材料物理性能教学教材
材料物理性能课程实验教学大纲课程实验类
材料物理性能课程实验教学大纲（课程实验类）所属课程名称：材料物理性能英文名称：Physics properties of materials所属课程编号：面向专业：材料科学与工程课程总学时：32+16 ；实验学时：16 ；课程学分：2.5本大纲主撰人：梅建平张金山董岩（Tel：E-mail:）一、实验目的本实验课程面向材料类专业学生开设。
结合“材料物理性能”课程的理论学习，重点进行材料的热学、声学、磁学、电学、光学等物理性能测试分析方法的训练，使学生进一步理解并掌握材料物理性能的表征与测试，为今后从事先进物理特性材料（如功能材料等）的学习和研究打下良好的基础。
三、教学管理模式与注意事项1、学生必须完成全部“必做实验”。
在此基础上，可根据自己的兴趣爱好、能力强弱和时间多少，自主选择完成“选做实验”，至少完成3学时的“选做实验”，多做不受限制。
2、实验室实施全开放管理，学生实验时间自定（可在相关教学内容讲授之前或之后，但必须在课程结束之前完成所有的实验项目）并提前预约，以便安排。
3、学生在实验前必须认真预习实验讲义中的相关内容，明确实验的基本原理、目的要求及安全事项。
教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。
4、要求学生严格遵守实验室管理条例和安全规范，强调安全操作。
学生须经指导教师认可后，方能离开实验室。
四、成绩评定与占课总成绩的比例按实验考勤、实验预习情况、必做和选做实验的完成情况、实验报告成绩等方面综合考评，实验成绩以占课程总成绩20%的比例纳入课程的总成绩。
五、设备及器材配置磁特性测量装置1套，单双臂两用电桥2套，直读式热膨胀仪2套，电子天平4台，导热系数测定仪1台，驻波管1台，折射率测试仪1套，其它附件及试样若干。
六、教材与参考资料1、伍洪标无机非金属材料试验，化学工业出版社，2002.62、梅建平、秦鸿根、董岩等材料物理性能实验指导书，东南大学讲义，2007.53、田莳材料物理性能，机械工业出版社，2000.3。
材料物理性能教学大纲
《材料物理性能实验》教学大纲课程名称：材料物理性能实验英文名称：Experiments in Physical Properties of Materials课程编号：课程性质：课程类型：必修是否为独立设课的实验课：是适用专业：材料科学与工程学时与学分：总学时：18；总学分：0.5；实验学时：18；实验学分：0.5执笔人：朱德亮、吕有明制定时间：2010.10一、实验课的任务、性质与目的：《材料物理性能》是材料科学与工程本科专业骨干必修课程，主要讲授材料科学中物理方面的基础理论要点，材料的各种物理性能及其主要应用。
为加深学生对理论要点的理解，使其对理论知识有一个感性的认识，特开设此实验课程作为课堂教学的重要补充。
本课程中安排的实验均为验证性实验。
二、主要仪器设备及环境：导热系数测试仪、热膨胀系数测试仪、热处理炉、电输运特性测试系统、四探针测电阻系统、光刻机、氦气循环制冷机、振动样品磁强计、静态磁滞回线测量仪、磁性测量用电磁铁、荧光光谱和激发谱测试系统、光源和变温系统、光学配件、管式加热炉三、实验项目的设置与实验内容：四、教材、实验教材（指导书）：1. 《材料物理性能》龙毅主编中南大学出版社（2009）2. 自编实验讲义五、考核方式与评分办法：以实验报告的内容为评分依据。
六、大纲审核人：编写说明： 1、教学计划中有安排实验学时的课程和单独设课的实验课程，已开出或即将开出的教学实验均应编写教学实验大纲。
2、课程编号、课程名称、课程类型按教学计划的要求编写。
课内上机学时可视为实验学时。
3、实验类型是指：验证型、综合型、设计型和研究探索型；4、实验要求是指：必做、选做和其它；。
《材料物理性能》课程教学大纲
《材料物理性能》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：材料物理性能英文名称：Properties of Material Physics二、课程代码及性质课程代码: 0801151课程性质:学科专业基础课程, 必修课三、学时与学分总学时：32（理论学时：32学时；实践学时：0学时）学分：2四、先修课程大学物理、材料科学基础、热处理原理与工艺五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业、功能材料专业开设六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程的教学目的:1. 系统掌握材料物理性能方向的专业知识，具备应用这些知识分析、解决材料科学与工程专业中的功能材料选择和应用技术复杂问题的能力；2. 掌握各种物理性能的本质，具备独立进行物理性能分析和测量的能力；3. 理解不同类型物理性能与材料的不同层次的结构和组织之间的对应关系，具备基于材料成分、结构设计开发新型功能材料的能力；同时，具备基于材料物理性能的研究，实现对材料结构和相变（结构变化）的表征的能力；4．了解功能材料及制备和应用技术的发展前沿，掌握其发展特点与动向。
七、教学重点与难点：教学重点：材料物理性能中的电学性能、介电性能、热学性能、光学性能和磁学性能基于材料成分、结构和组织微观本质。
教学难点：材料物理性能中的电学性能、介电性能、热学性能、光学性能和磁学性能的微观机理和宏观性能内在联系的定量描述，以及各种性能之间的逻辑关系。
八、教学方法与手段：教学方法：(1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,保证主要教学内容的完成;(2)安排适量的课堂讨论环节,使学生通过课下的资料查阅而掌握基本的专业资料获取方法、途径、整理归纳和讲演能力。
教学手段：(1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,实现图文并茂,形象直观;(2)收集典型功能材料应用实物,在课堂上进行针对性讲授。
九、教学内容与学时安排（1）总体安排教学内容与学时的总体安排，如表2所示。
材料物理性能-第一章 绪论
1.1 材料物理性能引论
1.1.1 材料 (概念、分类、特征与应用、重要性)
1.1.2 物理（概念、研究方法、分类）
1.1.3 材料科学与工程 1.1.4 材料物理（定义、研究目的、范围、实验技术） 1.1.5 材料性能（定义、本质、分类、目的、重要性、 研究内容）
10
1.1 引论——材料、物理、性能
材料物理性能
授课对象:功能材料 2012-1、2012-2
重庆科技学院.冶金与材料工程学院
一、课程概况
1、课程名称：《材料物理性能》 2、课程性质：功能材料本科专业的一门专业平 台课. 3、研究内容：主要围绕金属材料和无机非金属 材料的物理性能、影响因素、测试方法、原理 及相关应用等展开讨论。
主要内容：材料的电学性能（重点）、材料的磁学性 能（重点）、材料的光学性能、材料的弹性与内耗
功能材料是指除强度外还有其他功能的材料。它们 对外界环境具有灵敏的反应能力，即对外界的光、热、电 、磁、压力、气氛等各种刺激，可以有选择性地作出反应 ，从而有许多特定的用途。电子、激光、能源、通讯、生 物等许多新技术的发展都必须有相应的功能材料。可以认 为，没有许多功能材料的出现，就不可能有现代科学技术 的发展。 智能材料：具有环境判断、自我修复等功能的功能材料 传统材料 先进材料
材料科学与工程：四要素
使用性能
制备加工
本课程中，材 料的性能是指 “材料性质” 。它是材料科 学与工程学科 基本性能 的四个基本要 素之一。
组成与结构
1.1.4 材料物理
凝聚态物理学是从微观角度出发，研究凝聚状态物质 （固体、液体、液晶等）的原子之间的结构、电子态结构 以及相关的各种物理性质的一门学科。 包括固体物理（晶体/非晶、金属、半导体、电介质、 磁性）、液晶与高分子、液体物理、介观物理（包括团簇 、纳米）、低温物理（超导与超流）、相变等等。 材料物理，研究作为材料的凝聚态物质的物理，是凝 聚态物理的分支，主要研究材料微观结构、物理性能（电/ 磁/光/热/力等）的微观起源及其相互联系，涉及量子力学 、晶体学、电磁学等学科的交叉，以及实验（观察和鉴别 ）手段。
(推荐)《材料物理性能》PPT课件
P
比定容热容：材料温度升高时，体积恒定，所测得的比热容。
cp与cv哪个大？ cp＞cv 原因？ cp测量方便，cv更具理论意义。对于固体材料二者差别很小，可忽 略，但高温下差别增大。cp、cv与温度之间的关系（三个阶段）。 12
二、晶态固体热容的经验定律与经典理论
19世纪提出，认为热容与温度和材料种类无关。
CV,m
3R1
2 TD3
D T 0
x3 d
ex 1
xe3 T DTD1
ω x
kT
讨论： （1）高温时（T＞＞θD ） ex 1x
1mol原子的原子个数为N（阿佛加德罗常数 6.02 ×1023），1mol原子 的总能量为： E＝3NkT＝3RT
＝3R＝3 × 8.314≈25J/K·mol
(2) 实际上大部分元素的在常温以上原子热容接近该值，但对于轻元素 与实际值差别较大。
13
二、晶态固体热容的经验定律与经典理论
2. 化合物的热容定律——奈曼－柯普定律
通过材料性能的学习，可以掌握材料性能的基本概念、物理本质、 变化规律及性能指标的工程意义，了解影响材料性能的各种因素及材料 性能与其化学成分、组织结构间的关系，掌握改善和提高材料性能、充 分发挥材料性能潜力的主要途径，同时了解材料性能的测试原理、方法 及相关仪器设备。
只有这样才能在合理选用材料、提高材料性能和开发新材料过程中 具有必须的基本知识、基本技能和明确的思路。
xn+1 。该质点的运动方程为：
Em为微观弹
性模量。
描述： 相邻质点振动位移间的关系。
说明： 临近质点的振动存在一定的相位差，即各质点的热振动不是孤 立的，与临近质点存在相互作用。
3、质点的热振动与物体热量 构成物体各质点热运动动能的总和即为物体的热量。温度升高，质
材料物理性能教学设计
材料物理性能教学设计简介材料物理性能是材料科学中的重要一环。
掌握材料物理性能测试方法，理解不同物理性能的表征和作用对学生的专业素养的提高、未来工作方向的选择具有重要的意义。
本教学设计旨在通过教学探讨材料物理性能测试方法、物理性能与材料性能的关系、表征方法的选择和应用以及实验设计与科学思维的培养。
教学目标1.掌握材料物理性能的分类和测量方法；2.理解不同物理性能的表征和应用；3.解释不同物理性能之间的联系；4.能够根据具体情况选择适当的表征方法；5.能够设计和执行相关实验；6.提高科学思维和实验能力。
教材选择•材料力学与性能实验方法（大兴安岭出版社），任玉春，杨军主编。
•材料科学基础（高等教育出版社），朱士兴，王红卫主编。
教学内容第一节：材料物理性能分类和测量方法课程内容1.物理性能的概念、物理性能分类；2.物理性能的测量方法；3.物理性能测量的常用设备和仪器；4.经典测量方法的介绍。
实验内容1.引伸计实验，测定拉伸试样的杨氏模量；2.吸收光谱实验，测量光谱吸收谱线和发射谱线；3.其他测量实验。
第二节：材料物理性能的表征和应用课程内容1.物理性能表征方法的选择和应用；2.电磁学性质与磁学行为，磁性材料的应用；3.热学性质与热性能表征，材料的热稳定性及其应用；4.光学性质与光学性能表征；5.超声学性质与超声性能表征。
实验内容1.火焰原子吸收光谱法，测量金属元素的含量；2.透射电子显微镜（TEM）实验，研究材料微观结构和形貌；3.热分析实验，研究材料的热性能表征；4.磁运动仪实验，研究磁性材料的应用；5.超声波测量实验。
第三节：物理性能的表征方法的选择和应用课程内容1.先进表征技术的发展及其应用；2.数据处理和分析技术的方法和原理；3.物理性能表征技术的前沿研究及其应用。
实验内容1.X射线衍射实验；2.原子力显微镜（AFM）实验；3.比热实验。
教学方法介绍理论知识后，每次课程都设置实验环节。
学生在教师的指导下进行相关实验，实验内容要紧密与理论联系起来，增强学生对理论知识的理解和应用能力。
第二章材料物理性能 ppt课件
(c)反常元素
一些半导体和绝缘体转变为导体的压力极限
元素
S Se Si Ge I
p极限/ GPa ρ/(μΩ·m)
元素
40
-
H
12.5 16 12 22
-
金刚石
-
P
-
AgO
500
p极限/ GPa 200 60 20 20
ρ/(μΩ· m)
-
60±20 70±20
-
22
(三).冷加工和缺陷对电阻率的影响 (1)晶体缺陷使金属的电阻率增加
D
特征温度。 常用的非过渡族金属的德拜温度一般不超过500K。
12
在德拜温度以上，可以认为电子是完 全自由的，金属的电阻取决于离子的 热振动。此时，纯金属的电阻率与温
度关系为 T 电声
1 电声 T (T 2 3 D );
2
电声
T
5 (T D
);
3 电电 T 2 (T 2K)
19
正常金属元素：电阻率随压力增大而下降；（铁、 钴、镍、钯、铂、铱、铜、银、金、锆、铪等）
反常金属元素：碱金属、碱土金属、稀土金属和第 V族的半金属，它们有正的电阻压力系数，但随压力升 高一定值后系数变号。研究表明，这种反常现象和压力 作用下的相变有关。
20
压力对金属电阻的影响
21
(a) (b)正常元素
3
4
表1. 常见材料的电阻率 （×10-8Ωm）
材料 Ag Cu Al Fe Mn 电阻率 1.46 1.54 1.72 5.88 260
5
2.2 电子类载流子导电
22..22..11金金属属导导电电机机制制
e2 n e2 n l 2m 2m
1-《材料物理性能》-第一章-概论
30
1.2 材料物理性能的本构关系及学习意义
◼ 物理学—凝聚态物理学—材料物理—材料(物理)性能：
材料性能的本质：
外界因素(作用物理量)作用于某一物体，如：应力、温度、电 场、磁场、辐照、化学介质等，引起原子、分子或离子及电子的微 观运动，在宏观上表现为感应物理量，感应物理量与作用物理量呈 一定的关系，其中与材料本质有关的一种常数——材料的性能。
7
知识体系
◼ 材料的分类：
➢按照人为加工程度区分：
✓天然材料：自然界原来就有未经 加工或基本不加工可直接使用
• 如棉花、沙子、石材、蚕丝、 煤矿、石油、铁矿、羊毛
✓合成材料：人为把不同物质经化 学方法或聚合作用加工而成
• 如塑料、合成纤维和合成橡胶
材料
天
合
然
成
材
材
料
料
知识体系
◼ 材料的分类：
➢按照物理化学属性区分：
课程简介
材料的物理性能
力学
电学 (介电)
热学
光学
功能转换
磁学
声学 核物理 。。。
15
课程简介
◼ 主要内容：
A. 材料物理性能(热学、电学、介电、光学、磁学等)的基本概 念、宏观规律及参数；
B. 材料物理性能和材料的组成、制备工艺、材料结构之间的关 系；
C. 材料物理性能的微观机理。
◼ 学习目标：
➢研究方法: 观测，实验，理论, 计算。
◼ 分类：
➢古典力学、电动力学、统计力学； ➢量子力学：研究微观粒子运动及相互作用的规律。
材料物理与性能学教学设计
材料物理与性能学教学设计一、教学目标本课程宗旨是通过讲解材料物理基础知识，帮助学生理解材料的物理性质与性能，培养学生分析和解决实际工程材料问题的能力，从而提高学生的创新能力和实践应用能力。
具体教学目标如下：1.理解材料的物理结构，掌握材料化学成分、晶格结构、缺陷、晶体生长等基础知识；2.掌握材料的机械性能、热性能、光电性能等基本物理性质；3.熟练运用理论知识，分析和解决实际工程材料问题，培养创新能力和实践能力。
二、教学内容1. 简单晶体结构与缺陷介绍晶体结构的基本概念和晶体缺陷的种类及其对材料性能的影响。
2. 材料物理性能介绍材料的物理性能，包括机械性能、热性能、光学性能、电学性能等，并讲解性能测试的原理和方法。
3. 材料合金化介绍材料的合金化方法及其影响，如固溶体、强化、沉淀强化等。
4. 材料表面处理介绍材料表面处理的种类和方法，包括机械处理、化学处理、热处理等。
5. 实验教学设置多种实验，如晶体磨片制备、材料硬度测试、热膨胀系数测试、材料力学性能测试等。
三、教学方法1.理论课：以PPT为辅助讲解，注重基本概念和原理的讲解，鼓励学生积极思考和提问；2.实验课：学生参与课堂演示和实验操作，注重培养学生实践能力；3.讨论课：引导学生分析和解决实际工程材料问题，注重培养学生创新能力和实践能力。
四、考核方式1.平时成绩：包括出勤率、作业、课堂表现等；2.实验成绩：根据实验操作和实验报告评定；3.期末考试：主要考察学生对课程的理解和掌握程度。
五、教学手段1.电子白板：辅助理论课的讲解；2.数据投影仪：介绍材料结构、物理性质测试的演示；3.实验设备：安排多种实验，锻炼学生实践能力。
六、教学资源1.材料物理与性能学教材：《材料物理化学》，何月利，高等教育出版社，2012年；2.实验设备：显微镜、硬度计、热膨胀仪等。
七、参考文献1.张卫平. 材料知识及性能表格手册. 化学工业出版社,2012.2.胡嘉信. 材料科学基础. 上海交通大学出版社, 2005.3.王余刚, 何振邦. 材料物理化学导论. 高等教育出版社,2014.八、教学成果1.帮助学生掌握材料的物理变化规律和基本性质，理解材料的内在本质；2.培养学生的实践能力，锻炼学生的动手实验能力；3.提高学生的创新能力和解决实际工程问题的能力。
《材料物理性能热》课件
THANKS
感谢观看
正火
将金属加热到一定温度后保持一定时间，然后快速冷却，以提高其 强度和硬度。
淬火
将金属加热到一定温度后迅速冷却，以增强其硬度和耐磨性。
05 材料在热环境中 的行为
热应力
01
热应力定义
由于温生原因
当材料的温度发生变化时，材料 的热膨胀或收缩不均匀，导致内 部应力分布不均。
实践应用
通过实践应用，将所学知识应用于实际问题 的解决中，提高实际操作能力
02 材料的基本热学 性能
热容
定义
热容是材料在等温过程中吸收或释放热量时温度的改变量。
分类
分为定容热容和定压热容，定容热容指在等容条件下测定的热容 ，定压热容指在等压条件下测定的热容。
影响因素
材料的热容主要取决于其物质的本性和温度，温度越高，热容越 大。
热辐射测量的实验设 备
一般包括光源、积分球、光谱仪、辐 射计等。光源用于提供不同波长的辐 射源，积分球用于提供封闭的测试环 境，光谱仪用于测量辐射光谱，辐射 计用于比较标准物质和待测物质的发 射率。
热辐射测量的注意事 项
在测量过程中要确保光源和待测物质 处于同一温度下，以获得准确的测量 结果；同时要避免环境光对测量的干 扰。
《材料物理性能热》ppt课 件
目 录
• 引言 • 材料的基本热学性能 • 材料的热力学性能 • 材料的热转变与相变 • 材料在热环境中的行为 • 热学性能的测量与表征
01 引言
课程介绍
课程名称
01
《材料物理性能热》
适用对象
02
材料科学、物理、化学等相关专业的本科生和研究生
主要内容
03
介绍材料的热学性能，包括热容、热传导、热膨胀等方面的知
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材料物理性能1.根据受力应变特征材料分为：脆性材料，延性材料，弹性材料。
2.材料受载荷后形变的三个阶段：弹性形变，塑形形变，断裂3.弹性模量：材料在弹性变形阶段内正应力和对应的正应变的比值。
意义：反映材料抵抗应变的能力，是原子间结合强度的标志。
影响因素（键合方式，晶体结构，温度，复相的弹性模量）。
机理：对于足够小的形变应力与应变成线性关系，系数为弹性模量，物理本质是原子间结合力抵抗外力的宏观表现，弹性系数和弹性模量是反映原子间结合强度的标志。
4.滞弹性：固体材料的应变产生与消除需要有限的时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。
衡量指标：应力弛豫和应力蠕变。
应力弛豫：在持续外力作用下发生形变的物体在总变形值保持不变的情况下，徐变变形增加使物体的内部应力随时间延续而逐渐减少的现象。
应力蠕变：固体材料在恒定荷载下变形随时间延续而缓慢增加的不平衡过程。
5.塑性形变指一种在外力移去后不能回复的形变。
滑移系统：滑移方向和滑移面。
产生条件：a-（几何条件）面间距大滑移矢量小 b（静电条件）每个面上是同种电荷原子，相对滑移面上的电荷相反。
无机非材料不产生原因：a.滑移系统少；b.（位错运动激活能大）位错运动需要克服的势垒比较大，位错运动难以实现。
施加应力，或者由于滑移系统少无法达到临界剪应力，或者在达到临界剪应力之前就导致断裂；c.伯格斯矢量大。
6.高温蠕变定义：材料在高温下长时间受到小应力作用出现蠕变现象。
影响因素：温度和应力。
机理：a晶格机理（位错攀移理论，由于热运动位错线处一列原子移去或移入，位错线向上移一个滑移面。
）b扩散蠕变理论（空位扩散流动，应力造成浓度差，导致晶粒沿受拉方向伸长或缩短引起形变）c晶界机理（多晶体蠕变，高温下晶界相对滑动，剪应力松弛，有利蠕变。
低温下晶界本身是位错源，不利蠕变）7.理论断裂强度：理论下材料所能承受的最大应力。
实际强度：实际情况中材料在外加应力作用下，沿垂直外力方向拉断所需应力。
8.断裂韧性：是材料的固有性能，由材料的组成和显微结构所决定，是材料的本征参数。
物理意义：反映了具有裂纹的材料对外界作用的抵抗能力。
9.微裂纹能量判据：弹性应变能的变化率等于或大于裂纹扩展单位裂纹长度所需的表面能增量，裂纹失稳而扩展。
脆性断裂本质：微裂纹的快速扩展。
10.亚临界裂纹扩展：脆性材料在受到低于其临界应力的使用应力作用下裂纹扩展取决于温度，应力和环境介质，随着时间的推移而缓慢扩展。
机理：环境介质的作用引起裂纹的扩展；高温下裂纹尖端的应力空腔作用。
11.预测材料寿命方法：无损探伤法和保证试验法12.材料强度影响因素：a内在因素：材料的物性，如弹性模量，热膨胀系数，导热性，断裂能b显微结构：相组成、晶界（晶相、玻璃相、微晶相）、晶粒尺寸（尺寸小强度大）、气孔（有气孔强度小）、微裂纹（长度、尖端的曲率大小）c外在因素：使用温度（先不大后温度升高强度降低最后出现塑性形变）、应力、气氛环境、试样的形状大小（越大强度越低）、表面（例如：无机材料的形变滖温度升高而变化的情况）d.工艺因素：原料的纯度粒度形状、成型方法、升温制度、降温速率、保温时间、气氛及压力等。
13.提高强度改善韧性原则：在一定条件下，晶体中的滑移系统数目及可动程度都是物质本质结构所决定，脆性本质难以改变，要从脆性的根源和量度入手。
关键是：提高材料的断裂能，便于提高抵抗裂纹扩展的能力；减小材料内部所含裂纹缺陷尺寸，以减缓裂纹尖端的应力集中效应。
具体途径：弥散增韧，相变增韧，微晶高密度高均匀度高纯度，预加应力，化学强化。
14.热容本质：各个频率声子数目随温度的升高而增加，在宏观上表现为吸热。
15.德拜温度：是晶体中能量最大声子被激发出来的特征温度。
物理意义：反映了原子间结合力的又一重要物理量，与键的强度，弹性模量，熔点有关。
16.声子平均自由程：声子在不断的相互碰撞中，两次声子间碰撞之间声子经过的平均距离。
因素：缺陷杂质及晶格界面，声子振动频率，温度17.电导微观本质：载流子在电场作用下的定向迁移。
载流子：具有电荷的自由粒子在电场作用下可产生电流，即晶体中载荷电流或传导电流的粒子。
载流子分类：电子（电子和电子空位）离子（正负离子和离子空位）18.n型半导体：参与导电的主要是带负电的电子。
这种半导体中电子载流子的数目多主要靠电子导电，叫做电子半导体。
P型半导体：参与导电的主要是带正电的空穴。
这种半导体中几乎没有自由电子，叫做空穴半导体。
19.双碱效应：当玻璃中碱金属离子总浓度较大时，在碱金属离子总浓度相同的情况下，含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃导电率要小，当两种比例适中时电导可降到最低。
原因：电导率主要由载流子浓度和载流子迁移率所决定。
总浓度相同考察迁移率。
在有两种碱金属离子时由于自身性质结构环境的差异，迁移相互干扰，大离子不能进入小空位，小离子进大空位不稳定。
20.压碱效应.：含碱玻璃中加入二价金属氧化物，可使玻璃电导率降低。
相应阳离子半径越大效应越强。
原因：二价离子与氧离子结合较牢固，能嵌入玻璃网络结构，堵住离子的迁移通道，使碱金属离子移动困难。
半径越大堵塞越明显。
当超过一定限度时结构破坏，电导率上升21.电极化：在电场作用下电介质内的质点发生正负电荷重心的分离产生感应电荷的现象。
位移式极化（弹性的，瞬间完成的，不耗能的）松弛极化（非弹性，需时间，耗能）22.介电损耗：介质损耗，指电介质在交变电场作用下的能量损耗，即由电能转变为其他形式的能。
形式：极化损耗（常温高频）电导损耗（高温低频）23.压电陶瓷的预极化参数:极化电场、温度、时间。
24.磁化：在外磁场的作用下物质中形成了成对的NS磁极，各磁极有规则的取向，使磁介质宏观显示磁性的现象。
原子磁矩：原子核磁矩和电子磁矩。
25.磁化过程：即磁畴壁的移动和磁畴内磁矩的转向26.色散：材料的折射率随入射光的频率减小而减小的性质称为折射率的色散。
27.散射：光波遇到不均匀结构产生次级波，与主波方向不同使光偏离原来的方向从而引起光束强度减弱的现象28.透光性影响因素：吸收系数、反射系数、散射系数29.影响折射率因素：构成材料元素的离子半径、材料的结构，晶型和非晶态、材料所受的内应力、同质异构体1.随温度升高，材料热导率变化趋势：温度升高，碰撞加剧，自由程l降低。
低温下声子平均自由程l的上限为粒度的线度，高温下的下限为晶格间距。
a.低温下C与T3成正比，随着温度升高，l由于温度还不高，保持在上限无多大变化，故热导率λ近似与T3成比例增大。
b.随着温度进一步升高，自由程l降低，而且C也不再与T3成正比并在德拜温度以后趋于一定值，l的减小成主要因素，因此λ随温度升高迅速减小。
c.再升高温度，l达到下限，λ也不再减小，由于高温时的热辐射，λ有一定程度的增加。
2.同种组成的晶体和非晶体他们的声子热导率随温度的变化趋势：声子热导率主要由热容所决定，高温时考虑光子导热。
晶体与非晶体的比较：a.不考虑光子导热时，非晶体的声子导热系数在所有温度下都比晶体小；b.两者在较高温度下比较接近：晶体的声子平均自由程减小至下限，也即几个晶格间距的大小；而晶体与非晶体的声子热容也都接近于3R；c.两者曲线的重大区别在于晶体有一峰值。
由于非晶体材料特有的无序结构，声子平均自由程都被限制在几个晶胞间距的量级，因而组分对其影响小。
晶相和非晶相同时存在,一般情况下，介于两者曲线之间，可能出现三种情况：a.当材料中所含有晶相比非晶相多时，在一般温度以上，热导率随温度上升而有所下降。
在高温下热导率基本上不随温度变化；b.当材料中所含的非晶相比晶相多时，热导率随温度升高而增大；c.如果调节非晶相和晶相为合适比例，热导率可以在某温度范围内保持常数。
3.电解质、压电体、热释电体、铁电体区别联系：铁电体、热释电体和压电体之间的关系：铁电体是一种极性晶体，属于热电体。
它的结构是非中心对称的，因而也一定是压电体。
压电体又必须是介电体。
所以：电介质、压电体、热电体、铁电体有如下关系：一般电介质、压电体、热释电体和铁电体存在的宏观条件：*有学者认为：铁电体不一定有完整的电滞回线，只要在外电场作用下自发偶极矩可改变方向即可。
1.一圆杆的直径为2.5mm，长度为25cm，并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变，求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果？2.试样长40cm、宽10cm、厚1cm，受到1000N的拉力，E=3.5×109 N/m2，问能伸长多少厘米？3.画两个曲线图，分别表示应力弛豫~时间的关系和应变蠕变~时间的关系，并注出：t=0、t=无穷大以及t=τε或τσ时的纵坐标。
4.圆柱形晶体受轴向拉力F，临界抗剪强度τf=135MPa，求沿图所示方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。
解：，d=3mm；法线方向与F夹角φ=60º；滑移方向与F夹角λ=53º5.求熔融石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平均原子间距为1.6*10-8cm，弹性模量值从60~75GPa。
6.熔融石英玻璃的性能参数为：E=73GPa，=1.56J/m2，理论强度th=28GPa，如材料中存在最大长度为2 m的内裂，且此内裂垂直于作用力的方向，计算由此而导致的强度折减系数。
7.一陶瓷零件上有一垂直于拉应力的边裂，长度为（1）2mm；（2）0.049mm；（3）2 m。
分别求上述三种情况下的临界应力。
K1C=1.62MPa﹒m1/2，Y=1.1 ()½。
并讨论此结果。
8.计算莫来石瓷在室温（25℃）及高温（1000℃）时的摩尔热容值，并与按杜隆-珀替定律计算的结果比较。
经验公式：C=a+bT+cT-2+…… J/(K·mol)，对于莫来石3Al2O3·2SiO2，a=365.96；b=62.53×10－3；c=－111.52×105，温度范围298～1100K部分轻元素的摩尔热容：O：16.7 J/(K·mol) ；Si：15.9 J/(K·mol)杜隆-珀替定律：所有元素的摩尔热容值均为25J/(K·mol)计算结果：9.康宁1723玻璃（硅酸铝玻璃）具有下列性能参数：λ=0.021J/(cm·s·K)，α=4.6×10－6K－1，f=0.069GPa，E=66GPa，μ=0.25。
求第一及第二热应力断裂抵抗因子。
10.一热机部件由烧结氮化硅制成，其热导率λ=0.184J/(cm·s·K)，最大厚度为120mm。
如果表面热传递系数h=0.05 J/(cm2·s·K)，假设形状因子S=1，估算可应用的热冲击最大温差。