材料物理性能有哪些

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第一章：材料电学性能

1 如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？

用电阻率ρ或电阻率ζ评价材料的导电能力。

按材料的导电能力（电阻率），人们通常将材料划分为：

（1）绝缘体108??（?.m）8（2）半导体10?2???10（?.m）2（3）导体10-8???10?（?.m）（4）超导体??10（?.m）?27

2、经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？

金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场，自由电子就像理想气体一样在这个等势电场中运动。如果没有外部电场或磁场的影响，一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波，自由电子则可以在较大范围内作随机运动，并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动，方向随机的自由电子也不能形成电流。施加外电场后，自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流。自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻。

??J??E，电导率ζ=

第一份 一、 填空题（每空1分，共30分）：

1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是： 、 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提供一个合适的晶格场。 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、拉伸时弹性比功的计算式为 ，从该式看，提高弹性比功

第一份 一、 填空题（每空1分，共30分）：

1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是： 、 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提供一个合适的晶格场。 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、拉伸时弹性比功的计算式为 ，从该式看，提高弹性比功

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第一章：材料电学性能

1 如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？

用电阻率ρ或电阻率ζ评价材料的导电能力。

按材料的导电能力（电阻率），人们通常将材料划分为：

（1）绝缘体108??（?.m）8（2）半导体10?2???10（?.m）2（3）导体10-8???10?（?.m）（4）超导体??10（?.m）?27

2、经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？

金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场，自由电子就像理想气体一样在这个等势电场中运动。如果没有外部电场或磁场的影响，一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波，自由电子则可以在较大范围内作随机运动，并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动，方向随机的自由电子也不能形成电流。施加外电场后，自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流。自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻。

??J??E，电导率ζ=

材料物理性能无机材料专业

无机材料的热学性能无机材料热学性能包括: 热容 热膨胀 热传导 热稳定性 熔融和分解

无机材料物理性能

物理本质

晶格的热震动：质点围绕平衡位置作微 小震动 这些是固体物理学在无机材料热性能方 面的具体表现

无机材料物理性能

无机材料的热容(Heat capacity)定义：C=Q/ T 物体温度升高1K需要的能量，

Q Ct (J / K ) T T

比热容：J/(K g) 摩尔热容：J/(K mol) 平均热容：Q/(T2-T1)无机材料物理性能 4

恒压热容Cp Q H cp T p T p

恒容热容Cv Q E Cv T v T v

无机材料物理性能

Cp和Cv的关系根据热力学第二定律得到：

2V0T C p Cv :体膨胀系数， :压缩系数，V0:摩尔容 积

无机材料物理性能

晶态固体热容的经验定律

元素的热容定律-杜隆-珀替定律：元素的 恒压的原子热容是25J/(K mol) 化合物的热容定律--柯普定律：化合物分 子热容是元素原子热容的总和

第一章：材料电学性能

1 如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？

用电阻率ρ或电阻率ζ评价材料的导电能力。

按材料的导电能力（电阻率），人们通常将材料划分为：

（1）绝缘体108??（?.m）8（2）半导体10?2???10（?.m）2（3）导体10-8???10?（?.m）（4）超导体??10（?.m）?27

2、经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？

金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场，自由电子就像理想气体一样在这个等势电场中运动。如果没有外部电场或磁场的影响，一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波，自由电子则可以在较大范围内作随机运动，并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动，方向随机的自由电子也不能形成电流。施加外电场后，自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流。自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻。

??J??E，电导率ζ= （其中μ=

篇一：无机材料物理性能,2014年考试必备

<无机材料物理性能>习题与答案

一、 填空题（每题1分，共20分）

1、电导具有电解效应，从而可以通过这两种效应检查材料中载流子的类型。

2、 电导率的一般表达式为????i??niqi?i

i。其各参数ni、qi和?i的含义分别是 载

流子的浓度 、 载流子的电荷量 、 载流子的迁移率 。

3、离子晶体中的电导主要为。可以分为两类：电导）和杂质电导。在高温下本征 电导特别显著，在低温下 杂质 电导最为显著。

4、电子电导时，载流子的主要散射机构有散射 、 晶格振动的散射。

5、电流吸收现象主要发生在电导为主的陶瓷材料，因电子迁移率很高，所以不存在空间电荷和吸收电流现象。

6、导电材料中载流子是、

7. 固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越

8. 非晶体的导热率（不考虑光子导热的贡献）在所有温度下都比晶体的在高温下，二者的导热率 比较接近 。

9. 固体材料的热膨胀的本质为：

10. 无机材料的热容与材料结构的关系CaO和SiO2的混合物与CaSiO3 的

热容-温度曲线 基本一致 。

11. 晶体结构愈复杂，晶格振动的非线性程度愈。格波受到的

散射 大， 因此声子的平均自由程小 ，热导率低 。

12、

《材料物理性能》题库

一、 填空

1． 相对无序的固溶体合金，有序化后，固溶体合金的电阻率将 。

2． 马基申定则指出，金属材料的电阻来源于两个部分，其中一个部分对应于声子散射与

电子散射，此部分是与温度 的金属基本电阻，另一部分来源于与化学缺陷和物理缺陷而与温度 的残余电阻。

3． 某材料的能带结构是允带内的能级未被填满，则该材料属于 。

4． 离子晶体的导电性主要是离子电导，离子电导可分为两大类，其中第一类源于离子点

阵中基本离子的运动，称为 或 ，第二类是结合力比较弱的离子运动造成的，这些离子主要是 ，因而称为 。在低温下，离子晶体的电导主要由 决定。 5． 绝缘体又叫电介质，按其内部正负电荷的分布状况又可分为 ， ，与 。

6． 半导体的导电性随温度变化的规律与金属 ， 。在讨论时要考虑两种散射机制，即

与 。

7． 超导体的三个基本特性包括 、 与 。金属的电阻

8． 在弹性范围内，单向拉应力会使金属的电阻率 ；单向压应力会使率 。

9． 某合金是等轴晶粒组成的两相机械混合物，并且两相的电导率相近。其中一相电导率

为σ1，所占体积分数为φ，另一相电导率为σ2，则该合金的电导率σ = 。 10． 用

1.一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。

解：根据题意可得下表 拉伸前后圆杆相关参数表 ??995(MPa)A4.524?10?6 A0l12.52

真应变?T?ln?ln?ln?0.0816 l0A2.42F4500

名义应力????917(MPa) ?6A04.909?10 A?l

名义应变???0?1?0.0851 l0A

由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 真应力?T?

2.一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。

E?2G(1??)?3B(1?2?)可知： 解：根据 E3.5?108

剪切模量G???1.3?108(Pa)?130(MPa) 2(1??)2(1?0.35)E3.5?108

体积模量B???3.9?108(Pa)?390(MPa) 3(1?2?)3(1?0.7)

3.一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和

……………………………………………………………装…………………… 订……………………线…………………………………………………………………

: 制卷人签名： 制卷日期： 审核人签名： 审核日期： …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

湘潭大学 2009 年下学期 2007 级 《材料物理性能》课程考试试卷(A 卷)适用年级专业 07 材料科学与工程和 07 材料物理化学 考试时间 120 分钟班级 姓名阅卷 教师

考试方式：闭卷学院 学号 专业

题号 得分

一

二

三

四

五

总分

………………………………………………………………………………………………………………

得 分

一、填空(38 分)

1、固体无机材料的物理性能主要包括 性能(3 分) ; 2、电阻产生的本质是 3、压电体具有的最典型晶体结构特征是 4、电容器的电流由

、

、

、

、

、

等方面的 (2 分) ; (2 分) ; 、

、 三部分构成(3 分) ;

5、光子与固体之间的相互作用的二种结果： (2 分) ; 6、彩色光的三个基本参量是 、 、 (3 分) ; 7、光磁记录时可以采用 和 两种不同温度下的写入方式(2 分