材料物理性能资料终极版(1)
材料物理性能复习资料
2012年贵州大学材料及冶金学院材料物理性能复习资料一．名词解释：1. 磁化：物质在磁场中由于受磁场的作用表现出来一定的磁性的现象。
3.磁矩：及磁偶极子等效的平面回路的电流和回路面积的乘积定义为磁矩。
其方向及环形电流法线方向一致，可用右手定则确定。
4.磁化强度M：一个物体在外磁场中被磁化的程度，用单位体积内磁矩多少来衡量，5.抗磁性：磁化方向及外加磁场方向相反，即当磁化率χ或磁化强度M为负时，固体表现为抗磁性。
χ＝M/H＜0，很小，约为-10-4～-10-6。
6.顺磁性：在外加磁场作用下，每个原子磁矩比较规则地取向，材料显示极弱的磁性。
磁化强度M及外磁场方向一致，M为正，而且M严格地及外磁场H成正比。
7.铁磁性：过渡金属Fe、Co、Ni和某些稀土金属如Gd等物质，无论是否施加外磁场，都具有永久磁矩，且在无外加磁场或较弱的磁场作用下，就能产生很大的磁化强度。
室温下的磁化率χ很大，可达106数量级，属于强磁性物质。
8.热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷端的现象。
9.热阻：是材料对热传导的阻隔能力。
11.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。
12.魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率及电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
13.材料的热稳定性：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，又称为抗热震性。
14.导体：可在电场作用流动自由电荷的物体，能传导电流的元件15.绝缘体：不善于传导电流的物质16.半导体：电阻率介于金属和绝缘体之间并且有负的电阻温度系数的材料17、磁畴：未加磁场时铁磁质内部已经磁化到饱和状态的若干个小区域。
18、磁矫顽力：反磁化过程中，当反向磁畴扩大到同正向磁畴大小相相等时，它们的磁化对外对外部的效果相互抵消，有效磁化强度为零，这时的磁场强度称为磁矫顽力。
19、磁化率：即单位外磁场强度下材料的磁化强度。
它的大小反映了物质磁化的难易程度，是材料的一个重要的磁参数。
材料物理性能复习资料整理
材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化，称为形变。
材料承受外力作用、抵抗变形的能力及其破坏规律，称为材料的力学性能或机械性能。
材料在单位面积上所受的附加内力称为应力。
法向应力导致材料伸长或缩短，而剪切应力引起材料的切向畸变。
应变是用来表征材料在受力时内部各质点之间的相对位移。
对于各向同性材料，有三种基本类型的应变：拉伸应变ε，剪切应变γ和压缩应变Δ。
若材料受力前的面积为A0，则σ0=F/A0称为名义应力。
若材料受力后面积为A，则σT=F/A称为真实应力。
对于理想的弹性材料，在应力作用下会发生弹性形变，其应力与应变关系服从胡克（Hook）定律（σ=Eε）。
E是弹性模量，又称为弹性刚度。
弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗形变能力（即刚度）的大小。
E越大，越不容易变形，表示材料刚度越大。
弹性模量是原子间结合强度的标志之一。
泊松比：在拉伸试验时，材料横向单位面积的减少与纵向单位长度的增加之比值。
粘性形变是指粘性物体在剪切应力作用下发生不可逆的流动形变，该形变随时间增加而增大。
材料在外应力去除后仍保持部分应变的特性称为塑性。
材料发生塑性形变而不发生断裂的能力称为延展性。
在足够大的剪切应力τ作用下或温度T较高时，材料中的晶体部分会沿着最易滑移的系统在晶粒内部发生位错滑移，宏观上表现为材料的塑性形变。
滑移和孪晶：晶体塑性形变两种基本形式。
蠕变是在恒定的应力σ作用下材料的应变ε随时间增加而逐渐增大的现象。
位错蠕变理论：在低温下受到阻碍而难以发生运动的位错，在高温下由于热运动增大了原子的能量，使得位错能克服阻碍发生运动而导致材料的蠕变。
扩散蠕变理论：材料在高温下的蠕变现象与晶体中的扩散现象类似，蠕变过程是在应力作用下空位沿应力作用方向（或晶粒沿相反方向）扩散的一种形式。
晶界蠕变理论：多晶陶瓷材料由于存在大量晶界，当晶界位相差大时，可把晶界看成是非晶体，在温度较高时，晶界粘度迅速下降，应力使得晶界发生粘性流动而导致蠕变。
材料物理性能复习总结
第一章电学性能1。
1 材料的导电性，ρ称为电阻率或比电阻，只与材料特性有关，而与导体的几何尺寸无关，是评定材料导电性的基本参数。
ρ的倒数σ称为电导率。
一、金属导电理论1、经典自由电子理论在金属晶体中,正离子构成了晶体点阵，并形成一个均匀的电场，价电子是完全自由的，称为自由电子，它们弥散分布于整个点阵之中，就像气体分子充满整个容器一样，因此又称为“电子气”。
它们的运动遵循理想气体的运动规律，自由电子之间及它们与正离子之间的相互作用类似于机械碰撞。
当对金属施加外电场时，自由电子沿电场方向作定向加速运动，从而形成了电流。
在自由电子定向运动过程中，要不断与正离子发生碰撞，使电子受阻，这就是产生电阻的原因。
2、量子自由电子理论金属中正离子形成的电场是均匀的，价电子与离子间没有相互作用，可以在整个金属中自由运动。
但金属中每个原子的内层电子基本保持着单个原子时的能量状态，而所有价电子却按量子化规律具有不同的能量状态，即具有不同的能级。
0K时电子所具有最高能态称为费密能E F.不是所有的自由电子都参与导电,只有处于高能态的自由电子才参与导电。
另外，电子波在传播的过程中被离子点阵散射，然后相互干涉而形成电阻.马基申定则：,总的电阻包括金属的基本电阻和溶质(杂质）浓度引起的电阻(与温度无关）；从马基申定则可以看出，在高温时金属的电阻基本取决于，而在低温时则决定于残余电阻。
3、能带理论能带：由于电子能级间隙很小,所以能级的分布可看成是准连续的,称为能带。
图1—1（a）、（b)、(c),如果允带内的能级未被填满,允带之间没有禁带或允带相互重叠,在外电场的作用下电子很容易从一个能级转到另一个能级上去而产生电流,具有这种能带结构的材料就是导体。
图1—1(d)，若一个满带上面相邻的是一个较宽的禁带，由于满带中的电子没有活动的余地,即便是禁带上面的能带完全是空的,在外电场作用下电子也很难跳过禁带，具有这种能带结构的材料是绝缘体.图1—1(e），半导体的能带结构与绝缘体相同，所不同的是它的禁带比较窄，电子跳过禁带不像绝缘体那么困难,满带中的电子受热振动等因素的影响,能被激发跳过禁带而进入上面的空带，在外电场作用下空带中的自由电子产生电流。
材料物理性能资料终极版(1)
材料物理性能资料终极版(1)《材料物理性能复习资料整理》一、名词解释物质的磁化：物质在磁场中受磁场的作用呈现一定磁性的现象。
自发极化：铁磁性材料在没有外加H时，原子磁矩趋于同向排列而发生的磁化。
软磁材料：是指磁滞回线瘦长，μ高、 Hc小、 Mr低，并且磁化后容易退磁的磁性材料。
硬磁材料：是指磁滞回线短粗，μ低、 Hc大、 Mr高，并且磁化后很难退磁的磁性材料。
磁致伸缩：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化，这种现象称为磁致伸缩效应。
PN结：是指在同一块半导体单晶中P型掺杂区域N型掺杂区的交界面附近的区域。
禁带：在能带结构中能态密度为零的能量区间。
超导电性：在一定条件下（温度、磁场、压力）材料的电阻突然消失的现象称为超导电性。
马基申定则：马基申等人把固溶体电阻率看成由金属基本电阻率ρ(T)和残余电阻ρ残组成。
这表明在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以用加法求和。
激活介质：实现粒子数反转的介质具有对光的放大作用，称为激活介质。
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统称为因瓦效应。
磁介质：能被磁场磁化的物质。
技术磁化：是指在外磁场的作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化至饱和的内部变化过程。
磁畴：是指在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。
铁电畴：铁电体中自发极化方向一致的微小区域。
N型半导体：在本征半导体中掺入5价元素（磷，砷，锑）使晶体中的自由电子的浓度极大地增加而形成的以电子为多子的杂质半导体称为N型半导体。
第一类超导体：指大多数纯金属超导体，在超导态下磁通从超导体中全部逐出，具有完全的迈斯纳效应（完全的抗磁性）。
这类导体称为第一类超导体。
介质损耗：电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，这种介质内的能量损耗称为介质损耗。
光致发光：通过光的辐射将材料中的电子激发到高能态从而导致发光，称为光致发光。
杜隆-珀替定律：恒压下，元素的原子摩尔热容为25J/(K?mol)。
无机材料物理性能复习资料
一、名词解释塑性形变：指一种在外力移去后不能恢复的形变延展性：材料在经受塑性形变而不破坏的能力称为材料的延展性黏弹性：一些非晶体和多晶体在受到比较小的应力作用时可以同时表现出弹性和粘性，这种现象称为黏弹性滞弹性:对于实际固体,弹性应变的产生与消除都需要有限的时间,无机固体和金属表现出的这种与时间有关的弹性称为滞弹性蠕变:当对黏弹性体施加恒定压力σ0时,其应变随时间增加而增加。
这种现象叫蠕变，此时弹性模量Eｃ也将随时间而减小Ec(t）=σ0/ε(t）弛豫：如果施加恒定应变ε０，则应力将随时间而减小,这种现象叫弛豫。
此时弹性模量Er也随时间降低Er=σ(t）/ε0Grffitｈ微裂纹理论：实际材料中总是存在许多细小的裂纹或缺陷;在外力作用下，这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象;当应力到达一定程度时，裂纹的扩展导致了材料断裂。
（为什么某物质尖端易断?）攀移运动：位错在垂直于滑移面方向的运动称为攀移运动。
热容：描述材料中分子热运动的能量随温度而变化的一个物理量,定义为使物体温度升高1K所需要外界提供的能量。
德拜热容理论(德拜三次方定律）：在高于德拜温度θＤ时,热容趋于常数25 Ｊ/(ｍｏl·K），而在低于θD时热容则与T3成正比。
热稳定性:是指材料承受温度急剧变化而不破坏的能力，又称抗热震性。
抗热冲击断裂性能:材料发生瞬时断裂，抵抗这类破坏的性能为～抗热冲击损伤性能:在热冲击循环作用下，材料表面开裂、剥落,并不断发展,最终破裂或变质，抵抗这类破坏的性能为～本征电导（固有电导）:晶体点阵中基本离子的运动,称为~电介质的极化：电介质在电场作用下产生束缚电荷，也是电容器贮存电荷能力增强的原因。
居里温度：是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度。
也可以说是发生二级相变的转变温度。
低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。
当温度高于居里点温度时，该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。
材料物理性能(总结)
第一章（小括号内为页码）1.原子间的键合类型有几种？（1）原子间的键合类型有：金属键、离子键、共价键、分子键和氢键。
2.什么是微观粒子的波粒二象性？（2）光子这种微观粒子表现出双重性质——波动性和粒子性，这种现象叫做波粒二象性。
“二象性”并不只限于光而具有普遍意义。
3.什么是色散关系？什么是声子？声子的性质？（20、25）（1）频率和波矢的关系叫色散关系。
色散关系形成晶格的振动谱。
【定义波数|K |=λπ2，K即为波矢量，简称波矢。
（4）】（2）声子就是晶格振动中的独立简谐振子的能量量子。
（3）声子具有粒子性和准粒子性。
粒子性：弹性声波可以认为是声子流，声子携带声波的能量和动量。
准粒子性：○1声子的动量不确定，波矢改变一个周期（倒格矢量）或倍数，代表同一振动状态，所以不是真正的动量；○2系统中声子的数目不守恒，一般用统计方法进行计算。
4.声子概念的意义（25）可以将格波与物质的相互作用过程理解为，声子和物质（如，电子、光子、声子等）的碰撞过程，使问题大大简化，得出的结论也正确。
5.高聚物分子运动的特点（28）高聚物的结构是多层次的，这导致其分子运动的多重性和复杂性。
与小分子相比，高分子的运动具有一些不同的特点。
（1）运动单元的多重性 按照运动单元的大小，可以把高分子的运动单元大致分为大尺寸和小尺寸两类运动单元，前者指整链，后者指链段、链节和侧基等。
（2）分子运动的时间依赖性 在一定的温度和外场（力场、电场、磁场）作用下，聚合物从一种平衡状态通过分子运动转变为与外场相适应的另一种平衡状态的过程，称为松弛过程。
分子运动完成这个过程总是需要时间的，不可能瞬间完成，所需要的时间即称为松弛时间。
运动单元越大，运动中所受到的阻力越大，松弛时间越长。
（3）分子运动的温度依赖性 高分子的运动强烈依赖于温度，升高温度能加速高分子的运动。
这一方面是由于增加了分子热运动的能量，另一方面是使高聚物体积膨胀，增加了分子间的自由体积。
材料物理性能
§1 材料物理性能1.1 热学性能1.1.1 热容热容是表征材料从周围环境吸收并储存热量的能力，可以用每一摩尔物质温度每升高1K时所吸收的热量来表示，单位为：J/mol/K。
定压热容Cp ：Cp = dQ/dT (p=p0)定容热容Cv ：Cv = dQ/dT (v=v0)1.1.2 热传导热传导是表征材料传热能力大小的，用热传导率λ表示，单位为W/m/K:q = -λdT/dx式中，q ------ 单位时间内流过垂直于热流方向的单位面积的热量，单位为W/m2；dT/dx ------ 温度梯度，单位为K/m。
热传导的本质是由于温差而发生的材料相邻部分之间的能量迁移，可以通过三种方式进行：自由电子传导、晶格振动传导和分子或链段传导。
金属材料的热传导主要是通过自由电子在晶体中的自由迁移实现的，因此具有较高的热导率，约为20-400 W/m/K。
无机非金属材料主要是通过离子键、共价键结合，电子迁移困难，其热传导主要通过晶格振动实现，一般热导率低，约为2-50 W/m/K，是良好的绝热材料。
玻璃的原子排列远程无序，因此热导率更低。
高分子材料的传热主要是通过分子或链段的振动实现，速度慢，因此其热导率更低。
1.1.3 热膨胀系数热膨胀系数是用来表征材料热胀冷缩特性的，其定义为：温度变化1K时材料单位长度（线膨胀系数αl）或单位体积（体积膨胀系数αv）变化量,单位为1/K：αl = (dl/dT)p/lαv = (dv/dT)p/v对于各向同性材料，αv=3αl 。
热膨胀系数主要取决于原子（或分子、链段）之间的结合力，结合力越大，则热膨胀系数越小。
无机非金属材料原子间结合力大，热膨胀系数最小,约0.5-15 /106K；金属材料次之，约为5-25 /106K；高分子材料以分子间力结合，结合力小，有很大的热膨胀系数，约为50-300 /106K。
在温度作用下，材料热膨胀系数的巨大差异往往会引起很大的应力，从而导致材料界面开裂，材料失效。
材料物理性能
材料物理性能第一章材料的热学性能1名词解释比热容：质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K所需的热量称为比热容。
摩尔热容：1mol的物质在没有相变或化学反应的条件下升高1K所需的热量称为摩尔热容。
热胀冷缩：一般来讲，温度升高，体积增大；温度降低，体积缩小。
这就是所谓的热胀冷缩现象。
热流密度：单位时间内通过与热流垂直的单位面积的热量称为热流密度。
2、元素与化合物的热容理论？元素的热容定律----杜隆-珀蒂定律：恒压下元素的原子摩尔热容为25J/ (mol • K)。
化合物的热容定律----奈曼-科普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。
3、奈曼-科普定律的内容及使用条件？内容：合金的热容是每个组成元素热容与其质量分数的乘积之和。
使用条件：①适用于金属化合物。
金属与非金属的化合物，并能准确地适用于中间相和固溶体及它们所组成的多相合金；②对铁磁合金不适用；③对不同合金、不同组织状态的适用性表明，热处理虽然能改变合金的组织，但对合金高温下的热容没有明显的影响。
4、示差热分析的原理，步骤？原理：示差热分析是在测定热分析曲线的同时，利用示差热电偶测定待测试样和标准试样的温度而得到的。
步骤：①取样：两个标准样» 大小相等，标准样无相变。
一个待测样J②连接电路：将热电偶与标样3连接。
先将待测样1与标准样2反向串联后与示差热电偶连接。
③将三个试样放在同一个温度场中加热，测量标准试样3的温度-时间曲线及待测样1与标准样2的示差热电势曲线。
④将示差热电势曲线上的峰值与温度-时间曲线相对应，找到相对应的温度5、热传导的物理机制？纯金属：电子导热合金：电子导热+声子导热半导体：电子导热+声子导热绝缘体：声子导热6、热传导定律及应用？热传导定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比同而改变，几乎相同，而不随金属不称为维德曼- 弗兰兹定律。
应用：（1）导电好的材料导热性也好（2）利用电导率来测热导率。
材料物理性能
第一章：电学性能1、绝缘体ρ﹥10^10Ω·m 半导体：10^-2＜ρ10^10Ω·m 导体：10^-2Ω·m ﹥ρ2、电阻对应三种散射机制：声子散射、电子散射、电子在杂质和缺陷上的散射。
3、马基申定则：金属固溶体中溶质原子的浓度较小，以致可以略去它们之间的相互影响，把固溶体的电阻看成由金属的基本电阻和残余电阻组成，即ρ＝ρ（T ）＋ρ残。
这实际上表明，在一级近似下不同散射机制对电阻的贡献可以加法求和。
根据马基申定律，在高温时金属的电阻率基本上取决于ρ(T) ，而在低温时取决于ρ残。
既然ρ残是电子在杂质和缺陷上的散射引起的，那么ρ残的大小就可以用来评定金属的电学纯度。
4、影响金属导电性因素：温度、应力、冷加工变形、合金元素及相结构5、载流子：能够携带电荷的粒子称为载流子。
在金属、半导体和绝缘体中携带电荷的载流子是电子；在离子化合物中，携带电荷的载流子则是离子。
6、本征半导体：纯净的无结构缺陷的半导体单晶。
其电学特性：1)本征激发成对产生自由电子和空穴，自由电子浓度与空穴浓度相等；2)禁带宽度Eg 越大，载流子浓度ni 越小；3)温度升高时载流子浓度ni 增大。
4)载流子浓度ni 与原子密度相比是极小的，所以本征半导 体的导电能力很微弱。
7、多子：在n 型半导体中，自由电子的浓度大（1.5×10^14㎝-3），故自由电子称为多数载流子，简称多子。
少子：把n 型半导体中的空穴称为少数载流子，简称少子。
8、杂质半导体：掺入杂质的本征半导体称为杂质半导体。
杂质半导体特性：1)掺杂浓度与原子密度相比虽很微小，但是却能使载流子浓度极大地提高，因而导电能力也显著地增强。
掺杂浓度愈大，其导电能力也愈强。
2)掺杂只是使一种载流子的浓度增加，因此杂质半导体主要靠多子导电。
当掺入五价元素(施主杂质)时，主要靠自由电子导电；当掺入三价元素(受主杂质)时，主要靠空穴导电。
9、电介质的分类：中性电介质、偶性电介质、离子型电介质10、介质损耗：.电介质在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量称电介质的损耗功率，简称介质损耗。
材料物理性能复习资料
第二章材料的热学性能热容：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。
不同温度下，物体的热容不一定相同，所以在温度T时物体的热容为：物理意义：吸收的热量用来使点阵振动能量升高，改变点阵运动状态，或者还有可能产生对外做功；或加剧电子运动。
晶态固体热容的经验定律：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）；二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。
不同材料的热容：1.金属材料的热容：由点阵振动和自由电子运动两部分组成，即式中和分别代表点阵振动和自由电子运动的热容；α和γ分别为点阵振动和自由电子运动的热容系数。
合金的摩尔热容等于组成的各元素原子热容和其质量百分比的乘积之和，符合奈曼-柯普定律：式中，n i和c i分别为合金相中元素i的原子数、摩尔热容。
2.无机材料的热容：（1）对于绝大多数氧化物、碳化物，热容都是从低温时的一个低的数值增加到1273K左右的近似于25J/(K·mol)的数值。
温度进一步增加，热容基本无变化。
（也即它们符合热容定律）（2）对材料的结构不敏感，但单位体积的热容却和气孔率有关。
气孔率越高，热容越小。
相变可分为一级相变和二级相变。
一级相变：体积发生突变，有相变潜热，例如，铁的a-r转变、珠光体相变、马氏体转变等；二级相变：无体积发生突变、无相变潜热，它在一定温度范围逐步完成。
例如，铁磁顺磁转变、有序-无序转变等，它们的焓无突变，仅在靠近转变点的狭窄温度区间内有明显增大，导致热容的急剧增大，达转变点时，焓达最大值。
3.高分子材料热容：高聚物多为部分结晶或无定形结构，热容不一定符合理论式。
一般，高聚物的比热容比金属和无机材料大，高分子材料的比热容由化学结构决定，它存在链段、链节、侧基等，当温度升高时，链段振动加剧，而高聚物是长链，使之改变运动状态较困难，因而，需提供更多的能量。
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《材料物理性能复习资料整理》一、名词解释物质的磁化：物质在磁场中受磁场的作用呈现一定磁性的现象。
自发极化：铁磁性材料在没有外加H时，原子磁矩趋于同向排列而发生的磁化。
软磁材料：是指磁滞回线瘦长，μ高、H c小、M r低，并且磁化后容易退磁的磁性材料。
硬磁材料：是指磁滞回线短粗，μ低、H c大、M r高，并且磁化后很难退磁的磁性材料。
磁致伸缩：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化，这种现象称为磁致伸缩效应。
PN结：是指在同一块半导体单晶中P型掺杂区域N型掺杂区的交界面附近的区域。
禁带：在能带结构中能态密度为零的能量区间。
超导电性：在一定条件下（温度、磁场、压力）材料的电阻突然消失的现象称为超导电性。
马基申定则：马基申等人把固溶体电阻率看成由金属基本电阻率ρ(T)和残余电阻ρ残组成。
这表明在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以用加法求和。
激活介质：实现粒子数反转的介质具有对光的放大作用，称为激活介质。
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统称为因瓦效应。
磁介质：能被磁场磁化的物质。
技术磁化：是指在外磁场的作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化至饱和的内部变化过程。
磁畴：是指在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。
铁电畴：铁电体中自发极化方向一致的微小区域。
N型半导体：在本征半导体中掺入5价元素（磷，砷，锑）使晶体中的自由电子的浓度极大地增加而形成的以电子为多子的杂质半导体称为N型半导体。
第一类超导体：指大多数纯金属超导体，在超导态下磁通从超导体中全部逐出，具有完全的迈斯纳效应（完全的抗磁性）。
这类导体称为第一类超导体。
介质损耗：电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，这种介质内的能量损耗称为介质损耗。
光致发光：通过光的辐射将材料中的电子激发到高能态从而导致发光，称为光致发光。
杜隆-珀替定律：恒压下，元素的原子摩尔热容为25J/(K•mol)。
二、简答题1.请从能量式波长（频率）范围详细划分电磁波谱（1）无线电波——波长从108~1013nm（2）微波——波长从106~108nm（3）红外线——波长从103~106nm（4）可见光——波长390~700nm（5）紫外线——波长从10~390nm（6）伦琴射线——波长10-3~100nm（7）γ射线——波长从10-5~0.1nm2.解释PN结正向导电机制（画示意图）当外加正向电压时，由于中性地的P区和N区的ρ比阻挡层小得多，故外加电压都降落在阻挡层上，由于外加正向电压U与内建电位差V D方向相反，因而使阻挡层两端的电位差由V D减小到（V D-U）。
相应地使阻挡层变窄，空间电荷量减小，以至于内电场减小，使载流子的漂移作用减弱，扩散与漂移的平衡被破坏，扩散作用大于漂移作用，结果产生了从P区流向N区的正向电流。
由于该电流是由多子扩散形成的，故正向电流较大，且随U的责增大而迅速增大。
3.介质极化有哪些基本形式○1电子位移极化；○2离子位移极化；○3偶极子取向极化；○4空间电荷极化。
4.物质铁磁性产生条件（说明充分必要条件）铁磁性产生的充分必要条件是：原子内部要有未填满的电子壳层，R ab/r>3使A>0。
前者指的是原子的本征磁矩（固有磁矩）不能为零，后者指的是要有一定的晶体点阵。
5.为什么说所有物质都是磁介质当介质处于磁场中时，会使它所占据的空间的磁场发生变化。
不同的物质所引起的磁场变化是不一样的，空气会使磁场略有增强，而铁会使磁场增加得强烈，铜则相反，会使磁场衰弱。
这就是说，物质在磁场中由于受磁场的作用而表现出一定的磁性，这种现象被称为物质的磁化。
即所有的物质都能被磁化。
通常把能磁化的物质称为磁介质。
所以说所有的物质都是磁介质。
6.超导体两个基本特征和三个重要指标是什么两个基本特征：完全导电性、完全抗磁性（迈斯纳效应）三个重要指标：临界转变温度T c、临界磁场强度H c、临界电流密度Jc。
7.温度对抗磁性和顺磁性的影响及原因温度对抗磁性基本无影响，对顺磁性影响很大。
因为：温度升高，质点热振动加剧，对磁矩排向的干扰增大，使磁矩的定向排向H方向困难，使磁化率降低。
物质的抗磁性是由电子在外电场作用下的轨道运动产生的，因此温度对其基本无影响。
8..电介质材料主要性能指标有哪些○1介电常数；○2耐电强度；○3损耗因素；○4体积和表面的电阻率。
9.光纤结构示意图及光传输原理主要是利用光的全反射原理。
包层的折射率比纤心略低，约1%，两层之间形成良好的光学界面。
当光线从一端以适当的角度入射内部时，将在内外两层之间产生全反射而传播到另一端。
在光导纤维内传播的光线其方向与纤维表面的法线所成夹角如果大于42o，则光线全部内反射，无折射能量损失。
因而玻璃纤维能围绕各个弯曲之处传递光线而不必顾虑能量损失。
10.本征半导体导电机理导电机理：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。
11.为什么金属材料导电性随温度升高而降低量子学证明当电子波在0K下通过一个理想的晶体点阵时，它将不会受到散射无阻碍地传播，这时ρ=0，而σ为无穷大，即此时的材料是一个理想的导体。
只有在晶体点阵的完整性以及由于晶体点阵离子的热振动，晶体中的异类原子、位错和点缺陷等使晶体点阵的周期性遭到破坏的地方，电子波才会受到散射，从而产生阻碍作用，降低了导电性。
对于金属材料，当温度升高，离子热振动的振幅越大，电子越易受到散射，阻碍作用越大，因此金属材料的导电性随温度升高而降低。
12.画出顺磁物质磁化过程示意图并简单解释顺磁物质磁化过程中磁化强度M与外磁场强度H呈线性关系，磁化率χ为一极小的正常数。
也就是说M与H同向，顺磁体在磁场中受微弱的引力。
13.简述超导体具有完全抗磁性的原因原因：外磁场在试样表面感应产生一个磁感应电流。
此电流所经路径的电阻为零，所以它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。
于是表现出完全的抗磁性。
14.影响热膨胀性能的因素○1相变的影响；○2成分和组织的影响；○3各向异性的影响；○4铁磁性转变的影响。
15.热容爱因斯坦、德拜模型前提及其与事实符合情况，不完全相符的原因爱因斯坦模型：假设：每个原子皆为一个独立的振子，原子之间彼此无关，并且ωi = ω。
在T>θE-以及T→0K时，与实验相符得很好。
但是在中温区域，理论值比实验值下降得快。
原因在于爱因斯坦模型假定原子振动不相关，且以相同频率振动，而实际晶体中，各原子的振动不是彼此独立地以同样频率振动，而是原子间有耦合作用，点阵波的频率也有差异。
温度低时这一效应尤其显著。
拜德模型：假设：考虑晶体中点阵的相互作用，将格波看成是弹性波。
每个谐振子的频率不同，频率范围从0到ωm。
徳拜模型比起爱因斯坦模型有了很大进步，且理论值跟实验值符合得很好。
但是对于原子振动频率较高的部分不适用，对一些化合物的热容计算不符。
解释不了超导现象。
原因在于晶体毕竟不是一个连续体。
对于金属类晶体，没有考虑自由电子的贡献。
16.铁磁性材料技术磁化机制（基于磁畴观点讨论）技术磁化包含两种机制：壁移磁化和畴转磁化。
我们分三个区段讨论。
第一区段：在磁化的起始阶段，磁场作用较弱，对于自发磁化方向与磁场方向成锐角的磁畴，由于其静磁能低的有利地位而发生了扩张，而成钝角的磁畴则缩小。
这个过程是通过磁畴壁的迁移来完成的，这种磁壁的迁移使得材料宏观上表现出微弱的的磁化，这种磁化时可逆的。
这个区域就是磁壁可逆迁移区。
第二区段：越过第一区段后，若外磁场继续增强，则畴壁将会发生瞬时的跳跃。
换言之，某些与磁场成钝角的磁畴壁将瞬时转向与磁场成锐角的易磁化方向。
由于大量原子磁矩的瞬时转向，因此表现出强烈地磁化，磁化曲线急剧上升，磁导率很高，此时这种磁化是不可逆的。
这个区域称为畴壁不可逆迁移区。
第三区段：由于晶轴通常与外磁场不一致，故当外磁场继续增大时，整个晶体单畴的磁矩方向将逐渐转向外磁场方向。
这种磁化过程称为磁畴的旋转。
这种转动需要相当大的能量，显然外磁场要做功，所以磁化进行的非常缓慢。
这个区段称为磁畴旋转区。
17.从导体、半导体、绝缘体材料能带结构分析导电性能不同原因金属导体的能带分布通常有两种情况，一是价带和导带重叠，而无禁带；二是价带未被价电子填满，所以其本身就是导带。
在这两种情况下的价电子就是自由电子，所以金属导体即使是在温度较低的情况下仍有大量的自由电子，具有很强的导电能力。
半导体与绝缘体的能带分布中均是满价带和空导带，且有禁带。
两者的区别仅仅是禁带的宽度。
半导体的禁带宽度小，在室温下一部分价电子能获得大于△E的能量跃迁到导带中去成为自由电子，同时在价带中形成空穴，这样半导体就具有一些导电能力。
而绝缘体的禁带宽度大，在室温下几乎没有价电子能够跃迁到导带中去，所以基本没有导电能力。
18.画出铁磁性材料磁滞回线，标注每个交点所代表物理意义（用符号），在图下方注释各符号物理名称Ms—饱和磁化强度；Mr—剩余磁化强度；Hc—磁矫顽力；Hs—饱和磁场强度；19.画出铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性材料的磁化率-温度（χ-T）关系曲线并分析铁磁体跟亚铁磁体类似，在温度大于居里点时，随着温度的升高，磁化率均降低；而反铁磁体则比较特殊，在T<T N时磁化率随着温度的升高而增大，在T N处达到峰值；在T>T N段，跟铁磁体类似。
20.电介质产生电击穿过程。
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”，使贯串介质的电流迅速增大，导致介质击穿。
这一过程仅需10-7～10-8 s，因此电击穿往往是瞬间的。