材料科学导论复习题

A

1．提拉法生长晶体需要满足的基本条件

1.晶体（晶体加掺质）要到融化而不分解；

2.晶体不得与坩埚或存在气氛起化学反应；

3.晶体的熔点必须低于坩埚熔点；

4.必须使单晶的提拉速度与炉内的温度梯度相匹配。

2．固相反应通常包含的步骤

1．固体界面如原子或离子的跨过界面的扩散；

2．原子规模的化学反应；

3．新相成核；

4．通过固体的输运及新相的长大。

3. 透明陶瓷对粉料的基本要求

(1)具有较高的纯度和分散性；

(2)具有较高的烧结活性；

(3)颗粒比较均匀并呈球形；

(4)不能凝聚，随时间的推移也不会出现新相。

4. 烧结过程中促使出现二次再结晶(异常晶粒生长)现象的主要因素

（1）原始粉料的尺寸分布太广;

(2) 素坯烧结时发生不均匀的致密化;

(3) 在原始粉料中掺入了不适当的外加剂或烧结时气氛不适当;

(4) 第二相与晶界的分离;

(5) 过高的烧结温度与过长的烧结时间;

(6) 晶界的本征特性。

B

1、（i）感生电极化强度P的基频和倍频成分：

频率为零的直流成分，频率为ω的基频成分和频率为2ω的倍频成分（二次谐波信号）;

(ii) 非线性光学的用途：

激光的强光控制(全光开关、光限幅)、

脉冲压缩(调Q与锁模)、

频率转换(倍频、和频、四波混频)、

激光光谱(超精细结构分析)、

消畸变传输(光学位相共轭)、

光孤子通信、

数字光计算、

非线性光存储(光折变光存储、双光子光存储)

2、频率转换晶体：三硼酸锂(LiB3O5)晶体，简称LBO晶体；

KDP\KBBF

磷酸二氢钾(KH2PO4)型晶体，简称KDP型晶体。

电光晶体：铌酸锂(LN)、钽酸锂(LT)、磷酸钛氧钾(KTP)。

光折变晶体：钛酸钡(BaTiO3)、铌酸钾(KN)。SBN,PBN

压电晶体：KN,KT

热释电晶体：钽酸锂(LiTaO3,LT)、钛酸铅(PbTiO3, PT)。PT,TGS

3、目前比较认可的半导体分类是：

元素半导体，二元化合物半导体，三元化合物半导体，固熔体半导体，非晶态半导体，有机半导体。

已有的激活离子大致可归纳为如下几类：

(1)三价稀土激活离子(镧系元素加上Sc 和Y 称为稀土元素)，最常用也是最重要的激活离子；

(2)二价稀土激活离子；

(3)过渡金属激活离子；

(4)锕系元素激活离子。

4、具有18种可能具有二阶非线性光学效应的点群，其中

11种单轴晶晶类(只有一个高次轴)：

3, 4,?4, 6,?6, 32, 3m, ?42m, 4mm,?6m2, 6mm

5种双轴晶晶类(无高次轴)：1, 2, m, 222, mm2

2种光学均质体(多于一个高次轴)：23,?43m

5、20种压电晶体对应的点群：

3, 4,?4, 6,?6, 32, 3m, ?42m, 4mm,?6m2, 6mm, 1, 2, m, 222, mm2, 23,?43m, 422, 622 ( 除去432)

建议记忆顺序：纯旋转，旋转+反映Mv面，双面点群，旋转+反演

C

1、描述一下有机分子受光激发后的几种电子跃迁过程：

(1)吸收：分子吸收光能，电子由基态向激发态跃迁；

(2)振动弛豫：激发态分子与其他分子碰撞，将能量传递给其他分子，

使电子从同一激发态的较高振动能级下降至最低振动能级；

(3)内部能量转换：激发态分子以无辐射方式从较高电子能级的较低振

动能级转移至较低电子能级的较高振动能级；

(4)荧光产生：激发态分子经过振动弛豫后，再以辐射方式发射光量子

的方式而返回基态，发射的光量子即为荧光产生过程；

(5)体系间跨越：处于激发单重态较低振动能级的分子，发生电子自旋

反转，分子跃迁至三重态的较高振动能级；

(6)磷光产生：激发态分子经体系间跨越后，很快发生振动弛豫，然后

以辐射方式发射光量子而返回至基态，发射光量子即为磷光产生过

程；

(7)淬灭：激发态分子通过碰撞将能量转移给其他分子，而直接回到基

态。这一过程有可能使荧光和磷光强度减弱甚至消失。

2、电致发光：发光材料在电场的作用下，受到电流和电场的激发而发光

的现象。

电致发光器件的发光原理：它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。

有机电致发光的显示特点：

1采用有机物，材料选择范围宽，可以实现从蓝光到红光的任何颜色显示。

2驱动电压低，只需3-5 V的直流电压。

3发光亮度和效率高

4全固化的主动发光

5无视角影响

6响应速度快(纳秒级)

7超薄膜,质量轻,低能耗

8制备过程简单,费用低

9可加工在柔性基板上,可弯曲,甚至折叠

3、1）有机晶体的二阶极化率大小由什么决定？

2）双光子吸收的概念。对光源有何要求？双光子吸收有何特点？

1）有机晶体的二阶极化率大小取决于分子的二阶极化率和分子在对称性晶体中的取向。

2）双光子吸收是指物质的一个分子同时吸收两个光子的过程。对光源要求：强激光光源，且要求光源在时间空间上紧密聚焦。

特点：长波吸收，短波发射；双光子吸收的跃迁几率与入射光强的平

方成正比；双光子激发具有高度的空间选择性。

4、离子液体的定义。其结构特点如何？其低熔点如何形成？其物理化学

特性如何?

离子液体是指完全由正负离子组成的在室温或接近室温下呈液态的物质。

结构特点：由体积相对较大的不对称有机阳离子和体积相对较小的无机阴离子组合而成。

低熔点形成：离子液阴阳离子体积差异大、对称性低，阴阳离子无法有序且有效地互相吸引，降低了阴阳离子间的静电势，导致了其低熔点。

物理化学特性:

阴阳离子存在较强的静电相互作用

没有蒸汽压、不挥发

由于体积差异，阴阳离子不能完全互相吸引,导致离子液体具有超强的溶解能力

无可燃性，无着火点，使用安全

离子电导率高，分解电压高达3～5 V

高的热稳定性、化学稳定性和宽液程

高比热容、高热传导性和高热存储密度