的选用和设计提供参考依据。
总结，了解材料的物理性能对于材料的选用、设计和应用具有重要意义，希望以上答案可以帮助大家更好地理解和掌握材料的物理性能知识。
对于材料物理性能的学习，需要多加练习和实践，才能真正掌握其中的精髓。
祝大家学习进步！。
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第一章无机材料的受力形变1 简述正应力与剪切应力的定义2 各向异性虎克定律的物理意义3 影响弹性模量的因素有哪些？4 试以两相串并联为模型推导复相材料弹性模量的上限与下限值。
5 什么是应力松弛与应变松弛？6 应力松弛时间与应变松弛时间的物理意义是什么？7 产生晶面滑移的条件是什么？并简述其原因。
8 什么是滑移系统？并举例说明。
9 比较金属与非金属晶体滑移的难易程度。
10 晶体塑性形变的机理是什么？11 试从晶体的势能曲线分析在外力作用下塑性形变的位错运动理论。
12 影响晶体应变速率的因素有哪些？13 玻璃是无序网络结构，不可能有滑移系统，呈脆性，但在高温时又能变形，为什么？14 影响塑性形变的因素有哪些？并对其进行说明。
15 为什么常温下大多数陶瓷材料不能产生塑性变形、而呈现脆性断裂？16 高温蠕变的机理有哪些？17 影响蠕变的因素有哪些？为什么？18 粘滞流动的模型有几种？19 影响粘度的因素有哪些？第二章无机材料的脆性断裂与强度1 试比较材料的理论强度、从应力集中观点出发和能量观点出发的微裂纹强度。
2 断裂能包括哪些内容？3 举例说明裂纹的形成？4 位错运动对材料有哪两方面的作用？5 影响强度的因素有哪些？6 Griffith关于裂纹扩展的能量判据是什么？7 试比较应力与应力强度因子。
8 有一构件，实际使用应力为1.30GPa,有下列两种钢供选：甲钢：sf =1.95GPa, K1c =45Mpa·m 1\2乙钢：sf =1.56GPa, K1c =75Mpa·m 1\2试根据经典强度理论与断裂强度理论进行选择，并对结果进行说明。
9 结构不连续区域有哪些特点？10 什么是亚临界裂纹扩展？其机理有哪几种？11 介质的作用(应力腐蚀)引起裂纹的扩展、塑性效应引起裂纹的扩展、扩散过程、热激活键撕裂作用引起裂纹扩展。
12 什么是裂纹的快速扩展？13 影响断裂韧性的因素有哪些？14 材料的脆性有哪些特点？通过哪些数据可以判断材料的脆性？15 克服材料脆性和改善其强度的关键是什么？16 克服材料的脆性途径有哪些？17 影响氧化锆相变的因素有哪些？18 氧化锆颗粒粒度大小及分布对增韧材料有哪些影响？19. 比较测定静抗折强度的三点弯曲法和四点弯曲法，哪一种方法更可靠，为什么？20. 有下列一组抗折强度测定结果，计算它的weibull模数，并对该测定数据的精度做出评价。
21. 何谓断裂韧性？何谓应力强度因子？二者区别与联系是什么？22. A陶瓷材料的强度为450MPa，B陶瓷材料的强度为320MPa，可否据此判断两陶瓷材料哪种具有相对较高的断裂韧性？为什么？23. 为什么复合材料内部总存在微应力？24. 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？25. 某陶瓷试样进行强度测试时采用三点弯曲法，已知试样断裂时的力P=50kg，试样尺寸为b⨯h⨯L=2.5⨯5⨯25mm3，跨距l=20mm，求强度为多少MPa？（见材料工艺实验）26. 某种Al2O3瓷晶相体积比为95%（弹性模量为E=380GPa），玻璃相为5%，（E=84GPa），两相泊松比相同，计算上限和下限弹性模量：如果该瓷含有5%气孔（体积比），估计其上限和下限的弹性模量。
27. 为什么大多数陶瓷材料室温下不能产生塑性形变？（见陶瓷材料在室温下为脆性）28. 陶瓷材料中裂纹产生和快速扩展的原因是什么？有哪些防止裂纹扩展的措施？29. 如何提高陶瓷材料的强度和韧性？30. 陶瓷材料的弹性模量与化学键的性质、应力状态、温度变化、相组成等有何关系，为什么？31. 裂纹扩展有几种类型，哪种类型是材料断裂的主要原因？影响裂纹扩展的主要因素是什么？32. 显微结构对陶瓷材料的脆性断裂有何影响？第三章无机材料的热学性能1 热容的本质是什么？2 影响德拜温度的因素是什么？3 影响热容的因素有哪些？4 什么是非简谐振动？由于非简谐振动，引起声子发生怎样的变化？5 声子产生热阻的本质是什么？6 影响热导率的因素有哪些？7 解释热膨胀的机理。
8 影响热膨胀的因素有哪些？9 影响材料散热的因素有哪些？10 比较同一组成的单晶、多晶、非晶态物质的热导率。
11. 固体材料声子热导机理及其对晶体结构影响热导的解释。
12. 简述影响抗热震损伤性的因素。
13. 热应力裂纹安定因子R st=[λ2G/(α2E0)]。
请分别给出式中的物理量λ、α、G及E0的定义及其常用计量单位，并导出Rst的常用计量单位。
什么叫抗热震性？陶瓷材料在热冲击下的损坏有哪几种类型？14. 举例说明如何提高陶瓷材料的抗热冲击断裂性能？15. 如何表示陶瓷材料的抗热震性，影响其抗热震性的因素是什么？第四章无机材料的光学性能1. CO2激光器（10.6微米）及CO激光器（5微米）的窗口材料要求低吸收值但高强度并易于制造。
试对比氧化物和卤化物的性能及要求。
2. 试解释为什么碳化硅的介电常数和其折射率的平方相同。
对KBr，你会预期有 =n2吗？为什么？所有物质在足够高的频率下，折射率等于1。
试解释之。
3. 红外传输光学愈益重要。
三硫化砷玻璃适用于此目的。
试根据它们的吸收特性结实为什么不用硅酸盐玻璃。
你认为在As2S3中何种常见的杂质是有害的？为什么？4. 你预料在LiF及PbS之间的折射率及色散有什么不同？说出理由。
5. 在瓷器生产上希望有高的半透明性，但这常常做不到。
做为一种可测量的特性，你如何定义半透明性？讨论对瓷器的半透明性起作用的因素，并解释在组成选择；制造方法；烧成制度上所采用的增强半透明性的技术。
6. 硫化锌是一种重要的荧光物质，对于立方结构（闪锌矿）其禁带宽度是3.64eV。
在适当的激发下，掺杂Cu2+（0.01原子%）的闪锌矿发射6700Å的辐射。
在闪锌矿晶格中由于掺入Cl-离子而产生锌空位时，所发射的辐射中心在4400Å左右。
假设激发与杂质能级无关，计算能够产生荧光的最长波长；确定在禁带中杂质能级相对于价带的位置（用图说明）。
7、论文：举例说明材料的组成、结构和性能对材料应用的影响？（注：按合肥学院学报形式）第五章无机材料的电导1. 用图说明表面电流和体积电流。
2. 载流子的迁移率的物理意义是什么？3. 电导率的微观本质是什么？4.什么叫晶体的热缺陷？有几种类型？写出其浓度表达式？晶体中离子电导分为哪几类？5. 晶体的缺陷有几种？写出各缺陷的浓度表达式及式中各量的物理意义？6. 什么是快离子相？7.快离子导体的判据是什么？8. 固体电解质有哪些特性？9. 举例说明固体电解质的应用。
10.载流子的散射有哪几种机构？11.举例说明陶瓷半导化的机理12.简述p -n结能带图的形成过程13.外加电压如何影响p -n结的能带图？14.举例说明陶瓷的表面效应和晶界效应。
第六章无机材料的介电性能1 电极化、偶极子、电偶极矩、质点的极化率、局部电场、极化强度等的概念。
2 电介质提高电容量的原因是什么？3 电介质的电极化率ce4 克劳修斯-莫索蒂方程的意义、使用范围及如何设计高介电常数材料5 电介质的极化机制有哪些？6 金红石和钙钛矿型等晶体E3很大，使其具有高的介电性，为什么。
7 介电常数大的晶体所具备的条件是什么？8 介电损耗的形式有哪些？9 复电导率、复介电常数、损耗角、损耗因子的定义是什么？10 比较应力松弛与介电松弛或弛豫。
11 有关介质损耗描述方法有哪些？其本质是否一致？12 影响介电损耗的因素有哪些？举出三种常用降低陶瓷介质tg 的方法？13 什么是晶体的介电性：正压电效应：逆压电效应：电致伸缩效应：热释电效应：铁电性：14热运动引起自发极化的机理是什么？15 描述电畴的形成过程16 铁电体有哪些特性？17 举例说明铁电体的应用18比较各种极化机制、并画出模型。
19你如何理解局部电场。
20比较两种自发极化的机制21说明铁电体形成电滞回线的过程22比较压电、铁电、热释电、电致伸缩的区别与联系。
23写出几种与介电材料性能有关的表达式。
24举例说明驻波在材料中的作用24简述弯曲振动的过程26压电滤波器的原理27边长10mm、厚度1mm的方形平板电容器的电介质相对介电常数为2000，计算相应的电容。
若在平板上外加200V电压，计算（1）电介质中的电场（2）每个平板上的总电量（3）电介质的极化强度。
28 示意画出测量陶瓷介质绝缘电阻试样的结构，并标明各部分的名称，实验测出试样的体积电阻为R V，表面电阻为R S，求该材料的ρV 及ρS值。
29 已知某陶瓷介质试样在1100Hz时，测得电容量为2600PF，D为6.5⨯10-4，试样厚2mm，瓷片直径为24mm，电极直径为20mm，求该介质材料的ε和tgδ。
30 示意画出陶瓷介质在直流电场作用下电流与时间的关系，并注明各部分电流的名称及形成的原因？写出交流电场作用时，通过陶瓷介质的全电流表达式，并说明个部分的物理意义。
31 金红石陶瓷介质在烧成时应维持何种气氛？为什么？32 写出热击穿与本征击穿的三种区别？什么条件下发生本征击穿？示意画出热击穿与本征击穿时击穿场强与厚度的关系。
33 已知TiO2陶瓷介质的体积密度为4.24g/cm3，分子量为79.9，该介质的化学分子式表达为AB2，αeA=0.272⨯10-24cm3，αeB=2.76⨯10-24cm3，试用克——莫方程计算该介质在可见光频率下的介电系数，实测ε'∞=7.1，请对计算结果进行讨论。
34 何谓空间电荷？产生的原因是什么？35 损耗的基本形式是什么？试举出三种常用的降低陶瓷介质的tgδ方法。
36 何谓陶瓷介质的内电离？如何判断陶瓷介质是否发生了电离击穿？37 可谓漏导电流？示意画出介质在电场作用下全电流与时间的关系图，并标明该曲线各部分电流的名称？38已知金红石瓷介质的体积密度为 4.24g/cm3，分子量为79.9，αeTi4+=0.272⨯10-24cm3，αeO2-=2.76⨯10-24cm3，试用克——莫方程计算该介质在光频下的介电系数，实测ε∞=7.3，请对计算结果进行讨论。
39 某铁电陶瓷试样需测量ε及tgδ，应采用何类原理的仪器测量？测量频率及范围应多大？测量出试样的电容量为2600PF，损耗因数为6.5⨯10-4，试样尺寸如下图所示，求试样的ε和tgδ。
（试样的上下电极的直径分别为20mm，30mm，高2mm）40 什么叫极化强度？写出它的几种表达式及其物理意义？41 损耗的基本形式是什么？常采用哪些方法降低陶瓷材料的tgδ？（举出5种）42 定性画出发生电击穿时，击穿电场强度与试样厚度的关系？什么条件下发生本征击穿？43 介质击穿电压的严格定义是什么？击穿时常伴随什么现象发生？44 为什么说“凡是具有对称中心的晶体都不具有压电效应”？如何测量陶瓷介质的体积电阻率和表面电阻率？取哪些数据，写出相应的计算公式？45 何谓离子松弛极化和离子位移极化？46 写出某陶瓷中只有电子位移极化时的克——莫方程表达式？并说明该式的应用范围？47 写出交流电场作用下通过介质的全电流密度表达式，并说明各部分的物理意义？48 实验测出某铁电陶瓷介质试样的电容量为2600PF，损耗因数为0.0041，求该介质的ε和tgδ。