固体物理题库
固体物理学-试题及答案

得
分
二、简答与作图题(每题10分,共20分)
1、在考虑晶格振动对晶体热容的贡献时,爱因斯坦模型和德拜模型分别是怎样的?并定性说明二者的结果.
2、画体心立方晶格结构的金属在(100),(110),(111)面上原子排列。
2、体心立方晶体结构中原子球的排列方式为(ABAB,ABCABC),六角密排晶体结构中原子球的排列方式为(ABAB,ABCABC)。
3、在简立方晶体结构中,与(100)、(110)、(111)晶面等效的晶面数分别为,,。
4、固体结合的类型一般有:离子键结合、、、范德瓦尔斯键结合等.
5、固体的热容量在常温附近遵守杜珑-帕蒂定律,即等于;在低温下,固体的热容量随温度降低而(升高,降低)。
3、解:,,5分;,5分。
4、解:一维晶格的能带E(k) = ε0−β − 2γcos(ka),10分;电子速度,5分;在边界,,,5分.
4、(无机非金属专业选作)解:第一能带,5分;第二能带,5分;第三能带,5分;第四能带,5分。
课程考试试题纸
课程名称:
固体物理学
考试方式:
闭卷
印刷份数:
学院:
任课教师:
专业年级:
题பைடு நூலகம்
号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分
阅卷
教师
得
分
……………………………………………………………………………………………………
得
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一、填空题(每小题2分,共30分)
1、对简立方晶体结构,立方体边长为a,其最近邻的原子数为,最近邻原子的间距为。次近邻的原子数为,次近邻原子的间距为。
初中固体物理试题及答案

初中固体物理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 固体物质的分子排列特点是:A. 无规则排列B. 规则排列C. 部分规则排列D. 完全无序排列答案:B2. 固体物质的分子间作用力是:A. 引力B. 斥力C. 引力和斥力D. 无作用力答案:C3. 下列物质中,属于晶体的是:A. 玻璃B. 橡胶C. 食盐D. 沥青答案:C4. 晶体与非晶体的主要区别在于:A. 颜色B. 形状C. 熔点D. 分子排列答案:D5. 固体物质的熔化过程需要:A. 吸收热量B. 放出热量C. 保持热量不变D. 无法判断答案:A6. 固体物质的硬度与下列哪项因素有关:A. 分子间作用力B. 分子质量C. 分子体积D. 分子形状答案:A7. 固体物质的导电性与下列哪项因素有关:A. 分子间作用力B. 分子运动速度C. 电子的自由移动D. 分子的排列方式答案:C8. 晶体的熔点与下列哪项因素有关:A. 晶体的纯度B. 晶体的颜色C. 晶体的形状D. 晶体的密度答案:A9. 固体物质的热膨胀现象说明:A. 分子间距离不变B. 分子间距离减小C. 分子间距离增大D. 分子间距离先增大后减小答案:C10. 固体物质的热传导性与下列哪项因素有关:A. 分子间作用力B. 分子运动速度C. 电子的自由移动D. 分子的排列方式答案:A二、填空题(每空1分,共20分)1. 固体物质的分子排列特点是________,而非晶体物质的分子排列特点是________。
答案:规则排列;无规则排列2. 固体物质的熔化过程中,分子间________,分子间距离________。
答案:作用力减弱;增大3. 晶体的熔点与________有关,而非晶体没有固定的熔点。
答案:晶体的纯度4. 固体物质的硬度与分子间________有关,分子间作用力越强,硬度越大。
答案:作用力5. 固体物质的热膨胀现象是由于温度升高,分子间距离________。
答案:增大三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述晶体与非晶体的区别。
高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案

高校物理专业固体物理学期末考试试卷及答案一、选择题(每题2分,共40分)1. 下列哪种材料是典型的固体?A. 水B. 空气C. 玻璃D. 油2. 表征物质导电性质的关键因素是:A. 导热系数B. 形变C. 导电子数D. 电阻率3. 相互作用力程远大于它的大小尺度的物质状态是:A. 液体B. 气体C. 等离子体D. 固体4. 根据原子内部粒子组织排列方式的不同,将固体分为晶体和非晶态,以下哪种属于非晶态?A. 钻石B. 石英C. 玻璃D. 铜5. 材料的抗拉强度指的是:A. 材料在拉伸过程中发生断裂的能力B. 材料的硬度C. 材料的耐磨性D. 材料的延展性(以下为第6题至第40题的选项省略)二、填空题(每题3分,共30分)1. 固体的最基本由原子、分子或离子组成的单位结构叫作_____________。
2. 点阵是固体晶体结构中原子、离子或分子的_____________组成的排列方式。
3. 若一堆物体在某种温度下开始熔化,则该温度即为该物质的_____________点。
4. 固体由于结构的紧密性,其密度通常较_____________。
5. 金属中导电电子为材料的_____________。
6. 非晶态材料的特点是_____________无规律的原子组织结构。
(以下为第7题至第30题的空格省略)三、问答题(共30分)1. 简述固体物理学研究的基本内容和意义。
解答:固体物理学研究的基本内容主要包括固体材料的结构、性质和应用等方面。
它通过研究固体的微观结构和宏观性质,探索物质内部的相互作用和运动规律,从而深入了解固体物质的特性和行为。
固体物理学的研究对于提高材料的功能和性能具有重要意义。
通过深入研究固体的结构和性质,我们可以开发出更好的材料,改善材料的导电、导热、机械强度等性能,为社会发展和工业生产提供重要支持。
同时,固体物理学的研究还能够为其他领域的科学研究提供基础和支撑,如电子学、光学、磁学等。
固体物理题目总汇

填空题1、根据固体材料中原子排列的方式可以将固体材料分为晶体、非晶体和准晶体。
2、晶体结构=点阵+ 基元。
3、晶体的比热包括晶格比热和电子比热。
4、结晶学中,属于立方晶系的布拉维晶胞有简单立方、体心立方和面心立方三种。
5、密堆结构有两种:六方密堆积和立方密堆积。
6、原子电负性在一个周期内由左到右不断升高,周期表由上到下,负电性逐渐降低。
7、限定波矢q的取值范围在第一布里渊区8、金属的未满能带叫价带或导带。
1、人们利用X射线衍射测定晶体结构。
3、晶体的热学性质,如比热、热膨胀和热传导等就与晶格振动密切有关。
4、声子是一种准粒子,不具有通常意义下的动量,常把ħq称为声子的准动量。
5、根据晶体缺陷在空间延伸的线度晶体缺陷可分为点缺陷~线缺陷、面缺陷和体缺陷。
6、V心是F心的反型体。
1、晶体的基本结构单元称为基元。
2、面心立方晶胞的晶格常数为a,其倒格子原胞的体积等于32 3/a3。
3、布拉维空间点阵共有14 种,归为7种晶系。
5、一维双原子链的色散关系中频率较低的一支叫声学支(声频支),它很像单原子链中的声学支,;频率较高的一支则叫光学支(光频支)。
6、面缺陷有堆垛层错、小角晶界和晶粒间界三种主要形式。
8、一般情况下晶体电子的近似质量是张量,自由电子的惯性质量是标量。
9、对复式晶格,格波可分为声学波和光学波。
1、体心立方结构的第一布里渊区是菱形十二面 体。
2、已知某晶体的基矢取为1a 、2a 、3a ,某一晶面在三个基矢上的截距分别为3,2,-1,则该晶面的晶面指数为()6233、倒格矢体现了晶面的面间距 和 法向。
8、晶体中的载流子是 电子 和 空穴 。
2、正格子原胞体积Ω与倒格子原胞体积*Ω之积为 ()32π 3、金刚石晶体的基元含有 2 个原子,其晶胞含有 8 个碳原子。
6、准晶是介于周期性晶体 和非晶玻璃之间的一种新的固体物质形态。
8、晶格振动的简化模型主要有爱因斯坦模型和德拜模型。
1、面心立方结构的第一布里渊区是 十四面 体。
固体物理期末考试题及答案

固体物理期末考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 晶体中原子排列的周期性结构被称为:A. 晶格B. 晶胞C. 晶面D. 晶向答案:A2. 描述固体中电子行为的基本理论是:A. 经典力学B. 量子力学C. 相对论D. 电磁学答案:B3. 以下哪项不是固体物理中的晶体缺陷:A. 点缺陷B. 线缺陷C. 面缺陷D. 体缺陷答案:D4. 固体物理中,晶格振动的量子称为:A. 声子B. 光子C. 电子D. 空穴答案:A5. 以下哪个不是固体的电子能带结构:A. 价带B. 导带C. 禁带D. 散射带答案:D二、简答题(每题10分,共30分)6. 解释什么是晶格常数,并举例说明。
晶格常数是晶体中最小重复单元的尺寸,通常用来描述晶体的周期性结构。
例如,立方晶系的晶格常数a是指立方体的边长。
7. 简述能带理论的基本概念。
能带理论是量子力学在固体物理中的应用,它描述了固体中电子的能量分布。
在固体中,电子的能量不是连续的,而是分成一系列的能带。
价带是电子能量较低的区域,导带是电子能量较高的区域,而禁带是两带之间的能量区域,电子不能存在。
8. 什么是费米能级,它在固体物理中有什么意义?费米能级是固体中电子的最高占据能级,它与温度有关,但与电子的化学势相等。
在绝对零度时,费米能级位于导带的底部,它决定了固体的导电性质。
三、计算题(每题15分,共30分)9. 假设一个一维单原子链的原子质量为m,相邻原子之间的弹簧常数为k。
求该链的声子频率。
解:一维单原子链的声子频率可以通过下面的公式计算:\[ \omega = 2 \sqrt{\frac{k}{m}} \]10. 给定一个半导体的电子亲和能为Ea,工作温度为T,求该半导体在该温度下的费米-狄拉克分布函数。
解:费米-狄拉克分布函数定义为:\[ f(E) = \frac{1}{e^{\frac{E-E_F}{kT}} + 1} \] 其中,E是电子的能量,E_F是费米能级,k是玻尔兹曼常数,T 是温度。
固体物理40题

1. 设晶体中的每个振子的零点振动能.试用德拜模型求晶体的零点振动能.证明:根据量子力学零点能是谐振子所固有的,与温度无关,故T=0K 时振动能0E 就是各振动模零点能之和。
()()()000012mE E g d E ωωωωωω==⎰将和()22332s V g v ωωπ=代入积分有402339168m m s V E N v ωωπ==,由于098m B D B D k E Nk ωθθ==得 一股晶体德拜温度为~210K ,可见零点振动能是相当大的,其量值可与温升数百度所需热能相比拟.2. 试画出二维长方格子的第一、第二布里渊区.3. 证明:在磁场中运动的布洛赫电子,在K 空间中,轨迹面积A n 和在r 空间的轨迹面积S n之间的关系A n= (qB hc)2S n()d k d rc qv B q B dt dt⋅=-⨯=--⋅解: dk qB dr dt c dt∴=⋅ t k qBr c两边对积分,即 =22()()n n A r c S k qB∴== 4. 证明:面心立方晶格的倒格子为体心立方. 解:面心立方晶格的基矢为()()()a a aa j ,b ,c 222k i k i j =+=+=+ 则面心立方原胞体积3V []4a abc ⋅⨯==a 2bc V π*⨯=面心立方倒格矢 ()()2384a i k i j a π=⋅+⨯+()ai j k π-++2=()b a i j k π*=-+2同理: ,()ac i j k π*=+-2 a b c ***显然,,为体心立方原胞基矢,因此面心立方晶格倒格子为体心立方 5. 证明:根据倒格子的定义证明简单立方格子体积与其倒格子体积成反比解:设简单立方晶格常数为a ,则基矢为a ,b ,c ,V a ai a j ak ===3体积=其倒格矢2312b 2a a i V aππ⨯==,3122b 2a a j V a ππ⨯==,1232b 2a a k V a ππ⨯== 则倒格子体积()31232[]V b b b Vπ*=⋅⨯=6. 是否存在与库伦力无关的晶型,为什么?答:不存在与库仑力无关的晶型,因为①共价结合中电子虽不能脱离电负性 的原子,但靠近的两个原子各给出一个电子,形成电子共有的形状,位于两原子之间通过库仑力把两个原子结合起来。
固体物理题目总汇
固体物理题目总汇填空题1、根据固体材料中原子排列的方式可以将固体材料分为晶体、非晶体和准晶体。
2、晶体结构=点阵+基元3、晶体的比热包括晶格比热和电子比热。
4、结晶学中,属于立方晶系的布拉维晶胞有简单立方、体心立方和面心立方三种。
5、密堆结构有两种:六方密堆积和立方密堆积。
6、原子电负性在一个周期内由左到右不断升高,周期表由上到下,负电性逐渐降低。
7、限定波矢q的取值范围在第一布里渊区8、金属的未满能带叫价带或导带。
1、人们利用某射线衍射测定晶体结构。
3、晶体的热学性质,如比热、热膨胀和热传导等就与晶格振动密切有关。
4、声子是一种准粒子,不具有通常意义下的动量,常把q称为声子的准动量。
5、根据晶体缺陷在空间延伸的线度晶体缺陷可分为点缺陷~线缺陷、面缺陷和体缺陷。
6、V心是F心的反型体。
1、晶体的基本结构单元称为基元2、面心立方晶胞的晶格常数为a,其倒格子原胞的体积等于323/a33、布拉维空间点阵共有14种,归为7种晶系。
5、一维双原子链的色散关系中频率较低的一支叫声学支(声频支),它很像单原子链中的声学支,;频率较高的一支则叫光学支(光频支)。
6、面缺陷有堆垛层错、小角晶界和晶粒间界三种主要形式。
8、一般情况下晶体电子的近似质量是张量,自由电子的惯性质量是标量。
9、对复式晶格,格波可分为声学波和光学波。
1、体心立方结构的第一布里渊区是菱形十二面体。
2、已知某晶体的基矢取为a1、a2、a3,某一晶面在三个基矢上的截距分别为3,2,-1,则该晶面的晶面指数为2363、倒格矢体现了晶面的面间距和法向。
8、晶体中的载流子是电子和空穴2、正格子原胞体积与倒格子原胞体积之积为233、金刚石晶体的基元含有2个原子,其晶胞含有8个碳原子。
6、准晶是介于周期性晶体和非晶玻璃之间的一种新的固体物质形态。
8、晶格振动的简化模型主要有爱因斯坦模型和德拜模型。
1、面心立方结构的第一布里渊区是十四面体。
2、代表基元中的几何点称为格点。
固体物理学考试题及答案
固体物理学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 固体物理学中,描述晶体中原子排列的周期性规律的数学表达式是()。
A. 布洛赫定理B. 薛定谔方程C. 泡利不相容原理D. 费米-狄拉克统计答案:A2. 固体中电子的能带结构是由()决定的。
A. 原子的核外电子B. 晶体的周期性势场C. 原子的核电荷D. 原子的电子云答案:B3. 在固体物理学中,金属导电的原因是()。
A. 金属中存在自由电子B. 金属原子的电子云重叠C. 金属原子的价电子可以自由移动D. 金属原子的电子云完全重叠答案:C4. 半导体材料的导电性介于导体和绝缘体之间,这是因为()。
A. 半导体材料中没有自由电子B. 半导体材料的能带结构中存在带隙C. 半导体材料的原子排列无序D. 半导体材料的电子云完全重叠答案:B5. 固体物理学中,描述固体中电子的波动性的数学表达式是()。
A. 薛定谔方程B. 麦克斯韦方程C. 牛顿第二定律D. 热力学第一定律答案:A6. 固体中声子的概念是由()提出的。
A. 爱因斯坦B. 德拜C. 玻尔D. 费米答案:B7. 固体中电子的费米能级是指()。
A. 电子在固体中的最大能量B. 电子在固体中的最小能量C. 电子在固体中的平均水平能量D. 电子在固体中的动能答案:A8. 固体物理学中,描述固体中电子的分布的统计规律是()。
A. 麦克斯韦-玻尔兹曼统计B. 费米-狄拉克统计C. 玻色-爱因斯坦统计D. 高斯统计答案:B9. 固体中电子的能带理论是由()提出的。
A. 薛定谔B. 泡利C. 费米D. 索末菲答案:D10. 固体中电子的跃迁导致()的发射或吸收。
A. 光子B. 声子C. 电子D. 质子答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 固体物理学中,晶体的周期性势场是由原子的______产生的。
答案:周期性排列2. 固体中电子的能带结构中,导带和价带之间的能量区域称为______。
答案:带隙3. 金属导电的原因是金属原子的价电子可以______。
固体物理期末复习题目
固体物理期末复习题目一、名词解释:1、晶体;2、非晶体;3、点阵;4、晶格;5、格点;6、晶体的周期性;7、晶体的对称性8、密勒指数;9、倒格子;10、配位数;11、致密度;12、固体物理学元胞;13、结晶学元胞;14、布拉菲格子;15、复式格子;16、声子;17、布洛赫波;18、布里渊区;19、格波;20、电子的有效质量二、计算证明题1. 晶体点阵中的一个平面hkl ,试证:(1)晶格的两个相邻平行平面(这些平面通过格点)之间的距离为2||hkl d K π=此处123K hb kb lb =++;(2)利用上述关系证明,对于简单立方格子,22d l =+ a 为晶格常数;(3)说明什么样的晶面容易解理,为什么?2、金刚石晶胞的立方边长为m 101056.3-?,求最近邻原子间的距离、平均每立方厘米中的原子数和金刚石的密度。
(碳原子的重量为2310*99.1-g )3. 试证:在晶体中由于受到周期性的限制,只能有1、2、3、4、6重旋转对称轴,5重和大于6重的对称轴不存在。
4、晶体点阵中的一个平面.hkl(a )证明倒易点阵矢量321b l b k b h G ++=垂直于这个平面。
(b )证明正格子原胞体积与倒格子原胞体积互为倒数5. 证明体心立方格子和面心立方格子互为正、倒格子。
6. 在六角空间格子中选取一平行六面体为原胞,试求:(1)基矢321,,a a a的表示式;(2)原胞的体积;(3)倒格子基矢321,,b b b 。
7、氪原子组成惰性晶体为体心立方结构,其总势能可写为()- ??=6612122R A R A N R U σσε,其中N 为氪原子数,R 为最近邻原子间距离,点阵和A 6=12.25,A 12=9.11;设雷纳德—琼斯系数ε=0.014eV ,σ=3.65。
求:(1)平衡时原子间最近距离R 0及点阵常数a ;(2)每个原子的结合能(eV )。
8. 设两原子间的互作用能可表示为()n m r r r u βα+-=式中,第一项为引力能;第二项为排斥能;βα,均为正常数。
固体物理学考试试题及答案
固体物理学考试试题及答案题目一:1. 介绍固体物理学的定义和基本研究对象。
答案:固体物理学是研究固态物质行为和性质的学科领域。
它主要研究固态物质的结构、形态、力学性质、磁学性质、电学性质、热学性质等方面的现象和规律。
2. 简述晶体和非晶体的区别。
答案:晶体是具有有序结构的固体,其原子、离子或分子排列规则且呈现周期性重复的结构。
非晶体则是没有明显周期性重复结构的固体,其原子、离子或分子呈现无序排列。
3. 解释晶体中“倒易格”和“布里渊区”的概念。
答案:倒易格是晶体中倒格矢所围成的区域,在倒易格中同样存在周期性的结构。
布里渊区是倒易格中包含所有倒格矢的最小单元。
4. 介绍固体中的声子。
答案:声子是固体中传递声波和热传导的一种元激发。
它可以看作是晶体振动的一种量子,具有能量和动量。
5. 解释“价带”和“能带”之间的关系。
答案:价带是材料中的电子可能占据的最高能量带。
能带是电子能量允许的范围,它由连续的价带和导带组成。
6. 说明禁带的概念及其在材料中的作用。
答案:禁带是能带中不允许电子存在的能量范围。
禁带的存在影响着材料的导电性和光学性质,决定了材料是绝缘体、导体还是半导体。
题目二:1. 论述X射线衍射测定晶体结构的原理。
答案:X射线衍射利用了X射线与晶体的相互作用来测定晶体结构。
当X 射线遇到晶体时,晶体中的晶格会将X射线发生衍射,衍射图样可以提供关于晶体的结构信息。
2. 解释滑移运动及其对晶体的影响。
答案:滑移运动是晶体中原子沿晶格面滑动而发生的变形过程。
滑移运动会导致晶体的塑性变形和晶体内部产生位错,影响了晶体的力学性质和导电性能。
3. 简述离子的间隙、亚格子和空位的概念。
答案:间隙是晶体结构中两个相邻原子之间的空间,可以包含其他原子或分子。
亚格子是晶体结构中一个位置上可能有不同种类原子或离子存在的情况。
空位是晶体结构中存在的缺陷,即某个原子或离子缺失。
4. 解释拓扑绝缘体的特点和其应用前景。
答案:拓扑绝缘体是一种特殊的绝缘体,其表面或边界上存在不同于体内的非平庸的拓扑态。
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一. 填空与选择1. 单颗粒的粒度表征方法主要有哪些?识别与计算,如36πV D V =,πSD s =轴径 球当量径 圆当量径 定向径 体积直径 面积直径2. 一颗粒群有10个球形颗粒,直径分别为1,2,3,…,10um ,其个数长度平均径? Dcm=∑nd2/∑nd3. 颗粒群密度分布函数与累积分布函数4.粒度分布函数具有形式识别其为何种分布,如:()[]ne D D D R -=exp 100)(,⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=g g g D D Df σσπ22ln 2)ln (ln exp ln 21)(ln Rosin-Rammler 分布,RRS 方程 对数正态分布的频度分布函数5.对粒径一定的单个颗粒而言,其体积比表面积随比表面积形状系数如何变化? 颗粒比表面积形状系数越大,其体积比表面积越大6. 形状指数定义与计算,球形度如边长为5mm 的立方体形状指数:以颗粒外截形体几何参量的无因次数组来表示颗粒的形状特征7.分数维确定、若颗粒的投影轮廓线可用分数维表征,则分数维数值大小与颗粒表面粗糙程度的关系?分数维数值越大,颗粒形状越不规则,即颗粒表面越粗糙Horsfield 致密堆积理论 Fuller 致密堆积曲线 alfred 致密堆积方程 隔级致密堆积理论8.堆积基本参数、密堆积理论、致密堆积粒度条件和经验基本参数:空隙率 堆积率 表现密度 配位数9.颗粒真密度为2500kg/m3的粉体,堆积于一容器中,测得其容积密度为1500kg/m3,计算该堆积粉体的空隙率0.410. 内摩擦角、库仑粉体、表观抗张强度、主应力、侧压系数、三轴压缩、剪切实验11.Ergun 公式应用:()D u D pp u L P 23232175.1150/1ρεμεεε⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∆- 12. Carman-Kozeny 公式:oV f L p S v μεε∆-=223)1(51 13.颗粒自由沉降时沉降速度计算式应用流态及识别识别,如:ρρρgD u p p )(3-=、μρρ18)(2gD u p p -=14. 自由沉降与干扰沉降、影响因素自由沉降:在无限大静止的流体中,颗粒不受干扰的重力沉降 剩余重力Gr=G-F 流体运动阻力R15.在流化床正常操作时,随着净空流速的增加,实际流速、床层空隙率,床层总压降如何变化?实际流速大于净空流速时,随净空流速上升,实际流速上升,床层总压降上升,床层空隙率不变实际流速等于净空流速时,净空流速增加,实际流速,床层总压降不变,床层空隙率增加16.临界流化、极限流化、Froude 准数与流态化类型17. 表面能、表面活性、活化中心表面能:表面原子处于只由内部原子向内吸引的状态,这意味着表面原子与内部原子相比处于较高的能量状态,这一额外的能量称为表面能18.细小晶体与块状晶体,物理性质的比较细小晶体较块状晶体,质量下降,颗粒数上升,总表面积上升,总表面能上升19.德拜温度、晶格比热随颗粒粒径减小如何变化?颗粒尺寸越小,德拜问题越低,晶格比热越大20. 晶体颗粒的直径越小,其熔点、溶解度、Debye 温度、比热如何变化?颗粒尺寸越小,德拜温度越低,比热越大,熔点越低,溶解度越高21.颗粒荷电的主要方式有哪些?接触荷电 碰撞荷电 电场荷电 破碎荷电22. 颗粒的直径与其在电场荷电中的荷电量在相同电场下,粒径大的颗粒,比粒径小的颗粒荷电量大 介电常数大的颗粒荷电量大于介电常数小的颗粒荷电量23.在瑞利(Rayleigh )散射条件下,全散射光强与光波波长的关系 ,全散射光强与分散相和分散介质之间折射率差值得关系?若颗粒表面是亲水的,则颗粒在水中的全散射光强如何?随着入射光波长减小,颗粒的全反射光强显著增大。
随着颗粒尺寸的增大,颗粒的全反射光强显著增大。
随着颗粒与介质的折射率差值增大,颗粒的全反射光强增大。
亲水性颗粒较疏水性颗粒的散射光强度低,看上去更暗一些。
24.磁性颗粒的矫顽力随粒径减小的变化趋势?铁磁性颗粒随着尺寸减小,其固有矫顽力增加,当尺寸减小至单磁畴尺寸时,固有矫顽力达到最大值,此后若连续减小颗粒尺寸,其矫顽力降低,直至减小到临界直径时,固有矫顽力降为0,铁磁性颗粒呈现出超顺磁现象。
25.若颗粒在溶液中存在吸附现象,则颗粒表面对非电解质的吸引力主要有哪些? 分子间作用力:如氢键 范德华力26.润湿过程、据三相平衡接触角大小对固体表面的亲水性、疏水性进行比较27.粉体在空气中、液体中的凝聚力主要有哪些?空气中 范德华力 静电力 液桥力液体中 范德华力 双电层静电作用力 空间传阻作用 溶剂化膜作用28.根据作用机理的差异,粉体的凝聚类型有哪些?聚集凝结絮凝团聚29. 从排斥力和吸引力的角度看,不同情况下颗粒间作用力表现不同,如双电层静电作用力,对同质颗粒恒为排斥;溶剂化膜作用力在水中存在时,对非极性表面的颗粒,溶剂化膜作用力吸引30. 液体中颗粒的分散调控,对分散介质极性或非极性的选择原则颗粒在液体中的主要分散调控措施有介质调控,分散剂调控和机械调控原则:极性相似原则、表面力原则二.简答题1.描述你所认识的颗粒及其表面。
2.什么是筛余累积,筛下累积?D10, D50,D90,D[3,2],D[4,3]各有何意义?D10:筛下累计达到10%时对应的粒径D[3,2]=∑nd3/∑nd2面积平均径D[4,3]=∑nd4/∑nd3 体积平均径筛上累计R(D)=∫Dmax,D f(D)dD筛下累计U(D)=∫D,Dmin f(D)dD 表征在粒度分布范围内,大于或等于某一粒径尺寸所有颗粒总量的相对含量3.如何构造一个密堆积,1)连续粉体;2)不连续粉体4.影响粉体致密堆积的因素有哪些?你所知道的颗粒紧密堆积经验有哪些?影响粉体致密堆积的因素:颗粒大小与分布,颗粒形状。
颗粒间作用力,堆积空间的形状与大小,堆积速度和外力施加方式等。
经验:1.用单一粒径尺寸的颗粒不能满足致密堆积对颗粒级配的要求2.采用多组分且组分粒径尺寸相差极大(一般4-5倍的颗粒),可较好地满足致密堆积对颗粒与级配的要求3.细颗粒数量应能填充堆积体的空隙。
通常两组分时,粗细比为7:3,三组分时,粗中细比例约为7:1:2时,可更好的满足致密堆积级配要求4.在可能的条件下,适当增大临界颗粒尺寸,可较好满足在堆积时颗粒的要求。
5.粉体的摩擦角特性为什么细分为内摩擦角、休止角、壁摩擦角和滑动摩擦角以及运动摩擦角等?试简述陶瓷干压成型时双向多次加压为何有利于提高坯体质量?根据粉体接触对流不同,密突程度区别,变化过程细分,表征不同的摩擦特性类似于三轴压缩性,有利于受力均匀6. 实际颗粒表面不同位置处的表面能量状态是否相同,为什么?不相同一般角,棱处表面能较大。
大多数颗粒是晶体结构,且为各向异性,一般晶体颗粒不同表面具有不用表面能7. 一般来讲颗粒越小,其表面能越高,表面活性越大;但有没有可能出现大小完全相同,但其表面活性不同的两种同质颗粒,为什么?8. 随着颗粒尺寸的减小,其热学性质如热容、熔点和溶解度等如何变化,为什么?1.颗粒表面原子相对数量增大,化学键被截断的表面质点数量相对增加,生成表面原子扰动,形成表面弛豫,即表面质点振动频率下降,德拜温度降低,晶体比热增大2.尺寸越小,表面能越高,晶体熔点越低(尺寸小的比大的饱和蒸汽压大,溶解度提高,晶体比热容增大3.尺寸越小的晶体颗粒的饱和蒸汽压提高,溶质在溶液中的浓度随着溶质的饱和蒸汽压提高而增大,故溶解度增大9. 为什么说:某一浓度对大颗粒来说已是饱和溶液,但对小颗粒来说还不是饱和溶液?10. 生产实际中为了得到粗大晶粒,常采取何种措施,为什么?因可溶性小的晶体颗粒的溶剂度较大块晶体的溶剂度高,也就是说,某一浓度对可溶性大颗粒来说是饱和溶液,但对可溶性小颗粒来说还不是饱和溶液。
即可利用小颗粒较高的溶解度连续维持溶液的饱和度,使结晶在大颗粒表面持续进行,以获得粗大的晶体颗粒。
11.颗粒光吸收机理?为什么颗粒越细,吸光能力越强?颗粒光吸收机理:由于光传播时的交变电磁场与颗粒的分子相互作用,使颗粒分子中的电子出现受迫振动,而维持电子振动所消耗的能量,要为其他形式的能量而耗散掉。
表面能激增,热运动加剧,在光波作用下微笑颗粒的电子按光波诱导频率进行受迫时,振幅增加,维持同频大振幅的电子振动会消耗更多的光能,故尺寸越小,吸光能力越强12.颗粒间作用力有那些,其作用范围如何,对分散团聚有何影响?空气中:范德华力静电力液桥力2-3um随着距离增加,消失大于3um 静电力仍起作用,而其他两种已消失13.什么是静电稳定机理?什么是空间稳定机理?7.粉体在空气中和在液体中主要的凝聚力分别有哪些?粉体在液体中的分散调控措施有哪些?14.粉体在液体中的凝聚力主要有哪些类型?若一粉体皆为为同质极性表面颗粒,将其置于极性液体中颗粒间凝聚作用力主要有哪些,其表现分别为吸引还是排斥?如果要改善其在极性液体中的分散特性,可采取哪些措施?双电层静电作用力空间传阻作用溶剂化膜作用力1.加入极性有机液体2.分散剂调控3.机械调控15.空气中粉体的分散措施及液体中颗粒的分散有哪几种?空气:干燥分数机械分数表面改性分数液体:介质调控分散剂调控机械调控16.某一复合材料系统中,无机粒子在有机基质中分散状况不佳,力学性能不理想。
针对这一问题,我们可以做些什么工作。
17.若一超细碳酸钙粉体(皆为同质颗粒),在水中分散(无其它添加物),颗粒间凝聚作用力主要有哪些,其表现分别为吸引还是排斥?如果要改善其在水中的分散特性,可采取哪些措施?(1)范德华力吸引力,双电层静电作用力排斥力,空间传阻作用?,溶剂化膜作用力排斥力(2)介质调控:根据颗粒表面性质选择适当的分散介质,可获得充分分散的悬浮液,选择分散介质的基本原则:同极性原则分散剂调控:使极性颗粒在极性分散介质中有良好的理、化分散条件机械调控:以强烈的机械搅拌方式,致使液体产生湍流运动而使颗粒凝聚体碎解分散。