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XX年无机材料物理性能试题及答案 无机材料物理性能课程想要学得好就要多做一些试题以下是阳光网小编为大家收集到的XX年无机材料物理性能试题希望对大家有帮助 (18) 1.声子的准粒子性表现在声子的动量不确定、系统中声子的数目不守恒 2.在外加电场E的作用下一个具有电偶极矩为p的点电偶极子的位能U=pE该式表明当电偶极矩的取向与外电场同向时能量为最低而反向时能量为最高 3.TC为正的温度补偿材料具有敞旷结构并且内部结构单位能发生较大的转动 4.钙钛矿型结构由5个简立方格子套购而成它们分别是1个Ti、1个Ca和3个氧简立方格子 5.弹性系数ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小 6.按照格里菲斯微裂纹理论材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量而是决定于裂纹的大小即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度 7.制备微晶、高密度与高纯度材料的依据是材料脆性断裂的影响因素有晶粒尺寸、气孔率、杂质等 8.粒子强化材料的机理在于粒子可以防止基体内的位错运动或通过粒子的塑性形变而吸收一部分能量达从而到强化的目的 9.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大产生很大的内应力使坯体产生微裂纹 10.裂纹有三种扩展方式：张开型、滑开型、撕开型 11.格波：晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波 (12) 自发极化：极化并非由外电场所引起而是由极性晶体内部结构特点所引起使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩这种极化机制为自发极化 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用不仅取决于组分、结构在很大程度上受到 微观缺陷、显微结构的影响包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性能等 电子的共有化运动：原子组成晶体后由于电子壳层的交叠电子不再完全局限在某一个原子上可以由一个原子的某一电子壳层转移到相邻原子的相似壳层上去因而电子可以在整个晶体中运动这种运动称为电子的共有化运动 平衡载流子和非平衡载流子：在一定温度下半导体中由于热激发产生的载流子成为平衡载流子由于施加外界条件(外加电压、光照)人为地增加载流子数目比热平衡载流子数目多的载流子称为非平衡载流子 (13) 1.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? 答：正是因为非长程有序许多原子并不在势能曲线低谷;在高温下有一些原子键比较弱只需较小的应力就能使这些原子间的键断裂;原子跃迁附近的空隙位置引起原子位移和重排不需初始的屈服应力就能变形粘性流动因此玻璃在高温时能变形 2.有关介质损耗描述的方法有些?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 3.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c(3)减小材料的热膨胀系数a(4)减小表面热传递系数h(5)减小产品的有效厚度rm 4.产生晶面滑移的条件?并简述其原因 答：产生滑移的条件：面间距大;(面间作用力弱)每个面上是同一种电荷的原子相对滑动面上的电荷相反;(滑移时没有静电斥力的作用)滑移矢量(柏格斯矢量)小(消耗能量小容易滑动) 5.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? 答：陶瓷多晶体的塑性形变不仅取决于构成材料的晶体本身而且在很大程度上受晶界物质的控制因此多晶塑性形变包括以下内容：晶体中的位错运动引起塑变;晶粒与晶粒间晶界的相对滑动;空位的扩散;粘性流动在常温下由于非金属晶体及晶界的结构特点使塑性形变难以实现又由于在材料中往往存在微裂纹当外应力尚未使塑变以足够的速度运动时此应力可能已超过微裂纹扩展所需的临界应力最终导致材料的脆断 (30) 1.多晶多相无机材料中裂纹产生和快速扩展的原因?有些防止裂纹扩展的措施? 答：裂纹产生的原因(1)由于晶体微观结构中存在缺陷当受到外力作用时在这些缺陷处就引起应力集中导致裂纹成核例如位错在材料中运动会受到各种阻碍：(2)材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面型纹这种表面裂纹最危险裂纹的扩展常常由表面裂纹开始(3)由于热应力而形成裂纹大多数陶瓷是多晶多相体晶粒在材料内部取向不同不同相的热膨膨系数也不同这样就会因各方向膨胀(或收缩)不同而在晶界或相界出现应力集中导致裂纹生成(4)由于晶体的各向异性引起如弹性模量的各向异性导致晶粒间存在一应力如果该应力超过材料的强度则出现微裂纹快速扩展的原因按照格里菲斯微裂纹理论材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量而是决定于裂纹的大小即是由最危险的裂纹尺寸(临界裂纹尺寸)决定材料的断裂强度一旦裂纹超过临界尺寸裂纹就迅速扩展而断裂因为裂纹E扩展的动力 而起始扩展G就愈来愈大于4直到破坏所以对于脆性材料裂纹的起始扩展就是破坏过程的临界阶段因为脆性材料基本上没有吸收大量能量的塑性形变防止裂纹扩展的措施微晶、高密度与高纯度、预加应力、化学强化、相变增韧、韧性相(如金属粒子)弥散于材料中增韧、纤维增强复合材料等 2.比较同一组成的单晶、多晶、非晶态无机材料的热导率随温度的变化 答：无机材料的热导主要为低温下的声子传导和高温下的光子传导.(1)影响热传导性质的声子散射主要机构有：声子间的碰撞过程;点缺陷的散射;晶界散射;位错的散射(2)对于晶体在低温下仅考虑声子间的碰撞碰撞的几率正比于exp(?D/2T)而声子平均自由程正比exp(?D/2T)即温度越高平均自由程越小同时热容又与温度的三次方呈正比因此晶体的热导率于温度在低温时有一峰值随着温度的升高平均自由程小到原子的大小数量级不能再小而热容在高温为一常数因此在高温晶体的热导率不随温度发生变化但随着温度继续升高光子传热不可忽略而光子的热导率与温度的三次方呈正比因此热导率随温度提高而增大对于同组成的多晶体由于晶粒尺寸小、晶界多、缺陷多、晶界处杂质多对声子散射大因此多晶体与单晶体同一种物质多晶体的热导率总比单晶小对于非晶态相可以把其看作直径为几个晶格间距的极细晶粒组成的多晶体因此其平均自由程很小而且几乎不随温度发生变化因此热导率仅随热容发生变化(3)单晶和非晶态的热导率随温度变化的关系如图所示(图略)非晶体的声子导热系数在所有温度下都比晶体小;两者在高温下比较接近;两者曲线的重大区别在于晶体有一峰值由于非晶体材料特有的无序结构声子平均自由程都被限制在几个晶胞间距的量级因而组分对其影响小 3.分析各种电极化微观机制对介电常数的影响 答：组成物质的带正、负电的粒子如电子、离子等都会在外电场的作用下发生位移形成偶极矩或通过转向表现出宏观极化强度这些过程的完成可以分为两种：第一种弹性的、瞬间完成的、不消耗能量的位移式极化;第二种与热运动有关其完成需要一定的时间且是非弹性的需要消耗一定能量的的松弛极化因此电极化微观机制有电子位移极化、离子位移极化、电子、离子松弛极化、空间电荷极化、转向极化等通过材料的极化率?、极化强度P和介电常数?r间的关系：P=?0(?r1)EP=?0?E分析可知容易极化的材料其介电常数也大因此材料的极化都会提高其介电常数但是由于各种极化现象所需的时间不同是否能发生极化与该极化机制和外加电场的频率有关电子位移激化时间短其极化范围在直流与光频间即高于光频的电场不能使电子发生位移极化小于光频的电场可以使电子发生位移极化