功能材料历年期末考试题

1、四川大学历年功能材料期末考试题总结基本概念：功能材料：功能材料是才旨那些具有优良的电学-磁学、光学-热学、高学-力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。液晶：液晶是介于晶态和液态之间的一种热力学稳定的过渡中间相态，它既具有晶态的各向异性，又具有液态的流动性阻尼合金：阻启台金是一种阻尼（内耗）大，能使振动迅速衰减的特种金属材料，也称减振合金、防振台金、消声合金.哑C金属等。弹性反常：一般金属尺合金的弹性模*随温度升高而降低，即阻VQ这是弹性模詈一温度关系的正常变化。但是某些铁磁性材料在一定温

2、度范围内弹性模随温度的变化很小（？E0），甚至增加（3已0）。这是弹性模*-温度关系的反常变化，称为弹性反常。弹性后效：理想的弹性材料在弹性变形范围内，应力和应变的关系服从虎克定律。但在实际弹性材料发生弹性变形时，会产生应变落后于应力，且与时间有关。这个现象称为弹性后效。热双金属：热双金属（thurmobimdal）是指由两个（或多个）具有不同热膨胀系数的金属或合金组元层牢固地结合在一起的复合材料。非平衡载流子：在外界作用下（光照.电化学法），半导体中的自由电于浓度n和空穴浓度P都赠偏离平衡值，多出来的这部分载流于称为非平衡载流于，即过剩的载流亍。载流子寿命：在热平衡条件下，电于不断地由价带激

3、发到导带，产生电于空穴对，与此同时，它们又不停地因复合而消失。平衡时，电于与空穴的产生率等于复合率，从而使半导体中载流子的密度维持恒定。载流子间的复合使载流于逐渐消失，这种载流于平均存在的时w,就称之为载流于寿命。精品漂移迁移率：半导体内自由电于或空穴在单位电场作用下漂移的平均速度，简称迁移率。便尔效应：将有电流通过的固体样品于均匀磁场中，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场组成的平面方向会形成一稳定的横向电场，这个现象称为霍尔效应。PN的击穿：当反向偏压升到某一电压值时，反向电流急剧增大，称为击穿，其电压为击欧姆接触：欧姆接触是才旨金属与半导体的接触，而其接触面的电阻值远小于半导体本

4、身的电阻，使得组件操作时，大部分的电压降在活动区（Activeregion）而不在接触面。磁阻效应：某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。压电效应：某些材料在机械力作用下产生变形，引起表面带电的现象，而且其表面电荷密度与应力成正比，这称为正压电效应。反之，在某些材料上施加电场，会产生机械变形，而且其应变与电场强度成正比，这称为逆压电效应。e里温度：是才.旨材料可以在铁磁体和顺磁体二间改变的温度，即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。自发极化：在一定温度范围内、单位晶胞内正负电荷中心不重合，形成偶极矩，呈现象极性。这种在无外电场作用下存在的极化现象称为自发极化电畴：具有自发极化

5、的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域，称为电畴。压敏电压：压敏电阻的电流为1mA时所对应的电压作为1随U迅速上升的电压大小的标准，该电压用ClmAS示，称为压敬电压。漏电流：应用压敏电阻器的线路、设备.仪器正常工作时，所流过压敏电阻器的电流，是描写预击穿区伏安特性的参数吸附：当气相或液相中的分于（或原于、离于）碰a在固体表面时,由干它们之间的相互作用，使一些分于（或原于、离于）停留在固体表面，造成这些分于（或原于、离于）在固休表面上的浓度比在气相或液相中的浓度大的现象。光吸收系数：用白光通过玻璃中每厘米路程内的透过率T的自然对教负值表示。色散：玻璃的折射率随入射光波长不同而改变的现象光致

6、变色：光致变色是指一个化合物在适当波长的光辐照下，可进行特定的化学反应或物理效应，获得产物B,由于结构的改变导致其吸收光谱（颜色）发生明显的变化，而在另一波长的光照射或热的作用下，产物B又能恢复到原来的形式。受激辐射：处于激发态的发光原于在外来辐射场的作用下，向低能态或基态跃迁时，辐射光于的现象。思考题：1 .简述贮氢合金（储氢材料）的贮氢原理及其潜在应用。答：贮氢材料在室温和常压条件下能迅速吸氢（H并反应生成氢化物，使氢以金属氢化物的形式贮存起来，在霍要的时候，适当加温或“成小压力使这些贮存著的氢释放出来以供使用。可用于氢的贮存或运输、催化剂、发展视氢电池.静态压缩机、热泵.温度传感器控制器

7、等。2 .简述形状记忆合金的形状记忆原理和条件。答：每片马氏体形成时都伴有形状的变化。这种台金在单向外力作用下，其中马氏体顺应力方向发生再取向，即造成马氏体的择优取向。当大部分或全部的马氏体都采取一个取向时，整个材料在宏观上表现为形变。将变形马氏体加热到As点以上，马氏体发生逆转变，因为马氏体晶体的对称性低，轶变为母相时只形成几个位向，甚至只有一个位向母相原来的位向。尤其当母相为长程有序时，更是如此。当自适应马氏体片群中不同变体存在强的力学偶时，形成单一位向的母相倾向更大。逆转变气成后，便聂全回复了原来母相的晶体，宏观变形也气全恢复。一般地说，形成有序晶格和热弹性马氏体相变是形状记忆合金的基本

8、条件。3 .简述高温合金提高热强性途径答：（1）基体强化（2）第二相沉淀强化（3）晶界强化（4）氧化物弥散强化4 .简述高温合金基体元素选择的理由。答：化学检定性较高.相检定性最好.晶体结构单一5 .筒述非晶合金的性能优势和缺点。答：高强度，良好的软磁性凡耐腐蚀性能。其缺点主要表现在两方面，一是由于采用急冷法制笛材料，使其厚度受到限制；二是热力学上不检定，受热有晶化倾向。解决的办法主要是采取表面非晶化尺微晶化。6 .分类简述阻尼合金的实现阻尼的机理。答：宏观上连续的材料会在微观上因应力或交变应力的作用产生分于或晶界之间的位错运动、塑性滑移等，产生阻尼。7 .获得恒弹性合金的条件。答：合金必须存

9、在弹性反常以补偿弹性模*随温度的正常变化&从热力学和结晶学角度，如何提高合金的非晶形成能力。答：（1）组元原子半径差超过10%（尺寸效应），可以构成更紧密的无序堆枳，更小的流动性。（2）组元元素的电负性有一定的差异（合金化效应），差异过大易形成稳定的化合物，过小不易形成非晶体。（3）一般处于相图上的共晶或包晶点成分附近，因而熔点较低，结构复杂。（4）提高非晶态的玻璃化温度Tg,使合金更容易直接过冷到玻璃化温度Tg以下而不结晶。（5）增大熔体的粘度和结构的复杂性，提高原于迁移的激活能，使其难于结晶。（6）降低非均匀形核率。9 .筒述PN结是如何产生电容效应？答：PN结区在正向偏压下，随著外加电压

10、的增加，势垒区的电场减弱，宽度变窄，空间电荷数S减少；但在反向偏压下，随着外加电压的增加，势垒区的电场加强，宽度变厚，空间电荷数*增加，这种情况类似于边界在充、放电。因此，势垒区空间电荷教fi随外加电压变化会产生电容效应，这是PN结区的势垒电容。10 .何谓塞贝克效应和帕尔帖效应？两者有什么关系？答：塞贝克效应(Secbcckeffect):由于两种不同半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象，又称作第一热电效应。珀尔帖效应(PclHcreffect):电流流过两种不同导体的界面时，将从外界吸收热量，或向外界放出热量的现象，又称作第二热电效应0珀尔帖效应可以视为塞贝克效应的反效应11

11、 .何谓电滞回线？0出铁电体的电滞回线。答:在较强的交变电场作用下，铁电体的极化强度P随外电场E呈非线性变化，而且在一定的温度范围内，P表现为电场E的双值函数，呈现出滞后现象，这第一次晟化以后的极化卜P-E回线称为线。d?12 .具有压电性的晶体为什么不一定具有热释电性?答：热释电体必须有唯一极轴，而压电体则不要求；还有热释电体的热释电效应是因温度变化而引起的13 .简述微晶玻璃与玻璃和陶瓷的区别。答：微晶玻璃是90%95%的细小晶体相和少*参与玻璃相组成；陶瓷是主晶相、气相，和玻璃相，其中主晶相占比例最大；玻璃是则是以玻璃相为主14 .筒述物理吸附与化学吸附的区别?答：物理吸附没有化学反应，

12、利用活性炭等物质由于其疏松多孔的结构，耒面积很大，因此就会像吸附灰尘或烟化学吸附是利用物质的化学性质使吸附剂和被吸附物结合而达到纯化的作用15 .简述软磁材料的特性答：高的磁导率和磁感应强度；矫顽力和磁滞损耗低；电阻率较高；反复磁化和退磁时产生的涡流损耗小16 .筒述微晶玻璃的形成原理。答：玻璃从液态冷却下来，将通过一温度区间，在该温度区玻璃将发生析晶。在该温度以下,由于粘性流动速度太慢，不允许析晶所需的原于发生重排，一般玻璃处于非晶态。通过将E成形的玻璃，重新加热到析晶温度区，控制结晶的发生，使离于以原于级进行混台,在低温下发生连续成核和晶化，获得微晶玻璃。17,光色玻璃的变色机理是什么?答

13、：材料在触忑到光或被光遮断时，其化学结构发生变化，可视部分的吸收光谱发生改变，这种可逆或不可逆的显色、消色的现象。照射时产生吸收而变暗，照射停止后1&超导现象的三大临界条件答：临界温度Tc、临界电流k、临界磁场He19 .永磁材料的结构特征答：其矫顽磁力较大，磁滞回线较宽。20 .阻止W瓷脆性断裂时裂纹扩展的方法有哪些？答：1分散裂纹尖端应力、2消耗裂纹扩展的能4,增大裂纹扩展所需克服的能垒、3转换裂纹扩展的能i21 .产生材料导电性能差异的原因答：材料导电性能的不同赠因为其能带结构不同。22,简述N型半导体是如何形成的？答：本征半导体掺入五价元素后，四价的半导体原于被杂质原于代替，五价元素最外层有5个价电于，其中4个用来与周围原亍结台成共价犍，多余的一个，因不在共价键中，所受束很小，常温下，即可脱离原于束搏成为自由电于。23 .筒述P型半导体是如何形成的？答：本征半导体掺入三价元素时，S为三价元素晨外层只有三个价电亍，要结台成四对共价犍时，少一个价电于，必然出现一个空位，使半导体具笛空穴导电的条件。24 .构W瓷的相变增韧机制有哪些？答：1应力诱导相变增韧、2微裂