无机材料物理性能复习资料

1、、名词解释 塑性形变： 指一种在外力移去后不能恢复的形变延展性 ：材料在经受塑性形变而不破坏的能力称为材料的延展性黏弹性：一些非晶体和多晶体在受到比较小的应力作用时可以同时表现出弹性和 粘性，这种现象称为黏弹性 滞弹性：对于实际固体，弹性应变的产生与消除都需要有限的时间，无机固体和 金属表现出的这种与时间有关的弹性称为滞弹性蠕变：当对黏弹性体施加恒定压力 时，其应变随时间增加而增加。这种现象叫蠕变，此时弹性模量 Ec 也将随时间而减小Ec (t) = 00/ e (t)弛豫：如果施加恒定应变 e，则应力将随时间而减小，这种现象叫弛豫。此时弹性模量 Er 也随时间降低 Er= 0( t)/e0G

2、rffith 微裂纹理论： 实际材料中总是存在许多细小的裂纹或缺陷；在外力作用 下，这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象；当应力到达一定程度时，裂纹的扩 展导致了材料断裂。 (为什么某物质尖端易断？) 攀移运动 ：位错在垂直于滑移面方向的运动称为攀移运动。热容： 描述材料中分子热运动的能量随温度而变化的一个物理量，定义为使物体温度升高 1K 所需要外界提供的能量。德拜热容理论(德拜三次方定律)：在高于德拜温度B d时，热容趋于常数25J/(mol K)，而在低于Bd时热容则与T3成正比。热稳定性： 是指材料承受温度急剧变化而不破坏的能力，又称抗热震性。抗热冲击断裂性能：材料发生瞬时断裂，抵抗这类

3、破坏的性能为抗热冲击损伤性能 ：在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落，并不断发展，最终破裂或变质，抵抗这类破坏的性能为本征电导（固有电导）：晶体点阵中基本离子的运动，称为电介质的极化：电介质在电场作用下产生束缚电荷，也是电容器贮存电荷能力增 强的原因。居里温度：是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁磁体从铁磁相 转变成顺磁相的相变温度。也可以说是发生二级相变的转变温度。低于居里点温 度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温 度时，该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。二、填空晶体中的塑性形变有两种方式：滑移和孪晶滑移系统包括滑移方向

4、和滑移面影响粘度的因素：温度、时间、组成影响热导率的因素：温度、显微结构、化学组成、反射分为：全反射、漫反射、镜面反射载流子：电子、空穴、正离子、负离子、空位金属材料电导的载流子是自由电子无机非金属材料电导的载流子可以是电子、电子空穴、或离子、离子空位、非金属材料按其结构状态可以分为晶体材料与玻璃态材料杂质半导体：n型半导体（五价元素原子取代四价原子），p型半导体（三价元素 原子取代四价原子）超导特性：完全抗磁性在超导体内永远保持磁感应强度为零迈斯纳效应与零电阻 现象是超导体的两个基本特性提高材料透明度：细：细化晶粒密：减小气孔纯：减少杂质匀：个方向均匀，减少散射 薄：吸收层散射层厚度薄 平：

5、吸收层减少界面反射提高材料韧性：细：细化晶粒 密：减小气孔 纯：减少杂质 匀：受力均匀三、简答or论述高温蠕变曲线阶段1d6二阶取塢査* 4f第一阶段峪变¥ 2皑0一黑性伸怅o 100100 W «0 500 MK时间/hBl. 13孀变曲线(1) oa在外力作用下发生瞬时弹性形变At nd(2) ab蠕变减速阶段。特点是应变速率随时间递减，其规律可表示为 "dt(3) be稳定蠕变阶段。特点是蠕变速率几乎保持不变，即ds/dt - k常数) s-kt(4) ed加速蠕变阶段。 特点是应变率随时间增加而增加，最后到 d点断裂 影响蠕变的因素(1)温度：温度升高，蠕

6、变增大。因为 升高，位错运动和晶界错动加快，扩 散系数增大。(2 )应力：蠕变随应力增加而增大，若对材料施加压应力，则增加了蠕变的阻 力。(3)显微结构的影响：气孔率增加，蠕变率增大。晶粒越小，蠕变率越大。玻 璃相含量高，蠕变率增大；玻璃相对蠕变的影响取决于玻璃相对晶相的湿润程度， 不湿润V完全湿润。（4）组成：组成不同的材料其蠕变行为不同。即使组成相同，单独存在和形成 化合物，其蠕变行为不一样。（5）晶体结构：共价键结构程度增加，扩散及位错运动降低，抗蠕变性能就较 好。 滑移和攀移的区别： 滑移通过剪应力作用在一定滑移系统上进行， 与外力有关， 而攀移是通过扩散进行的， 与晶体中的空位和间隙

7、原子的浓度及扩散系数等有关。 热膨胀机理： 质点偏离平衡位置时由于斥力与引力变化不同，使得引力大于斥 力，随着温度升高，振幅增大，产生的热振动越剧烈，宏观上表现为热膨胀。 金属非金属晶体滑移难易的比较： 金属由一种离子组成，金属键无方向性，结 构简单，滑移系统多，非金属组成复杂，共价键或离子键有方向，结构复杂，滑 移系统少。为什么采用折射率和玻璃相近的胶将玻璃粘起来？ 除了最外和最内的表面是玻璃和空气的相对折射率外， 内部各界面都是玻璃和胶 较小的折射率，从而大大减小了界面的反射损失。 固体材料热传导的微观机理（micro-mecha nism）气体导热 质点间直接碰撞；金属导热 自由电子间碰

8、撞；固体导热一一晶格振动（格波）=声子碰撞，并且格波分为声频支和光频支两类。 提高抗热冲击断裂性能的措施1.提高材料强度 减小弹性模量E,使c/E提高。2 .提高材料的热导率入，使R提高。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。 提高材料透光性的措施1 .提高原材料纯度2 .掺加外加剂：目的是降低材料的气孔率，气孔由于相对折射率的关系，其影响程度远大于杂质等其它结构因素。3 .工艺措施：采取热压法比普通烧结法更便于排除气孔，因而是获得透明陶瓷 较为有效的工艺，热等静压法效果更好。 闪电，打火机产生的原因：当施加于电解质上的电场强度或电压增大到一定程度

9、时，电解质就由介电状态变为导电状态，这一突变现象称为电解质的击穿。?电滞现象与电滞回线（以钛酸钡为例）温度较鬲时,电极 化强度与电场强度 成正比。温度较低时，电极化强度与 电场强度不成正比，而是滞 后于电场强度的变化，形成 电滞回线。?磁滞现象与磁滞回线緘滞：指扶廢材料的趙性状态变化时，曲化 强岌滞后f磁场強度，它的麒通密度B与磁场 强度H之间雀现班滞回线关系剩堪门踐滞回线屮.外礙场减小为零甘，铁錢巫所具為的礙感应强度输颁力Hx为使剩罐降低为零而施加的反向 外班场强度磁致扌负耗二抉磁材料在磁化过程申由巩滞现 象引起的能竜狽转山经一次循环*矮滞损耗 警于磁滞回蝇的面积动态備化曲踐（礙滞冋线?铁电

10、体的物理效应：压电效应、热释电效应、电致伸缩效应、光学效应压电效应：正压电效应、逆压电效应正压电效应（顺压电效应）：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形 时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又 重新恢复不带电状态的现象。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。逆压电效应（电致伸缩效应）：当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就 在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也 随之消失的现象。热释电效应：温度引起自发极化强度发生 变化,从而在它们的两端产生异号的束缚 电荷,这种现象称为热释电效应。电致伸缩效应：在压电体中外电场还可

11、以引起另一种类型的应变，其 大小与场强 成比例，当外场反向时应变正负亦反号。后者是压电效应的逆效应，不是电致伸缩。外电场所引起的压电体的总应变为 逆压电效应与电致伸缩效应之和?超导态的临界参数 （Tc、Jc、He ）温度（Tc）超导体必须冷却至某一临界温度以下才能保持其超导性。临界电流密度（Jc）通过超导体的电流密度必须小于某一临界电流密度才能保持超导体的超导性。临界磁场（He） 施加给超导体的磁场必须小于某一临界磁场才能保持超导体的超导性。四、计算元素的热容定律一一杜隆一珀替定律：恒压下元素的原子热容为Cp=25 J/（mol K）表3.1部分轻元素的原子热容：元索HBC0FSiPSCJ9.61137.516.720,915,922.522520,4另一个是化合物的热容定律 一一柯普定律:化合物分子热容等于构成该化合物各元素原子热容之和。 理论解释：C=岔c。 其中，ni =化合物中元素i的原子数；ci =元素i的摩尔热容。【一克物质的热 容称为比热容单位是J/（gK）, 摩尔无知的热容称为摩尔热容单位是 J/（mol K）】气孔的弹性模量 在两相系统中，假定组成材料的两相具有相同的泊松比，在外力作用下两相的应 变相同，根据力的平衡条件，可得到(上限模量Eu)Eu=E1V1