《材料物理性能》测试题汇 .docx

《《材料物理性能》测试题汇 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《材料物理性能》测试题汇 .docx（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品名师归纳总结材料物理性能测试卷1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常实行的两种方法是：、2、列举三种你所知道的热分析方法：、3、磁各向异性一般包括、 、等。4、热电效应包括效应、效应、效应，半导体制冷利用的是效应。5、产生非线性光学现象的三个条件是、。6、激光材料由和组成，前者的主要作用是为后者供应一个合适的晶格场。7、压电功能材料一般利用压电材料的功能、功能、功能、功能或功能。8、拉伸时弹性比功的运算式为，从该式看，提高弹性比功的途径有二：或，作为减振或储能元件，应具有弹性比功。9、粘着磨损的形貌特点是，磨粒磨损的形貌特点是。10、材料在恒变形的条件下，随着时间的延长，弹性应力逐步的现

2、象称为应力放松，材料抗击应力放松的才能称为。1、导温系数反映的是温度变化过程中材料各部分温度趋于一样的才能。2、只有在高温且材料透亮、半透亮时，才有必要考虑光子热导的奉献。（）（）3、原子磁距不为零的必要条件是存在未排满的电子层。4、量子自由电子理论和能带理论均认为电子随能量的分布听从FD分布。（）（ ）5、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上升而增大。（）6、直流电位差计法和四点探针法测量电阻率均可以排除接触电阻的影响。（）7、由于严格的对应关系，材料的发射光谱等于其吸取光谱。（）8、 凡是铁电体肯定同时具备压电效应和热释电效应。（ ）9、硬度数值的物理意义取决于所采纳的硬

3、度试验方法。（）10、对于高温力学性能，所谓温度高低仅具有相对的意义。（ ）1、关于材料热容的影响因素，以下说法中不正确选项（ ）A热容是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义。B 试验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述。C 德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化。D 材料热容与温度的精确关系一般由试验来确定。2、 关于热膨胀，以下说法中不正确选项（ ）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上升，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

4、相同。3、下面列举的磁性中属于强磁性的是（ ）A 顺磁性B亚铁磁性C反铁磁性D抗磁性4、关于影响材料铁磁性的因素，以下说法中正确选项（ ）A 温度上升使得 MS、BR、HC均降低。B温度上升使得 MS、 BR 降低， HC上升。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结C 冷塑性变形使得和H C均上升。D冷塑性变形使得和H C均降低。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结5、下面哪种效应不属于半导体敏锐效应。（）A 磁敏效应B热敏效应C巴克豪森效应D压敏效应6、关于影响材料导电性的因素，以下说法中正确选项（ ）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上升。

5、B 冷塑性变形对金属电阻率的影响没有肯定规律。C “热塑性变形退火态的电阻率”的电阻率高于“热塑性变形淬火态”D 一般情形下，固溶体的电阻率高于组元的电阻率。7、下面哪种器件利用了压电材料的热释电功能（）A电控光闸B红外探测器C铁电显示器件D晶体振荡器8、下关于铁磁性和铁电性，下面说法中不正确选项（）A 都以存在畴结构为必要条件B都存在矫顽场C 都以存在畴结构为充分条件9、以下硬度试验方法中不属于静载压入法的是D都存在居里点（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A 布氏硬度B肖氏硬度C洛氏硬度D显微硬度10、关于高温蠕变性能，以下说法中不正确选项（）A 蠕变发生的机理与应力水平无

6、关。B粗化晶粒是提高钢长久强度的途径之一。C 放松稳固性可以评判材料的高温预紧才能。D蠕变的热激活能与材料的化学成分有关。四、简答题（每题6 分，共 30 分）：1、以杜隆珀替定律为例，简要回答热容模型的推导步骤。2、直接交换作用是如何说明自发磁化现象的？3、什么是霍耳效应，简要回答其在电学性能中的应用。4、如何懂得反射系数和折射率的关系？5、以 BaTiO3 晶体为例，简要说明热运动引起的自发极化。铁磁性材料的技术磁化过程分为哪几个阶段，请用简图表示并用文字简洁说明各阶段的含义，指出如何从该图求得自发磁化强度。压电体： 某些电介质施加机械力而引起它们内部正负电荷中心相对位移，产生极化， 从而

7、导致介质两端表面内显现符号相反的束缚电荷。在肯定应力范畴内，机械力与电荷呈线性可逆关系这类物质导体：在外电场的作用下，大量共有化电子很易获得能量，集体定向流淌形成电流的物体半导体：能带结构的满带与空带之间也是禁带，但是禁带很窄，导电性能介于导体和半导体之间的物体 绝缘体：在外电场的作用下，共有化电子很难接受外电场的能量，难以导通电流的物体热电效应：当材料存在电位差时会产生电流，存在温度差时会产生热流的这种现象电光效应：铁电体的极化能随E 而转变，因而晶体的折射率也将随E 转变，这种由外电场引起晶体折射率的变化一般吸取：在光学材料中，石英对全部可见光几乎都透亮的，在紫外波段也有很好的透光性能，且

8、吸取系数不变的这种现象 挑选吸取 :对于波长范畴为3.5 5.0 m的红外光却是不透亮的，且吸取系数随波长猛烈变化的这种现象发光效率：发光体把受激发时吸取的能量转换为光能的才能受激辐射： 当一个能量满意 hv=E2-E1 的光子趋近高能级E2 的原子时， 入射的光子诱导高能级原子发射一个和自己性质完全相同的光子的过程因瓦效应：将与因瓦反常相关联的其它物理特性的反常行为简答题电介质导电的概念、具体类别、来源。概念：并不是全部的电介质都是抱负的绝缘体，在外电场作用下，介质中都会有一个很小的电流类别：一类是源于晶体点阵中基本离子的运动，称为离子固有电导或本征电导，这种电导是热缺陷形成的，即是由离子自

9、身随着热运动 的加剧而离开晶格点阵形成。另一类是源于结合力较弱的杂质离子的运动造成的，称为杂质电导来源（导电方式） ：电子与空穴（电子电导） 。移动额正负离子电导（离子电导）。对于离子电导，必需需要指出的是：在较低场强下，存在离子电导。在高场强下，出现电子电导。硬磁材料与软磁材料各自的特点与区分。软磁材料：磁滞回线瘦长，高、 Ms 高、 Hc 小、 Mr 低，如变压器铁芯，常用材料如工业纯铁、硅铁、铁镍合金、铁钴合金等。硬磁（永磁）材料：磁滞回线短粗，低、 Hc 与 Mr 高，常用材料如铁氧体、铝镍、稀土钴、稀土镍合金等，80 岁月进展的 Nd-Fe-B系合金Mr/Ms 接近于 1 的矩形回线

10、材料即矩磁材料是抱负的磁记录材料。请简要回答热电性的三个基本热电效应。电滞回线的各个物理量的名称和物理意义。极化强度 P，外加电场 E，饱和极化强度 Ps，剩余极化强度 Pr ，矫顽电场强度 Ec磁滞回线的各个物理量的名称和物理意义。Hs 称为使磁化强度达到饱和时的磁场强度，饱和磁感应强度Bs， Ms称为饱和磁化强度， Mr 称为剩余磁化强度， 要使 M降至 0，必需施加一反向磁场Hc， Hc 称为磁矫顽力，请基于磁化率给物质磁性分类，并说明各类的物质磁化难以程度。简要回答物质磁性的来源任何物质由原子组成，原子又有带正电的原子核（核子）和带负电的电子构成。核子和电子本身 都 在 做 自 旋 运

11、动，电子又沿肯定轨道绕核子做循规运动。它们的这些运动形成闭合电流，从而产生磁矩。材料磁性的本源是：材料内部电子的循规运动和自旋运动。为什么自发磁化要分很多的磁畴。交换才能图使整个晶体自发磁化至饱和，磁化方向沿着晶体易磁化方向，就使交换能和各向异性能都达到最小值。但必定在端面处产生磁极，形成退磁化场，增加了退磁场能，从而将破坏已形成的自发磁化，相互作用的结果使大磁畴分割为小磁畴，即削减退磁能是分畴的基本动力。分畴后退磁能虽减小，但增加了畴壁能，使得不能无限制分畴。当畴壁能与退磁能之和最小时，分畴停止。（局部的退磁场作用下，显现三角形畴（副畴，塞漏畴），与主磁畴路闭合，削减了退磁能，但增加各向异性

12、能、磁弹性能） 正常情形下，为什么半导体材料的电阻随着温度的上升而降低。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结载流子密度nipiK 1T32 expEg 2kT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结正常情形下，为什么金属的电导率随着温度的上升而降低。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2m1/n e2金属材料随温度上升，离子热振动的振幅增大，电子就愈易受到散射，可认为与温度成正比，就也与温度成正比。 影响金属导电性的因素有哪些。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结为什么金属化合物的导电性要低于单一金属，请基于电离势能方面的差异进行简要说明。（ 1）晶

13、体点阵畸变。 （ 2）杂质对抱负晶体的破坏。 （ 3）影响了能带结构，移动费 M面及电子能态密度和有效电导电子数。 （ 4）影响了弹性常数。过渡金属与贵金属两组元固溶时：电阻反常高，缘由它们的价电子可以转移到过渡金属的尚未被填满的d- 或 f- 壳层中，从而使有效电导的电子数目削减。原子键合的方式发生了变化，其中至少一部分由金属键变为共价键获离子键，使导电电子削减。超导体为什么具有完全的抗磁性。这是由于外磁场在试样表面感应产生一个感应电流，此电流由于所经路径电阻为0，故它所产生的附加磁场总是与外磁场大小相等，方向相反，因而使超导体内的合成磁场为零。由于此感应电流能将外磁场从超导体内挤出，故称抗

14、磁感应电流，又因其能起着屏蔽磁场的作用，又称屏蔽电流。简述本证硅的导电机理。导电机理：在热、光等外界条件的影响下，满带上的价电子获得足够的能量，跃过禁带跃迁至空带而成为自由电子，同时在满带中留下 电子空穴，自由电子和电子空穴在外加电场的作用下定向移动形成电流。简述硅中掺杂硼的导电机理（要有示意图）在本征半导体中，掺入3 价元素的杂质（硼，铝，镓，铟） ，就可以使晶体中空穴浓度大大增加。由于 3价元素的原子只有3 个价电子，当它顶替晶格中的一个4 价元素原子，并与四周的4 个硅（或锗） 原子组成 4 个共价键时，缺少一个价电子，形成一个空位。 由于， 3 价元素形成的空位能级非常靠 近 价 带

15、顶的能量，在价电子共有化运动中，相邻的原子上的价电子就很简洁来填补这个空位（较跃迁 至 禁 带 以上的空带简洁的多） ，从而产生一个空穴。所以每一个三价杂质元素的原子都能接受一个价电子，而在价带中产生一个空穴。简述硅中掺杂砷的导电机理（要有示意图）本征半导体中掺入5 价元素（磷， 砷， 锑）就可使晶体中的自由电子的浓度极大的增加。由于 5 价元素的原子有 5 个价电子，当它顶替晶格中的一个4 价元素的原子时，余下了1 个价电子变成余外的， 此电子的能级特别靠近导带底，特别简洁进入导带成为自由电子，因而导带中的自由电子较本征 半 导 体 显著增多，导电性能大幅度提高。简述介质损耗的几种形式及造成

16、这几种损耗的缘由。介质损耗形式：1） 电导（或漏导）损耗实际使用的电介质都不是抱负的绝缘体，都或多或少的存在一些弱联系带电离子或空穴，在E 作用下产生漏导电流，发热，产生损耗。低场强下，存在离子电导（本征电导和杂质电导）。高场强下，电子电导。2） 极化损耗一方面：极化过程中离子要在E 作用下克服热运动消耗能量，引起损耗。另一方面：放松极化建立时间较长，极化跟不上外E 的变化（特殊是沟通频率较高时），所造成的电矩往往滞后于E，即 E 达最大时， 极化引起的极化电荷未达最大，当E 开头减小时，极化仍连续增至最大值后才开头减小，当E 为 0 时，极化尚未完全排除，当外E 反向时，极板上遗留的部分电荷

17、中和了电源对极板充电的部分电荷，并以热的形式散发，产生损耗。3） 电离损耗 又称游离损耗， 是气体引起的， 含气孔的固体电介质， 外 E 大于气体电离所需的E 时，气体发生电离吸取能量， 造成损耗。剩余极化的形成过程。铁电畴在外电场作用下，总是要趋于与外电场方向一样，这称为电畴的“转向 ”。实际上电畴运动是通过在外电场作用下新畴的显现、进展以及畴壁的移动来实现的，而且由于转向时引起较大内应力，所以这种转向不稳固。当外加电场撤去后，就有小部分电畴偏离极化方向，复原原位，而大部分电畴就停留在新转向的极化方向上，这叫剩余极化。铁电畴转向过程，包括在畴壁邻近的作用过程。在外电场的推动下，电畴会随外电场

18、方向显现转向运动。其运动过程分为新畴成核、进展和畴壁移动来实现。畴：反向电场 （边沿，缺陷处即成核）新畴 尖劈状的新畴向前端进展（因畴前移速度快几个数量级） , 畴不产生应力（因自发极化反平行），一般需耗较大电场能。 畴：对于畴的“转向”虽然也产生针状电畴，但是主要是通过畴的侧向运动来实现。但因晶轴的长缩方向不一样，而产生应力并引起近邻晶胞承担压力。为什么铁电单晶剩余极化值比铁电陶瓷高。实际的铁电体中，必定同时存在畴和畴，并且相互影响，相互牵制。特殊多晶陶瓷中杂质，缺陷，晶粒间界，空间电荷 的存在将给电畴的转向带来电的或机械应力方面的影响，故铁电陶瓷在外电场作用下的定向移动率，通常比铁电单晶的

19、定向率低的多 压电体产生压电效应的机制是什么, 请简要画出压电效应的机理示意图。由于机械作用（应力与应变）引起了晶体介质的极化，从而导致介质两端表面内显现符号相反的束缚电荷。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结综合题引起电介质击穿的形式及其对应物理机制。击穿形式： 1 ）电击穿是一电过程，仅有电子参与。过程：强电场作用下，少数能量高的“自由电子 ”，沿反电场方向运动，形成电 流（漏电流） ，其运动过程中不断碰撞介质内的离子，并将其部分能量传递给离子。当外电压足够高时，“自由电子 ”速度超过某一临界值，就使被撞击的离子电离出一些新电子，即成为 “次级电子 ”，原自由电子与次级电子又从

20、电场中获得能量而加速，又撞击出三级电子，这样连锁反应，造成大量自由电子，形成“电子潮 ”，使贯串介质的电流快速增大，导致介质击穿。2） 热击穿绝缘材料在电场作用下显现各种消耗，部分电能转换为热能，外电压足够高时，产生的热量大于散发热量，温度上升，产生热量进一步增加，这样恶性循环，使材料不断升温，超过肯定限度，介质被烧裂，熔融等，丢失绝缘才能，称介质的“热击穿 ”。3） 化学击穿长期运行在高温、潮湿、高压或腐蚀性气体环境中的绝缘材料，内部发生电解、腐蚀、氧化、仍原、气孔中气体电离等 不行逆的化学过程，经肯定时间，材料老化，丢失绝缘性能，导致击穿。如氧化物仍原出金属离子。超导现象的物理机制是什么。

21、超导现象产生的缘由是超导体中的电子在超导态时，电子间存在着特殊的吸引力，而不是正常态时的静电斥力。这种吸引力使电子双双结成电子对。它是超导态电子与晶格点阵间相互作用产生的结果。使动量和自旋方向相反的两个电子el 、e2 结成了电子对，称为库柏可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电子对请阐明 P209 页图 4.19 的物理特点。、可见光中波长最短的是紫光，波长最长的是红光：、所以， Eg1.8eV 的半导体材料，是不透亮的，由于全部可见光都可以通过激发价带电子向导带转移而被吸取。、Eg=1.83.1 的非金属材料，是带色透亮的，由于只有部分可见光通过激发价带电子向导带转移而被材料吸

22、取。铁磁性物质产生铁磁性的充分条件及自发磁化的物理机制。Emax Emin0.4m,0.7m,Eg maxEg minhCminhCmax3. 1eV1. 8eV可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结铁磁性产生的充分条件：原子内部要有未填满的电子壳层（或说存在固有磁矩），且 A具有较大的正值（或说可发生自发磁化）。前者是指原子的本征磁矩，后者指的是要有肯定的晶体点阵结构。机理：据键合理论，原子相互接近形成分子时，电子云要相互重叠，电子要相互交换位置。对过渡族金属，原子的3d 与 4s 态能量接近，它们电子云重叠时引起了3d、4S 态电子的交换。交换所产生的静电作用力称为交换力，交换力

23、的作用迫使相邻原子的自旋磁矩产生有序的排列。因交换作用而产生的附加能量称为交换能：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结金属半导体接触时，请基于逸出功大小阐述接触电效应。 ECA cos可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结假定金属的逸出功M 大于半导体的逸出功S，当形成 MS结时，半导体中的电子会向金属中扩散，使金属表面带负电，半导体表面带正电，能带发生移动，形成新的费M 能而达到平稳，不在有静电子的流淌，形成了接触电位差，VMS = M -S/e.并在接触界面显现一个由半导体指向金属的内电场，阻碍载流子的连续扩散。也形成了耗尽层，能带向上弯曲，在金属与半导体两侧形成势垒

24、高度稍有不同的肖特基势垒。这种MS 结具有整流作用。当M 2/3 D时，线性关系已足够正确，即在室温顺更高一些温度都可写成：T= 01+ T ，为电阻温度系数。在低温下打算于“电子- 电子”散射的电阻可能占优势，这是由于在此低温下打算于声子散射的电阻大大减弱的缘故（低温下晶格振动大大减弱），这时的电阻与温度的平方成正比，即电 - 电 T2，一般非过渡金属的电阻与温度的关系示于右图。即：存在如下关系：1 电声 T （ T D）2 电声 T5 （TD）3 电电 T2 （T2K）说明物质的抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性及亚铁磁性之间的异同点？答：在五种磁性物质中，只有抗磁性物质没有永久性的离子（或

25、原子）磁矩，其他四种都有永久性的离子（或原子）磁矩，但它们的磁 性行为又不相同。除了磁化率不相同以外，最主要的是它们的磁结构各不相同：(1) 顺磁性物质的原子磁矩纷乱取向，处于磁无序状态。(2) 铁磁性物质由于静电交换作用，在肯定范畴内相邻原子磁矩平行取向。(3) 在反铁磁性物质内部，相邻原子磁矩反平行排列，反铁磁性物质仅在某一临界温度下存在，此临界温度称为奈耳温度TN，加热到TN以上，反铁磁性转变为顺磁性或其它磁性。(4) 亚铁磁性仅在化合物或合金中存在，它由磁矩大小不同的两套方向相反的铁磁性交叉排列组成，即AB，相同磁性的离子磁矩同向平行排列，而不同磁性的离子磁矩是另一个相反方向的平行排列

26、。分析物质的抗磁性、顺磁性、反铁磁性及亚铁磁性与温度之间的关系？答： 1抗磁性是由外磁场作用下电子循轨运动产生的附加磁矩所造成的，与温度无关，或随温度变化很小。(2) 依据顺磁磁化率与温度的关系，可以把顺磁体分为三类， 一是正常顺磁体， 其原子磁化率与温度成反比。二是磁化率与温度无关的顺磁体。三是存在反铁磁体转变的顺磁体，当温度高于肯定的转变温度TN 时，它们和正常顺磁体一样听从局里- 外斯定律，当温度低于TN 时，它们的原子磁化率随着温度下降而减小，当T 0K 时，磁化率趋于常数。(3) 反铁磁性物质的原子磁化率在温度很高时很小，随着温度逐步降低，磁化率逐步增大，温度降至某一温度TN 时，磁

27、化率升至最大值。再降低温度，磁化率又减小。4 亚铁磁性物质的原子磁化率随温度的上升而逐步降低。简述热性能的物理本质和热稳固性。答：热性能的物理本质：晶格的热震惊即质点环绕平稳位置作微小震惊。热稳固性：材料在温度急剧变化而不被破坏的才能，也被称为抗热震性。导电材料中的载流子有哪些？答：电子。离子。空位。有哪些缺陷均会使金属电阻率增加？答：空位。位错。间隙原子以及它们的组合。原子核外电子排布的规章是什么？答：泡里不相容原理。能量最低原理。洪特规章。磁畴形成的两个条件有哪些？答： 1原子中必需有未填满电子的内层，因而存在未被抵消的自旋磁矩。2相邻原子间距 a 与未填满的内电子层半径r 之比大于 3，

28、即 a/r 3。影响金属材料热导率的因素？答：温度，原子结构，合金的成分和晶体结构，气孔率。影响金属材料的弹性模量的主要因素？答：金属材料原子结构。金属的点阵结构。引起金属内耗的因素？答：1、有电子壳层参与的原子现象范畴内只有两种类型的力：磁力和静电力。（ ）2、半导体的能带结构不取决于晶体点阵和组成元素的性质，而载流子的有效质量就是反应能带结构的重要参量3、直流电位差计是比较测量法测量电动势（或电压 的一种仪器4、电阻率和电导率是对材料成分、组织和结构极敏锐的电参数，能灵敏的反映材料内部的柔弱变化。5、铁磁材料从退磁状态被磁化到技术饱和的过程中存在不行逆过程。（ ）可编辑资料 - - - 欢

29、迎下载精品名师归纳总结6、矫顽力很小而磁化率很大的材料称为“软磁材料”，将矫顽力很小而磁化率也小的材料称为“硬磁材料”，磁滞回线为矩型的材料称为“矩磁材料”。（ ）7、抗磁体的磁化率或者与温度无关，或者随温度变化产生大变化。（ ）8、当合金融解、凝固以及发生同素异构转变时，磁化率不发生突变。简答题1、位移型铁电体及其应用？2、反磁化过程和磁矫顽力的描述？3、用外斯假说描述的铁磁性的物理本质。三、运算题1、 固溶体有限溶解度的电阻测定分析原理为何？已知Cu-Mg2Sn 合金中， 200oC时 Mg2Sn的溶解度为 1.5wt% 、400oC 为 1.6wt% 、470oC为 1.7wt% 、520oC 为 2.0wt% 、600oC 为 2.85%、650oC 为 5.1wt%，完成右图中 Mg2Sn 的溶解度曲线，并估算 500oC 时的溶解度数值。四、论述题为何 GaAs 在某些方面比硅或锗更具优越性。15、简述简述电介质的四大电极化机制？ 五、分析题1 、利用右图分析气孔率对材料导系数及热传导的影响，20、19、举例说明图为金属粉末导热率与气孔率的关系曲线。粉末银粉和热压银粉的试验点说明什么。可编辑资料 - - - 欢迎下载