材料物理答案全.docx

u 选择题（每小题2分，共20分）1. 材料的硬度取决于CA. 显微结构 B.裂纹 C. 化学组成和物质结构 D. 杂质2.下列不属于激光工作物质的是CA. CaWO3Nd2+ B. Y3Al2O3/Nd3+ C. Y3Al3O2Ce3+ D.La2O2SNd3+3.下列关于磁性材料说法中，不正确的是dA. 磁性材料都有抗磁性，因为它+弱，只有当其它类型的磁性完全消失时才能+ B. 抗磁体和感磁体对于磁性材料应用来说都视为无磁性 C. 材料是否具有铁磁性取决于原子是否具有的未成对电子以及原子在晶格中的排列方式 D.亚铁磁性在宏观性能上与铁磁性类似，区别在于亚铁磁性材料的饱和磁化强度比铁磁性的高4.下列元素中常用作稀土发光材料激活剂的是AA. Eu3+ B. Y3+ C. Lu2+ D. La3+6.一般硅酸铝箔的性能为#1=4*104K, #2=7*104Nw2 #3=4*104Nw2 u=0.5, 其第一热冲击断裂因子R1为 CA. 234.6K B. 242.8K C. 162K D. 183K9.下面列举的磁性中属于强磁性的是BA顺磁性 B. 亚铁磁性 C. 反铁磁性 D. 抗磁性10.下列属于抗磁性材料的是DAFe B. Ni C. Dy D. Znu 填空题（每小题1分，共20分）1. 压电功能材料一般利用压电材料的压电功能、热释电_功能、_电致伸缩_功能或电光功能 。2. 半导体材料的导电率取决于材料中的_自由电子_和_空穴_。3. 自发磁化的物理本质是_电子间的静电交换相互作用_。材料具有铁磁性的充分必要条件为（1）必要条件材料原子中具有未充满的电子壳层,即原子磁矩_、_和（2）充分条件_交换能积分常数A0_。4. V族杂质在硅酸中电离，放出电子产生导电导子形成正点中心，称为 施主杂质_。释放电子的过程称为_施主电离_。依靠 导带电子导电_的半导体称为n型半导体。5. 荧光材料由_基质_和_激活离子_组成，前者的主要作用是为后者提供一个合适的晶格场。6. 电子电导的特征是具有_霍尔效应_。7. 应变用来表征材料受力时内部各质点之间的相对位移，对于各向同性材料，有三种基本的应变类型，分别是拉伸应变_、_剪切应变_和_压缩应变_。8. 裂纹有三种扩展方式：张开型_、_滑开型_和_撕开型_。9. +u 判断题（每小题2分，共20分）1. 金属材料其价电子数越高，则参与导电的电子数越多，电阻率越低 X2. 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 X3. 凡是铁电体一定同时具备压电效应和热释电效应 4. 厚度大于5厘米的金属薄膜均不能透光5. 形成磁畴是为了降低系统的能量，主要是降低退磁能和磁弹性能。6. 关于高温蠕变性能，蠕变发生的机理与应力水平无关。X7. 体膨胀与定容热容成正比，在低温下随温度升高急剧增大，而到高温则趋于平缓。8. 原子磁矩不为零的必要条件是存在未填满的电子层。u 简答题（每小题4分，共20分）1. 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？ 热缺陷是由于晶体中的原子(或离子)的热运动而造成的缺陷。从几何图形上看是一种点缺陷。热缺陷的数量与温度有关，温度愈高，造成缺陷的机会愈多。晶体中热缺陷有两种形态，一种是肖脱基(Schotty)缺陷，另一种是弗仑克尔(Frenkel)缺陷。 弗仑克尔缺陷，空位或填隙离子的浓度： Nf=Nexp(Ef/2kT) N-单位体积内离子的格点数。 肖特基缺陷，空位的浓度： Ns=Nexp(Es/2kT) N-单位体积内正负离子对数 本征电导：弗伦克尔缺陷；肖特基缺陷；杂质导电：填隙杂质或置换杂质2. 右图为材料的拉伸应力及其应变示意图，请说明从O点到E各段曲线变化 3. 简述提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施。(1) 提高材料的强度sf，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rm。4. 试用晶体能带理论说明金属、半导体、绝缘体的导电性质。对于金属，其元素通常存在着能带的重叠区，因此无论价带是半满的或是全满的情况下，价电子均有跃迁到高能级上去的余地，即价带顶部的一些电子容易被外电场加速，因而呈现出良好的导电性。 对于半导体，其能带结构特点也是价带为满带，满带和空带之间存在一个禁带，但禁带较窄。在温度高于0K时，满带中有少量受热激活能跃迁到导带中去，因此在电场作用下呈现一定的导电性，但毕竟导带中的电子浓度很小，故只呈现半导体的导电性质。 对于绝缘体，价电子填满自己的能带（价带），电子在价带中无活动的余地。上面相邻的是一个很宽的禁带，即使绝缘体施加外电场，电子要越过宽的禁带到达上面的空带是很难的，而要有未填满的允带才能导电，所以绝缘体几乎不呈现导电性，只有当施加极大的电场时，才有可能使一些处于价带顶部的电子跃过禁带而进入空带中去，这就是“击穿现象”。5. 试画出完全的磁滞回线，并说明Hs,Bs,Ms.Mr以及-Hc各个物理量的名称和物理意义。 看图 Hs：饱和磁场强度 Bs：饱和磁感应强度 Ms：饱和磁化强度 Mr：剩余磁化强度 Hc:矫顽力u 计算题（共20分）1. 康宁1273玻璃(硅酸铝玻璃) 具有下列性能参数：=0.021 J/(cms。), a=4.6106 op=7.0 kg/mm2. E=6700kg/mm2 . v=0.25。求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。（5分）解： 2. 陶瓷体积百分比为95%的Al2O3（E=38