材料性能学复习题整理

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材料性能学历年真题及答案整理版

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一、名词解释低温脆性:材料随着温度下降,脆性增加,当其低于某一温度时,材料由韧性状态变为脆性状态,这种现象为低温脆性。

疲劳条带:每个应力周期内疲劳裂纹扩展过程中在疲劳断口上留下相互平行的沟槽状花样。

韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

缺口强化:缺口的存在使得其呈现屈服应力比单向拉伸时高的现象。

50%FATT:冲击试验中采用结晶区面积占整个断口面积 50%时所应的温度表征的韧脆转变温度。

破损安全:构件内部即使存在裂纹也不导致断裂的情况。

应力疲劳:疲劳寿命N>105 的高周疲劳称为低应力疲劳,又称应力疲劳。

韧脆转化温度:在一定的加载方式下,当温度冷却到某一温度或温度范围时,出现韧性断裂向脆性断裂的转变,该温度称为韧脆转化温度。

应力状态软性系数:在各种加载条件下最大切应力与最大当量正应力的比值,通常用α表示。

疲劳强度:通常指规定的应力循环周次下试件不发生疲劳破坏所承受的上限应力值。

内耗:材料在弹性范围内加载时由于一部分变形功被材料吸收,则这部份能量称为内耗。

赛贝克效应:当两种不同的金属或合金联成闭合回路,且两接点处温度不同,则回路中将产生电流,这种现象称为赛贝克效应。

滞弹性: 在快速加载、卸载后,随着时间的延长产生附加弹性应变的现象。

缺口敏感度:常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸的光滑试样的抗拉强度的比值表征材料缺口敏感性的指标,往往又称为缺口强度比。

断裂功:裂纹产生、扩展所消耗的能量。

比强度::按单位质量计算的材料的强度,其值等于材料强度与其密度之比,是衡量材料轻质高强性能的重要指标。

.缺口效应:构件由于存在缺口(广义缺口)引起外形突变处应力急剧上升,应力分布和塑性变形行为出现变化的现象。

解理断裂:材料在拉应力的作用下原于间结合破坏,沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面”)劈开的断裂过程。

应力集中系数:构件中最大应力与名义应力(或者平均应力)的比值,写为KT。

高周疲劳:在较低的应力水平下经过很高的循环次数后(通常N>105)试件发生的疲劳现象。

材料性能学考试试题

材料性能学考试试题

材料性能学考试试题一、选择题1.以下哪个不属于材料性能的根本分类?– A. 机械性能– B. 热性能– C. 化学性能– D. 形态性能2.材料的硬度是指材料抵抗塑性变形的能力。

以下哪个硬度测试方法是通过使用金刚石锥尖对材料进行压痕测试的?– A. 佩氏硬度– B. 洛氏硬度– C. 布氏硬度– D. 维氏硬度3.建筑材料的抗压强度是指材料在受到压缩作用下能够承受的最大应力。

以下哪个单位用于表示抗压强度?– A. N/mm^2– B. kg/m– C. J/m^3– D. m/s^24.以下哪个材料是具有良好导电性能的金属?– A. 钼– B. 铝– C. 铅– D. 锌5.温度是影响材料性能的重要因素之一。

以下哪个材料的耐高温性能最好?– A. 聚乙烯– B. 尼龙– C. 涤纶– D. 聚苯乙烯二、填空题1.弹性模量是材料的______________。

2.___________是材料在固态下由热胀造成的体积膨胀。

3.冶金学中,___________是指固态金属晶粒间的界面。

4.断口形貌是材料断裂过程中形成的_____________。

5.碳化钨是一种_____________。

三、简答题1.请简要介绍一下材料的弹性变形和塑性变形的主要差异。

2.请解释一下什么是材料的韧性。

3.请举例说明材料的热膨胀性。

4.解释一下材料的导热性和导电性的区别。

5.什么是材料的耐腐蚀性?四、论述题1.简述材料性能对于材料选择的重要性,并以两个实际材料为例进行论述。

2.请论述材料的机械性能对于工程工程的影响以及如何优化材料的机械性能。

以上就是材料性能学考试试题的内容。

希望这些题目能够对您的学习和考试有所帮助!如需进一步了解每个问题的答案,请参考专业课程或教材。

材料性能学复习题

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绪论1、简答题什么是材料的性能?包括哪些方面?解:材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。

包括C)力学性能(拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲)0 2物理性能(热、光、电、磁)0 3化学性能(老化、腐蚀)。

第一章单向静载下力学性能1、名词解释:解:弹性变形:材料受载后产生变形,卸载后这部分变形消逝,材料恢复到原来的状态的性质。

塑性变形:微观结构的相邻部分产生永久性位移,并不引起材料破裂的现象。

弹性极限:弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。

弹性比功:弹性变形过程中吸收变形功的能力。

包申格效应:材料预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余应力降低的现象。

弹性模量:工程上被称为材料的刚度,表征材料对弹性变形的抗力。

实质是产生100% 弹性变形所需的应力。

滞弹性:快速加载或卸载后,材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。

内耗:加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功,即有部分变形功倍材料吸收,这部分被吸收的功称为材料的内耗。

韧性:材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。

超塑性:在一定条件下,呈现非常大的伸长率(约1000%)而不发生缩颈和断裂的现象。

韧窝:微孔聚集形断裂后的微观断口。

2、简答1)材料的弹性模量有那些影响因素?为什么说它是结构不敏感指标?解:0键合方式和原子结构,共价键、金属键、离子键E高,分子键E低原子半径大,E 小,反之亦然。

O2晶体结构,单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性,沿密排面E大,多晶材料为各晶粒的统计平均值;非晶材料各向E同性。

G化学成分,。

4微观组织O5温度,温度升高,E下降O加载条件、负载时间。

对金属、陶瓷类材料的 E 没有影响。

高聚物的E随负载时间延长而降低,发生松弛。

2)金属材料应变硬化的概念和实际意义。

解:材料进入塑性变形阶段后,随着变形量增大,形变应力不断提高的现象称为应变硬化。

材料性能学复习题及答案

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材料性能学复习题及答案一、单项选择题1. 材料的弹性模量是指材料在受到外力作用时,应力与应变的比值。

下列哪种材料通常具有较高的弹性模量?A. 橡胶B. 木材C. 钢铁D. 塑料答案:C2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时,开始发生永久变形的应力值。

下列哪种情况下材料的屈服强度会降低?A. 提高温度B. 降低温度C. 增加材料的纯度D. 进行热处理答案:A3. 疲劳强度是指材料在反复加载和卸载过程中,能够承受的最大应力而不发生断裂的能力。

下列哪种材料通常具有较好的疲劳强度?A. 纯金属B. 合金C. 复合材料D. 陶瓷材料答案:B二、多项选择题1. 影响材料硬度的因素包括哪些?A. 材料的微观结构B. 材料的化学成分C. 材料的加工工艺D. 材料的表面处理答案:ABCD2. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用时,抵抗裂纹扩展的能力。

下列哪些因素可以提高材料的断裂韧性?A. 增加材料的韧性B. 减少材料的缺陷C. 提高材料的硬度D. 改善材料的微观结构答案:ABD三、判断题1. 材料的塑性是指材料在受到外力作用时,能够发生永久变形而不断裂的性质。

(对)2. 材料的导热系数越高,其导热性能越好。

(对)3. 材料的抗拉强度和屈服强度是相同的概念。

(错)四、简答题1. 简述材料的疲劳破坏过程。

答:材料的疲劳破坏过程通常包括裂纹的萌生、扩展和最终断裂三个阶段。

在反复加载和卸载的过程中,材料内部的微裂纹逐渐扩展,当裂纹扩展到一定程度时,材料的承载能力下降,最终导致断裂。

2. 描述材料的蠕变现象及其影响因素。

答:材料的蠕变现象是指在恒定应力作用下,材料发生持续的塑性变形。

影响蠕变的因素包括应力水平、温度、材料的微观结构和化学成分等。

高应力、高温和材料内部的缺陷都可能加速蠕变过程。

五、计算题1. 已知某材料的弹性模量为200 GPa,当受到100 MPa的应力时,计算其应变值。

答:根据弹性模量的定义,应变值可以通过应力除以弹性模量来计算。

材料性能学复习题整理

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材料性能学复习题整理1.材料在使⽤的过程中,将对不同的温度做出反应,表现出不同的热物理性能,这些物理性能称为材料的热学性能。

2.声频⽀可以看成是相邻原⼦具有相同的振动⽅向,光频⽀可以看成相邻原⼦振动⽅向相反。

3.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,这个现象称为热传导。

4.各质点热运动时动能总和就是该物体的热量。

5.晶格振动的弹性波称为格波。

6.如果振动着的质点中包含频率甚低的格波,质点彼此之间的位相差不⼤,则格波类似于弹性体中的应变波,称为“声频⽀振动”;格波中频率甚⾼的振动波,质点彼此之间的位相差很⼤,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”。

7.固体中的导热主要是由晶格振动的格波和⾃由电⼦的运动来实现的。

8.与原⼦中价电⼦的能量相对应的能带,叫价带;最靠近价带⽽能量较⾼的能带叫导带。

9.电⼦电导的特征是具有霍尔效应,离⼦电导的特征是存在电解效应。

10.掺⼊施主杂质的半导体称为n型半导体;掺⼊受主杂质的半导体称为P型半导体。

11.固有电导载流⼦由晶体本⾝热缺陷——弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷提供。

12.全带中每⼀能级都被都被两个电⼦占据的能带,叫满带;所属各能级上没电⼦的能带,叫空带。

13.超导体,是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零,同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。

14.导带中的电⼦导电和价带中的空⽳导电同时存在,称为本征电导;这类载流⼦只由半导体晶格本⾝提供,所以叫本征半导体;它的特点是:载流⼦——电⼦和空⽳的浓度是相等的。

15.正压电效应的本质是因为机械作⽤引起了晶体介质的极化,从⽽导致介质两端表⾯内出现符号相反的束缚电荷。

16.原⼦磁矩有3个来源:①电⼦轨道磁矩;②电⼦⾃旋磁矩;③原⼦核磁矩。

17.所谓极化,就是在压电陶瓷上加⼀个强直流电场,使陶瓷中的电畴沿电场⽅向取向排列,只有经过极化⼯序处理的陶瓷才能显⽰压电效应。

18.质点间结合⼒愈强,热膨胀系数愈⼩。

材料性能学复习题

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材料性能学复习题适用于材料成型与控制工程专业一、填空题1、σe表示材料的弹性极限;σp表示材料的比例极限;σs表示材料的屈服强度;σb表示材料的抗拉强度。

2、断口的三要素是纤维区、放射区和剪切唇。

微孔聚集型断裂的微观特征是韧窝;解理断裂的微观特征主要有解理台阶和河流状或舌状花样;沿晶断裂的微观特征为晶粒状断口和冰糖块状断口。

3、应力状态系数α值越大,表示应力状态越软,材料越容易产生塑性变形和延性断裂。

为测量脆性材料的塑性,常选用应力状态系数α值大的实验方法,如压缩等。

4、在扭转实验中,塑性材料的断裂面与试样轴线垂直,断口平齐,这是由切应力造成的切断;脆性材料的断裂面与试样轴线 450角,这是由正应力造成的正断。

与静拉伸试样的宏观断口特征相反。

5、材料截面上缺口的存在,使得缺口根部产生应力集中和双(三)向应力,试样的屈服强度升高,塑性降低。

6、低温脆性常发生在具有体心立方或密排六方结构的金属及合金中,而在面心立方结构的金属及合金中很少发现。

7、在平面应变断裂韧性K IC测试过程中,对试样的尺寸为,其中B、a、(W-a)分别是三点弯曲试样的厚度、裂纹长度和韧带长度,σs是材料的屈服强度;这样要求是为了保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态;平面应变状态下的断裂韧性KIC 小于平面应力状态下的断裂韧性KC。

8、按断裂寿命和应力水平,疲劳可分为高周疲劳和低周疲劳;疲劳断口的典型特征是疲劳条纹(贝纹线)。

9、对材料的磨损,按机理可分为粘着磨损,磨粒磨损,疲劳磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损和微动磨损等形式。

10、材料的拉伸力学性能,包括屈服强度、抗拉强度和实际断裂强度等强度指标和延伸率和断面收缩率等塑性指标。

12、弹性滞后环是由于材料的加载线和卸载线不重合而产生的。

对机床的底座等构件,为保证机器的平稳运转,材料的弹性滞后环越大越好;而对弹簧片、钟表等材料,要求材料的弹性滞后环越小越好。

13、材料的断裂按断裂机理分可分为微孔聚集型断裂,解理断裂和沿晶断裂;按断裂前塑性变形大小分可分为延性断裂和脆性断裂14、在扭转实验中,塑性材料的断裂面与试样轴线垂直;脆性材料的断裂面与试样轴线成450角。

材料性能学考卷及答案

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材料性能学考卷一、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种材料的弹性模量最大?A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高?A. 铝合金B. 玻璃纤维C. 碳钢D. 陶瓷3. 下列哪种材料的硬度最大?A. 黄铜B. 不锈钢C. 钨D. 铅4. 下列哪种材料的导热系数最高?A. 铜B. 铝C. 铁D. 硅胶5. 下列哪种材料的比热容最大?A. 水泥B. 橡胶C. 石墨D. 空气6. 下列哪种材料的密度最小?A. 聚乙烯B. 聚氨酯C. 聚氯乙烯D. 聚丙烯7. 下列哪种材料的断裂韧性最高?A. 玛瑙B. 玉石C. 钨钢D. 玻璃8. 下列哪种材料的耐磨性最好?A. 高铬铸铁B. 轴承钢C. 铸铝D. 粉末冶金9. 下列哪种材料的抗腐蚀性最好?A. 镍基合金B. 铜镍合金C. 铬镍合金D. 钛合金10. 下列哪种材料的磁导率最高?A. 铁B. 钴C. 镍D. 铅二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的弹性极限是指材料在受力后,去掉外力仍能恢复原状的______应力。

2. 材料的屈服强度是指材料在受力过程中,产生______变形时的应力。

3. 材料的断裂韧性是指材料抵抗______裂纹扩展的能力。

4. 材料的疲劳极限是指材料在______循环应力作用下,不发生疲劳破坏的最大应力。

5. 材料的导热系数是指在稳态热传导条件下,单位时间内通过单位面积、单位厚度的材料,温度梯度为1K时传递的______。

6. 材料的比热容是指单位质量的材料温度升高1K所需吸收的______。

7. 材料的密度是指单位体积的______。

8. 材料的硬度是指材料抵抗______变形的能力。

9. 材料的耐磨性是指材料在______过程中抵抗磨损的能力。

10. 材料的抗腐蚀性是指材料在______环境中抵抗腐蚀的能力。

三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简要介绍材料性能学的研究内容。

2. 请解释弹性模量、屈服强度和断裂韧性三个力学性能指标的区别。

材料力学性能习题及解答库及材料力学性能复习资料

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第一章习题答案一、解释下列名词1、弹性比功:又称为弹性比能、应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。

2、滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象。

3、循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性。

4、包申格效应:先加载致少量塑变,卸载,然后在再次加载时,出现σe升高或降低的现象。

5、解理刻面:大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。

6、塑性、脆性和韧性:塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。

韧性:指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力,或指材料抵抗裂纹扩展的能力7、解理台阶:高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶;8、河流花样:当一些小的台阶汇聚为在的台阶时,其表现为河流状花样。

9、解理面:晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂,这些平面称为解理面。

10、穿晶断裂和沿晶断裂:沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,一定是脆断,且较为严重,为最低级。

穿晶断裂裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可能是脆性断裂。

11、韧脆转变:指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态,在一定条件下,它们是可以互相转化的,这样的转化称为韧脆转变。

二、说明下列力学指标的意义1、E(G):E(G)分别为拉伸杨氏模量和切变模量,统称为弹性模量,表示产生100%弹性变形所需的应力。

2、σr、σ0.2、σs: σr:表示规定残余伸长应力,试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。

σ0.2:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。

σs:表征材料的屈服点。

3、σb:韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。

4、n:应变硬化指数,它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。

5、δ、δgt、ψ:δ是断后伸长率,它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。

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1.材料在使用的过程中,将对不同的温度做出反应,表现出不同的热物理性能,这些物理性能称为材料的热学性能。

2.声频支可以看成是相邻原子具有相同的振动方向,光频支可以看成相邻原子振动方向相反。

3.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,这个现象称为热传导。

4.各质点热运动时动能总和就是该物体的热量。

5.晶格振动的弹性波称为格波。

6.如果振动着的质点中包含频率甚低的格波,质点彼此之间的位相差不大,则格波类似于弹性体中的应变波,称为“声频支振动”;格波中频率甚高的振动波,质点彼此之间的位相差很大,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”。

7.固体中的导热主要是由晶格振动的格波和自由电子的运动来实现的。

8.与原子中价电子的能量相对应的能带,叫价带;最靠近价带而能量较高的能带叫导带。

9.电子电导的特征是具有霍尔效应,离子电导的特征是存在电解效应。

10.掺入施主杂质的半导体称为n型半导体;掺入受主杂质的半导体称为P型半导体。

11.固有电导载流子由晶体本身热缺陷——弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷提供。

12.全带中每一能级都被都被两个电子占据的能带,叫满带;所属各能级上没电子的能带,叫空带。

13.超导体,是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零,同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。

14.导带中的电子导电和价带中的空穴导电同时存在,称为本征电导;这类载流子只由半导体晶格本身提供,所以叫本征半导体;它的特点是:载流子——电子和空穴的浓度是相等的。

15.正压电效应的本质是因为机械作用引起了晶体介质的极化,从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。

16.原子磁矩有3个来源:①电子轨道磁矩;②电子自旋磁矩;③原子核磁矩。

17.所谓极化,就是在压电陶瓷上加一个强直流电场,使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列,只有经过极化工序处理的陶瓷才能显示压电效应。

18.质点间结合力愈强,热膨胀系数愈小。

19.在四价的半导体硅单晶中掺如三价的杂质硼后,形成的是P型半导体。

20.低温下,杂质电导起主要作用;高温下,本征电导起主要作用。

21.氧化性气体吸附于n型半导体,都会使载流子数目减少而表现出元件电导率降低的特性。

22.惰性气体的磁矩为零,只能产生抗磁矩。

23.具有小Hc值,高μ值得瘦长磁滞回线的材料属于软磁材料。

24.铁磁性金属溶入抗磁性元素或弱磁性元素时,固溶体的饱和磁化强度Ms随溶质组元含量的增加而升高。

25.在PZT中添加软性添加物,它们可使陶瓷弹性柔顺常数增高,矫顽场降低,kp增大。

26.两个相邻电畴的自发极化在垂直于畴壁的方向的分量相等。

27.自发极化主要是由晶体中某些离子偏离了平衡位置造成的。

28.化合物分子热容等于构成该化合物各元素原子热容之和。

29.传热过程中物体内各处的温度随时间而变化,叫不稳定传热。

30.在四价的半导体硅单晶中掺入五价的杂质砷后,形成的是n型半导体。

31.加工硬化使金属的原子间距增大而密度减小,从而使材料的抗磁性减弱。

32.铁磁性金属溶入强顺磁性元素时,如溶质组元含量较低时,使Ms增加,含量高时则使Ms降低。

33.极化电场越高,促使电畴取向排列的作用越大,极化就越充分。

34.还原性气体吸附于p型半导体气敏材料,都会使载流子数目减少而表现出元件电导率降低的特性。

35.人工老化的目的,是为了加速自然老化过程,以便在尽量短的时间内,达到足够的相对稳定阶段。

36.陶瓷制品表面的釉的热膨胀系数要小于陶瓷胚体的热膨胀系数。

37.利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导。

38.由杜隆一珀替定律可知,热容是与温度T无关的常数。

39.具有阴离子吸附性质的气体称为氧化性气体。

40.温度对顺磁性影响很大,对抗磁性一般没什么影响。

41.所谓磁化过程是本身具有自发磁化,并不是由外界向物质提供磁化的过程。

42.具有对称中心的晶体不具有压电效应。

43.铁电陶瓷中存在自发极化,但是宏观并不显示极性。

44.BaTiO3>120℃,晶体无铁电性;BaTiO3<120℃,晶体有铁电性。

45.反铁电体一般宏观无剩余极化强度,但在很强的外电场作用下,能诱导成铁电相46.什么是交换能?交换能与铁磁性之间的关系是什么?产生铁磁性的必要条件是什么?(磁学性能)交换能:根据键合理论可知,原子相互接近形成分子时,电子云互相重叠,电子要相互交换。

对于过渡族金属原子的3d状态与4s态能量相差不大,因此它们的电子云也将重叠,引起了3d层与4s层的电子可以相互交换位置,这种交换产生一种交换能,此交换能有可能迫使相邻原子自旋磁矩产生有序排列(或同向排列起来)。

交换能与铁磁性的关系:由这种“交换”作用所产生的“交换能”积分常数与晶格的原子间距有密切关系。

当距离很大时,积分常数接近于零。

随着距离的减小,相互作用有所增加,积分常数为正值,就呈现出铁磁性。

当原子间距a与未被填满的电子壳层半径r之比大于3时,交换能为正值,交换能积分常数为负值,为反铁磁性。

产生铁磁性的条件:(1)原子内部要有未填满的电子壳层(原子本征磁矩不为0)(2)a/r之比大于3使A为正,即指的是要有一定的晶体结构。

47.什么是超导体?超导体所必须具备的两个特征是什么?简述磁悬浮列车的结构和工作原理。

(电学性能)超导体(Superconductor),是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零,同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。

两个基本的特征:超导电性:指材料在低温下失去电阻的性质完全抗磁性:指超导体处于外界磁场中,磁力线无法穿透,超导体内的磁通为零。

磁悬浮列车的结构和工作原理:两个互相平行的线圈,当两者电流方向相同时就互相吸引,反之互相排斥,如果把许多电流方向相反的线圈分别安装在列车和轨道上,列车就会悬浮起来;同样在列车和轨道的适当位置分别安装许多电流方向相同的线圈,由于相互吸引,可使列车前进。

磁悬浮列车就是根据这一简单原理设计制成的。

将上述线圈改用超导线圈,就得到一种损耗小,功率大的超导磁悬浮列车了。

1.超导电磁体:它主要由超导电线圈和容纳它的超低温容器构成;2.悬浮装置3. 推进装置4.导向装置48.利用能级生成理论理论对气敏原理进行解释。

(电学性能)SnO2和ZnO等n型半导体表面,当吸附还原性气体时,此还原性气体就把其电子给予半导体,而以正电荷与半导体相吸着。

进入到n型半导体内的电子,束缚少数载流子空穴,使空穴与电子的复合率降低。

这实际上是加强了自由电子形成电流的能力,因而元件的电阻值减小。

与此相反,若n型半导体元件吸附氧化性气体,气体将以负离子形式吸着,而将其空穴给予半导体,结果是使导带电子数目减少,而使元件电阻值增加。

49.影响电滞回线的因素有哪些?(压电性能与铁电性能)1) 温度对电滞回线的影响:铁电畴在外电场作用下的“转向”,使得陶瓷材料具有宏观剩余极化强度,即材料具有“极性”。

通常把这种工艺过程称为“人工极化”。

(a)极化温度:①影响电滞回线的形状②矫顽场强和饱和场强随温度升高而降低。

(b)环境温度:①影响电畴运动的难易程度;②对材料的晶体结构有影响。

因此使材料内部自发极化发生改变,尤其是在相界处(晶型转变温度点)变化最为显著。

例如,BaTiO3在居里温度附近,电滞回线逐渐闭合为一直线(铁电性消失)。

2)极化时间和极化电压对电滞回线的影响:电畴转向需要一定的时间,时间适当长一点,极化就可以充分些。

极化电压加大,电畴转向程度高,剩余极化变大。

3)晶体结构对滞回线的影响:同一种材料,单晶体和多晶体的电滞回线是不同的。

单晶体的电滞回线很接近于矩形,Ps和Pr很接近;陶瓷的电滞回线中Ps与Pr 相差较多,表明陶瓷多晶体不易成为单畴,即不易定向排列。

50.画图说明顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性之间的区别。

(磁学性能)本征铁磁性材料:在某一宏观尺寸大小的范围内,原子磁矩的方向趋于一致,此范围称为磁畴(一般为1—2微米,每个磁畴可以看作是具有一定自发磁化强度的小永磁体),这种铁磁性称为完全铁磁性。

亚铁磁性:大小不同的原子磁矩反平行排列,二者不能完全抵消,相对于外磁场表现出一定的磁化作用,称此种铁磁性为亚铁磁性(铁氧体)。

反铁磁性:反铁磁性,由于交换作用,相邻晶胞中的单电子自旋反向排列,引起相邻磁矩反向排列,在铁电性材料中有反铁电性。

无外磁场作用时,材料中的原子磁矩无序排列,材料不表现宏观磁性,受到外磁场作用时,原子磁矩能通过旋转而沿外场方向择优取向,表现出宏观磁性,这种磁性叫顺磁性。

51.分别画出0o C,60 o C和130o C的电滞曲线,并标出Ps、Pr和Ec。

(压电性能与铁电性能)自发极化强度Ps剩余极化强度Pr矫顽电场强度Ec52.解释一下质点非线性(非对称性)热振动的原因。

(热学性能)53.什么是PTC效应?BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件是什么?怎样实现BaTiO3陶瓷晶粒的半导化?(电学性能)PTC效应(正温度系数Positive Temperature Coefficient)PTC现象电阻率随温度上升发生突变,增大几个数量级的现象,为PTC现象。

BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件:晶粒充分半导化;晶界具有适当绝缘性BaTiO3陶瓷晶粒的半导化:1.掺杂施主金属离子:在高纯BaTiO3中,用离子半径与Ba2+相近而电价比Ba 2+ 高的金属离子置换其中的Ba2+离子。

或用离子半径与Ti 4+相近而电价比Ti 4+高的金属离子置换其中的Ti 4+离子则可使BaTiO3陶瓷半导化,形成的半导体称为价控半导体。

掺杂的结果使BaTiO3晶格中分别出现Me 3+和Me 5 +,由于电荷中性的要求,BaTiO3晶格中易变价的Ti 4+一部分变为Ti 3+,即[Ti 4+ e],因被Ti 4+俘获的电子处于亚稳态,在受到热和电场能激励时,如同半导体的施主起着载流子的作用,因而使BaTiO3具有半导性。

2.强制还原(化学计量比偏离)。

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