材料物理性能重点
天津市考研材料科学与工程复习资料材料性能与材料加工技术重点知识总结
天津市考研材料科学与工程复习资料材料性能与材料加工技术重点知识总结材料科学与工程是近年来发展迅速的学科领域之一，它研究材料的性能和加工技术，从而推动各种工业领域的发展。
作为天津市考研材料科学与工程的考生，掌握这些重点知识非常重要。
本文将对材料性能和材料加工技术的重点知识进行总结，以帮助考生更好地复习。
一、材料性能1. 物理性能物理性能是衡量材料特性的重要指标，包括密度、热膨胀系数、热导率、电导率等。
其中，密度是指材料单位体积的质量，常用符号为ρ。
热膨胀系数是指材料在温度变化时的膨胀程度，表示为α。
热导率是指材料传导热量的能力，常用符号为λ。
电导率是指材料导电能力的大小，常用符号为σ。
2. 机械性能机械性能是衡量材料抗力和刚度的指标，包括强度、韧性、硬度等。
强度是指材料的抗力能力，通常有拉伸强度、屈服强度、冲击强度等。
韧性是指材料在外力作用下不易断裂的能力。
硬度是指材料抵抗局部塑性变形的能力。
3. 热性能热性能是衡量材料在高温条件下的稳定性能指标，包括热稳定性、热膨胀性、热导率等。
热稳定性是指材料在高温条件下保持结构稳定的能力。
热膨胀性是指材料在高温条件下膨胀的程度。
热导率是指材料在高温条件下传导热量的能力。
4. 化学性能化学性能是衡量材料在化学环境中的稳定性能指标，包括耐腐蚀性、氧化性、还原性等。
耐腐蚀性是指材料在化学介质中不易被腐蚀的能力。
氧化性是指材料与氧气反应的能力。
还原性是指材料能够还原其他物质的能力。
二、材料加工技术1. 粉末冶金粉末冶金是利用金属或非金属粉末为原料，通过成型、烧结等工艺制备材料的一种方法。
它具有生产成本低、产品结构均匀、性能稳定等优点，广泛应用于制造零件和工具。
2. 熔融加工熔融加工是利用材料的熔化性质进行加工的一种方法，包括熔炼、铸造、混炼等工艺。
熔融加工能够制备各种形状和尺寸的材料，适用于大批量生产和复杂形状的零部件制造。
3. 塑性加工塑性加工是利用材料的塑性变形性质进行加工的一种方法，包括拉伸、冷轧、冷挤压等工艺。
材料物理性能学知识点
（5）空间电荷极化：在离子多晶体中，界面、缺陷处存在空间电荷。这些混乱分布的 空间电荷，在外电场作用下，趋向于有序化，即空间电荷的正、负质点分别向外电场的负、 正极方向移动，从而表现为极化。空间电荷极化的特点：空间电荷极化常常发生在不均匀介 质中任何宏观不均匀性，均可形成空间电荷极化，所以又称界面极化，由于空间电荷的积累， 可形成很高的与外场方向相反的电场，有时又称为高压式极化。空间电荷极化随温度升高而 下降。温度升高，离子运动加剧，离子容易扩散，因而空间电荷减小，空间电荷极化需要较 长时间，只有直流或低频交流才显示出来。
39、由于温度作用而使电介质电极化强度变化的性质，称为热释电效应。具有热释电效 应的晶体一定具有自发极化(固有极化)的晶体，在结构上应具有极轴。具有对称中心的晶体
不可能有热释电效应。具有压电性的晶体不一定有热释电性。
40、极化强度随外加电场的变化曲线称为电滞回线。具有这种性质的晶体称为铁电体。 自发极化的产生机制与铁电体的晶体结构密切相关，主要是晶体中原子(离子)位置变化的结 果。
9、形成固溶体时，合金导电性能降低。在连续固溶体中合金成份距组元越远，电阻率 越高。
10、除过渡族金属外，在同一溶剂中溶入1%原子溶质金属所引起的电阻率增加，由溶 剂和溶质的价数决定，价数越大电阻率增加越大。
11、X 射线与电子显微镜分析表明该固溶体为单相组织，但固溶体中原子间距的大小显 著地波动，其波动正是组元原子在晶体中不均匀分布的结果，所以称“不均匀固溶体”，又 称“K 状态”。K 状态是“相内分解”的结果，它不析出任何具有自己固有点阵的晶体。
材料物理重点整理
拉伸试验测定的是材料抵抗静态或缓慢施加的负载的能力。
弯曲试验来测定脆性材料的力学性能。
材料的硬度定义为材料对于贯穿其表面的硬物的抵抗能力。
冲击试验来测量材料承受冲击的能力。
蠕变：高温下给材料施加一个应力，即使这个应力小于该温度下的材料屈服强度，材料也可能发生塑性变形，以至断裂。
疲劳：材料所受的应力是重复出现的，那么即使这个应力低于材料的屈服强度，材料也有可能发生破坏。
断裂韧性就是表示含有裂纹的材料所能承受的应力。
材料性能的一个定量指标。
利用含有一个已知尺寸的裂纹的试样，可以测得该裂纹开始扩展并导致材料发生断裂时的临界K值。
这个临界应力强度因子定义为材料的断裂韧性K c。
材料抵抗裂纹扩展的能力（1）裂纹尺寸a越大，许可应力σ越低。
（2）材料发生塑性变形的能力。
（3）厚试样的断裂韧性比薄试样的要小。
（4）增加负载速率，往往减小材料的断裂韧性。
（5）降低温度会减小材料的断裂韧性。
（6）减小晶粒尺寸一般改善断裂韧性。
金属强化的实质是增大位错运动的阻力金属材料形成固溶体合金，可以实现固溶强化的目的。
固溶体本身只是一个相，各个组元都相互溶解，不再保持组元自己的特性。
1.溶剂和溶质原子的尺寸差别越大，固溶强化的效果越大2.添加的合金元素越多，固溶强化的效果也越大。
1.屈服强度，抗拉强度，硬度等超过纯金属。
2.塑性降低。
但铜锌合金的强度和塑性都高于纯铜.3.导电率大大低于纯金属。
4.改善抗蠕变性能。
高温环境不会明显损害固溶强化效果。
共析反应是固态相变强化的重要手段。
从一个固相S1转变成两个固相S2和S3的反应，如下公式所示:S1 → S2 + S3.热处理时，先加热到形成固相S1的温度，然后在冷却过程中利用共析反应得到S2和S3两个固相，作为共析反应产物的两个固相可以使合金实现弥散强化(多相组织混合在一起所获得的材料强化效应，相界面会阻碍位错的滑移)。
弥散强化中，基体与析出物之间的关系1、基体应该是塑性的，而析出物则应该是脆性的2、脆性析出物不连续分布的，而塑性基体连续分布的3、析出物的尺寸应该小，数密度应该多4、析出物的形状应该是圆的5、析出物的数量越多，合金的强度越高金属费米球：N个电子的基态，从能量最低K=0开始，能量低到高，每个K态只能两个电子填充，K空间内，占据区最终形成的球。
材料物理性能 重点
电阻的影响因素由于晶体点阵的不完整性是引起电子散射的根本原因，因此温度、形变与合金化均能影响金属的导电性能。
对电子波散射越强，缺陷越多，点阻率越大一、外界条件：温度、应力（环境因素）1、温度（正常温度增高电阻率增大否则反之）（1）一般规律：金属电阻率随温度的升高而增大，温度对有效电子数（nef)和电子平均速度几乎没有影响，因为在熔点以下其费米能和费米分布受温度的影响很小，但温度升高，会使离子振动加剧，热振动幅度加大，原子无序度增加，周期性势场的涨落加大，从而使电子运动的自由程减小，散射几率增大而导致电阻率增大（2）过渡族金属与多晶型转变S层电子排满、d层电子未满，传导电子可能由S层电子向d层电子过渡，其电阻可以认为是由一系列具有不同温度关系的成分叠加而成（ρ∝Tn, n为2~5.3相当于半导体，T增大时共价键转为金属键）（3）铁磁金属与磁性转变在居里点附近时，铁磁金属的电阻率随温度的变化偏离线性关系：反常降低量Δρ=αMs2原因：铁磁性金属内d层与外层s壳层电子云交互作用引起（4）熔化大多数金属熔化成液态时，电阻会突然增大约1~2倍，这是由于原子长程有序排列遭到破坏，从而加强了对电子的散射所引起，（金属键转为共价键）但Bi、Sb、Ga等在熔化时电阻率反而下降，这是由于该类元素在固态时为层状结构，具有小的配位数，主要为共价键型晶体结构，在熔化时共价键被破坏，转以金属键为主，故电阻率下降（可见书p39:图2.4）2、应力（拉应力缺陷增多电阻率增大，压应力缺陷减少电阻率降低）在弹性范围内的单向拉应力，使原子间距离增大，点阵动畸变增大，由此导致金属电阻率增大：αT—应力系数，αT >0，ζ为拉应力在压应力作用下，使原子间距变小，点阵动畸变减小，传导电子和声子之间相互作用的变化，电子结构以及电子间相互作用发生改变，金属的费米面和能带结构发生变化，由此导致金属电阻率下降二、组织结构的影响：组织结构与塑性变形、热处理工艺有关1、塑性形变形变使金属电阻率增大，这是由于晶体点阵畸变和晶体缺陷的增加，造成点阵电场的不均匀性增强而加剧对电子波散射的结果；此外冷塑性变形使原子间距有所改变，也对电阻率有一定影响。
材料物理性能
材料物理性能材料的物理性能是指材料在受力、受热、受光、受电、受磁等外界作用下所表现出的性质和特点。
它是材料的内在本质，直接影响着材料的使用性能和应用范围。
材料的物理性能包括了热学性能、光学性能、电学性能、磁学性能等多个方面。
首先，热学性能是材料的一个重要物理性能指标。
热学性能包括导热性、热膨胀性和热稳定性等。
导热性是指材料传导热量的能力，通常用热导率来表示。
热膨胀性是指材料在温度变化下的体积变化情况，通常用线膨胀系数来表示。
热稳定性是指材料在高温环境下的性能表现，包括了热变形温度、热老化等指标。
这些性能对于材料在高温环境下的应用具有重要意义。
其次，光学性能是材料的另一个重要物理性能。
光学性能包括透光性、反射率、折射率等指标。
透光性是指材料对光的透过程度，通常用透光率来表示。
反射率是指材料对光的反射程度，通常用反射率来表示。
折射率是指材料对光的折射程度，通常用折射率来表示。
这些性能对于材料在光学器件、光学仪器等领域的应用具有重要意义。
此外，电学性能是材料的另一个重要物理性能。
电学性能包括导电性、介电常数、电阻率等指标。
导电性是指材料导电的能力，通常用电导率来表示。
介电常数是指材料在电场中的极化能力，通常用介电常数来表示。
电阻率是指材料对电流的阻碍程度，通常用电阻率来表示。
这些性能对于材料在电子器件、电气设备等领域的应用具有重要意义。
最后，磁学性能是材料的另一个重要物理性能。
磁学性能包括磁导率、磁饱和磁化强度、矫顽力等指标。
磁导率是指材料对磁场的导磁能力，通常用磁导率来表示。
磁饱和磁化强度是指材料在外磁场作用下的最大磁化强度，通常用磁饱和磁化强度来表示。
矫顽力是指材料在外磁场作用下的抗磁化能力，通常用矫顽力来表示。
这些性能对于材料在磁性材料、电机、传感器等领域的应用具有重要意义。
综上所述，材料的物理性能是材料的重要特性，直接影响着材料的使用性能和应用范围。
不同类型的材料具有不同的物理性能，因此在材料选择和应用过程中，需要充分考虑材料的物理性能指标，以确保材料能够满足特定的使用要求。
材料物理性能复习重点
1.热容：热容是使材料温度升高1K所需的热量。
公式为C=ΔQ/ΔT=dQ/dT (J/K)；它反映材料从周围环境中吸收热量的能力，与材料的质量、组成、过程、温度有关。
在加热过程中过程不同分为定容热容和定压热容。
2.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每个物质中有两种比热容，其中c p＞c v，c v不能直接测得。
3.摩尔热容：1mol的物质在没有相变或化学反应条件下升高1K所需的能量称为摩尔热容，用Cm表示，单位为J/(mol·K)4.热容的微观物理本质：材料的各种性能（包括热容）的物理本质均与晶格热振动有关。
5.热容的实验规律：1.对于金属:2.对于无机材料（了解）1.符合德拜热容理论，但是德拜温度不同，它取决于键的强度、材料的弹性模量、熔点等。
2.对于绝大多数氧化物，碳化物，摩尔热容都是从低温时一个最低值增到到1273K左右近似于3R，温度进一步升高，摩尔热容基本没有任何变化。
3.相变时会发生摩尔热容的突变4.固体材料单位体积热容与气孔率有关，多孔材料质量越小，热容越小。
因此提高轻质隔热砖的温度所需要的热量远低于致密度的耐火砖所需的热量。
6.经典理论传统理论不能解决低温下Cv的变化，低温下热容随温度的下降而降低而下降，当温度接近0K时热容趋向于07.量子理论1.爱因斯坦模型三个假设：1.谐振子能量量子化2.每个原子是一个独立的谐振子3.所有原子都以相同的频率振动。
爱因斯坦温度：爱因斯坦模型在T >> θE 时，Cv，m=3R,与实验相符合，在低温下，T当T << θE时Cv，m比实验更快趋于0，在T趋于0时，Cv,m也趋于零。
爱因斯坦模型不足之处在于：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的频率振动，而是原子间有耦合作用，点阵波的频率也有差异。
温度低尤为明显2.德拜模型德拜在爱因斯坦的基础上，考虑了晶体间的相互作用力，原子间的作用力遵从胡克定律，固体热容应是原子的各种频率振动贡献的总和。
材料物理性能复习重点-图文
材料物理性能复习重点-图文第二章非组织敏感：弹性模量，热膨胀系数，居里点（成分）组织敏感性：内耗，电阻率，磁导率（成分及组织）相对电导率：IACS%定义：把国际标准纯软铜（在室温20度，电阻率为0.01724.mm2/m）的电导率作为100%，其它导体材料的电导率与之相比的百分数即为该导体材料的相对电导率。
载流子：电荷的载体（电子，空穴，正离子，负离子）物体的导电现象的微观本质是：载流子在电场作用下的定向迁移迁移数t某，也称输运数（tranferencenumber)定义为：某t某T式中：σT为各种载流子输运电荷形成的总电导率σ某表示某种载流子输运电荷的电导率t某的意义：是某一种载流子输运电荷占全部电导率的分数表示。
载流子与导电性能的关系：因素：单位体积中可移动的带电粒子数量N每个载流子的电荷量q载流子的迁移率μ迁移率：受到外加电场作用时，材料中的载流子移动的难易程度令μ=v/E，并定义其为载流子的迁移率。
其物理意义为载流子在单位电场中的迁移速度。
σ=Nqμ迁移率的影响因素：1.温度越高，平均碰撞间隔时间t越小，迁移率越小2.晶体缺陷越多，………………电子的平均自由程n为电子的密度2金属导电机制：载流子为自由电子。
经典理论：所有自由电子都对导电做出贡献。
所以有n为电子的平均速度m为电子的质量量子理论，两点基本改进:nef表示单位体积内实际参加热传导的电子数,即费米面能级附近参加电传导的电子数m某为电子的有效质量，考虑晶体点阵对电场作用的结果2eff某f实际导电的载流子为费米面附近的自由电子！nelmvnelmv产生电阻的根本原因：当电子波通过一个理想晶体点阵时（0K），它将不受散射；只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子波才会受到散射（不相干散射）。
理想晶体中晶体点阵的周期性受到破坏时，才产生阻碍电子运动的条件。
（1）晶格热振动（温度引起的离子运动振幅的变化）（2）杂质的引入，位错及点缺陷在电子电导的材料中，电子与点阵的非弹性碰撞引起电子波的散射是电子运动受阻的本质原因。
材料物理性能期末复习重点-田莳
1.微观粒子的波粒二象性在量子力学里，微观粒子在不同条件下分别表现出波动或粒子的性质。
这种量子行为称为波粒二象性。
2.波函数及其物理意义微观粒子具有波动性，是一种具有统计规律的几率波，它决定电子在空间某处出现的几率，在t时刻，几率波应是空间位置（x,y,z,t)的函数。
此函数称波函数。
其模的平方代表粒子在该处出现的概率。
表示t时刻、（x、y、z）处、单位体积内发现粒子的几率。
3.自由电子的能级密度能级密度即状态密度。
dN为E到E+dE范围内总的状态数。
代表单位能量范围内所能容纳的电子数。
4.费米能级在0K时，能量小于或等于费米能的能级全部被电子占满，能量大于费米能级的全部为空。
故费米能是0K时金属基态系统电子所占有的能级最高的能量。
5.晶体能带理论假定固体中原子核不动，并设想每个电子是在固定的原子核的势场及其他电子的平均势场中运动，称单电子近似。
用单电子近似法处理晶体中电子能谱的理论，称能带理论。
6.导体，绝缘体，半导体的能带结构根据能带理论，晶体中并非所有电子，也并非所有的价电子都参与导电，只有导带中的电子或价带顶部的空穴才能参与导电。
从下图可以看出，导体中导带和价带之间没有禁区，电子进入导带不需要能量，因而导电电子的浓度很大。
在绝缘体中价带和导期隔着一个宽的禁带Eg，电子由价带到导带需要外界供给能量，使电子激发，实现电子由价带到导带的跃迁，因而通常导带中导电电子浓度很小。
半导体和绝缘体有相类似的能带结构，只是半导体的禁带较窄(Eg小)，电子跃迁比较容易1.电导率是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值。
当施加电压于导体的两端时，其电荷载子会呈现朝某方向流动的行为，因而产生电流。
电导率是以欧姆定律定义为电流密度和电场强度的比率：κ=1/ρ2.金属—电阻率与温度的关系金属材料随温度升高，离子热振动的振幅增大，电子就愈易受到散射，当电子波通过一个理想品体点阵时(0K)，它将不受散射；只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子被才受到散射(不相干散射)，这就是金属产生电阻的根本原因。
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《材料物理性能》思考题第一章热学性能1.1 概述1、材料的热学性能包括热容、热膨胀、热传导和热稳定性等。
2、什么是格波？答：由于晶体中的原子间存在着很强的相互作用，原子的微振动不是孤立的，原子的运动状态（或晶格振动）会在晶体中以波的形式传播，形成“格波”。
3、若三维晶体由N个晶胞组成，每个晶胞中含有S个原子，则晶体中格波数为3NS 个，格波支数为3S 个。
4、受热晶体的温度升高，实质是晶体中热激发出的声子数目的增加。
5、举例说明某一材料热学性能的具体应用。
1.2 热容1、什么是比热容和摩尔热容（区分：定压摩尔热容和定容摩尔热容）？答：比热容(c):质量为1kg的物质在没有相变和化学反应条件下温度升高1K所需要的热量答：摩尔热容(C m)：1mol物质在没有相变和化学反应条件下温度升高1K所需要的热量3、固体热容的经验定律和经典理论只适用于高温，对低温不适用！4、由德拜模型可知，温度很低时，固体的定容摩尔热容与温度的三次方成正比（德拜T3定律）。
5、金属热容由晶格振动和自由电子两部分贡献组成6、自由电子对热容的贡献在极高温和极低温度下不可忽视，在常温时与晶格振动热容相比微不足道！7、一级相变对热容的影响特征是什么？答：在相变温度下，热焓发生突变，热容不连续变化。
8、影响无机材料热容的因素有哪些？答：温度，键强，弹性模量，熔点9、对于隔热材料，需使用低热容（如轻质多孔）隔热砖，便于炉体迅速升温，同时降低热量损耗。
10、什么是热分析法？DTA、DSA和TG分别是哪三种热分析方法的简称？举例说明热分析法的应用。
答：热分析法：在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术。
DTA：差热分析（1.测量系统（示差热电偶）2. 加热炉3. 温度程序控制器4. 记录仪）1.3 热膨胀1、什么是线或体膨胀系数？答：温度升高1 K时，物体的长度（体积）的相对增加量。
2、固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
3、材料的热膨胀来自原子的非简谐振动。
4、材料热膨胀的物理本质可用原子间的作用力曲线或势能曲线曲线来解释。
5、熔点较高的金属具有较低的膨胀系数。
6、结构对称性较低的单晶体，其膨胀系数具有各向异性，不同的晶向有不同的线膨胀系数。
一般来说，弹性模量高的方向将有较小的膨胀系数，反之亦然。
（如石墨：平行于C轴方向的热膨胀系数大于垂直于C轴方向的热膨胀系数。
）7、举例说明一级相变对材料膨胀性能的影响。
8、钢的不同组织比容从大到小的顺序为：马氏体、渗碳体、铁素体、珠光体、奥氏体。
9、通常陶瓷制品表面釉层与坯体热膨胀系数的大小关系如何？为什么？1.4 热传导1、什么是热导率？2、固体材料热传导主要有、和三种微观机制，不同材料导热机制有何区别？3、对于声子热导而言，热阻来源于声子扩散过程中的各种（如声子的碰撞、点缺陷的散射、晶界的散射和位错的散射等）。
4、对于同一种物质，多晶体、单晶体和非晶体的热导率的大小关系如何？5、请综合分析非晶体的热导率与温度的关系。
6、综合分析影响无机材料热导率的因素。
1.5 热稳定性1、什么是材料的热稳定性？。
2、材料抗热冲击损坏的两大类型为和。
3、什么是热应力？材料的热应力主要来源于哪三个方面？4、抗热应力损伤性正比于断裂表面能，反比于应变能的释放率。
5、写出第一、第二和第三热应力断裂抵抗因子的表达式，并指出其中各参数的物理意义。
6、对于密实性陶瓷、玻璃等脆性材料，提高其抗热冲击断裂性能的措施有哪些？《材料物理性能》思考题第二章电学性能2.1 电导的物理现象1、材料的导电现象，其微观本质是其微观本质是载流子在电场作用下的定向迁移。
2、无机材料与金属导体中的载流子种类有什么区别?答：金属导体中的载流子是自由电子；无机材料中的载流子可以是电子(负电子，空穴)、离子(正、负离子，空位)。
3、什么是电子电导和离子电导?答：离子电导：载流子为离子的电导。
电子电导：载流子为电子的电导。
4、电子电导与离子电导的特征有何区别？答：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。
5、什么是载流子的迁移率？答：载流子在单位电场强度中的迁移速度。
6、写出电导率的基本表达式，并指出其中各参数分别代表什么意义。
答：（单位体积内载流子数为n；每个载流子的荷电量为q）（单位时间内通过单位截面S的电荷量（电流密度）为: J=nqv）2.2 离子电导1、离子电导有本征电导和杂质电导两种类型。
2、什么是本征离子电导和杂质离子电导?答：本征离子电导----以热缺陷（空位、离子）作为载流子。
杂质离子电导----以杂质离子作为载流子。
3、杂质离子电导载流子的浓度决定于杂质的种类和数量。
4、对于本征离子电导而言，电导活化能包括缺陷形成能和迁移能两部分。
5、通常熔点高的晶体，结合力大，相应活化能高，电导率低。
6、区别迁移数与迁移率。
答：迁移数：指定种类载流子所运载电流与总电流之比。
迁移率：7、固体电解质：具有离子电导的固体物质称为固体电解质。
8、试举例说明固体电解质在储能和传感器方面的应用。
答：储能：固体氧化物燃料电池，质子交换膜燃料电池，氧敏感元件（氧浓差电池）2.3 电子电导1、电子电导的载流子是电子或空穴。
2、在电子电导的材料中，电子的非弹性碰撞引起电子波的散射是电子运动受阻的原因。
3、电子载流子两大主要的散射机制是晶格散射和电离杂质散射。
4、在孤立的原子中，电子占据一定的能级，这些能级由主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数等四个量子数确定。
5、电子的共有化，使得单个原子的电子能级分裂成一系列相互之间能量差极微的能级，即形成了能带。
6、结合晶体的能带理论区别导体、半导体和绝缘体。
答：根据能带理论，晶体中并非所有电子或价电子都参与导电，只有导带中的电子或价带顶部的空穴才能参与导电。
因此，在晶体能带图上物质的导电性反映为它的价带是否被填满，是否存在禁带以及禁带宽度的大小等因素。
7、根据能带理论，晶体中并非所有电子或价电子都参与导电，只有导带中的电子或价带顶部的空穴才能参与导电。
8、区别本征电子电导和杂质电子电导。
答：本征电导：这种空带中的电子导电和价带中的空穴导电同时存在9、区别n型半导体和p型半导体。
答：n型半导体的载流子主要为导带中的电子；p型半导体的载流子主要为空穴。
10、分别画出n型和p型半导体的能带结构图，并以Si为例说明n型和p型半导体的形成过程。
答：n型半导体的能带结构p型半导体的能带结构2.4 半导体陶瓷的物理效应1、哪些效应属于半导体陶瓷的物理效应?答：晶界效应（压敏和PTC效应）表面效应（气敏效应）西贝克效应p-n结（光电效应）2、什么是压敏电阻效应?（ZnO压敏电阻应用）答：对电压变化敏感的非线性电阻效应ZnO压敏电阻已广泛应用于半导体和电子仪器的稳压和过压保护以及设备的避雷器。
3、区别PTC热敏电阻效应和NTC热敏电阻效应。
答：PTC效应：具有电阻值随着温度升高而增大的特性。
NTC效应：具有电阻值随着温度升高而减小的特性。
4、什么是光生伏特效应？答：半导体受光照时产生电动势（或电位差）的现象，称为光生伏特效应。
第三章介电性能3.1 介质的极化1、什么是电介质？答：电介质：在电场作用下，能建立极化的一切物质。
2、什么是电介质的极化？答：电极化：在外电场作用下，介质内的质点（原子、分子、离子）正负电荷重心的分离，使其转变成偶极子的过程。
3、介质的极化有哪六种基本类型？答：1、位移极化2、松弛极化3、电子极化4、离子极化5、偶极子转向极化6、空间电荷极化3.2 介质损耗和介电强度1、什么是介质损耗？答：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，由电能转变为其它形式的能（如热、光能等），统称为介质损耗。
2、介质损耗主要有极化损耗损耗和电导损耗损耗两种基本形式。
3、什么是介电强度？答：当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态。
这种现象称介电强度的破坏，或叫介质的击穿。
相应的临界电场强度称为介电强度，或称为击穿电场强度。
3.3 压电性及压电材料1、什么是压电效应和逆压电效应/答：由机械效应转换成电效应的现象称为压电效应（或正压电效应）由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。
2、区分压电材料的主要性能指标（压电常数、频率常数、机电耦合系数和机械品质因素）。
（1）、d－压电常数（单位C/N），是反映力学量（应力或应变）与电学量（电位移或电场）间相互耦合的线性响应系数。
（2）、对某一压电振子（具有一定形状、大小和被覆工作电极的压电陶瓷体），其谐振频率和振子振动方向长度的乘积为一个常数，即频率常数（3）、机电耦合系数K是一个综合反映压电材料的机械能与电能之间耦合关系的物理量，是压电材料进行机－电能量转换能力的反映。
（4）、压电振子在谐振时储存的（机械）能量与在一个周期内损耗的（机械）能量之比称为机械品质因数Q m。
它反映了压电振子在振动时因克服内摩擦而消耗能量的大小。
机械品质因数越高，损耗的能量越少。
3、机电耦合系数是一个综合反映压电材料的机械能与电能之间耦合关系的物理量，是压电材料进行机－电能量转换能力的反映。
4、为什么要对压电陶瓷进行预极化处理，预极化有哪三个需要控制的工艺参数？答：只有经过极化工艺处理的陶瓷，才能够显示压电效应；极化电场，极化时间，极化温度3.4 铁电性和铁电体1、什么是自发极化？答：自发极化：在没有外电场作用时，晶体中存在着由于电偶极子的有序排列而产生的极化。
2、什么是铁电性？答：铁电性：在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化的方向可因外电场的作用而反向，晶体的这种特性称为铁电性。
3、什么是铁电体？铁电体的两个特点：一是具有电滞回线，另一个是具有许多电畴。
铁电体：具有铁电性的晶体称为铁电体。
4、什么是铁电居里温度？答：铁电居里温度：铁电陶瓷只在某一温度范围内才具有铁电性，它有一临界温度T c，当温度高于T c时，铁电相转变为顺电相，自发极化消失。
晶体顺电相－铁电相的临界转变温度T c 称为铁电居里温度（或居里温度、居里点）。
5、什么是铁电畴？答：晶体中出现了一个个由许多晶胞组成的自发极化方向相同的小区域，晶体中这种自发极化方向一致的小区域称为铁电畴（或电畴）6、画出铁电体典型的电滞回线，解释什么是饱和极化强度、剩余极化强度和矫顽电场强度？并在图中标出这三个参数。
答：(1) 饱和极化强度P s 。
是指在指定温度下，用足够大的电场强度极化物质时，极化曲线达到接近水平时（即不再随外电场增大而明显增大）对于的P 值。
(2) 剩余极化强度P r 。
铁电物质极化到饱和后，又将电场强度下降到零时，铁电物质中残留的极化强度称为剩余极化强度。
(3) 矫顽电场强度E c 。
铁电物质极化到饱和后，由于电滞现象，要使电介质中极化强度P 为零，必须有一定的反向电场强度-E ，该电场强度称为矫顽电场强度E c 。