材料物理性能考试重点、复习题.pdf

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1、.1.格波：在晶格中存在着角频率为 的平面波，是晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波，或某一个原子在平衡附近的振动以波的形式在晶体中传播形成的波2.色散关系：频率和波矢的关系3.声子：晶格振动中的独立简谐振子的能量量子4.热容：是分子或原子热运动的能量随温度而变化的物理量，其定义是物体温度升高 1K所需要增加的能量。5.两个关于晶体热容的经验定律：一是元素的热容定律-杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容为 25J/(K*mol);另一个是化合物的热容定律-奈曼-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。6.热膨胀：物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀7.固体

2、材料热膨胀机理：材料的热膨胀是由于原子间距增大的结果，而原子间距是指晶格结点上原子振动的平衡位置间的距离。材料温度一定时，原子虽然振动，但它平衡位置保持不变，材料就不会因温度升高而发生膨胀；而温度升高时，会导致原子间距增大。8.温度对热导率的影响：在温度不太高时，材料中主要以声子热导为主,决定热导率的因素有材料的热容 C、声子的平均速度 V 和声子的平均自由程 L,其中 v 通常可以看作常数,只有在温度较高时,介质的弹性模量下降导致 V 减小。材料声子热容 C 在低温下与温度T3 成正比。声子平均自由程 V 随温度的变化类似于气体分子运动中的情况，随温度升高而降低。实验表明在低温下 L 值的变

3、化不大，其上限为晶粒的线度，下限为晶格间距。在极低温度时，声子平均自由程接近或达到其上限值晶粒的直径；声子的热容 C 则与T3 成正比；在此范围内光子热导可以忽略不计，因此晶体的热导率与温度的三次方成正比例关系。在较低温度时，声子的平均自由程 L 随温度升高而减小，声子的热容 C仍与 T3 成正比，光子热导仍然极小，可以忽略不计，此时与L 相比 C 对声子热导率的影响更大,因此在此范围内热导率仍然随温度升高而增大,但变化率减小。在较高温度下，声子的平均自由程 L 随温度升高继续减小,而声子热容 C 趋近于常数,材料的热导率由 L随温度升高而减小决定。随着温度升高,声子的平均自由程逐渐趋近于其最

4、小值,声子热容为常数,光子平均自由程有所增大,故此光子热导逐步提高,因此高温下热导率随温度升高而增大。一般来说,对于晶体材料，在常用温度范围内，热导率随温度的上升为下降。9.影响热导率的因素:1）温度的影响，一般来说，晶体材料在常用温度范围内，热导率随温度的上升而下降。2）显微结构的影响。3）化学组成的影响。4）复合材料的热导率10.热稳定性：是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，所以又称为抗热震性。11.常用热分析方法：1）普通热分析法 2）差热分析 3）差示扫描量热法 4）热重法12.光折射：当光依次通过两种不同介质时，光的行进方向要发生改变，这种现象称为折射13.光的散射：材料中如

5、果有光学性能不均匀的结构，例如含有透明小粒子、光性能不同的晶界相、气孔或其他夹杂物，都会引起一部分光束偏离原来的传播方向而向四面八方散开来，这种现象称为光的散射。14.吸收：光通过物质传播时，会引起物质的价电子跃迁或使原子振动，从而使光能的一部分转变为热能，导致光能的衰减的现象15.弹性散射：光的波长（或光子能量）在散射前后不发生变化的，称为弹性散射16.按照瑞利定律，微小粒子对波长的散射不如短波有效，在可见光的短波侧=400nm 处，紫光的散射强度要比长波侧=720nm 出红光的散射强度大约大10 倍17.色散：材料的折射率随入射光的频率的减小（或波长的增加）而减小的性质，称为材料的色散18

6、.透光性：材料可以使光透过的性能称为透光性19.镜反射：是指光照射在光洁度非常高的材料表面时，反射光线具有明确的方向性，这种.反射称为镜反射20.漫反射：光照射在粗糙的材料表面时，反射线没有方向性，这种反射称为漫反射21.受激辐射：处于激发态的发光原子在外来辐射场的作用下，向低能态或基态跃迁时，辐射光子的现象22.激光：由受激发射的光放大产生的辐射23.受激吸收：如果原子处于低能级，当能量满足hv=E2-E1的光子趋近它时，原子则可能吸收一个光子并跃迁到高能级，这个吸收过程只有存在适当频率的外来光子时才会发生24.导电：当在材料的两端施加电压V 时，材料中有电流 I 流过的现象25.超导原因：

7、超导态的电子对有一基本特性，即每个电子对在运动中的总动量保持不变，故在通以直流电时，超导体重的电子对将无阻力地通过晶格运动，晶格散射电子对中的一个电子并改变它的动量时，它也将散射电子对中的另一个电子，在相反方向引起动量的等量变化，成对电子运动的平均速度基本保持不变，电子对运动时不消耗能量，表现出零电阻的特性26.载流子：电流是电荷在空间的定向运动。任何一种物质，只要有电流就意味着有带电粒子的定向运动，这些带电粒子称为载流子；载流子为离子或离子空穴的电导称为离子式电导，载流子为电子或电子空穴的电导称为电子式电导27.霍尔效应：沿试样 x 轴方向通入电流 I（电流密度 jx），z 轴方向加一磁场

8、Hz,那么在 y 轴方向将产生一电场 Ey，这一现象称为霍尔效应28.超导电性：在一定的低温条件下材料突然失去电阻的现象29.合金元素及相结构的影响：1）固溶体的导电性；2）金属化合物的导电性；3）多相合金的导电性30.导电性的测量：1）双臂电桥法；2）直流电位差计测量法；3)直流四探针法；4）绝缘体电阻的测量31.矿物当温度变化时，在晶体的某些结晶方向产生荷电的性质称为热电性32.热电效应：在金属导线组成的回路中，存在着温差或通以电流时，会产生热与电的转换效应33.电介质极化的机制：1）电子、离子位移极化；2）弛豫极化；3）取向极化；4）空间电荷极化34.介电击穿：当陶瓷或聚合物用于工程中做

9、绝缘材料、电容器材料和封装材料时，通常都要经受一定的电压梯度的作用，如果材料发生短路，则这些材料就失效了，这种失效称为介电击穿。引起材料击穿的电压梯度称为材料的介电强度或介电击穿强度35.正压电效应：当晶体受到机械力作用时，一定方向的表面产生束缚电荷，其电荷密度大小与所加应力的大小成线性关系。这种由机械能转换成电能的过程，称为正压电效应36.逆压电效应：以应力作用-石英晶体而产生束缚电荷。如果以电场作用在-石英晶体上，则在相关方向上产生应变，而且应变大小与所加电场在一定范围内有线性关系。这种由电能转变为机械能的过程称为逆压电效应37.热释电性：一些晶体除了由于机械应力作用引起压电效应外，还可以

10、由于温度作用而使其电极化强度变化，这就是热释电性，也叫做热电性38.热释电效应：由温度变化而使极化改变的现象39.铁电性：晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化，晶体的这种性质叫铁电性40.磁感应强度：通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数41.物质磁性的分类：1）抗磁体；2）顺磁体；3）铁磁体；4）亚铁磁体；5）反铁磁体42.磁化强度：描述磁介质磁化状态的物理量；矫顽力：当反向磁畴扩大到同正向磁畴大小.相等时，有效磁化强度等于 0，这时的磁场强度即为矫顽力；饱和磁化强度：铁磁材料和亚铁磁材料的磁化强度随磁场增加而增加所能达到的最大值，是温度的

11、函数;磁导率：磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。分为绝对磁导率和相对磁导率，是表征磁介质导磁性能的物理量；磁滞损耗：铁磁材料在磁化过程中由磁滞现象引起的能量损耗；饱和磁致伸缩系数：随着磁场增强，铁磁体的磁感强度增强，绝对值也随之增大，当磁化强度达到饱和值时，=s，s为饱和磁致伸缩系数；磁晶各向异性常数：单位体积的单晶磁体沿难磁化方向磁化到饱和与沿易磁化方向磁化到饱和所需磁化能之差43.弹性模量：材料在弹性变形阶段内，正应力和对应的正应变的比值44.弹性模量的测量：1）静态测量法，从应力和应变曲线确定弹性模量，测量的精度较低，不适合对金属进行弹性分析；2）动态测量法，优点是测量设备简单，测量速度快，测量结果准确45.内耗：由于固体内部的原因使机械能消耗的现象；材料在交变应力作用下应变落后于应力的现象，称为滞弹性，由滞弹性引起的内耗称为滞弹性内耗.