無機(jī)材料物理性能試卷及答案

1、無機(jī)材料物理性能試卷填空（1 X 2 0 = 2 0 分）1 . CsCl結(jié)構(gòu)中，Cs+與C1-分別構(gòu)成 格子。2 .影響?zhàn)ざ鹊囊蛩赜小?3 .影響蠕變的因素有溫度、.4 .在、的情況下，室溫時(shí)絕緣體轉(zhuǎn)化為半導(dǎo)體。5 . 一般材料的 遠(yuǎn)大于 o6 .裂紋尖端出高度的 導(dǎo)致了較大的裂紋擴(kuò)展力。7 .多組分玻璃中的介質(zhì)損耗主要包括三個(gè)部分：、8 .介電常數(shù)顯著變化是在 處。9 .裂紋有三種擴(kuò)展方式：、oI 0.電子電導(dǎo)的特征是具有 o二.判斷正誤。（2 X 1 0 = 2 0分）1 .正應(yīng)力正負(fù)號(hào)規(guī)定是拉應(yīng)力為負(fù)，壓應(yīng)力正。（）2 . A12O3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，室溫下易產(chǎn)生滑動(dòng)。（）3 . 斷裂表面能比

2、自由表面能大。（）4 . 一般折射率小，結(jié)構(gòu)緊密的電介質(zhì)材料以電子松弛極化性為主。（）5 .金紅石瓷是離子位移極化為主的電介質(zhì)材料。（）6 .自發(fā)磁化是鐵磁物質(zhì)的基本特征，是鐵磁物質(zhì)和順磁物質(zhì)的區(qū)別之處。（）7 .隨著頻率的升高，擊穿電壓也升高。 （）8 .磁滯回線可以說明晶體磁學(xué)各向異性。（）9 .材料彈性模量越大越不易發(fā)生應(yīng)變松弛。（）1 0.大多數(shù)陶瓷材料的強(qiáng)度和彈性模量都隨氣孔率的減小而增加。（）三.名詞解釋（4X4分=16分）1 .電解效應(yīng)2 .熱膨脹3 .塑性形變4 .磁疇四.問答題（3X8分=24分）1 .簡(jiǎn)述晶體的結(jié)合類型和主要特征：2 .什么叫晶體的熱缺陷？有兒種類型？寫出其

3、濃度表達(dá)式？晶體中離子電導(dǎo)分為哪兒類?3 .無機(jī)材料的蠕變曲線分為哪兒個(gè)階段，分析各階段的特點(diǎn)。4 .下圖為氧化鋁單品的熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系圖，試解釋圖像先增后減的原因。m J J200 如。0 ，皿 10W 12的 1400T/ K五,計(jì)算題（共20分）1.求熔融石英的結(jié)合強(qiáng)度，設(shè)估計(jì)的表面能為L(zhǎng)75J/m2； Si-O的平衡原子間距為l.6X10-8cm,彈性 模量值從60到75GPa。（10分）2,康寧1273玻璃（硅酸鋁玻璃）具有下列性能參數(shù)：九=0.021J/（cms ）； a=4.6X 10-6-1 ； p=7.0kg/mm2, E=6700kg/mm2, v=0.25o求第一及第二

4、熱沖擊斷裂抵抗因子。（10分）無機(jī)材料物理性能試卷答案一. 填空。(1 X 2 0 = 2 0 分)1 ,簡(jiǎn)立方、2,溫度、時(shí)間、熔體的結(jié)構(gòu)與組成3,應(yīng)力、晶體的組成、顯微結(jié)構(gòu)4 ,摻雜、組分缺陷5,抗壓強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度6,應(yīng)力集中7 ,電導(dǎo)損耗、松弛損耗、結(jié)構(gòu)損耗、8,居里點(diǎn)9,張開型、滑開型、撕開型1 0,霍爾效應(yīng)二.判斷正誤。(2 X 1 0 = 2 0分)1 .錯(cuò)誤2。錯(cuò)誤3。對(duì)4.錯(cuò)誤5.錯(cuò)誤6 .對(duì)7 .錯(cuò)誤8 .對(duì)9 .對(duì)1 0 .對(duì)三，名詞解釋1 .電解效應(yīng)：離子電導(dǎo)的特征是存在電解效應(yīng)，離子的前一伴隨著一定的質(zhì)量變化，離子在電極附 近發(fā)生電子得失，產(chǎn)生新的物質(zhì)，這就是電解現(xiàn)象。

5、2 .熱膨脹：物體的體積或長(zhǎng)度隨著溫度升高而增長(zhǎng)的現(xiàn)象稱為熱膨脹。3 .塑性形變：塑性形變是在超過材料的屈服應(yīng)力作用下，產(chǎn)生性變，外力移去后不能恢復(fù)的形變。4 .磁疇：由于磁鐵體具有很強(qiáng)的內(nèi)部交換作用，鐵磁物質(zhì)的交換能為正值，而且較大，使得相鄰原 子的磁矩平行取向，發(fā)生自磁化，在物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，即磁疇。四.問答題1.結(jié)合類型結(jié)構(gòu)單元特征性質(zhì)離子晶體離子高熔點(diǎn)，硬度大，密堆積共價(jià)晶體(原子晶體)原子高硬度，高熔點(diǎn)，兒乎不溶于所有溶劑金屬晶體金屬離子密堆積，具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，高硬度，高熔占，、分子晶體分子，原 子低熔點(diǎn)，低沸點(diǎn)，易壓縮氫鍵晶體含氫分子低熔點(diǎn)，低沸點(diǎn)，2答：熱缺陷是由

6、于晶體中的原子(或離子)的熱運(yùn)動(dòng)而造成的缺陷。從幾何圖形上看是一種點(diǎn)缺陷。 熱缺陷的數(shù)量與溫度有關(guān)，溫度愈高，造成缺陷的機(jī)會(huì)愈多。晶體中熱缺陷有兩種形態(tài)，一種是肖脫 基(Schotty)缺陷，另一種是弗侖克爾(Frenkel)缺陷。弗侖克爾缺陷，空位或填隙離子的濃度：Nf=Nexp(-Ef/2kT)X單位體積內(nèi)離子的格點(diǎn)數(shù)。肖特基缺陷，空位的濃度：Ns=Nexp(-Es/2kT)N單位體積內(nèi)正負(fù)離子對(duì)數(shù)本征電導(dǎo)；弗倫克爾缺陷；肖特基缺陷；雜質(zhì)導(dǎo)電；填隙雜質(zhì)或置換雜質(zhì)（溶質(zhì)）3 .答：共分為四個(gè)階段： .起始階段，在外力作用下發(fā)生瞬時(shí)彈性形變。 .蠕變減速階段，應(yīng)變速率隨時(shí)間遞減，持續(xù)時(shí)間較短，

7、應(yīng)變速率滿足：U=At -n .穩(wěn)定態(tài)蠕變，形變與時(shí)間呈線性關(guān)系：£ =Kt .加速蠕變階段，該階段是斷裂之前的最后一個(gè)階段，曲線較陡，蠕變速率隨時(shí)間的增加而 快速增加。4 .答：如圖，在很低的溫度下，晶體的熱容Cv與溫度的三次方成正比，因此隨著溫度的增加，入也 近似與T'成比例變化，圖像快速上升。當(dāng)溫度繼續(xù)增加到德拜時(shí)，Cv不再與成比例，而是趨于 常數(shù)，分子平均自由程】隨溫度的增加而減小，因此 人 隨溫度的升高而迅速減小。更高的溫度后C、. 基本不變化，自由程也趨于晶格常數(shù)，所以圖像變得緩和。在高溫輻射的影響下，I 6 0 0 k后入乂 有少許回升。五.計(jì)算題1 .解：E=6075GPa=6.07.5X1010Pa, y =1.75J/m2,a= 1.6X10-8cm = 1.6X 10-10mo 代入公式可得：當(dāng) E=60GPa 時(shí)，a th =25.62GPa當(dāng) E=75GPa 時(shí)，o th=