材料物理性能測試題A卷

1、第一份一、 填空題（每空1 分，共 30 分）：1、利用熱膨脹曲線確定組織轉(zhuǎn)變臨界點通常采取的兩種方法是：、2、列舉三種你所知道的熱分析方法：、3、磁各向異性一般包括、等。4、熱電效應(yīng)包括效應(yīng)、效應(yīng)、效應(yīng)，半導(dǎo)體制冷利用的是效應(yīng)。5、產(chǎn)生非線性光學(xué)現(xiàn)象的三個條件是、。6、激光材料由和組成，前者的主要作用是為后者提供一個合適的晶格場。7、壓電功能材料一般利用壓電材料的功能、功能、功能、功能或功能。8、拉伸時彈性比功的計算式為，從該式看，提高彈性比功的途徑有二：或，作為減振或儲能元件，應(yīng)具有彈性比功。9、粘著磨損的形貌特征是，磨粒磨損的形貌特征是。10、材料在恒變形的條件下，隨著時間的延長，彈性應(yīng)

2、力逐漸的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛，材料抵抗應(yīng)力松弛的能力稱為。二、是非題（每題 1 分，共 10 分）：1、導(dǎo)溫系數(shù)反映的是溫度變化過程中材料各部分溫度趨于一致的能力。（）2、只有在高溫且材料透明、半透明時，才有必要考慮光子熱導(dǎo)的貢獻。（）3、原子磁距不為零的必要條件是存在未排滿的電子層。（）4、量子自由電子理論和能帶理論均認(rèn)為電子隨能量的分布服從FD分布。（）5、由于晶格熱振動的加劇，金屬和半導(dǎo)體的電阻率均隨溫度的升高而增大。（）6、直流電位差計法和四點探針法測量電阻率均可以消除接觸電阻的影響。（）7、 由于嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，材料的發(fā)射光譜等于其吸收光譜。（）8、 凡是鐵電體一定同時具備壓電效應(yīng)和熱釋

3、電效應(yīng)。（）9、 硬度數(shù)值的物理意義取決于所采用的硬度實驗方法。（）10、對于高溫力學(xué)性能，所謂溫度高低僅具有相對的意義。（）三、單項選擇（每題2 分，共 20 分）：1、關(guān)于材料熱容的影響因素，下列說法中不正確的是（）A 熱容是一個與溫度相關(guān)的物理量，因此需要用微分來精確定義。B 實驗證明，高溫下化合物的熱容可由柯普定律描述。C 德拜熱容模型已經(jīng)能夠精確描述材料熱容隨溫度的變化。D 材料熱容與溫度的精確關(guān)系一般由實驗來確定。2、 關(guān)于熱膨脹，下列說法中不正確的是（）A 各向同性材料的體膨脹系數(shù)是線膨脹系數(shù)的三倍。B 各向異性材料的體膨脹系數(shù)等于三個晶軸方向熱膨脹系數(shù)的加和。C 熱膨脹的微觀機

4、理是由于溫度升高，點缺陷密度增高引起晶格膨脹。D 由于本質(zhì)相同，熱膨脹與熱容隨溫度變化的趨勢相同。3、下面列舉的磁性中屬于強磁性的是（）A 順磁性B亞鐵磁性C反鐵磁性D抗磁性4、關(guān)于影響材料鐵磁性的因素，下列說法中正確的是（）A 溫度升高使得MS、BR、 HC 均降低。B溫度升高使得MS、 BR 降低， HC 升高。C 冷塑性變形使得和H C均升高。D冷塑性變形使得和H C均降低。5、下面哪種效應(yīng)不屬于半導(dǎo)體敏感效應(yīng)。（）A 磁敏效應(yīng)B熱敏效應(yīng)C巴克豪森效應(yīng)D壓敏效應(yīng)6、關(guān)于影響材料導(dǎo)電性的因素，下列說法中正確的是（）A 由于晶格振動加劇散射增大，金屬和半導(dǎo)體電阻率均隨溫度上升而升高。B 冷塑

5、性變形對金屬電阻率的影響沒有一定規(guī)律。C “熱塑性變形退火態(tài)的電阻率”的電阻率高于“熱塑性變形淬火態(tài)”D 一般情況下，固溶體的電阻率高于組元的電阻率。7、下面哪種器件利用了壓電材料的熱釋電功能（）A電控光閘B紅外探測器C鐵電顯示器件D晶體振蕩器8、下關(guān)于鐵磁性和鐵電性，下面說法中不正確的是（）A 都以存在疇結(jié)構(gòu)為必要條件B都存在矯頑場C 都以存在疇結(jié)構(gòu)為充分條件D都存在居里點9、下列硬度實驗方法中不屬于靜載壓入法的是（）A 布氏硬度B肖氏硬度C洛氏硬度D顯微硬度10、關(guān)于高溫蠕變性能，下列說法中不正確的是（）A 蠕變發(fā)生的機理與應(yīng)力水平無關(guān)。B粗化晶粒是提高鋼持久強度的途徑之一。C 松弛穩(wěn)定性

6、可以評價材料的高溫預(yù)緊能力。D 蠕變的熱激活能與材料的化學(xué)成分有關(guān)。四、簡答題（每題6 分，共 30 分）：1、以杜隆珀替定律為例，簡要回答熱容模型的推導(dǎo)步驟。2、直接交換作用是如何解釋自發(fā)磁化現(xiàn)象3、什么是霍耳效應(yīng)，簡要回答其在電學(xué)性能中的應(yīng)用。4、如何理解反射系數(shù)和折射率的關(guān)系？5、以 BaTiO3 晶體為例，簡要說明熱運動引起的自發(fā)極化。五、論述題（每題10 分，共 10 分）：鐵磁性材料的技術(shù)磁化過程分為哪幾個階段，請用簡圖表示并用文字簡單說明各階段的含義，指出如何從該圖求得自發(fā)磁化強度。答案：一、 填空題（每空 1 分，共 30 分）：1、拐點法、切點法2、 DTA、DSC、TG3、

7、應(yīng)力各向異性、形狀各向異性、磁晶各向異性4、賽貝克效應(yīng)、湯姆遜效應(yīng)、帕爾帖效應(yīng)、帕爾帖效應(yīng)5、入射光為強光、對稱性要求、位相匹配6、基質(zhì)、激活離子7、壓電、熱釋電、鐵電、電致伸縮、電光28、 ee 、提高e 、降低 E 、較高的2E9、機件表面有大小不等的結(jié)疤、摩擦面上有擦傷或犁皺溝槽10、降低、松弛穩(wěn)定性二、是非題（每題1 分，共 10 分）：1、 2、3、 4、 5、×6、 7、×8、 9、 10、三、單項選擇（每題 2 分，共 20 分）：1、C 2、C3、B 4、A 5、C 6、D7、B8、C 9、B 10、A四、簡答題（每題 6 分，共 30 分）：1、以杜隆珀替

8、定律為例，簡要回答熱容模型的推導(dǎo)步驟。推導(dǎo)步驟：（1）把每個原子看成諧振子，計算其平均能量e （1 分）（2）計算單位摩爾原子的總能量（1 分）E驏÷（3）根據(jù)熱容定義求得CV=? E1 分）÷（?÷?V桫? T以杜隆伯替定律為例：（1 ）e =1鬃32=（1 分）kT3 kT2（ 2 ） E = 3 N A kT =3RT（ 1分）驏E驏3 RT抖鼢（3 ）V瓏（1 分）C= 瓏鼢= 3 R瓏鼢桫TV桫抖 TV2、直接交換作用是如何解釋自發(fā)磁化現(xiàn)象的？解釋自發(fā)磁化的理論：海森堡直接交換作用（1分）多原子情況下，外層和次外層電子可以交換位置，帶給體系附加的交換能E

9、ex= -2As1 ?s2-2 AS2 cosf（2分）A：交換能積分常數(shù)s：自旋動量矩矢量；f ：自旋動量矩矢量；s: 動量矩矢量的模若A< 0, 當(dāng)f = 1800時Eex最小，即自旋磁矩反平行排列（1.5 分）若A> 0, 當(dāng) f = 00時Eex最小，即自旋磁矩平行排列，產(chǎn)生自發(fā)磁化（1.5 分）3、什么是霍耳效應(yīng)，簡要回答其在電學(xué)性能中的應(yīng)用?；舳?yīng)是指，如果外加磁場方向與導(dǎo)體中電流方向垂直，則在與磁場和電流二者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢差VAB，這一現(xiàn)象稱之為霍耳效應(yīng)。 （ 2 分）霍耳效應(yīng)可以用來確定：測量載流子類型：因為VAB的正負的正負與載流子的正負有關(guān)。 （1

10、分）測量載流子濃度：依據(jù)公式為 VAB1IB , b為導(dǎo)體在磁場方向的線度。（1 分）nqb測量遷移率：依據(jù)公式為EJ（1 分）kH EJnqvnq EkHkH研究半導(dǎo)體：因為半導(dǎo)體的載流子濃度小于金屬電子的濃度且容易受溫度、雜質(zhì)的影響，所以霍耳系數(shù)是研究半導(dǎo)體的重要方法之一。（1 分）4、如何理解反射系數(shù)和折射率的關(guān)系？反射系數(shù)：對于任一入射的線偏振光，入射光的電場分量可以分解為平行于入射面的P 分量和垂直于入射面的S 分量。在折射和反射過程中， p 和 s 兩個分量的振動是相互獨立的。為了說明反射和折射各占多少比例， 通過引入反射系數(shù) R的概念。（ 2 分）定義 RW /WW為能流密度，根

11、據(jù)波動理論，有：ri ，1Wr驏2÷2w2v，因此=?ArW =r A?÷。由前述， Wi = W + W2Wi?÷桫Ai÷r 、 A、 w、 v分別為介質(zhì)密度，振幅，角頻率，波速。（1分）Wr1輊2(i - r )2(i - r)sintan計算結(jié)果表明：=犏22，很小時該式簡化為：犏R(i + r )iWi 2sintan(i + r )臌W驏- 12驏n2nn -r瓏 21鼢21，即介質(zhì)之間的折射率差別越大，反射越嚴(yán)重，= 瓏鼢=Wi瓏鼢n + nn+ 1鼢桫21桫21這意味著在光學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)折射率增大時，反射損失變大。（3分）5、以 BaTiO3

12、晶體為例，簡要說明熱運動引起的自發(fā)極化。BaTiO3 立方體晶胞中， Ba 原子位于頂點位置， O原子占據(jù) 6 個面心位置， Ti 位于體心位置。氧八面體空腔體積大于鈦離子體積，給鈦離子位移的余地。 （ 2 分）較高溫度時，鈦離子熱振動能較大，難于在偏離中心的某一個位置上固定下來，接近六個氧離子的幾率相等，晶體保持高的對稱性，自發(fā)極化為零。 （ 2 分）較低溫度時，鈦離子熱振動能降低，因熱漲落，熱振動能特別低的離子占很大比例，其能量不足以克服氧離子電場作用，有可能偏離平衡位置向某一個氧離子靠近，偶極矩間的相互作用使偏離平衡位置的離子在新平衡位置上固定下來，并使這一氧離子出現(xiàn)強烈極化，發(fā)生自發(fā)極化，使晶體順著該方向延長，晶胞發(fā)生輕微畸變，由立方變?yōu)樗姆骄w。（2分）五、論述題（每題10 分，共 10 分）：鐵磁性材料的技術(shù)磁化過程分為哪幾個階段，請用簡圖表示并用文字簡單說明各階段的含義，指出如何從該圖求得自發(fā)磁化強度。(1) 可逆壁移階段： OA部分，磁場減少到零時 B沿原曲線減小到零，不出現(xiàn)剩磁。（2分）(2) 不可逆壁移階段： AB部分， B 隨磁場而急劇增加，磁場減小到零將出現(xiàn)剩磁，即出現(xiàn)磁滯效應(yīng)。巴克豪森的研究表明，該過程是由疇壁的跳躍性不可逆移動引起的。移動的結(jié)果是易磁化方向