材料物理性能期末复习考点

1.力学性能

-弹性模量：描述材料在受力后能恢复原状的能力。

-抗拉强度和屈服强度：材料在受拉力作用下能够承受的最大应力。

-强度和硬度：表示材料对外界力量的抵抗能力。

-延展性和韧性：描述材料在受力下发生塑性变形时的能力。

-蠕变：材料在长期静态载荷下发生塑性变形的现象。

2.电学性能

-电导率：描述材料导电的能力。

-电阻率：描述材料导电困难程度的量。

-介电常数和介电损耗：材料在电场中储存和散失电能的能力。

-铁电性和压电性：描述材料在外加电场或机械压力下产生极化效应的能力。

-半导体性能：半导体材料的导电性能受温度、光照等因素的影响。

3.热学性能

-热导率：描述材料传热能力的指标。

-线热膨胀系数：描述材料在温度变化下线膨胀或收缩的程度。

-热膨胀系数：描述材料在温度变化下体积膨胀或收缩的程度。

-比热容：描述单位质量材料在温度变化下吸收或释放热能的能力。

-崩裂温度：材料在受热时失去结构稳定性的温度。

4.光学性能

-折射率：描述光在材料中传播速度的比值。

-透射率和反射率：描述光在材料中透过或反射的比例。

-吸收率：光在材料中被吸收而转化为热能的比例。

-发光性能：描述材料能否发光以及发光的颜色和亮度。

-线性和非线性光学效应：描述材料在光场中的响应特性。

以上是材料物理性能期末复习的一些考点，希望能帮助到你。但需要注意的是，这只是一部分重点，你还需要结合教材和课堂笔记，全面复习和理解这些概念和原理。祝你考试顺利！

材料物理性能考试复习资料

1. 影响弹性模量的因素包括:原子结构、温度、相变。 2. 随有温度升高弹性模量不一定会下降。如低碳钢温度一直升到铁素体转变为奥氏体相变点，弹性模量单调下降，但超过相变点，弹性校模量会突然上升，然后又呈单调下降趋势。这是在由于在相变点因为相变的发生，膨胀系数急剧减小，使得弹性模量突然降低所致。 3. 不同材料的弹性模量差别很大，主要是因为材料具有不同的结合键和键能。 4. 弹性系数Ks 的大小实质上代表了对原子间弹性位移的抵抗力，即原子结合力。对于一定的材料它是个常数。弹性系数Ks 和弹性模量E 之间的关系:它们都代表原子之间的结合力。因为建立的模型不同，没有定量关系。（☆） 5. 材料的断裂强度：a E th /γσ= 材料断裂强度的粗略估计：10/E th =σ 6. 杜隆-珀替定律局限性:不能说明低温下，热容随温度的降低而减小，在接近绝对零度时，热容按T 的三次方趋近与零的试验结果。 7. 德拜温度意义: ① 原子热振动的特征在两个温度区域存在着本质差别，就是由德拜温度θD 来划分这两个温度区域: 在低θD 的温度区间，电阻率与温度的5次方成正比。在高于θD 的温度区间，电阻率与温度成正比。 ② 德拜温度------晶体具有的固定特征值。 ③ 德拜理论表明:当把热容视为(T/θD )的两数时，对所有的物质都具有相同的关系曲线。德拜温度表征了热容对温度的依赖性。本质上，徳拜温度反应物质内部原子间结合力的物理量。 8. 固体材料热膨胀机理：（1）固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。（2）晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。随着温度升高，热缺陷浓度呈指数增加，这方面影响较重要。 9. 导热系数与导温系数的含义: 材料最终稳定的温度梯度分布取决于热导率，热导率越高，温度梯度越小;而趋向于稳定的速度,则取决于热扩散率,热扩散率越高，趋向于稳定的速度越快。即:热导率大，稳定后的温度梯度小，热扩散率大，更快的达到“稳定后的温度梯度”（☆） 10. 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，故又称为抗热震性。热稳定性破坏(即抗热振性)的类型有两种：抗热冲击断裂性和抗热冲击损伤性。 11. 提高材料抗热冲击断裂性能的措施 ①提高材料强度σ，减小弹性模量E ，σ/E 增大，即提高了材料柔韧性，这样可吸收较多的应变能而不致于开裂。晶粒较细，晶界缺陷小，气孔少且分散者，强度较高，抗热冲击断裂性较好。

《材料性能学》总复习题部分答案

绪论二、单项选择题 1、下列不是材料力学性能的是（） A、强度 B、硬度 C、韧性 D、压力加工性能 2、属于材料物理性能的是（） A、强度 B、硬度 C、热膨胀性 D、耐腐蚀性三、填空题 1、材料的性能可分为两大类：一类叫_ _，反映材料在使用过程中表现出来的特性，另一类叫_ _，反映材料在加工过程中表现出来的特性。 2、材料在外加载荷（外力）作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下所表现的行为，叫做材料_ 。四、简答题 1、材料的性能包括哪些方面？ 2、什么叫材料的力学性能？常用的金属力学性能有哪些？第一章材料单向静拉伸的力学性能一、名词解释弹性极限：是材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时的应力（或达到最大弹性变形所需要的应力）。强度:是材料对塑性变形和断裂的抗力。屈服强度：材料发生屈服或发生微量塑性变形时的应力。抗拉强度：拉伸实验时，试样拉断过程中最大实验力所对应的应力。塑性变形：是材料在外力作用下发生的不可逆永久变形但不破坏的能力。韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。二、单项选择题 1、根据拉伸实验过程中拉伸实验力和伸长量关系，画出的力——伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（） A、强度和硬度 B、强度和塑性 C、强度和韧性 D、塑性和韧性 2、试样拉断前所承受的最大标称拉应力为（） A、抗压强度 B、屈服强度 C、疲劳强度 D、抗拉强度 3、拉伸实验中，试样所受的力为（） A、冲击 B、多次冲击 C、交变载荷 D、静态力 4、常用的塑性判断依据是（） A、断后伸长率和断面收缩率 B、塑性和韧性 C、断面收缩率和塑性 D、断后伸长率和塑性 5、工程上所用的材料，一般要求其屈强比（C ） A、越大越好 B、越小越好 C、大些，但不可过大 D、小些，但不可过小 6、工程上一般规定，塑性材料的δ为（） A、≥1% B、≥5% C、≥10% D、≥15%

材料物理性能复习资料整理

材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称为形变。材料承受外力作用、抵抗变形的能力及其破坏规律，称为材料的力学性能或机械性能。材料在单位面积上所受的附加内力称为应力。法向应力导致材料伸长或缩短，而剪切应力引起材料的切向畸变。应变是用来表征材料在受力时内部各质点之间的相对位移。对于各向同性材料，有三种基本类型的应变：拉伸应变ε，剪切应变γ和压缩应变Δ。若材料受力前的面积为A0，则σ0=F/A0称为名义应力。若材料受力后面积为A，则σT=F/A称为真实应力。对于理想的弹性材料，在应力作用下会发生弹性形变，其应力与应变关系服从胡克（Hook）定律（σ=Eε）。E是弹性模量，又称为弹性刚度。弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗形变能力（即刚度）的大小。E越大，越不容易变形，表示材料刚度越大。弹性模量是原子间结合强度的标志之一。泊松比：在拉伸试验时，材料横向单位面积的减少与纵向单位长度的增加之比值。粘性形变是指粘性物体在剪切应力作用下发生不可逆的流动形变，该形变随时间增加而增大。材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性。材料发生塑性形变而不发生断裂的能力称为延展性。在足够大的剪切应力τ作用下或温度T较高时，材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移，宏观上表现为材料的塑性形变。滑移和孪晶：晶体塑性形变两种基本形式。蠕变是在恒定的应力σ作用下材料的应变ε随时间增加而逐渐增大的现象。位错蠕变理论：在低温下受到阻碍而难以发生运动的位错，在高温下由于热运动增大了原子的能量，使得位错能克服阻碍发生运动而导致材料的蠕变。扩散蠕变理论：材料在高温下的蠕变现象与晶体中的扩散现象类似，蠕变过程是在应力作用下空位沿应力作用方向（或晶粒沿相反方向）扩散的一种形式。晶界蠕变理论：多晶陶瓷材料由于存在大量晶界，当晶界位相差大时，可把晶界看成是非晶体，在温度较高时，晶界粘度迅速下降，应力使得晶界发生粘性流动而导致蠕变。自然界中实际存在的材料，其形变介于理想弹性固体与理性粘性液体之间，既具有固体的弹性又具有液体的粘性，即粘弹性。常见的力学松弛现象有蠕变、应力松弛、滞后和力损耗。应力松弛是指在恒定的应变时，材料内部的应力随时间增长而减小的现象。蠕变和应力松弛属于静态力学松弛过程或称静态粘弹性。在交变应力作用下，形变落后于应力变化的现象称为滞后。当应变与应力同相位时，没有滞后现象，发生形变所做的功等于恢复原状时获得的功，而当应变滞后于应力δ相位时，则每一循环周期都要损耗能量，称为力损耗。在交变应力作用下发生的滞后和力损耗属于动态力学松弛或动态粘弹性。时温等效原理：材料的粘弹性力学松弛现象，不仅与时间有关，而且与温度有关。升高温度与延长时间对分子运动及其引起的粘弹性行为是等效的，可借助转换因子αT将某一温度测定的粘弹性数据转换为另一温度T0的对应数据，这就是时温等效原理。 Griffith断裂理论：断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面断开，而是裂纹扩展的结果，裂纹尖端会产生应力集中，裂纹的存在使得实际材料的断裂强度低于理论结合强度。陶瓷、玻璃等脆性材料有微米级微观线度的裂纹时，就会发生低于理论结合强度的断裂；而金属和非晶态高聚物则在毫米级宏观尺寸的裂纹时，才会发生低应力的断裂。抗拉强度是指在拉伸试验机上，在规定的试验温度、湿度和拉伸速率下，在哑铃形标准试样上施加拉伸负荷，直至试样断裂时所承受的最大应力σf。硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能。（压入法和刻划法）一般可认为，硬度表征了材料表面上不大体积内抵抗塑性形变或断裂破坏的能力。常用的材料硬度有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度及显微硬度等

材料物理性能

材料物理性能第一章考点1. 电子理论的发展经历了三个阶段，即古典电子理论、量子自由电子理论和能带理论。古典电子理论假设金属中的价电子完全自由，并且服从经典力学规律；量子自由电子理论也认为金属中的价电子是自由的，但认为它们服从量子力学规律；能带理论则考虑到点阵周期场的作用。考点2. 费米电子在T = 0K时，大块金属中的自由电子从低能级排起，直到全部价电子均占据了相应的能级为止。具有能量为EF(0)以下的所有能级都被占满，而在EF(0)之上的能级都空着，EF(0)称为费米能，是由费米提出的，相应的能级称为费米能级。考点3. 四个量子数 1、主量子数n 2、角量子数l 3、磁量子数m 4、自旋量子数ms 考点4. 思考题 1、过渡族金属物理性能的特殊性与电子能带结构有何联系？过渡族金属的 d 带不满，且能级低而密，可容纳较多的电子，夺取较高的 s 带中的电子，降低费米能级。第二章考点5. 载流子载流子可以是电子、空穴，也可以是离子、离子空位。材料所具有的载流子种类不同，其导电性能也有较大的差异，金属与合金的载流子为电子，半导体的载流子为电子和空穴，离子类导电的载流子为离子、离子空位。而超导体的导电性能则来自于库柏电子对的贡献。考点6. 杂质可以分为两类一种是作为电子供体提供导带电子的发射杂质，称为“施主”；另一种是作为电子受体提供价带空穴的收集杂质，称为“受主”。掺入施主杂质后在热激发下半导体中电子浓度增加(n>p)，电子为多数载流子，简称“多子”，空穴为少数载流子，简称“少子”。这时以电子导电为主，故称为n型半导体。施主杂质有时也就称为n型杂质。在掺入受主的半导体中由于受主电离(p>n)，空穴为多子，电子为少子，因而以空穴导电为主，故称为p型半导体。受主杂质也称为p型杂质。考点7. 我们把只有本征激发过程的半导体称为本征半导体。考点8. 在同一种半导体材料中往往同时存在两种类型的杂质，这时半导体的导电类型主要取决于掺杂浓度高的杂质。随着温度的升高本征载流子的浓度将迅速增加，而杂质提供的载流子浓度却不随温度而改变。因此，在高温时即使是杂质半导体也是本征激发占主导地位，呈现出本征半导体的特征(n≈p)。一般半导体在常温下靠本征激发提供的载流子甚少

材料物理性能复习题

一、名词解释光矢量：即是光波的电场强度矢量。双折射：当光束通过各向异性介质表面时，折射光会分成两束沿着不同的方向传播，这种由一束入射光折射后分成两束光的现象。光轴：通过改变入射光的方向，可以发现，在晶体中存在一些特殊的方向，沿着这些方向传播的光不会发生双折射，这些特殊的方向称为晶体的光轴。热膨胀：物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。，在介质中光强随传播距离朗伯特定律：l e I Iα- = 呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。热稳定性：指材料承受高温的急剧变化而不致破坏的能力，也称为抗热震性。滞弹性：指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应力的滞后特性即称为滞弹性。应力感生有序：溶解在固溶体中孤立的间隙原子，置换原子，在外加应力时，这些原子所处的位置的能量即出现差异，因而原子要发生重新分布，即产生有序排列，这种由于应力引起的原子偏离无序状态分布叫应力感生有序。

穆斯堡耳效应：固体中的无反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。高分子的分子结构：指除具有低分子化合物所具有的，如同分异构、几何异构、旋光异构等结构特征之外，还有高分子量，通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。高分子的聚集态结构：是指大分子堆砌、排列的形式和结构。均方末端距：是描述高分子链的形状和大小时采用末端距的2次方的平均值，用r2表示，称为均方末端距。二、填空题 1、下图为聚合物的蠕变和回复曲线，可见一个聚合物材料的总形变是三种形变之和，其中ε1为普弹形变、ε2为高弹形变、ε3为粘性流动。 2、从微观上分析，光子与固体材料相互作用的两种重要结果是：电子极化和电子能态转变

材料物理性能复习

无机材料物理性能复习考试题（含答案）一、名词解释（选做5个，每个5分，共15分） 1. KIC：平面应变断裂韧度，表示材料在平面应变条件下抵抗裂纹失稳扩展的能力。 2.偶极子（电偶极子）：正负电荷的平均中心不相重合的带电系统。 3.电偶极矩：偶极子的电荷量与位移矢量的乘积，。（P288） 4.格波：原子热振动的一种描述。从整体上看，处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果，这种波称为格波。格波的一个特点是，其传播介质并非连续介质，而是由原子、离子等形成的晶格，即晶格的振动模。晶格具有周期性，因而，晶格的振动模具有波的形式。格波和一般连续介质波有共同的波的特性，但也有它不同的特点。 5.光频支：格波中频率很高的振动波，质点间的相位差很大，邻近的质点运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。（P109） 6.声频支：如果振动着的质点中包含频率很低的格波，质点之间的相位差不大，则格波类似于弹性体中的应变波，称为“.声频支振动”。（P109） 7.色散：材料的折射率随入射光频率的减小（或波长的增加）而减小的性质，称为折射率的色散。 8.光的散射：物质中存在的不均匀团块使进入物质的光偏离入射方向而向四面八方散开，这种现象称为光的散射，向四面八方散开的光，就是散射光。与光的吸收一样，光的散射也会使通过物质的光的强度减弱。 9.双折射：光进入非均匀介质时，一般要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波，它们分别构成两条折射光线，这个现象就称为双折射。（P172） 10.本征半导体（intrinsic semiconductor)：完全不含杂质且无晶格缺陷的、导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体称为本征半导体。 11.P/N型半导体：在半导体中掺入施主杂质，就得到N型半导体；在半导体中掺入受主杂质，就得到P型半导体。 12.超导体：超导材料（superconductor），又称为超导体，指可以在特定温度以下，呈现电阻为零的导体。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性，使超导体电阻为零的温度，叫超导临界温度。 13. PTC：即正温度系数效应。价控型BaTiO3半导体在居里点(正方相?立方相相变点)附近，电阻率随温度上升而发生突变，增大了3—4个数量级的现象，机理是几何半导体陶瓷晶界上具有表面能级，此表面能级可捕获载流子，从而在两边晶粒内产生一层电子损耗层，形成肖特基势垒，该势垒与介电常数有关，当温度高于居里点，介电常数剧减，势垒增加，电阻率增加。 14.压电效应：不具有对称中心的晶体在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当对不具有对称中心晶体的极化方向上施加电场，晶体也会发生变形，电场去

《材料物理性能》期末考试试卷B卷及参考答案B,2019年12月

第 1 页 ##############材料科学与工程专业《材料物理性能》期末考试试卷（B ）（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟考试日期：2019年12月一、单项选择题。（请将正确答案填入对应题号处，共 20 分，每题 2 分） 1. 关于热膨胀，下列说法中不正确的是 A ．各向同性材料的体膨胀系数是线膨胀系数的三倍 B ．各向异性材料的体膨胀系数等于三个晶轴方向热膨胀系数的加和 C ．热膨胀的微观机理是由于温度升高，点缺陷密度增高引起晶格膨胀 D ．由于本质相同，热膨胀与热容随温度变化的趋势相同 2. 固体材料的点阵热容，尤其是低温热容，由下列哪个模型给出了较好的解释 A ．德拜模型 B ．爱因斯坦模型 C ．杜隆-珀替模型 D ．汤姆孙模型 3. 关于影响材料导电性的因素，下列说法中正确的是 A ．由于晶格振动加剧散射增大，金属和半导体电阻率均随温度上升而升高 B ．冷塑性变形对金属电阻率的影响没有一定规律 C ．“热塑性变形＋退火态” 的电阻率高于“热塑性变形＋淬火态”的电阻率 D ．一般情况下，固溶体的电阻率高于纯组元的电阻率年级专业姓名学号装订线

4. 下列对于半导体导电性表述正确的有。 A．杂质浓度越高导电性越好B．载流子浓度越低导电性越好 C．温度越高导电性越好D．载流子迁移率越高导电性越好5. 在评价电介质的主要电学性能指标中，属于导电性性能指标的是_________。 A．介电常数B．耐电强度 C．损耗因素D．体电阻率与表面电阻率 6. 根据电介质的分类，H2O属于。 A．非极性电介质B．极性电介质 C．铁电体D．铁磁体 7. 对于亚铁磁体的磁化率，下面表述正确的是__________。 A．与温度无关B．从0K开始，随温度上升而增大C．从0K开始，随温度上升而减小D．不能确定与温度有何种关系 8. 关于磁畴壁的畴壁厚度与能量之间的关系，下列描述正确的是 A．各向异性能随畴壁厚度增加而增加 B．各向异性能随畴壁厚度增加而减小 C．交换能随畴壁厚度增加而增加 D．交换能不随畴壁厚度增减而变化 9. 云朵为何是白色的？这是因为云朵对太阳光的_________。 A．廷德尔散射B．瑞利散射 C．吸收D．折射 10. 钻石之所以璀璨夺目，是因为_________，从而切割钻石时，可使进入的光线全反射并经色散后向其顶部射出，因而看起来光彩四射。 A．钻石折射率很小，故钻石对空气的临界角很大，可以形成全反射 B．钻石折射率很大，故钻石对空气的临界角很小，容易形成全反射 C．钻石具有双折射特性 D．钻石具有二向色性二、填空题（本题10小题，每空1分，共20分）第2 页

材料物理性能-复习资料说课讲解

第二章材料的热学性能热容：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。不同温度下，物体的热容不一定相同，所以在温度T时物体的热容为：物理意义：吸收的热量用来使点阵振动能量升高，改变点阵运动状态，或者还有可能产生对外做功；或加剧电子运动。晶态固体热容的经验定律：一是元素的热容定律—杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为25J/（K?mol）；二是化合物的热容定律—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。不同材料的热容： 1.金属材料的热容：由点阵振动和自由电子运动两部分组成，即式中和分别代表点阵振动和自由电子运动的热容；α和γ分别为点阵振动和自由电子运动的热容系数。合金的摩尔热容等于组成的各元素原子热容与其质量百分比的乘积之和，符合奈曼-柯普定律：式中，n i和c i分别为合金相中元素i的原子数、摩尔热容。 2.无机材料的热容：（1）对于绝大多数氧化物、碳化物，热容都是从低温时的一个低的数值增加到1273K左右的近似于25J/(K·mol)的数值。温度进一步增加，热容基本无变化。（也即它们符合热容定律）（2）对材料的结构不敏感，但单位体积的热容却与气孔率有关。气孔率越高，热容越小。相变可分为一级相变和二级相变。一级相变：体积发生突变，有相变潜热，例如，铁的a-r转变、珠光体相变、马氏体转变等；二级相变：无体积发生突变、无相变潜热，它在一定温度范围逐步完成。例如，铁磁顺磁转变、有序-无序转变等，它们的焓无突变，仅在靠近转变点的狭窄温度区间内有明显增大，导致热容的急剧增大，达转变点时，焓达最大值。 3.高分子材料热容：高聚物多为部分结晶或无定形结构，热容不一定符合理论式。一般，高聚物的比热容比金属和无机材料大，高分子材料的比热容由化学结构决定，它存在链段、链节、侧基等，当温度升高时，链段振动加剧，而高聚物是长链，使之改变运动状态较困难，因而，需提供更多的能量。传导机制

材料物理性能复习资料

晶格热振动：晶体中的质点总是围绕着平衡位置作微小振动。格波:晶格振动以波的形式在材料内传播。热容：在没有相变或化学反应的条件下，材料温度升高1K时所吸收的热量(Q)，单位为J／k。声频支振动:格波中频率甚低的振动波，质点彼此之间的位相差不大时，格波类似于弹性体中的应变波. 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为什么温度升高材料会吸收热量？这是因为温度升高时，晶格振动加剧，材料的内能增加；另外，吸收的热量与过程有关，若温度升高时体积发生膨胀，物体还要对外作功。热容是材料的焓随温度变化而变化的一个物理量，这就是热容的本质。组织转变对热容的影响:①一级相变：相变在某一温度点完成，除体积突变外，还同时吸收和放出潜热的相变。如金属三态转变、同素异构转变、合金的共晶和包晶转变等。特点：如图1-6(a)所示，加热到Tc时，热焓H发生突变，热容为无限大。 ②二级相变：是在一定温度区间内逐步完成。如磁性转变、bbc点阵有有序—无序转变、合金的超导转变等。特点：如图1-6(b)所示，热焓无突变，仅在相变点附近的狭窄区域内加剧，同时热容也发生剧烈变化，但为有限值。相变的潜热对应于图中的阴影部分面积。热容的测量:1.量热计法2.撒克斯法3.热分析法热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。线膨胀系数：温度升高1K时，物体的相对伸长。线性振动：是指质点间的作用力与距离成正比。热膨胀和结合能、熔点的关系:固体材料的热膨胀与晶体点阵中质点的位能性质有关，而质点的位能性质是由质点间的结合力特性所决定的。所以，质点间结合力强，热膨胀系数小.熔点也取决于质点间的结合力。所以熔点高的材料膨胀系数小。

东南大学材料物理性能复习题(带答案)

材料物理性能复习题第一章 1、C v 、C p 和c 的定义 Cv ：加热过程中体积不变，供给热量只需满足升高1K 时物体内能增加，不必再以做功形式传输出去，这种条件下的热容为定容热容。 Cv=△U/△T Cp ：加热过程中压力不变，体积自由膨胀，升高1K 供给物体的热量，除了满足内能增加，还要补充对外做功的损耗，这种条件下的热容称为定压热容。 Cp=（△H/△T ）p ，H=U+pV c ：1kg 物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需的热量称为比热容。 C pm 和C vm 的关系，实际测量得到的是何种量？ C pm =c p M ，C Vm =c V M ，C pm -C Vm = αV 2V m T K ，αV 为体膨胀系数，Vm 为摩尔体积， K 为三向静力压缩系数。实际测量得到C pm 再算出C Vm 。 Cvm 与温度（包括ΘD ）的关系高温区C Vm 变化平缓；低温区C Vm ∝T 3；接近0K 时C Vm ∝T ；0K 时C Vm =0。德拜温度θD 越高，C Vm 越小。 T>>θD 即高温时，C Vm =3R ，R 为摩尔气体常数，R=8.315J/(mol ·K)。 T<<θD 即低温时，CVm ∝T 3。自由电子对金属热容的贡献常温时自由电子热容微不足道。极高温下电子像金属晶体离子那样显著参加到热运动中，因此在III 温区热容继续上升而不趋于一渐近线；极低温下，电子热容不像离子热容那样急剧减小，因而起主导作用。合金热容的计算合金热容是每个组成元素热容与其质量分数的乘积之和，即C=∑X i C i n i=1。 2、哪些相变属于一级相变和二级相变？其热容等的变化有何特点？一级相变：相变时有相变潜热(焓)和体积突变，并使热容为无限大。如液－固相变，同素异构转变，珠光体转变等。二级相变：焓随温度的升高而逐渐增大，在靠近转变点时焓明显增大，使热容达到最大值。无体积突变。如铁磁性向顺磁性转变，bcc 点阵的有序－无序转变。 3、撒克斯法测量热容的原理撒克司装置由箱子（外部）、试样（中间）和电阻丝（内部），以及测量箱子温度和试样箱子温差的热电偶组成。c p = W m dT s dt W 为电阻丝的加热功率，由伏安计测出；m 为试样质量；电阻丝交替通断电，使试样温度T s 在箱子温度T B 上下很小的范围内波动，T B 随时间作单调变化。因此dT s dt = dT B dt + d(T s ?T B )dt ，右侧第一项由箱子上的热电偶测量，第二项由箱子试样之间的示差热电偶测量。何谓DTA 和DSC ？ DTA ：示差热分析仪 DSC ：示差扫描量热计 DTA 测量对标样有何要求？研究温区无相变、质量尺寸与待测试样相当、加热或冷却速率与试样大体相同、

材料物理性能测试思考题答案复习过程

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著波动，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 (4.2K)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(4.2K)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 .017 24Ω·mm2/ 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。马基申定则(马西森定则)：ρ＝ρ’＋ρ(T)在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以加法求和。ρ’：决定于化学缺陷和物理缺陷而与温度无关的剩余电阻率。ρ(T)：取决于晶格热振动的电阻率(声子电阻率)，反映了电子对热振动原子的碰撞。晶格热振动：点阵中的质点(原子、离子)围绕其平衡位置附近的微小振动。格波：晶格振动以弹性波的形式在晶格中传播，这种波称为格波，它是多频率振动的组合波。热容：物体温度升高1K时所需要的热量(J/K)表征物体在变温过程中与外界热量交换特性的物理量，直接与物质内部原子和电子无规则热运动相联系。比定压热容：压力不变时求出的比热容。比定容热容：体积不变时求出的比热容。热导率：表征物质热传导能力的物理量为热导率。热阻率：定义热导率的倒数为热阻率ω，它可以分解为两部分，晶格热振动形成的热阻(ωp)和杂质缺陷形成的热阻(ω0)。导温系数或热扩散率：它表示在单位温度梯度下、单位时间内通过单位横截面积的热量。热导率的单位：W/(m·K) 热分析：通过热效应来研究物质内部物理和化学过程的实验技术。原理是金属材料发生相变时，伴随热函的突变。反常膨胀：对于铁磁性金属和合金如铁、钴、镍及其某些合金，在正常的膨胀曲线上出现附加的膨胀峰，这些变化称为反常膨胀。其中镍和钴的热膨胀峰向上为正，称为正反常；而铁和铁镍合金具有负反常的膨胀特性。交换能：交换能E ex=－2Aσ1σ2cosφ A—交换积分常数。当A＞0，φ＝0时，E ex最小，自旋磁矩自发排列同一方向，即产生自发磁化。当A＜0，φ＝180°时，E ex也最小，自旋磁矩呈反向平行排列，即产生反铁磁性。交换能是近邻原子间静电相互作用能，各向同性，比其它各项磁自由能大102～104数量级。它使强磁性物质相邻原子磁矩有序排列，即自发磁化。

材料物理性能与结构表征实验_福州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

材料物理性能与结构表征实验_福州大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.根据标准YB/T5349-2006，四点弯曲时两力臂一般不小于跨距的答案: 1/4 2.差热分析是在程序控温条件下，测量物质与参比物的（）与温度的关系的方法。答案: 温度差 3.红外光谱法, 试样状态可以是？答案: 气体, 液体, 固体状态都可以 4.下列不是关于采用EST121型数字高阻计注意事项的叙述是答案: 应在Rx”两端闭路时调零，一般一次调零后在测试过程中不需再调零，禁止将“RX”两端短路，以免微电流放大器受大电流冲击_在测试过程中可以随意改动测量电压 5.以下四种气体不吸收红外光的是答案: N2

6.下面哪个不是洛氏硬度计的标准载荷：答案: 80kgf 7.以下哪个不是多晶衍射的应用答案: 测试样品中的元素组成和含量 8.根据国家标准，金属材料拉伸试样的原始标距应不小于多少毫米？答案: 15 9.红外光谱分析中，用溴化钾作为制样时的承载或稀释介质，这是因为？答案: KBr 在 4000～400 cm-1 范围内无红外光吸收 10. 1.并不是所有的分子振动形式其相应的红外谱带都能被观察到，这是因为什么？答案: 因为分子中有 C、H、O 以外的原子存在 11.热重分析、差热分析、差示扫描量热分析的英文缩写分别是（）。答案: TG、DTA、DSC

12.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答案: 错误 13.顺磁物质的磁导率答案: 比真空的磁导率略大 14.红外吸收光谱的产生是由于答案: 分子振动-转动能级的跃迁 15.符合朗伯特-比耳定律的有色溶液稀释时，其最大吸收峰的波长位置答案: 不移动，且吸光度值降低 16.EST121型数字高阻计电阻测量范围，下列哪些是错误的？（多选题）答案: 103-1012欧姆_104-1020欧姆_102-1010欧姆 17.差热曲线的纵坐标是试样与参比物的（），向上表示（），向下表示（）。答案: 温度差ΔT，放热反应，吸热反应

材料物理性能检验工理论考试复习题(A

材料物理性能检验工理论考试复习题（A 一、填空题(请将正确答案填在横线空白处) 1.煤沥青的技术标准：( )一般为30～45℃℃为低温沥青一类、二类为45～75℃为( )软化点必须大于75～95℃。答案:软化点中温沥青 2.煤沥青的技术标准1#( )1.15～1.21指标( )0.13指标( )5.0指标。答案:密度灰分粘度 3.石油沥青油毡定为( )、( )和( )三种标号。答案:200号 300号 500号 4.商品混凝土用钢筋按强度等级可分为( )、( )、( )、( )四个级别钢筋。答案:ⅠⅡⅢⅣ 5.商品混凝土用钢筋为变形Ⅲ级25MnSi钢的化学成分碳为( )、硅为( )、锰为( )。答案:0.20～0.30 0.60～1.00 1.20～1.60 6.碳素结构钢Q255A级钢的化学成分碳为( )、锰为( )、硅为( )。答案:0.18～0.28 0.40～0.70 0.30 7.优质碳素钢40#钢力学性能分别为不小于屈服点为( )MPa、抗拉强度为( )MPa、伸长率5( )。答案:340 580 19% 8.优质碳素钢40#钢的化学成分为碳( )、硅为( )、锰为( )。

答案:0.37～0.45 0.17～0.27 0.50～0.80 9.低合金结构钢16Mn钢的化学成分碳( )、锰( )的含量。低合金结构钢16Mn钢的化学成分碳( )、锰( )、硅( )的含量。答案:0.12～0.20 1.20～1.60 0.20～0.60 10.低合金结构钢16Mnt 厚变或直径17～25mm钢材的机械性能屈服点应不小于( )MPa、抗拉强度应不小于( )MPa、伸长率5大于( )。答案:330 500 19% 11.冷拉钢筋冷拉Ⅰ级直径6～12mm的机械性能屈服点不小于( )MPa、抗拉强度不小于 ( )MPa、伸长率大于( )。答案:280 380 11% 12.冷拉钢筋冷拉Ⅱ级直径为26～40mm钢筋机械性能分别为屈服点不小于()MPa、抗拉强度不小于()MPa、伸长率大于()。答案:42050010% 13.钢的化学分析用的()、()、()、()的试剂,需特别注意安全使用。答案:易燃易爆易灼伤毒性大14.钢材验证分析用试样切取位置,成品轧材自轧材整个()上刨取或者自不小于 ()对称部分刨取。答案:横截面截面的1/2

材料物理性能期末复习考点

一名词解释 1。声频支振动：震动着的质点中所包含的频率甚低的格波,质点彼此之间的相位差不大,格波类似于弹性体中的应变波，称声频支振动。 2.光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的相位差很大，临近质点的运动几乎相反，频率往往在红外光区，称光频支振动. 3。格波:材料中一个质点的振动会影响到其临近质点的振动，相邻质点间的振,动会形成一定的相位差，使得晶格振动以波的形式在整个材料内传播的波。 4.热容:材料在温度升高和降低时要时吸收或放出热量,在没有相变和化学反应的条件下，材料温度升高1K时所吸收的热量。 5。一级相变：相变在某一温度点上完成，除体积变化外，还同时吸收和放出潜热的相变。6。二级相变：在一定温度区间内逐步完成的，热焓无突变,仅是在靠近相变点的狭窄区域内变化加剧，其热熔在转变温度附近也发生剧烈变化，但为有限值的相变. 7.热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象。 8。热膨胀分析：利用试样体积变化研究材料内部组织的变化规律的方法。 9.热传导：当材料相邻部分间存在温度差时,热量将从温度高的区域自动流向温度低的区域的现象。 10。热稳定性（抗热震性）:材料称受温度的急剧变化而不致破坏的能力。 11。热应力：由于材料的热胀冷缩而引起的内应力。 12.材料的导电性：在电场作用下，材料中的带电粒子发生定向移动从而产生宏观电流 13.载流子：材料中参与传导电流的带电粒子称为载流子 14。精密电阻合金：需要电阻率温度系数TRC或者α数值很小的合金，工程上称其为精密电阻合金 15。本征半导体：半导体材料中所有价电子都参与成键,并且所有键都处于饱和（原子外电子层填满)状态，这类半导体称为本征半导体. 16。 n型半导体：掺杂半导体中或者所有结合键处被价电子填满后仍有部分富余的价电子的这类半导体。 17。 p型半导体：在所有价电子都成键后仍有些结合键上缺少价电子，而出现一些空穴的一类半导体。 18.光致电导：半导体材料材料受到适当波长的电磁波辐射时，导电性会大幅升高的现象。19。光致电导的基本条件：是电磁波的光子能量要〉=半导体的能带间隙值. 20。光生伏特效应:一些半导体材料受到电磁照射时，所产生的非平衡载流子呈现特殊的空间分布，从而形成两个电极，它们之间建立一个电场，具有电位差的现象 21。超导现象：材料的电阻率随温度变化,某些材料随温度下降电阻率突然减小到零的现象，将具有超导现象的材料称为超导材料。超导材料有很强的抗磁性.23.超导材料超导的条件：

材料物理性能期末复习重点-田莳

1.微观粒子的波粒二象性在量子力学里,微观粒子在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。这种量子行为称为波粒二象性. 2.波函数及其物理意义微观粒子具有波动性，是一种具有统计规律的几率波,它决定电子在空间某处出现的几率，在t时刻，几率波应是空间位置（x，y，z,t）的函数。此函数称波函数。其模的平方代表粒子在该处出现的概率.表示t时刻、（x、y、z)处、单位体积内发现粒子的几率。 3.自由电子的能级密度能级密度即状态密度。dN为E到E+dE范围内总的状态数。代表单位能量范围内所能容纳的电子数。 4.费米能级在0K时，能量小于或等于费米能的能级全部被电子占满，能量大于费米能级的全部为空。故费米能是0K时金属基态系统电子所占有的能级最高的能量。 5.晶体能带理论假定固体中原子核不动,并设想每个电子是在固定的原子核的势场及其他电子的平均势场中运动，称单电子近似。用单电子近似法处理晶体中电子能谱的理论，称能带理论。 6.导体，绝缘体，半导体的能带结构根据能带理论，晶体中并非所有电子，也并非所有的价电子都参与导电，只有导带中的电子或价带顶部的空穴才能参与导电。从下图可以看出，导体中导带和价带之间没有禁区，电子进入导带不需要能量，因而导电电子的浓度很大。在绝缘体中价带和导期隔着一个宽的禁带 E g ,电子由价带到导带需要外界供给能量，使电子激发，实现电子由价带到导带的跃迁,因而通常导带中导电电子浓度很小。半导体和绝缘体有相类似的能带结构，只是半导体的禁带较窄 (E g 小），电子跃迁比较容易 1.电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。当施加电压于导体的两端时，其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为，因而产生电流.电导率是以欧姆定律定义为电流密度和电场强度的比率： κ=1/ρ 2。金属—电阻率与温度的关系金属材料随温度升高，离子热振动的振幅增大，电子就愈易受到散射,当电子波通过一个理想品体点阵时(0K)，它将不受散射；只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子被才受到散射(不相干散射）,这就是金属产生电阻的根本原因。由于温度引起的离子运动(热振动）振幅的变化(通常用振幅的均方值表示），以及晶体中异类原于、位错、点缺陷等都会使理想晶体点阵的周期性遭到破坏.这样,电子波在这些地方发生散射而产生电阻,降低导电性。金属电阻率在不同温度范围与温度变化关系不同。一般认为纯金属在整个温度区间产生电阻机制是电子-声子（离子）散射。在极低温度下，电子-电子散射构成了电阻产生的主要机制。金属融化，金属原子规则阵列被破坏，从而增强了对电子的散射，电阻增加。 3。离子电导理论离子电导是带有电荷的离子载流子在电场作用下的定向移动.一类是晶体点阵的基本离子，因热振动而离开晶格,形成热缺陷，离子或空位在电场作用下成为导电载流子，参加导电，即本征导电.另一类参加导电的载流子主要是杂质。离子尺寸，质量都远大于电子，其运动方式是从一个平衡位置跳跃到另一个平衡位置。离子导电是离子在电场作用下的扩散。其扩散路径畅通，离子扩散系数就高,故导电率高。 4。快离子导体（最佳离子导体，超离子导体）具有离子导电的固体物质称固体电解质。有些固体电解质电导率比正常离子化合物电导率高

青岛科技大学材料物理性能学期末考试复习题及参考答案(见后)

材料物理性能（A卷）（考生注意：答案写在答题纸上，写在试题纸上无效）一、填空题(共20小题,每小题1分,共20分) 1. 某材料的能带结构是允带内的能级未被填满，则该材料属于。允带内的能级被填满且禁带宽度较宽的属于材料。 2. 金属总的电阻包括基本电阻与溶质（杂质）浓度引起的电阻，后者与温度无关，又称为，可在条件下测得。 3. 导体导电机制不同，同一影响因素却有不同的影响结果，如同是温度升高，金属电导率，而本征半导体电导率。 4. 是表征电介质极化程度的物理量，是单位体积内之和。 5. 当光从一种介质进入另一种介质时，一部分介质，一部分被；一部分在两种介质的界面上被反射，还有一部分被散射。 6. 德拜热容理论认为，当温度较低时（T＜＜ΘD），热容与温度遵循；当温度较高时，热容为。 7. 技术磁化的过程是通过磁畴壁的和来实现的。 8 材料的顺磁性来源于，抗磁性来源于。 9. 影响介质折射率大小的因素有以下四个方面：、、材料所受的应力、以及同质异构体。 10. 格留涅申提出固态物体的体热膨胀极限方程为，由该式可知，金属的熔点越高，体膨胀系数。二、选择题(共10小题,每小题2分,共20分) 1. 一般情况下，当合金形成固溶体时其导电性（），并遵循50%原则。 A. 增加 B. 下降 C. 不变 D. 先下降后增加 2. 下图中正确描述杂质半导体电导率随温度变化的曲线是（）。 σ T T T T A B C D 3. 通过测量材料电阻率变化可以研究材料的内部组织结构及缺陷，下列叙述不正确的是（）。 A. 直流四探针法主要用于电介质或绝缘体等高电阻率的测试

材料物理性能期末复习题

材料物理性能期末复习题LT

答：固体中导热主要是由晶格振动的格波和自由电子运动来实现的。在金属中由于有大量的自由电子，而且电子的质量很轻，所以能迅速地实现热量的传递。虽然晶格振动对金属导热也有贡献，但只是很次要的。在非金属晶体，如一般离子晶体的晶格中，自由电子是很少的，晶格振动是它们的主要导热机构。因此，金属一般都具有较非金属材料更大的热导率。5．说明图中三条应力-应变曲线的特点，并举例说明其对应的材料。答：受力情况下，绝大多数无机材料的变形行为如图中曲线(a)所示，即在弹性变形后没有塑性形变(或塑性形变很小)，接着就是断裂，总弹性应变能非常小，这是所有脆性材料的特征，包括离子晶体和共价晶体等。在短期承受逐渐增加的外力时，有些固体的变形分为两个阶段，在屈服点以前是弹性变形阶段，在屈服点后是塑性变形阶段。包括大多数金属结构材料如图中曲线(b)所示。橡皮这类高分子材料具有极大的弹性形变，如图中曲线(c)所示，是没有残余形变的材料，称为弹性材料。 6．如果要减少由多块玻璃组成的透镜系统的光反射损失，通常可以采取什么方法？为什么？答：有多块玻璃组成的透镜系统，常常用折射率和玻璃相近的胶粘起来，这样除了最外和最内的两个表面是玻璃和空气的相对折射率外，内部各界面均是玻璃和胶的较小的相对折射率，从而大大减少了界面的反射损失。 7．阐述大多数无机晶态固体的热容随温度的变化规律。答：根据德拜热容理论，在高于德拜温度θ D 时，热容趋于常数(25J／(K·mo1)，低于θ D 时与T3成正比。因此，不同材料的θ D 是不同的。无机材料的热容与材料结构的关系是不大的，绝大多数氧化物、碳化物，热容都是从低温时的一个低的数值增加到1273K左右的近似于25J／K·mol的数值。温度进一步增加，热容基本上没有什么变化。 8.有关介质损耗描述的方法有哪些？其本质是否一致？答：损耗角正切、损耗因子、损耗角正切倒数、损耗功率、等效电导率、复介电常数的复项。多种方法对材料来说都涉及同一现象。即实际电介质的电流位相滞后理想电介质的电流位相。因此它们的本质是一致的。 9.简述提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施。答：(1) 提高材料的强度 f ，减小弹性模量E。(2) 提高材料的热导率。(3) 减小材料的热膨胀系数。(4) 减小表面热传递系数h。(5) 减小产品的有效厚度r m 。 10.为什么含有未满壳层的原子组成的物质中只有一部分具有铁磁性？含有未满壳层原子组成的物质包括顺磁性物质和有序磁性物质。由于顺磁性物质中原子做无规则热振动，原子磁矩排列杂乱无章，宏观上不表现磁性；有序磁性物质包括反铁磁性、亚铁磁性和铁磁性物质，由于在反铁磁性或亚铁磁性物质中磁性有序的原子排列形成的磁矩平行和反平行相间排列，其磁矩完全或部分抵消，故只有部分磁矩（或自旋电子）方向相同的有序磁性物质具有铁磁性。四、论述题：（本题共两题，共20分）