(完整word版)教育学专业英语复习材料

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一、My Pedagogic creed我的教育信条约翰·杜越

I believe that all education proceeds by the participation of the individual in the social consciousness of the race. This process begins unconsciously almost at birth, and is continually shaping the individual's powers, saturating his consciousness, forming his habits, training his ideas, and arousing his feelings and emotions.

我相信,一切教育都是通过个人参与人类的社会意识而进行的。这个过程几乎是在出生时就在无意识中开始了,它不断塑造个人的能力,熏染他的意识,培养他的习惯,训练他的思维,并激发他的感觉和情绪。

I believe that the school is primarily a social institution. Education being a social process, the school is simply that form of community life in which all those agencies are concentrated that will be most effective in bringing the child to share in the inherited resources of the race, and to use his own powers for social ends.

我相信,学校是一个最主要的社会机构。教育是一种社会性的过程,学校仅仅是社会生活的一种形式;在社会生活中所有的这些机构都致力于高效的让孩子们去分享传承下来的民族资源,并且使用自己的力量去实现社会目的。

I believe that this educational process has two sides - one psychological and one sociological; and that neither can be subordinated to the other or neglected without evil results following.

我认为,这个教育过程有两方面:一个是心理方面,另一个是社会方面。它们是平行并重的,哪一方面也不能偏废。否则,随之而来结果是可怕的。

In order to know what a power really is we must know what its end, use, or function is; and this we cannot know save as we conceive of the individual as active in social relationships.

我们为了知道能力究竟是什么,我们就必须知道它的目的,用途或功能是什么,而这些,是无法知道的,除非我们认为个人是在社会关系中活动的。

To prepare him for the future life means to give him command of himself; it means so to train him that he will have the full and ready use

of all his capacities; that his eye and ear and hand may be tools ready to command, that his judgment may be capable of grasping the conditions under which it has to work, and the executive forces be trained to act economically and efficiently.

准备儿童使其适应未来生活,那意思便是要使他能管理自己,要训练他能充分并随时运用他的各种能力,这些能力由他的眼、耳和手去掌控,他的判断要能抓住那些那些能帮助他作出判断的条件,他的执行力要被训练的节省而富有效率。

In sum, I believe that the individual who is to be educated is a social individual and that society is an organic union of individuals.

总之我信受教育的个人是社会人,社会是许多个人的有机结合。

Education, therefore, must begin with a psychological insight into the child's capacities, interests, and habits. It must be controlled at every point by reference to these same considerations.

因此,教育必须从心理学上探索儿童的能量,兴趣和习惯开始,它的每个方面,教育的每一个方面都必须被控制在这些考虑之中。

二、The secret of childhood童年的秘密玛利亚·蒙台梭利

In fact in every educational ideal, in all pedagogy up to our own time, the word education has been almost always synonymous with the word punishment. The end was always to subject the child to the adult, who substituted himself for nature, and set his reasoning and his will in the place of the laws of life.

事实上,在每一个理想的教育中,在迄今为止所有的教育理论中,教育这个词差不多总是和惩罚这个词是同义词,目的总是要儿童服从成人,成人替代了自然,并且用他的理由和意志替代了生活的法则。

In the midst of a continual progress in favor of the adult they have remained as beings not belonging to human society, extra-social, without any means of communication that would allow society to become aware of their condition. They might be victims without society's being aware.

在成年人的支持下,这个观点不断的发展成主流,他们仍然被认为不属于人类社会,独立于社会之外,没有一种交流方式能让社会意识到他们的情况。没有被社会意识到,这让很可能让他们成为牺牲品。

They were shut up there, exposed to the enforced torments of society. The narrow chest that brought an acquired predisposition to tuberculosis, came from long hours spent bending over desks, learning to read and write.

他们被关在学校里,暴露在社会强加的痛苦中。儿童长时间伏案读书写字,使他们的胸膛受到挤压而变得狭小,容易患肺病。

Before going to school some of them had walked miles to distribute milk, or had gone running and shouting through the streets, selling newspapers, or had been working at home. They reached school hungry, sleepy, with the sole wish to rest.

在他们上学之前,有些儿童已经步行好几英里给住户送牛奶,或在街头奔走呼喊出售报纸,或在家里劳动,因此,他们到学校时又累又饿,昏昏欲睡,他们最大的愿望就是休息。

The child who is punished in school must consign his sentence to his father, so that the father may join with the teacher in punishing him and scolding him. He is then forced to take back to school a writing from his father, as a proof that he has accused himself to his other executioner, who associated himself, at least in principle, with the persecution of his own son. Thus the child is condemned to carry his own cross.

一个孩子ZQ在学校受了惩罚,必须把出发转告给他的父亲,使父亲可以和老师一起惩罚和责骂孩子。然后孩子被迫把他父亲的字条送回学校,证明他已经向另一个刽子手投案,这另一个刽子手至少在原则上参与了对自己儿子的迫害。因此孩子被谴责而去背负他自己的十字架。

The energy that moves it emanates from the outer world, like an immense impersonal power coming from society as a whole, and functioning inexorably. Forward! Ever forward!

推动这个问题的能量是从外部世界出发的,好像从整个社会来的一股巨大的非人格的力量无情的作用着。前进!永远前进!

三、General Education大众教育罗伯特·赫钦斯

It means having a common stock of fundamental ideas . this becomes more important as empirical science advances and accumulate more and more date

它是指对基本思想有一定的认识。这是很重要的对于经验科学的进步,并且积累了越来越多的数据。

The scheme that I advance is based on the notion that general education is education for everybody , whether he goes on to the university or not. It will be useful to him in the university ,it will be equally useful if he never goes there.

我的计划是根据这个想法提出的,即大众教育是对每一个人的教育,不论他是上大学还是不上大学。这对他是有用的在大学里,如果

他从来没有去上大学,这也是同样有用得。

Material prosperity and adjustment to the environment are good more or less ,but they are not good in themselves and there are other goods beyond them。

物质上的成功和对环境的适应或多或少是有益的,但是它们本身不是有益的,而是在它们之外还有许多益处。

we renounce our intellectual heritage ,read only the most recent books, discuss only current events, try to keep the schools abreast or even ahead of the times, and write elaborate addresses on education and Social Change.

我们抛弃理智的传统,只阅读最近代的书,只讨论当前的时事,试图使学校与时代并肩前进,甚至超越时代,并写下关于教育社会变迁的精心制作的论述。

Education implies teaching. Teaching implies knowledge. Knowledge is truth. the truth is everywhere the same . Hence education should be everywhere the same

教育意味着教学。教学意味着知识。知识即是真理。真理在任何地方都是相同的。因此,教育在任何地方也应当是相同的。

In recent years this attitude has been accentuated by the world-wide depression and the highly advertised political , social, and economic changes resulting from it.

近年来,这种看法已经由于世界范围的不景气和大肆宣扬由此引发的政治、社会和经济的变化而更为加强。

In general education we are interested in drawing out the elements of our common human nature ; we are interested in the attributes of the race , not the accidents of individuals.

在大众教育中,我们所关心的是引出我们共同的人性中种种因素;我们所关心的是民族的价值,而不是个人的命运。

《金属材料的物理特性》参考教案

金属材料的物理特性 一、教学设计思路 金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容,本课题围绕学生熟悉的生活用品开展学习,通过学生分组实验、讨论、归纳总结得出金属的一些共同的物理性质和各自的特性,通过阅读课文了解常见金属与合金的主要成分性能和用途,让学生体会到化学就在我们的生活中,增强学生发现生活、感受生活的意识,从而实现“教学生活化”的教学理念。 教学过程围绕课程目标的三个维度(知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观),注意培养学生从化学视角观察生活的习惯,教会学会将化学知识应用于生活实践的方法,使他们能对化学有关的生活问题做出合理的解释,感受学习化学的乐趣,体会学习化学的价值。 教学目标 知识技能:使学生了解金属的物理性质,了解常见合金的成分性能和用途。 能力培养:通过情景设置,使学生具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学问题。通过学生动手实验,培养学生的实验能力和分析问题的能力。 科学品质:通过实验激发学生学习化学的兴趣,培养学生实事求是的科学态度。培养学生将化学知识应用于生活实践的意识,能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理的解释。 科学方法:指导学生用实验的方法认识事物的性质,培养学生科学的认知方法。 美育渗透:从生活中的金属制品,感受其丰富多彩的形状、颜色美。 重点 1、金属材料的物理性质 2、物质性质与用途的关系 3、合金的物理性质 难点 1、培养学生运用探究方法得出相关结论的能力 2、提高学生综合分析问题的能力

教学方法 采用实验探究法:按照问题—实验—观察—分析—结论的程序实行探究式讨论教学。 仪器、药品 铁片、铜片、铝片、干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸、黄铜、铜,与钛有关的资料和新型的合金的资料。

材料物理性能

第一章 1、应力:单位面积上所受的内力ζ=F/A 2、应变:描述物体内部质点之间的相对运动ε=△L/Lo 3、晶格滑移:晶体受力时,晶体的一部分相对另一部分发生平移滑动。条件:①移动较小 的距离即可恢复、②静电作用上移动中无大的斥力 4、塑性形变过程:①理论上剪切强度:克服化学键所产生的强度。当η>ηo时,发生滑移 (临界剪切应力),η=ηm sin(2πx/λ),x<<λ时,η=ηm(2πx/λ)。由虎克定律η0=Gx/λ.则Gx/λ=ηm(2πx/λ)→ηm=G/2π;②位错运动理论:实际晶体中存在错位缺陷,当受剪应力作用时,并不是晶体内两部分整体相互错动,而是位错在滑移面上沿滑移方向运动,使位错运动所需的力比是晶体两部分整体相互华东所需的力小的多,故实际晶体的滑移是位错运动的结果。位错是一种缺陷,位错的运动是接力式的;③位错增值理论:在时间t内不但比N个位错通过试样边界,而且还会引起位错增值,使通过便捷的位错数量增加到NS个,其中S位位错增值系数。过程机理画图 5、高温蠕变:在高温、恒定应力的作用下,随着时间的延长,应变不断增加。⑴起始阶段 0-a:在外力作用下瞬时发生弹性形变,与时间无关。⑵蠕变减速阶段a-b:应变速率随时间递减,即a-b段的斜率dε/dt随时间的增加而愈小,曲线愈来愈平缓。原因:受阻碍较小,容易运动的位错解放出来后,蠕变速率就会降低;⑶稳态蠕变阶段b-c:入编速率几乎保持不变,即dε/dt=K(常数)原因:容易运动的位错解放后,而受阻较大的位错未被解放。⑷加速入编阶段c-d:应变绿随时间增加而增加,曲线变陡。原因:继续增加温度或延长时间,受阻碍较大的位错也能进一步解放出来。影响入编的因素:⒈温度,温度升高,入编增加。⒉应力,拉应力增加,蠕变增加,压应力增加,蠕变减小⒊气孔率增加,蠕变增加,晶粒愈小,蠕变率愈小。⒋组成。⒌晶体结构。 6、弹性形变:外力移去后可以恢复的形变。塑性形变:外力移去后不可恢复的形变 第二章 7、突发性断裂(快速扩展):在临界状态下,断裂源处的裂纹尖端所受的横向拉应力正好 等于结合强度时,裂纹产生突发性扩展。(一旦扩展,引起周围盈利的再分配,导致裂纹的加速扩展,出现突出性断裂) 8、裂纹缓慢生长:当裂纹尖端处的横向拉应力尚不足以引起扩展,但在长期受应力的情况 下,特别是同时处于高温环境中时,还会出现裂纹的缓慢生长。 9、理论结合强度:无机材料的抗压强度大约是抗拉强度的10倍。δth=(EΥ/a)0.5→(Υ=aE/100) →δth=E/10(a:晶格常数,Υ:断裂表面能断裂表面能Υ比自由表面能大。这是因为储存的弹性应变能除消耗于形成新表面外,还有一部分要消耗在塑性形变、声能、热能等方面。 10、Griffith微裂纹理论:⑴Inglis尖端分析:孔洞两个端部的应力取决于孔洞的长度和 端部的曲率半径而与孔洞的形状无关。应用:修玻璃通过打孔增加曲率来减慢裂纹扩展。 ⑵Griffith能量分析:物体内储存的弹性应变能的降低大于等于开裂形成两个新表面所需 的表面能。(产生一条长度2C的裂纹,应变能降低为We,形成两个新断面所需表面能为Ws)。裂纹进一步扩展(2dc,单位面积所释放的能量为dWe/2dc,形成新的单位表面积所需的表面能为dWs/2dc。)当dWe/2dcdWs/2dc时,裂纹失稳,迅速扩展;当dWe/2dc=dWs/2dc时,为临界状态。 应用:尽数剪裁上通过反复折导致剪断。 11、选择材料的标准:δ<δc,即使用应力小于断裂应力;Ki

材料物理性能课后习题答案

材料物理性能习题与解答

目录 1 材料的力学性能 (2) 2 材料的热学性能 (12) 3 材料的光学性能 (17) 4 材料的电导性能 (20) 5 材料的磁学性能 (29) 6 材料的功能转换性能 (37)

1材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm、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。 解:根据题意可得下表 由计算结果可知:真应力大于名义应力,真应变小于名义应变。 1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm,受到应力为1000N拉力,其氏模量为3.5×109 N/m2,能伸长多少厘米? 解: 拉伸前后圆杆相关参数表 ) ( 0114 .0 10 5.3 10 10 1 40 1000 9 4 0cm E A l F l E l l= ? ? ? ? ? = ? ? = ? = ? = ? - σ ε 10 909 .4 0? 0851 .0 1 = - = ? = A A l l ε 名义应变

1-3一材料在室温时的氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35,计算其剪切模量和体积模量。 解:根据 可知: 1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。 证: 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa),试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔,再估算其上限和下限弹性模量。 解:令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时,将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得,其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图,并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解:Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程: Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程: )21(3)1(2μμ-=+=B G E ) (130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈?=+?=+=μ剪切模量) (390)(109.3) 7.01(3105.3)21(388 MPa Pa E B ≈?=-?=-=μ体积模量. ,.,1 1 2 1 212 12 1 2 1 21 S W VS d V ld A Fdl W W S W V Fdl V l dl A F d S l l l l l l ∝====∝= ===???? ? ?亦即做功或者: 亦即面积εεεεεεεσεσεσ)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量). 1()()(0)0() 1)(()1()(10 //0 ----= = ∞=-∞=-=e e e E t t t στεσεεεσεττ;;则有:其蠕变曲线方程为:. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有::其应力松弛曲线方程为

无机材料物理性能试题

无机材料物理性能试题及答案

无机材料物理性能试题及答案 一、填空题(每题2分,共36分) 1、电子电导时,载流子的主要散射机构有中性杂质的散射、位错散射、电离杂质的散射、晶格振动的散射。 2、无机材料的热容与材料结构的关系不大,CaO和SiO2的混合物与CaSiO3 的 热容-温度曲线基本一致。 3、离子晶体中的电导主要为离子电导。可以分为两类:固有离子电导(本征 电导)和杂质电导。在高温下本征电导特别显著,在低温下杂质电导最为显著。 4、固体材料质点间结合力越强,热膨胀系数越小。 5、电流吸收现象主要发生在离子电导为主的陶瓷材料中。电子电导为主的陶瓷材料,因 电子迁移率很高,所以不存在空间电荷和吸收电流现象。 6、导电材料中载流子是离子、电子和空位。 7. 电子电导具有霍尔效应,离子电导具有电解效应,从而可以通过这两种效应检查材料 中载流子的类型。 8. 非晶体的导热率(不考虑光子导热的贡献)在所有温度下都比晶体的 小。在高温下,二者的导热率比较接近。 9. 固体材料的热膨胀的本质为:点阵结构中的质点间平均距离随着温度升高而增 大。 10. 电导率的一般表达式为 ∑ = ∑ = i i i i i q nμ σ σ 。其各参数n i、q i和μi的含义分别 是载流子的浓度、载流子的电荷量、载流子的迁移率。 11. 晶体结构愈复杂,晶格振动的非线性程度愈大。格波受到的 散射大,因此声子的平均自由程小,热导率低。 12、波矢和频率之间的关系为色散关系。 13、对于热射线高度透明的材料,它们的光子传导效应较大,但是在有微小气孔存在时,由于气孔与固体间折射率有很大的差异,使这些微气孔形成了散射中心,导致透明度强烈降低。 14、大多数烧结陶瓷材料的光子传导率要比单晶和玻璃小1~3数量级,其原因是前者有微量的气孔存在,从而显著地降低射线的传播,导致光子自由程显著减小。 15、当光照射到光滑材料表面时,发生镜面反射;当光照射到粗糙的材料表面时,发生漫反射。 16、作为乳浊剂必须满足:具有与基体显著不同的折射率,能够形成小颗粒。 用高反射率,厚釉层和高的散射系数,可以得到良好的乳浊效果。 17、材料的折射随着入射光的频率的减少(或波长的增加)而减少的性质,称为折射率的色散。

材料物理性能

材料物理性能 第一章、材料的热学性能 一、基本概念 1.热容:物体温度升高1K 所需要增加的能量。(热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量)T Q c ??= 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 所需要的热量。[ 与 物质的本性有关,用c 表示,单位J/(kg ·K)]T Q m c ??=1 3.摩尔热容:1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。用Cm 表示。 4.定容热容:加热过程中,体积不变,则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加,不必再以做功的形式传输,该条件下的热容: 5.定压热容:假定在加热过程中保持压力不变,而体积则自由向外膨胀,这时升高1K 时供 给 物体的能量,除满足内能的增加,还必须补充对外做功的损耗。 6.热膨胀:物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。 7.线膨胀系数αl :温度升高1K 时,物体的相对伸长。t l l l ?=?α0 8.体膨胀系数αv :温度升高1K 时,物体体积相对增长值。t V V t t V ??= 1α 9.热导率(导热系数)λ:在 单位温度梯度下,单位时间内通过单位截面积的热量。(标志 材 料热传导能力,适用于稳态各点温度不随时间变化。)q=-λ△T/△X 。 10.热扩散率(导温系数)α:单位面积上,温度随时间的变化率。α=λ/ρc 。α表示温度变化的速率(材料内部温度趋于一致的能力。α越大的材料各处的温度差越小。适用于非稳态不稳定的热传导过程。本质仍是材料传热能力。)。 二、基本理论

1.德拜理论及热容和温度变化关系。 答:⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。 ⑵模型假设:①固体中的原子振动频率不同;处于不同频率的振子数有确定的分布函数; ②固体可看做连续介质,能传播弹性振动波; ③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类; ④假定弹性波的振动能级量子化,振动能量只能是最小能量单位hν的整数倍。 ⑶结论:①当T》θD时,Cv,m=3R;在高温区,德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。 ②当T《θD时,Cv,m∝3T。 ③当T→0时,Cv,m→0,与实验大体相符。 ⑷不足:①由于德拜把晶体看成连续介质,对于原子振动频率较高的部分不适用; ②晶体不是连续介质,德拜理论在低温下也不符; ③金属类的晶体,没有考虑自由电子的贡献。 2.热容的物理本质。 答:温度一定时,原子虽然振动,但它的平衡位置不变,物体体积就没变化。物体温度升高了,原子的振动激烈了,但如果每个原子的平均距离保持不变,物体也就不会因为温度升高而发生膨胀。 【⑴反映晶体受热后激发出的晶格波和温度的关系; ⑵对于N个原子构成的晶体,在热振动时形成3N个振子,各个振子的频率不同,激发出的声子能力也不同; ⑶温度升高,晶格的振幅增大,该频率的声子数目也增大; ⑷温度升高,在宏观上表现为吸热或放热,实质上是各个频率声子数发生变化。材料物理的解释】 3.热膨胀的物理本质。 答:由于原子之间存在着相互作用力,吸引力与斥力。力大小和原子之间的距离有关(是非线性关系,引力、斥力的变化是非对称的),两原子相互作用是不对称变化,当温度上升,势能增高,由于势能曲线的不对称性必然导致振动中心右移。即原子间距增大。 ⑴T↑原子间的平均距离↑r>r0吸引合力变化较慢 ⑵T↑晶体中热缺陷密度↑r<r0排斥合力变化较快 【材料质点间的平均距离随温度的升高而增大(微观),宏观表现为体积、线长的增大】 4.固体材料的导热机制。 答:⑴固体的导热包括:电子导热、声子导热和光子导热。 ①纯金属:电子导热是主要机制; ②合金:声子导热的作用增强; ③半金属或半导体:声子导热、电子导热; ④绝缘体:几乎只有声子导热一种形式,只有在极高温度下才可能有光子导热存在。 ⑵气体:分子间碰撞,可忽略彼此之间的相互作用力。 固体:质点间有很强的相互作用。 5.焓和热容与加热温度的关系。P11。图1.8 ⑴①有潜热,热容趋于无穷大;⑵①无潜热,热容有突变

《材料物理性能》课后习题答案

1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、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。 解: 由计算结果可知:真应力大于名义应力,真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa),试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔,再估算其上限和下限弹性模量。 解:令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时,将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得,其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图,并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解:Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程: V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程: ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量 ) (1.323)84 05.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(1 //0 ----= = ∞=-∞=-=e E E e e E t t t στεσεεεσετ τ ;;则有:其蠕变曲线方程为:. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ ==∞==则有::其应力松弛曲线方程为1.0 1.0 0816.04.25 .2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变)(91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .0100 =-=?=A A l l ε名义应变)(99510 524.445006MPa A F T =?==-σ真应力

材料无机材料物理性能考试及答案

材料无机材料物理性能考试及答案

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无机材料物理性能试卷 一.填空(1×20=20分) 1.CsCl结构中,Cs+与Cl-分别构成____格子。 2.影响黏度的因素有____、____、____. 3.影响蠕变的因素有温度、____、____、____. 4.在____、____的情况下,室温时绝缘体转化为半导体。 5.一般材料的____远大于____。 6.裂纹尖端出高度的____导致了较大的裂纹扩展力。 7.多组分玻璃中的介质损耗主要包括三个部分:____、________、____。 8.介电常数显著变化是在____处。 9.裂纹有三种扩展方式:____、____、____。 10.电子电导的特征是具有____。 二.名词解释(4×4分=16分) 1.电解效应 2.热膨胀 3.塑性形变 4.磁畴 三.问答题(3×8分=24分) 1.简述晶体的结合类型和主要特征: 2.什么叫晶体的热缺陷?有几种类型?写出其浓度表达式?晶体中离子电导分为哪几类? 3.无机材料的蠕变曲线分为哪几个阶段,分析各阶段的特点。 4.下图为氧化铝单晶的热导率与温度的关系图,试解释图像先增后减的原因。 四,计算题(共20分) 1.求熔融石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2;Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm,弹性模量值从60 到75GPa。(10分) 2.康宁1273玻璃(硅酸铝玻璃)具有下列性能参数: =0.021J/(cm ·s ·℃);a=4.6×10-6℃-1;σp=7.0kg/mm2,

材料物理性能.

※ 材料的导电性能 1、 霍尔效应 电子电导的特征是具有霍尔效应。 置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上平行于电流和磁场方向上的两 个面之间产生电动势差,这种现象称霍尔效应。 形成的电场E H ,称为霍尔场。表征霍尔场的物理参数称为霍尔系数,定义为: 霍尔系数R H 有如下表达式:e n R i H 1 ± = 表示霍尔效应的强弱。霍尔系数只与金属中自由电子密度有关 2、 金属的导电机制 只有在费密面附近能级的电子才能对导电做出贡献。 利用能带理论严格导出电导率表达式: 式中: nef 表示单位体积内实际参加传导过程的电子数; m *为电子的有效质量,它是考虑晶体点阵对电场作用的结果。 此式不仅适用于金属,也适用于非金属。能完整地反映晶体导电的物理本质。 量子力学可以证明,当电子波在绝对零度下通过一个完整的晶体点阵时,它将不受散射而无阻碍的传播,这时 电阻为零。只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方,电子波才受到散射(不相干散射),这就会产生电阻——金属产生电阻的根本原因。由于温度引起的离子运动(热振动)振幅的变化(通常用振幅的均方值表示),以及晶体中异类原子、位错、点缺陷等都会使理想晶体点阵的周期性遭到破坏。这样,电子波在这些地方发生散射而产生电阻,降低导电性。 3、 马西森定律 (P94题11) 试说明用电阻法研究金属的晶体缺陷(冷加工或高温淬火)时威慑年电阻测量要在低温下进行。 马西森(Matthissen )和沃格特(V ogt )早期根据对金属固溶体中的溶质原子的浓度较小,以致于可以略去它们 之间的相互影响,把金属的电阻看成由金属的基本电阻ρL(T)和残余电阻ρ?组成,这就是马西森定律( Matthissen Rule ),用下式表示: ρ?是与杂质的浓度、电缺陷和位错有关的电阻率。 ρL(T)是与温度有关的电阻率。 4、 电阻率与温度的关系 金属的温度愈高,电阻也愈大。 若以ρ0和ρt 表示金属在0 ℃和T ℃温度下的电阻率,则电阻与温度关系为: 在t 温度下金属的电阻温度系数: 5、 电阻率与压力的关系 在流体静压压缩时,大多数金属的电阻率降低。 在流体静压下金属的电阻率可用下式计算 式中:ρ0表示在真空条件下的电阻率;p 表示压力;φ是压力系数(负值10-5~10-6 )。 正常金属(铁、钴、镍、钯、铂等),压力增大,金属电阻率下降;反常金属(碱土金属和稀土金属的大部分) 6、 缺陷对电阻率的影响:不同类型的缺陷对电阻率的影响程度不同,空位和间隙原子对剩余电阻率的影响和金属 杂质原子的影响相似。点缺陷所引起的剩余电阻率变化远比线缺陷的影响大。

《无机材料物理性能》课后习题答案

《材料物理性能》 第一章材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、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。 解: 由计算结果可知:真应力大于名义应力,真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa),试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔,再估算其上限和下限弹性模量。 解:令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时,将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2) 可得,其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 0816 .04.25.2ln ln ln 22 001====A A l l T ε真应变) (91710909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .010 0=-=?=A A l l ε名义应变) (99510524.445006MPa A F T =?== -σ真应力) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量

1-11一圆柱形Al 2O 3晶体受轴向拉力F ,若其临界抗剪强度τf 为135 MPa,求沿图中所示之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: 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图,并算出t = 0,t = ∞ 和 t = τ时的纵坐标表达式。 解:Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程: V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程: 以上两种模型所描述的是最简单的情况,事实上由于材料力学性能的复杂性,我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(10 //0 ----= = ∞=-∞=-=e E E e e E t t t στεσεεεσεττ;;则有:其蠕变曲线方程为:. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有::其应力松弛曲线方程为0 1 2 3 4 5 0.0 0.20.40.60.81.0 σ(t )/σ(0) t/τ 应力松弛曲线 012345 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 ε (t )/ε(∞) t/τ 应变蠕变曲线 )(112)(1012.160cos /0015.060cos 1017.3)(1017.360cos 53cos 0015.060cos 0015.053cos 82 332min 2MPa Pa N F F f =?=? ? ??=?=? ???=?? ?? = πσπ τπτ:此拉力下的法向应力为为: 系统的剪切强度可表示由题意得图示方向滑移

金属的物理性能测试

金属的物理性能测试 金属材料的性能一般可分为使用性能和工艺性能两大类。使用性能是指材料在工作条件下所必须具备的性能,它包括物理性能、化学性能和力学性能。物理性能是指金属材料在各种物理条件任用下所表现出的性能。包括:密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性和磁性等。化学性能是指金属在室温或高温条件下抵抗外界介质化学侵蚀的能力。包括:耐蚀性和抗氧化性。力学性能是金属材料最主要的使用性能,所谓金属力学性能是指金属在力学作用下所显示与弹性和非弹性反应相关或涉及应力—应变关系的性能。它包括:强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等。 1密度:密度就是某种物质单位体积的质量。 2热性能:熔点:金属材料固态转变为液态时的熔化温度。 比热容:单位质量的某种物质,在温度升高1℃时吸收的热量或温度降低1℃时所放出的热量。 热导率:在单位时间内,当沿着热流方向的单位长度上温度降低1℃时,单位面积容许导过的热量。 热胀系数:金属温度每升高1℃所增加的长度与原来长度的比值。 3电性能: 电阻率:是表示物体导电性能的一个参数。它等于1m长,横截面积为1mm2的导线两端间的电阻。也可用一个单位立方体的两平行端面间的电阻表示。 电阻温度系数:温度每升降1℃,材料电阻的改变量与原电阻率之比,称为电阻温度系数。 电导率:电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流。

4磁性能: 磁导率:是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标,它是磁性材料中的磁感应 强度(B)和磁场强度(H)的比值。磁性材料通常分为:软磁材料(μ值甚高,可达数万)和硬磁材料(μ值在1左右)两大类。 磁感应强度:在磁介质中的磁化过程,可以看作在原先的磁场强度(H)上再 加上一个由磁化强度(J)所决定的,数量等于4πJ的新磁场,因而在磁介质中的磁场B=H+4πJ的新磁场,叫做磁感应强度。 磁场强度:导体中通过电流,其周围就产生磁场。磁场对原磁矩或电流产生作 用力的大小为磁场强度的表征。 矫顽力:样品磁化到饱和后,由于有磁滞现象,欲使磁感应强度减为零,须施 加一定的负磁场Hc,Hc就称为矫顽力。 铁损:铁磁材料在动态磁化条件下,由于磁滞和涡流效应所消耗的能量。 其它如力学性能,工艺性能,使用性能等。

《材料物理性能》测试题汇总(doc 8页)

《材料物理性能》测试题 1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是: 、 2、列举三种你所知道的热分析方法: 、 、 3、磁各向异性一般包括 、 、 等。 4、热电效应包括 效应、 效应、 效应,半导体制冷利用的是 效应。 5、产生非线性光学现象的三个条件是 、 、 。 6、激光材料由 和 组成,前者的主要作用是为后者提供一个合适的晶格场。 7、压电功能材料一般利用压电材料的 功能、 功能、 功能、 功能或 功能。 8、拉伸时弹性比功的计算式为 ,从该式看,提高弹性比功的途径有二: 或 ,作为减振或储能元件,应具有 弹性比功。 9、粘着磨损的形貌特征是 ,磨粒磨损的形貌特征是 。 10、材料在恒变形的条件下,随着时间的延长,弹性应力逐渐 的现象称为应力松弛,材料抵抗应力松弛的能力称为 。 1、导温系数反映的是温度变化过程中材料各部分温度趋于一致的能力。 ( ) 2、只有在高温且材料透明、半透明时,才有必要考虑光子热导的贡献。 ( ) 3、原子磁距不为零的必要条件是存在未排满的电子层。 ( ) 4、量子自由电子理论和能带理论均认为电子随能量的分布服从FD 分布。 ( ) 5、由于晶格热振动的加剧,金属和半导体的电阻率均随温度的升高而增大。 ( ) 6、直流电位差计法和四点探针法测量电阻率均可以消除接触电阻的影响。 ( ) 7、 由于严格的对应关系,材料的发射光谱等于其吸收光谱。 ( ) 8、 凡是铁电体一定同时具备压电效应和热释电效应。 ( ) 9、 硬度数值的物理意义取决于所采用的硬度实验方法。 ( ) 10、对于高温力学性能,所谓温度高低仅具有相对的意义。 ( ) 1、关于材料热容的影响因素,下列说法中不正确的是 ( ) A 热容是一个与温度相关的物理量,因此需要用微分来精确定义。 B 实验证明,高温下化合物的热容可由柯普定律描述。 C 德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化。 D 材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定。 2、 关于热膨胀,下列说法中不正确的是 ( ) A 各向同性材料的体膨胀系数是线膨胀系数的三倍。 B 各向异性材料的体膨胀系数等于三个晶轴方向热膨胀系数的加和。 C 热膨胀的微观机理是由于温度升高,点缺陷密度增高引起晶格膨胀。 D 由于本质相同,热膨胀与热容随温度变化的趋势相同。 3、下面列举的磁性中属于强磁性的是 ( ) A 顺磁性 B 亚铁磁性 C 反铁磁性 D 抗磁性 4、关于影响材料铁磁性的因素,下列说法中正确的是 ( ) A 温度升高使得M S 、 B R 、H C 均降低。 B 温度升高使得M S 、B R 降低,H C 升高。 C 冷塑性变形使得C H μ和均升高。 D 冷塑性变形使得C H μ和均降低。 5、下面哪种效应不属于半导体敏感效应。 ( ) A 磁敏效应 B 热敏效应 C 巴克豪森效应 D 压敏效应 6、关于影响材料导电性的因素,下列说法中正确的是 ( ) A 由于晶格振动加剧散射增大,金属和半导体电阻率均随温度上升而升高。 B 冷塑性变形对金属电阻率的影响没有一定规律。 C “热塑性变形+退火态的电阻率”的电阻率高于“热塑性变形+淬火态” D 一般情况下,固溶体的电阻率高于组元的电阻率。 7、下面哪种器件利用了压电材料的热释电功能 ( ) A 电控光闸 B 红外探测器 C 铁电显示器件 D 晶体振荡器 8、下关于铁磁性和铁电性,下面说法中不正确的是 ( ) A 都以存在畴结构为必要条件 B 都存在矫顽场 C 都以存在畴结构为充分条件 D 都存在居里点 9、下列硬度实验方法中不属于静载压入法的是 ( )

《材料物理性能》课后习题答案

《材料物理性能》 第一章材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、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。 解: 由计算结果可知:真应力大于名义应力,真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa),试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔,再估算其上限和下限弹性模量。 解:令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时,将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2) 可得,其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图,并算出t = 0,t = ∞ 和 0816 .04.25.2ln ln ln 22 001====A A l l T ε真应变) (91710909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .010 0=-=?=A A l l ε名义应变) (99510524.445006MPa A F T =?== -σ真应力) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量

金属材料的物理特性教案及练习题

教学案例 学校名称:乌丹五中 课程名称:化学 内容主题:6、1金属材料的物理特性教材版本:科学粤教版 教师姓名: 456 教龄: 26年

《6、1金属材料的物理特性》问题导读——评价单 班级:姓名:学号:设计者:审核者: 1、通读教材,勾划知识点 2、精读课文,完成填空。 金属共有并区别于非金属的物理性质是、、、。金属还具有各自的特性:最难熔的金属是,最易熔的金属是,最重的金属是,最轻的金属是,最硬的金属是。 3、金属之最: 最早被人类广泛利用的金属——铜 目前世界年产量最高的金属——铁 地壳含量最高的金属元素——铝 人体中含量最高的金属元素——钙 导电、导热性最好的金属——银 延性最好的金属——铂 展性最好的金属——金 4、什么是合金 5、合金有什么特性 我的问题是: 《6、1金属材料的物理特性》问题训练——评价单:

一:填空题 1、金属共有并区别于非金属的物理性质是、、 、。 2、最难熔的金属是,最易熔的金属是,最重的金属是,最轻的金属是,最硬的金属是。 二、选择题 1、下列物质属于金属单质的是() A、水 B、木炭 C、氮气 D、铜 2、钨用来制造灯丝,因为钨具有导电性且() A、密度大 B、熔点高 C、硬度大 D、延展性好 3、铁是一种应用广泛的金属,下列有关铁的说法中,正确的是() A、铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 B、钢是一种纯净物 C、铁是地壳里含量最多的金属元素 D、用铁锅炒菜可使食物中增加微量的铁元素 4、钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料,它们具有很多优良的性能,如 熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,钛合金与人体有很好的“相容性”。 根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是() A、用来作保险丝 B、用来制造航天飞机 C 、用来制造人造骨 D、用于制造船舶 三、简答题 1、为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铜制或铅制 2、银的导电性比铜好,为什么导线一般用铜制而不用银制

《材料物理性能》王振廷版课后答案106页要点

1、试说明下列磁学参量的定义和概念:磁化强度、矫顽力、饱和磁化强度、磁导率、磁化率、剩余磁感应强度、磁各向异性常数、饱和磁致伸缩系数。 a、磁化强度:一个物体在外磁场中被磁化的程度,用单位体积内磁矩的多少来衡量,成为磁化强度M b、矫顽力Hc:一个试样磁化至饱和,如果要μ=0或B=0,则必须加上一个反向磁场Hc,成为矫顽力。 c、饱和磁化强度:磁化曲线中随着磁化场的增加,磁化强度M或磁感强度B开始增加较缓慢,然后迅速增加,再转而缓慢地增加,最后磁化至饱和。Ms成为饱和磁化强度,Bs成为饱和磁感应强度。 d、磁导率:μ=B/H,表征磁性介质的物理量,μ称为磁导率。 e、磁化率:从宏观上来看,物体在磁场中被磁化的程度与磁化场的磁场强度有关。 M=χ·H,χ称为单位体积磁化率。 f、剩余磁感应强度:将一个试样磁化至饱和,然后慢慢地减少H,则M也将减少,但M并不按照磁化曲线反方向进行,而是按另一条曲线改变,当H减少到零时,M=Mr或Br=4πMr。(Mr、Br分别为剩余磁化强度和剩余磁感应强度) g、磁滞消耗:磁滞回线所包围的面积表征磁化一周时所消耗的功,称为磁滞损耗Q(J/m3) h、磁晶各向异性常数:磁化强度矢量沿不同晶轴方向的能量差代表磁晶各向异性能,用Ek表示。磁晶各向异性能是磁化矢量方向的函数。 i、饱和磁致伸缩系数:随着外磁场的增强,致磁体的磁化强度增强,这时|λ|也随之增大。当H=Hs时,磁化强度M达到饱和值,此时λ=λs,称为饱和磁致伸缩所致。 2、计算Gd3+和Cr3+的自由离子磁矩?Gd3+的离子磁矩比Cr3+离子磁矩高的原因是什么?

Gd3+有7个未成对电子,Cr3+ 3个未成对电子. 所以, Gd3+的离子磁矩为7μB, Cr3+的离子磁矩为3μB. 3、过渡族金属晶体中的原子(或离子)磁矩比它们各自的自由离子磁矩低的原因是什么? 4、试绘图说明抗磁性、顺磁性、铁磁性物质在外场B=0的磁行为。

最新无机材料物理性能考试试题及答案

无机材料物理性能考试试题及答案 一、填空(18) 1. 声子的准粒子性表现在声子的动量不确定、系统中声子的数目不守恒。 2. 在外加电场E的作用下,一个具有电偶极矩为p的点电偶极子的位能U=-p·E,该式表明当电偶极矩的取向与外电场同向时,能量为最低而反向时能量为最高。 3. TC为正的温度补偿材料具有敞旷结构,并且内部结构单位能发生较大的转动。 4. 钙钛矿型结构由 5 个简立方格子套购而成,它们分别是1个Ti 、1个Ca 和3个氧简立方格子 5. 弹性系数ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。 6. 按照格里菲斯微裂纹理论,材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量,而是决定于裂纹的大小,即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 7. 制备微晶、高密度与高纯度材料的依据是材料脆性断裂的影响因素有晶粒尺寸、气孔率、杂质等。 8. 粒子强化材料的机理在于粒子可以防止基体内的位错运动,或通过粒子的塑性形变而吸收一部分能量,达从而到强化的目的。 9. 复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大,产生很大的内应力,使坯体产生微裂纹。 10.裂纹有三种扩展方式:张开型、滑开型、撕开型 11. 格波:晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波,或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波 二、名词解释(12) 自发极化:极化并非由外电场所引起,而是由极性晶体内部结构特点所引起,使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩,这种极化机制为自发极化。 断裂能:是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用,不仅取决于组分、结构,在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性能等。 电子的共有化运动:原子组成晶体后,由于电子壳层的交叠,电子不再完全局限在某一个原子上,可以由一个原子的某一电子壳层转移到相邻原子的相似壳层上去,因而电子可以在整个晶体中运动。这种运动称为电子的共有化运动。 平衡载流子和非平衡载流子:在一定温度下,半导体中由于热激发产生的载流子成为平衡载流子。由于施加外界条件(外加电压、光照),人为地增加载流子数目,比热平衡载流子数目多的载流子称为非平衡载流子。 三、简答题(13) 1. 玻璃是无序网络结构,不可能有滑移系统,呈脆性,但在高温时又能变形,为什么? 答:正是因为非长程有序,许多原子并不在势能曲线低谷;在高温下,有一些原子键比较弱,只需较小的应力就能使这些原子间的键断裂;原子跃迁附近的空隙位置,引起原子位移和重排。不需初始的屈服应力就能变形-----粘性流动。因此玻璃在高温时能变形。 2. 有关介质损耗描述的方法有哪些?其本质是否一致? 答:损耗角正切、损耗因子、损耗角正切倒数、损耗功率、等效电导率、复介电常数的复项。多种方法对材料来说都涉及同一现象。即实际电介质的电流位相滞后理想电介质的电流位相。因此它们的本质是一致的。 3. 简述提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施。 答:(1) 提高材料的强度 f,减小弹性模量E。(2) 提高材料的热导率c。(3) 减小材料的热膨胀系数a。(4) 减小表面热传递系数h。(5) 减小产品的有效厚度rm。

材料物理性能

一、填空20*1 1.控制或改造材料性能的路线是工艺→结构→性能,即工艺决定结构,结构改变性能。 2.材料在外力作用下发生形状和尺寸的变化,称为形变。 3.弹性模量影响的因素:原子结构、温度、相变。 4.材料的各种热学性能均与晶格热振动有关。 5.可见光的波长390-770nm。 6.光的频率、波长和辐射能都是由光子源决定的。 7.欧姆定律的两种表达形式:均匀导体,I=V/R,非均匀导J=óE。 8.物质的磁性是电流产生的。 9.磁性材料的磁化曲线和磁滞回线是材料在外加磁场时表现出来的宏观特性。 10.影响材料的击穿强度的因素:介质结构的不均匀性、材料中气泡的作用、材料表面状态和边缘电场。 8.智能材料的功能和生命特征:传感功能、反馈功能、学习能力和预见性功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力、自调节能力。 二、名词解释5*3 1.塑性形变和弹性形变 塑性形变:在超过材料的屈服应力作用下产生形变,外力移去后不能恢复的形变。 弹性形变:在超过材料的屈服应力作用下产生形变,外力移去后不能恢复的形变。 2.声频支振动和光频支振动 声频支振动:振动着的质点中包含中包含频率甚低的格波,质点间的位相差不大,则格波类似于弹性体中的应变波,称为声频支振动。 光频支振动:可以看成是相邻原子振动方向相反,形成一个范围很小、频率很高的振动。 3.反射、折射、双折射 反射:光线入射到界面时,一部分光从界面上反射,形成反射线。 折射:光线入射到界面时,其余部分进入第二种介质,形成折射线。 双折射:由一束折射光入射后分成两束光的现象。 4.压电效应、压敏效应、光电效应、热释电效应、电热效应、西贝尔效应 压电效应:在晶体的特定方向上施加压力或拉力,晶体的一些对应的表面上分别出现正负束缚电荷,其电荷密度与外施力的大小成正比例,也即正压电效应具有对称中心的点群晶体不会具有压电性。 压敏效应:对电压变化敏感的非线性电阻效应,即在某一临界电压下,电阻值非常之高,几乎无电流通过,超过该临界电压,电阻迅速降低,让电流通过。 光电效应:某些物质受到光照后,引起物质电性发生变化,这种光致电变的现象称为光电效应。 热释电效应:由于温度的变化而引起的晶体表面荷电现象。 电热效应:热电体在绝热条件下,当外加电场引起永久极化强度改变是时,其温度将发生变化的现象。 西贝尔效应:半导体材料的两端如果有温差,那么在较高的温度区有更多的电子被激发到导带中去,但热电子趋向于扩散到较冷的区域。当这两种效应引起的化学势梯度和电场梯度相等且方向相反时,就达到稳定状态。多数载流子扩散到冷端,结果在半导体两端就产生温差电动势,这种现象被称为温差电动势效应,也被称为西贝尔效应。 5.居里点 居里点:是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度,即铁电体从铁电相转变成顺电相引的相变温度。

材料物理性能测试思考题答案

有效电子数:不是所有的自由电子都能参与导电,在外电场的作用下,只有能量接近费密能的少部分电子,方有可能被激发到空能级上去而参与导电。这种真正参加导电的自由电子数被称为有效电子数。 K状态:一般与纯金属一样,冷加工使固溶体电阻升高,退火则降低。但对某些成分中含有过渡族金属的合金,尽管金相分析和X射线分析的结果认为其组织仍是单相的,但在回火中发现合金电阻有反常升高,而在冷加工时发现合金的电阻明显降低,这种合金组织出现的反常状态称为K状态。X射线分析发现,组元原子在晶体中不均匀分布,使原子间距的大小显著波动,所以也把K状态称为“不均匀固溶体”。 能带:晶体中大量的原子集合在一起,而且原子之间距离很近,致使离原子核较远的壳层发生交叠,壳层交叠使电子不再局限于某个原子上,有可能转移到相邻原子的相似壳层上去,也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去,从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异,与此相对应的能级扩展为能带。 禁带:允许被电子占据的能带称为允许带,允许带之间的范围是不允许电子占据的,此范围称为禁带。 价带:原子中最外层的电子称为价电子,与价电子能级相对应的能带称为价带。 导带:价带以上能量最低的允许带称为导带。 金属材料的基本电阻:理想金属的电阻只与电子散射和声子散射两种机制有关,可以看成为基本电阻,基本电阻在绝对零度时为零。 残余电阻(剩余电阻):电子在杂质和缺陷上的散射发生在有缺陷的晶体中,绝对零度下金属呈现剩余电阻。这个电阻反映了金属纯度和不完整性。 相对电阻率:ρ (300K)/ρ (4.2K)是衡量金属纯度的重要指标。 剩余电阻率ρ’:金属在绝对零度时的电阻率。实用中常把液氦温度(4.2K)下的电阻率视为剩余电阻率。 相对电导率:工程中用相对电导率( IACS%) 表征导体材料的导电性能。把国际标准软纯铜(在室温20 ℃下电阻率ρ= 0 .017 24Ω·mm2/ m)的电导率作为100% , 其他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。 马基申定则(马西森定则):ρ=ρ’+ρ(T)在一级近似下,不同散射机制对电阻率的贡献可以加法求和。ρ’:决定于化学缺陷和物理缺陷而与温度无关的剩余电阻率。ρ(T):取决于晶格热振动的电阻率(声子电阻率),反映了电子对热振动原子的碰撞。 晶格热振动:点阵中的质点(原子、离子)围绕其平衡位置附近的微小振动。 格波:晶格振动以弹性波的形式在晶格中传播,这种波称为格波,它是多频率振动的组合波。 热容:物体温度升高1K时所需要的热量(J/K)表征物体在变温过程中与外界热量交换特性的物理量,直接与物质内部原子和电子无规则热运动相联系。 比定压热容:压力不变时求出的比热容。 比定容热容:体积不变时求出的比热容。 热导率:表征物质热传导能力的物理量为热导率。 热阻率:定义热导率的倒数为热阻率ω,它可以分解为两部分,晶格热振动形成的热阻(ωp)和杂质缺陷形成的热阻(ω0)。导温系数或热扩散率:它表示在单位温度梯度下、单位时间内通过单位横截面积的热量。热导率的单位:W/(m·K) 热分析:通过热效应来研究物质内部物理和化学过程的实验技术。原理是金属材料发生相变时,伴随热函的突变。 反常膨胀:对于铁磁性金属和合金如铁、钴、镍及其某些合金,在正常的膨胀曲线上出现附加的膨胀峰,这些变化称为反常膨胀。其中镍和钴的热膨胀峰向上为正,称为正反常;而铁和铁镍合金具有负反常的膨胀特性。 交换能:交换能E ex=-2Aσ1σ2cosφA—交换积分常数。当A>0,φ=0时,E ex最小,自旋磁矩自发排列同一方向,即产生自发磁化。当A<0,φ=180°时,E ex也最小,自旋磁矩呈反向平行排列,即产生反铁磁性。交换能是近邻原子间静电相互作用能,各向同性,比其它各项磁自由能大102~104数量级。它使强磁性物质相邻原子磁矩有序排列,即自发磁化。 磁滞损耗:铁磁体在交变磁场作用下,磁场交变一周,B-H曲线所描绘的曲线称磁滞回线。磁滞回线所围成的面积为铁 =? 磁体所消耗的能量,称为磁滞损耗,通常以热的形式而释放。磁滞损耗Q HdB 技术磁化:技术磁化的本质是外加磁场对磁畴的作用过程即外加磁场把各个磁畴的磁矩方向转到外磁场方向(和)或近似外磁场方向的过程。技术磁化的两种实现方式是的磁畴壁迁移和磁矩的转动。 请画出纯金属无相变时电阻率—温度关系曲线,它们分为几个阶段,各阶段电阻产生的机制是什么?为什么高温下电阻率与温度成正比? 1—ρ电-声∝T( T > 2/ 3ΘD ) ; 2—ρ电-声∝T5 ( T< <ΘD );

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