材料物理性能简答题
(完整word版)材料物理性能A试卷答案及评分标准

材料物理性能A 试卷答案及评分标准一、是非题(1分×10=10分)1√;2×;3×;4√;5×;6√;7√;8√;9√;10×。
二、名词解释(3分×6=18分,任选6个名词。
注意:请在所选题前打“√”)1、磁后效应:处于外电场为H0的磁性材料,突然受到外磁场的跃迁变化到H1,则磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值,而是一部分瞬时到达,另一部分缓慢趋近稳定值,这种现象称为磁后效应。
2、塑性形变:是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变,外应力移去后不能恢复的形变。
无机材料的塑性形变,远不如金属塑性变形容易。
3、未弛豫模量:测定滞弹性材料的形变时,如果测量时间小于τε、τσ,则由于随时间的形变还没有机会发生,测得的是应力和初始应变的关系,这时的弹性模量叫未驰豫模量。
4、介质损耗:由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗,由电能转变为其他形式的能,统称为介质损耗。
5、光频支振动:光频支振动:格波中频率甚高的振动波,质点间的位相差很大,邻近质点的运动几乎相反时,频率往往在红外光区,称为“光频支振动”。
6、弹性散射:散射前后,光的波长(或光子能量)不发生变化的散射。
7、德拜T3定律:当温度很低时,即T<<θD,c v=1939.7(T/θD)3j.K-1.mol-1,即当T→0 K时,c v∝T3→0。
8、BaTiO3半导体的PTC现象:价控型BaTiO3半导体在晶型转变点附近,电阻率随温度上升发生突变,增大了3~4个数量级的现象。
三、简答题(5分×5=25分,任选5题。
注意:请在所选题前打“√”)1、(1)构成材料元素的离子半径;(2)材料的结构、晶型;(3)材料存在的内应力;(4)同质异构体。
2、(1)透过介质表面镀增透膜;(2)将多次透过的玻璃用折射率与之相近的胶将它们黏起来,以减少空气界面造成的损失。
(完整)材料物理性能答案

)(E k →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σ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:)()超导体()()导体()()半导体()()绝缘体(m .104m .10103m .10102m .1012728-828Ω〈Ω〈〈Ω〈〈Ω〈---ρρρρ2、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。
E J →→=σ,电导率σ= (其中μ= ,为电子的漂移迁移率,表示单位场强下电子的漂移速度),它将外加电场强度和导体内的电流密度联系起来,表示了欧姆定律的微观形式.缺陷:该理论高估了自由电子对金属导电能力的贡献值,实际上并不是所有价电子都参与了导电。
(?把适用于宏观物体的牛顿定律应用到微观的电子运动中,并且承认能量的连续性)3、自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为?自由电子近似下,电子的本证波函数是一种等幅平面行波,即振幅保持为常数;电子本证能量E 随波矢量的变化曲线 是一条连续的抛物线.4、根据自由电子近似下的量子导电理论解释:准连续能级、能级的简并状态、简并度、能态密度、k 空间、等幅平面波和能级密度函数.n 决定,并且其能量值也是不连续的,能级差与材料线度L ²成反比,材料的尺寸越大,其能级差越小,作为宏观尺度的材料,其能级差几乎趋于零,电子能量可以看成是准连续的。
大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析

大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析目录《材料物理性能》习题库(填空、判断、选择、简答计算题) (1)《材料物理性能》复习核心知识点 (15)清华大学《材料物理性能》期末考试试题及答案解析 (25)上海交通大学《材料物理性能》期末考试试题 (31)《材料物理性能》习题库(填空、判断、选择、简答计算题)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.用双臂电桥法测定金属电阻率时,测量精度不仅与电阻的测量有关,还与试样的的测量精度有关,因而必须考虑的影响所造成的误差。
11.适合测量绝缘体电阻的方法是。
12.适合测量半导体电阻的方法是。
13.原子磁矩包括、与三个部分。
14.材料的顺磁性来源于。
15.抗磁体和顺磁体都属于弱磁体,可以使用测量磁化率。
16.随着温度的增加,铁磁体的饱和磁化强度。
17.弹性的铁磁性反常是由于铁磁体中的存在引起所造成的。
材料物理性能答案

材料物理性能答案材料的物理性能是指材料在物理方面所表现出来的特性和性能。
它包括了材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。
在工程实践中,对材料的物理性能有着非常高的要求,因为这些性能直接关系到材料在使用过程中的稳定性和可靠性。
下面将分别对材料的力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能进行详细介绍。
首先,力学性能是材料最基本的性能之一。
它包括了材料的强度、韧性、硬度、塑性等指标。
强度是材料抵抗外部力量破坏的能力,韧性是材料抵抗断裂的能力,硬度是材料抵抗划痕的能力,塑性是材料在外力作用下发生形变的能力。
这些指标直接影响着材料在工程中的使用寿命和安全性。
其次,热学性能是材料在热学方面的表现。
它包括了材料的热膨胀系数、热导率、比热容等指标。
热膨胀系数是材料在温度变化时长度、面积或体积的变化比例,热导率是材料传导热量的能力,比热容是材料单位质量在温度变化时吸收或释放的热量。
这些指标对于材料在高温或低温环境下的稳定性和耐热性有着重要的影响。
再次,电学性能是材料在电学方面的表现。
它包括了材料的导电性、绝缘性、介电常数等指标。
导电性是材料导电的能力,绝缘性是材料阻止电流流动的能力,介电常数是材料在电场中的响应能力。
这些指标对于材料在电子器件、电力设备等方面的应用具有重要的意义。
最后,磁学性能是材料在磁学方面的表现。
它包括了材料的磁化强度、磁导率、矫顽力等指标。
磁化强度是材料在外磁场作用下磁化的能力,磁导率是材料传导磁场的能力,矫顽力是材料磁化和去磁化之间的能量损耗。
这些指标对于材料在电机、变压器等磁性设备中的应用具有重要的作用。
综上所述,材料的物理性能是材料工程中非常重要的一部分。
它直接关系到材料在使用过程中的性能和稳定性,对于材料的选用、设计和应用具有重要的指导意义。
因此,对材料的物理性能进行全面的了解和评价,是材料工程中必不可少的一项工作。
无机材料物理性能考题-08

无机材料物理性能考试题一、简答题(30分)1.比较陶瓷材料在受张应力作用时,名义应变与实际应变的大小。
2.阐述粘弹性的概念;或说出陶瓷材料σmax=(a/ρ)1/2的含义。
3.说明材料的塑性形变与应变硬化现象。
4.说明延性--脆性转变温度(DBTT)在材料设计与选型中的作用。
5.说明材料厚度对断裂韧性的影响。
6.什么是材料的疲劳破坏。
7.写出下列方程式中各符号的含义σ=Nqμ,J=σE.8.简要说明四种极化形式及对材料光学与介电性能之影响9.说明压电效应其应用。
10.简要说明光导纤维的全反射原理。
二、计算与证明题(40分)1.证明ε=ε0+P/ξ2.已知BaTiO3电介质的极板间距d=0.02cm,在3kV时,电量为10C,请设计该电容,BaTiO3的介电强度为120V/m。
3.若Ge与ZnO的禁带宽度分别为(Eg)0.67eV和3.2eV,计算使之产生光导的波长.4.一柱状材料受到100MPa的拉应力,变形前后的尺寸分别为Φ10×40mm 和Φ9.9986×40.019mm,若变形后材料的保持弹性,计算该材料的弹性模量,剪切模量及泊松比。
5、己知ρ(T)=ρ0[1+αe△T],μe=1.22×10-3m2/VS(T=250C),αe =0.00429(0C)-1;求1500C时该导体中的电子迁移率。
6、已知ɛ=α△T,一根铝杆和一根尼龙杆在20℃时同长,其弹性模量分别是70GPa,线膨胀系数分别是25×10-6和80×10-6℃-1.着两杆均受到5MPa的热应力,计算二杆同长时的温度。
三、论述题(30分)1、比较金属,陶瓷与有机高分子材料的应力--应变特性。
σdɛ,可视作单位体积的能量,或韧性;说明它与KIc=σ(π2、若U=ʃεa)1/2的关系.3、比较Inglis 孔板理论与Griffith微裂纹理论。
4、举例说明一种断裂韧性测试的方法5、说明电子电导与离子电导的温度系数。
材料物理性能总的问答题

1材料四要素?组成、结构、工艺、性能2马基申定则及表达式?固溶体电阻率看成由金属基本电阻率ρ(T)和残余电阻率ρ残组成。
不同散射机制对电阻率的贡献可以加法求和。
这一导电规律称为马基申定律,3化学缺陷物理缺陷:化学缺陷:偶然存在的杂质原子及人工加入的合金元素的原子;物理缺陷:指空位、间隙原子、位错以及它们的复合体。
4材料产生电阻的本质?当电子波在绝对零度下通过一个理想的晶体点阵时,它将不会受到散射而无阻碍地传播,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,从而产生了阻碍作用,降低了导电性,这就是材料产生电阻的本质所在。
5 三种散射机制?声子散射和电子散射电子在杂质和缺陷上的散射6 影响导电性的因素?温度:低温下“电子-电子”散射对电阻的贡献可能是显著的,但除低温以外几乎所有温度下大多数金属的电阻都取决于“电子-声子”散射。
受力情况:金属在压力的作用下,其原子间距缩小,内部缺陷的形态、电子结构、费米面和能带结构以及电子散射机制等都将发生变化,这必然会影响金属的导电性能。
冷加工:由于冷加工使晶体点阵发生畸变和缺陷,从而增加了电子散射的几率。
晶体缺陷、热处理、几何尺寸效应7固溶体的分类?按溶质原子在晶格中的位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体按溶质元素在固溶体中的溶解度,可分为有限固溶体和无限固溶体。
但只有置换固溶体有可能成为无限固溶体。
8。
固溶体的电阻与组元浓度的关系在形成固溶体时,与纯组元相比,合金的导电性能降低了原因:纯组元间原子半径差所引起的晶体点阵畸变,增加了电子的散射,且原子半径差越大,固溶体的电阻也越大。
这种合金化对电阻的影响还有如下几方面:一是杂质对理想晶体的局部破坏;二是合金化对能带结构起了作用,移动费米面并改变了电子能态的密度和有效导电电子数;三是合金化也影响弹性常数,因此点阵振动的声子谱要改变。
材料物理性能复习题汇总

一、名词解释光矢量:即是光波的电场强度矢量。
双折射:当光束通过各向异性介质表面时,折射光会分成两束沿着不同的方向传播,这种由一束入射光折射后分成两束光的现象。
光轴:通过改变入射光的方向,可以发现,在晶体中存在一些特殊的方向,沿着这些方向传播的光不会发生双折射,这些特殊的方向称为晶体的光轴。
热膨胀:物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。
朗伯特定律:l e I I α-=0,在介质中光强随传播距离呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。
热稳定性:指材料承受高温的急剧变化而不致破坏的能力,也称为抗热震性。
滞弹性:指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应力的滞后特性即称为滞弹性。
应力感生有序:溶解在固溶体中孤立的间隙原子,置换原子,在外加应力时,这些原子所处的位置的能量即出现差异,因而原子要发生重新分布,即产生有序排列,这种由于应力引起的原子偏离无序状态分布叫应力感生有序。
穆斯堡耳效应:固体中的无反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。
高分子的分子结构:指除具有低分子化合物所具有的,如同分异构、几何异构、旋光异构等结构特征之外,还有高分子量,通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。
高分子的聚集态结构:是指大分子堆砌、排列的形式和结构。
均方末端距:是描述高分子链的形状和大小时采用末端距的2次方的平均值,用r 2表示,称为均方末端距。
二、填空题1、下图为聚合物的蠕变和回复曲线,可见一个聚合物材料的总形变是三种形变之和,其中 ε1为普弹形变、 ε2为高弹形变、 ε3为粘性流动。
2、从微观上分析,光子与固体材料相互作用的两种重要结果是:电子极化和电子能态转变3、在光的非弹性散射光谱中,出现在瑞利线低频侧的散射线统称为斯托克斯线,而在瑞利线高频侧的散射线统称为反斯托克斯线。
4、掺杂在各种基质中的三价稀土离子,它们产生光学跃迁的是4f 电子。
5、红宝石是历史上首先获得的激光材料,它的发光中心是C r 3+ 离子。
材料物理性能复习

无机材料物理性能复习考试题(含答案)一、名词解释(选做5个,每个5分,共15分)1. KIC:平面应变断裂韧度,表示材料在平面应变条件下抵抗裂纹失稳扩展的能力。
2.偶极子(电偶极子):正负电荷的平均中心不相重合的带电系统。
3.电偶极矩:偶极子的电荷量与位移矢量的乘积,。
(P288)4.格波:原子热振动的一种描述。
从整体上看,处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果,这种波称为格波。
格波的一个特点是,其传播介质并非连续介质,而是由原子、离子等形成的晶格,即晶格的振动模。
晶格具有周期性,因而,晶格的振动模具有波的形式。
格波和一般连续介质波有共同的波的特性,但也有它不同的特点。
5.光频支:格波中频率很高的振动波,质点间的相位差很大,邻近的质点运动几乎相反时,频率往往在红外光区,称为“光频支振动”。
(P109)6.声频支:如果振动着的质点中包含频率很低的格波,质点之间的相位差不大,则格波类似于弹性体中的应变波,称为“.声频支振动”。
(P109)7.色散:材料的折射率随入射光频率的减小(或波长的增加)而减小的性质,称为折射率的色散。
8.光的散射:物质中存在的不均匀团块使进入物质的光偏离入射方向而向四面八方散开,这种现象称为光的散射,向四面八方散开的光,就是散射光。
与光的吸收一样,光的散射也会使通过物质的光的强度减弱。
9.双折射:光进入非均匀介质时,一般要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波,它们分别构成两条折射光线,这个现象就称为双折射。
(P172)10.本征半导体(intrinsic semiconductor):完全不含杂质且无晶格缺陷的、导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体称为本征半导体。
11.P/N型半导体:在半导体中掺入施主杂质,就得到N型半导体;在半导体中掺入受主杂质,就得到P型半导体。
12.超导体:超导材料(superconductor),又称为超导体,指可以在特定温度以下,呈现电阻为零的导体。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
简答题1、不锈钢是不是铁磁性材料?为什么?答:铁磁体是在一定温度范围内含有能自发极化,并且自发极化的方向可随外电场作可逆转动的没有中心对称的晶体,其电位移矢量与电场强度呈电滞回线特征。
马氏体不锈钢是铁磁性材料,奥氏体不锈钢不是铁磁性材料。
2、简述电解质的击穿模式答:电击穿(固体介质电击穿碰撞电离理论):在强电场作用下,固体导带中可能因冷或热发射存在一些电子,这些电子被加速,获得动能;高速电子与晶格振动相互作用,把能量传递给晶格;上述两个过程在一定温度和场强下平衡时,固体介质有稳定的电导;当电子从电场中获得能量大于传递给晶格振动能量时,电子动能越来越大;大到一定值,电子与晶格振动的相互作用导致电离产生新电子,使电子数目迅速增加,电导进入不稳定状态,发生击穿。
热击穿:处于电场中的介质,由于介质损耗而受热;当外加电压足够高时,散热和发热从平衡状态转入非平衡状态,介质的温度将越来越高,直至出现永久性破坏。
化学击穿:化学击穿的两种主要机理:1、直流或低频交变电压下,离子式电导引起电解过程,材料中发生电还原作用,最后由于强烈发热成为热-化学击穿。
2、材料中存在封闭气孔,由于气体的游离放出的热量使器件温度迅速上升,加速还原材料中的高价金属离子,导致强烈发热,最终击穿。
3、查热分析(DTA)与差示扫描量热法DSC测试原理与差别。
答:差热分析:在程序控制温度下,测量处于同一条件下样品与参比物的温度差和温度关系的一种技术。
曲线描述了样品与参比物之间的温差随温度或时间的变化关系。
其主要应用范围如下:1)含水化合物2)高温下有气体放出的物质3)矿物中含有变价元素DSC的原理:在程序控温下,测量物质和参比物之间的能量差随温度变化关系的一种技术,曲线是在控制温度变化的情况下,以温度或时间为横坐标,以样品与参比物间温差为零所需供给的热量为纵坐标所得的扫描曲线。
差别:DTA是测量δT-T的关系,而DSC是保持δT=0,测定δH-T的关系,两者最大的区别是DTA只能定性或半定量,而DSC的结果可用于定量分析。
5、产生磁性和铁磁性的条件分别是什么?答:产生磁性的条件是要求原子的固有磁矩不为零,原子的固有磁矩不为零要满足两个条件:其一是具有奇数个电子的原子或点阵缺陷;其二是内壳层未被填满原子或离子;铁磁性产生的条件一是原子内部要有为填满的电子次壳层,二是V》3使交换积分A为正。
前者指的是本证磁矩不为零,后者指的是要有一定的晶体结构。
6、分析材料折射率的影响因素答:光引起物质极化而消耗能量从而减慢光速,所以影响折射率的因素有:1)、构成材料元素的离子半径;2)、材料的结构、晶型;沿晶体密堆积程度较大的方向,折射率大。
3)、材料存在的内应力;4)、同质异构体;沿晶体密堆积程度大的地方折射率大7、材料的微观结构包括哪些?答:原子结构,原子间的结合状态,键型或电子结构,晶体结构,相的体系及其结合,它们尺寸因素各类缺陷的存在及分布等。
8、表征弹性的四个模量分别是什么,有什么意义,相互之间有什么关系?答:弹性模量E,在单向受力状态下,E=σx/εx,反应材料抗正应变的能力;切变模量G,在纯剪受力状态下,G=τxy/γxy,反应材料抵抗切应变的能力;泊松比μ,在单向受力状态下,μ=-εy/εx,反映材料横向正应变与受力方向线应变的相对比值。
提及模量K,这是在理论研究和流体静压力三向受载情况下经常用到的另一个弹性模量,它表征材料在三向压缩下,压强P与体积变化率δV/V之间的线性比例。
相互关系:E=3K(1-2μ) G=E/2(μ+1)9、什么事磁织构,可以通过什么方式获得?答:晶粒取向一致将形成织构,如果取向一致的晶粒在同一相同晶向磁化将形成磁织构。
可以通过冷轧和磁场诱导热处理这两种方式获得磁织构。
10、举例说明电阻测量的应用,至少5例答:建立相图、测量固溶度、测量合金时效、合金的有序无序转变、淬火刚的回火、疲劳过程的研究、磁性转变等11、作图说明n型掺杂、p型掺杂半导体的能带特征N性半导体的施主能级与倒带低非常接近,而p型半导体的受主能级与价带顶非常接近,导致掺杂半导体容易形成施主电离或者受主容易接受电子产生更多的载流子。
12、日常生活中常见的可作为照明的光源形式火焰,热致发光;白炽灯,热致发光;半导体激光器,电子与空穴复合发光;日光灯,光致发光;高压汞灯,气体放电发光;卤化物灯,气体放电发光;太阳13、简述电介质的极化机制(两种形式五种方式)第一种:位移式极化------弹性的、瞬间完成的、不消耗能量的极化。
第二种:该极化与热运动有关,其完成需要一定的时间,且是非弹性的,需要消耗一定的能量。
五种极化方式:1. 电子位移极化2. 离子位移极化:离子在电场的作用下,偏移平衡位置引起的极化。
3. 弛豫(松弛)极化(松弛质点由于热运动使之分布混乱,电场力使之按电场规律分布,在一定温度下发生极化)松弛极化的特点:比位移极化移动较大距离,移动时需克服一定的势垒,极化建立时间长,需吸收一定的能量,是一种非可逆过程。
4. 取向极化:具有恒定偶极矩的极性分子在外加电场作用下,偶极子发生转向,趋于和外加电场方向一致,与极性分子的热运动达到统计平衡状态,整体表现为宏观偶极矩。
5. 空间电荷极化:在不均匀介质中,如介质中存在晶界、相界、晶格畸变、杂质、气泡等缺陷区,都可成为自由电子运动的障碍,也是阻碍电介质材料被击穿的壁垒;在障碍处,自由电子积聚,形成空间电荷极化,一般为高压式极化。
14、从α-Fe的晶体结构出发说明磁晶各向异性。
α—Fe为面心立方结构,沿原子密排方向更难以磁化。
15、以BaTiO3的晶体结构为例,说明其具有压电性的原因。
晶胞结构如下图。
在温度低于居里温度时,位于体心实际上偏离体心位置,这样导致正离子偏离电荷中心,形成电偶极距,表现为自发极化,故而具有压电性。
压电性:电介质材料在外力作用下,在某些相对应的表面上产生等量异号电荷,由形变产生电极化;热释电效应:在热平衡条件下,电介质因自发极化而产生表面束缚电荷,这种电荷被来自空气中附集于电介质表面上的自由电荷所补偿,其电量不能显现出来,当温度发生变化,电介质的极化状态发生变化,这种改变不能及时被来自电介质表面上的自由电荷所补偿,使电介质对外显电性铁电性:在一定温度范围内具有自发计划,在外场力作用下,自发极化能重新取向,其电位移矢量能与电场强度之间的关系呈电滞回线特征各向异性:主要是指材料的某种或几种性能沿晶体不同指向时具有不同的量值,各向异性在弹性模量、电极化、磁化、光折射、导电性、导热性16、以CD光盘、圆珠笔和盖碗茶杯为例,充分说明这三者是有哪些材料做成,利用了这些材料的哪些性能,圆珠笔的核心部件是什么,又具有什么样的特性?光盘一般包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层,各层均由不同材料制成,每种材料实现不同的功能,基板主要起承载作用,另外还要求透明,实现光学与力学性能;记录层一般使用磁性材料,利用光磁原理进行记录,体现为光磁性能;圆珠笔一般由笔筒、笔帽、笔芯三个主要部件组成,笔筒笔帽一般用高分子材料做成,主要起着结构件的作用,利用的是其力学性能。
笔芯又由芯管、笔头及圆珠构成,其中圆珠为其核心部件,要求高硬耐磨且强韧性好。
盖碗茶杯除了功能上作为茶具还可用作工艺品,主要由两胚质层和釉层构成。
胚质层主要用作容器,同时要耐热,所以具有力热两方面的性能。
表面的釉彩一方面使茶具表面致密光亮,另一方面还使茶具显现各种光学效应,呈现出赏心悦目的艺术效果。
17、简述材料的磁性分类18、作图说明软磁材料和硬磁材料的特征与区别软磁材料的特点:高磁导率、低矫顽力(Hc<100A/m)和低铁芯损失;硬磁材料又称永磁材料,指材料被外磁场磁化后,去除外磁场后仍然保持着较强剩磁性材料。
因此要求剩余磁感应强度Br和矫顽力Hc大。
19、生活中最常见的热材料是什么?还具有哪些物理性能?这些性能在具体使用的过程中体现在什么地方?衣料或布料。
力:使织物成为一个整体;热:隔热(表面衣料的声子能量大,导电性差,所以能量不能通过自由电子形成有效传输),透气;光:隔光(对可见光的吸收作用和反射作用)、显色(对特定波段的光反射加强,主要是吸收别的光后通过声子弛豫将光转变为特定波长的光),如白色则因为衣料几乎对所有光的反射作用一致,而黑色则表示衣料对所有的光都有很强的吸收。
20、什么是材料的各向异性,表现在哪些方面?晶体材料在宏观上表现为沿晶体不同的方向上对同一物理量具有不同的量值。
力:沿晶体不同方向具有不同的弹性模量磁:在微观上表现为沿晶体不同方向上具有不同的磁化功,一般在晶体密堆积程度大的地方具有更大的磁化功,即在这样的方向上更难磁化。
光:光线沿晶体不同方向上传播时具有不同的折射率,一般在晶体密堆积程度大的地方具有更大的折射率热:沿晶体不同方向具有不同的热传导率电:沿晶体或材料不同方向上电子平均自由程度并不相同介电:如果在晶体的不同方向具有不同的压电性,极性晶体只有在特定晶向上才具有压电性21、如何实现磁写入光读出?光激光作用在磁畴上时,使材料的温度达到居里温度以上或补偿温度以上,该区域在弱磁场的作用下,发生磁畴翻转,这样就可以使信号记录下来。
记录时,利用激光的高能量,再生(读取)时,利用激光反射信号的检出(克尔效应)22、MP4使用了哪些类别的材料?分别利用了这些材料哪些方面的性能外壳,作为结构部件,起着支持其他各功能件的作用,是利用这种材料的力学性能;导线,传输电荷,电导功能材料,导电性能液晶,电致发光材料存储器,铁磁性材料,提供均匀磁畴,形成存储单元激光写入磁头,激光材料,提供特定波长的激光并加热铁磁性材料实现磁畴翻转耳机中的扬声器的压电振子,压电材料,将电信号置换成声波,介电性电池,离子导电,提供能源各种二极管、三极管、芯片,半导体材料电池连接件,电触点材料显示屏幕透明高分子,结构材料,光透过材料23、什么是压电性,具有压电性的晶体有什么特征?压电性分正压电效应与逆压电效应。
正压电效应:电介质材料在外力作用下,在某些相对应的表面上产生等量异号电荷,由形变产生电极化。
P=Dσ(不具有对称中心的晶体)(水晶、罗息盐、闪锌矿);逆压电效应:在外场力作用下晶体发生形变,可将电能变成机械能的现象S=dtE。
不具有自发极化特征,但中心不对称结构,在外力的作用下,产生极化。
无对称中心,且具有自发极化特性的结构。
24、赛贝克效应及其应用是热电效应的一种,当两种不同材料A、B组成回路,且两接触处温度不同时,则在回路中存在电动势,其中,赛贝克效应主要用在制作电偶以用来测量温度,还可以利用其实现温差发电。
25、什么是克尔效应,如何实现其在信息存储器上的应用一束线偏振光在磁化了的介质表面反射时,发射光将成为椭圆偏振光,且以椭圆的长轴为标志的偏振面相对于入射线的偏振面将旋转一定的角度。