2022年无机材料物理性能考试要点及答案 .pdf

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1、多练出技巧巧思出硕果1.略2.在工程力学中讨论无机材料的弹性变形的时候，常涉及到一个重要的定律-虎克定律，它表示了应力、 应变之间的线性关系。对一各向同性体来说，假如它只在x 方向受到拉伸应力 ，写出在这个方向上应力、应变 的关系。答：Exx3.在应力 -应变曲线上，陶瓷与低碳钢材料各有怎样的特征？3.解释 Griffith 微裂纹理论，并说明其重要意义。答：实际材料总是存在许多细小的裂纹或缺陷，在外力作用下这些裂纹或缺陷会产生应力集中现象， 当应力大到一定程度，裂纹开始扩展而导致材料断裂，即物体内储存的弹性应变能降低大于或等于由于裂开形成两个新表面所需要的表面能，就会造成裂纹的扩展，反之，

2、则裂纹不会扩展。 重要意义：建立工作应力、裂纹长度和材料性能常数之间的关系，并解释了脆性材料强度远低于其理论强度的现象。4.材料强度的本质是什么？影响无机材料强度的主要参数有哪三个？答：材料强度的本质是内部质点间的结合力；三个参数是C：裂纹大小、 ：断裂表面能、E：弹性模量。5.什么是材料的断裂韧性KIC ？假设有一材料， 为了确保其使用的安全性，从断裂强度理论出发，那么其应力场强度因子KI 与断裂韧性KIC 之间应满足何种关系？答： KIC是反映材料具有抵抗裂纹扩展的能力；KIMgOZrO2因为 NaCl、MgO 、ZrO2的离子键性依次减小，而热膨胀系数随离子键性增强而增加。11.光的全反

3、射原理是什么？举例说明光的全反射应用答：当光从光密介质射向光疏介质，折射角大于或等于90时，折射光消失，发生全反射。光导纤维全反射棱镜：潜望镜，望远镜等12.是否可以说晶体都具有双折射？什么是晶体的双折射现象？什么样的晶体才具有双折射答：不是所有晶体都具有双折射现象。双折射是非均质晶体的特性，这类晶体的所有光学性能都和双折射有关。一束自然光穿过各向异性的晶体时分成两束偏振光的现象称为晶体的双折射现象。13.设有一块玻璃的折射率为n，当光从空气中照射在其界面上时，那么反射系数(反射损失)等于多少？透射系数等于多少？答：反射系数22121)1n1n(m透射系数1-m。精选学习资料 - - - -

4、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页多练出技巧巧思出硕果14.说明二氧化钛可以作为玻璃乳浊剂的主要原因？15.半导体材料的载流子是什么？若在半导体硅中掺入有三个价电子P 的元素，形成何种类型半导体？五价B？答：半导体材料的载流子是电子和空穴；在半导体硅中掺入三价电子的元素，新成P 型半导体，五价则形成n 型半导体。16.什么是 PN 结？通过PN 结可以获得直流电，这是利用了PN 结的什么特性？解释其中原因。说明PN 结在太阳能领域的应用答：当 p 型半导体和n 型半导体结合在一起时，由于界面处存在载流子浓度的差异而形成一层很薄的空间电荷区，这是P

5、N 结；单向导电性；PN 结的空间电荷区中形成一个内电场，当加入正偏压时，空间电荷区变薄，载流子扩散增强，使电流通过，当加入负偏压时，空间电荷区变厚，载流子扩散受阻，电流无法通过，所以PN 结有单向导电性。太阳能电池17.对于有碱玻璃来说，电导主要是离子电导还是电子电导？有碱的硼酸钾玻璃中，加入适量的 Li+ ，对其电导可能有何影响？加入Pb2+又如何 ?该效应称为？答：对于有碱玻璃（K+），导电主要是离子电导，加入适量Li+电导率增大。（因为钾离子半径大于锂离子半径，在外加电场作用下，K+移动时留下的空位比Li+的空位大，可以使K+、Li+都能通过，所以电导增加。）加入Pb2+电导率降低（铅

6、离子半径大于钾离子）。18 什么是霍尔效应，具有霍尔效应的材料是什么类型的电导？霍尔效应；当电流垂直于外磁场通过导体时，垂直于电流和磁场方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应。磁性半导体19 氧化锆是一种重要的固体电解质，但在实际应用时，常用氧化钇与其形成固溶体，为什么？举例说明YSZ 的应用。18.铁电体不同于一般的电介质，是一种非线性介质（极化强度与外电场的关系是非线性的）。当极化强度达到饱和的时候，此时的电畴在铁电体中的分布有何特点？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页多练出技巧巧

7、思出硕果答：电偶极矩在同一方向上排布。19.钛酸钡 (BaTiO3) 晶体在居里点以下是否具有铁电性，为什么？简单说明该材料铁电性的形成机理。答：局里点一下有铁电性，四方晶系对称的降低自身电偶极矩大于居里点，长方晶系无静电偶极矩。20 .压电效应与晶体的对称性有关，具有什么对称性的晶体具有压电性？为什么？对于正压电效应，已知其压电常为d，作用力为 T，则产生的电位移 D 如何计算？答：没有反演对称、带有离子键的晶体具有压电性。20.压电效应与晶体的对称性有关，具有对称面的晶体，它在什么方向上可以存在不等于0的电偶极矩？答：在对称面方向上存在电偶极矩，21.简述电介质、压电体、热电体、铁电体的关

8、系。答：电介质包含压电性、热释电性、铁电性。28、自然界中具有压电效应的晶体很多，但成为陶瓷材料后往往不具有压电性，为什么？如何处理才能让其具有压电性？原因是什么？答：自然界中虽然具有压电效应的压电晶体很多，但是成为陶瓷材料以后，往往不呈现出压电性能， 这是因为陶瓷是一种多晶体由于其中各细小晶体的紊乱取向，因而各晶粒间压电效应会互相抵消，宏观不呈现压电效应；经过极化处理，才能具有压电性，22.原子磁矩由电子自旋磁矩、电子轨道磁矩及原子核自旋磁矩组成，请问物质的磁性主要由上述哪一磁矩决定？答：由电子的自旋磁矩决定。23.磁化率表示什么意思？材料的磁化率与温度有关，随着温度的升高，铁磁性可转化为顺磁性，写出此时磁化率与温度之间的关系（居里-威斯定律）。答：磁化率表示物质能够被磁化的程度，(磁化率 )=C(居里常数 )/T, 24.如何理解铁磁性材料的磁滞回线？并解释剩余磁感应强度及矫顽力？答： 磁滞回线为铁磁性材料在外加交变磁场作用下产生的磁感应强度与磁场强度的关系曲线是一条闭合线。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页