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1、 电子材料导论电子材料导论 复习题（李言荣版）复习题（李言荣版） 注明：本文档为电子材料导论（李言荣注明：本文档为电子材料导论（李言荣 2001 旧版）课后复习题参考答案，题目 大部分来源于书本归纳，小部分（书本答案不明确或不全）来源于网络，可供 考生备考电子材料基础 、 电子材料导论等课程作为参考。该版本目前（ 旧版）课后复习题参考答案，题目 大部分来源于书本归纳，小部分（书本答案不明确或不全）来源于网络，可供 考生备考电子材料基础 、 电子材料导论等课程作为参考。该版本目前（15 年） 应为网络答案最全版本， 历年真题可垂询年） 应为网络答案最全版本， 历年真题可垂询 QQ12858641
2、86。 时间和水平有限， 不足之处敬请谅解。 。 时间和水平有限， 不足之处敬请谅解。 第一章 电子材料概论第一章 电子材料概论 1. 电子材料在国民经济中有何作用？电子材料在国民经济中有何作用？P1 答：电子材料定义定义是指与电子工业有关的、在电子学与微电子学中使用的材料， 是制作电子元器件和集成电路的物质基础。 作用：作用：人类正在进入信息社会，材料、能源和信息技术是当前国际公认的新 科技革命的三大支柱。电子材料处于材料科学与工程的最前沿，电子材料的优劣 直接影响电子产品的质量，与电子工业的经济效益有密切关系。一个国家的电子 材料的品种、数量和质量，成了一个衡量该国科学技术、国民经济水平和
3、国防军 事力量的主要标志。 2. 什么是结构材料、功能材料和先进材料？什么是结构材料、功能材料和先进材料？P2 答：电子材料通常分为结构电子材料结构电子材料和功能电子材料功能电子材料。 结构电子材料：结构电子材料： 能承受一定压力和重力， 并能保持尺寸和大部分力学性质稳定的 一类材料。 功能电子材料：功能电子材料：指除强度性能以外，还有其特殊功能，能实现光电磁热力等不同 形式的交互作用和转换的非结构材料。 传统电子材料：传统电子材料：指已在大量生产，价格一般较低，在工业应用上已有较长使用的 经验和数据的材料。 先进电子材料：先进电子材料：指具有优异的性能的高科技产品，正在进行商业化和研制之中，
4、 并具有一定的保密性的材料。 3. 晶体有哪些基本特征？简述晶体与非晶体的异同？晶体有哪些基本特征？简述晶体与非晶体的异同？P5 答：根据组成固体的原子、离子或分子在空间的排列是否有周期性和对称性是否有周期性和对称性，可 将固体分为晶体和非晶体两大类。 晶体的主要特征： 有规则的外形有规则的外形 均匀性均匀性 解离性解离性 固定熔点固定熔点 各向异性各向异性 这些特征都反应了晶体中原子在空间中的排列具有周期性和对称性。 相同点：晶体和非晶体都是固体，在融化时都要吸热。 不同点： 晶体有规则的外形，微粒在空间分布上长程有序，有固定熔点，各项异性；非晶 体没有规则的外形，微粒在空间分布上长程无序，
5、没有固定熔点，各向同性。 4. 什么叫固溶体？它有哪些类型？形成连续固溶体有哪些条件？什么叫固溶体？它有哪些类型？形成连续固溶体有哪些条件？P10 答：固溶体定义：固溶体定义：固态条件下，在一种组分内溶解了其他组分而形成的均匀的晶 态固体，称为固溶体。 固溶体类型：替代固溶体替代固溶体和填隙式固溶体填隙式固溶体。 替代固溶体：在固溶体中，溶质原子替代了溶剂原子位置时，称为替代固溶体。 间隙固溶体：在固溶体中，原子（离子）半径较小的溶质原子（离子）进入溶剂 的晶格的间隙位置。 形成连续固溶体的条件：原子的尺寸和电负性相近，固溶体之间才可以形成无限 互溶 5. 晶体中的缺陷及其类型有哪些？晶体中的
6、缺陷及其类型有哪些？P13 答：晶体中的缺陷，是指实际晶体与理想的点阵结构发生偏离的地区。 由于点阵结构具有周期性和对称性， 所以凡使晶体中周期性势场畸变的因素称为 缺陷。使晶体中电子周期性势场畸变的称为电缺陷，使原子排列周期性畸变的称 为几何缺陷。 缺陷类型：电缺陷电缺陷（电子缺陷）和几何缺陷几何缺陷（原子缺陷） 。 电缺陷：传导电子、空穴。极化子、陷阱等； 几何缺陷：杂质、空位、位错等。 6. 简述有机材料的分类方法。简述有机材料的分类方法。P17 答：有机材料通常按碳骨架按碳骨架和按官能团按官能团来分类。 按碳骨架：开链化合物、碳环化合物、杂环化合物。 按官能团：脂肪族化合物、芳香族化合
7、物、球稀碳化合物。 7. 什么是清洁表面与实际表面？什么是清洁表面与实际表面？P26 答：固体和气体的交界面为表面，固体与固体、固体与液体的交界面为界面。 表面分为：理想表面理想表面和实际表面实际表面。 实际表面分为清洁表面/非清洁表面/真空清洁表面。 理想表面理想表面：为分析问题方便而设定的一种理想的表面结构。 实际表面：实际表面：自然界中存在的表面。 清洁表面：清洁表面：是经过一番清洁处理后的表面，可能存在氧化层和各种吸附物。 未清洁表面：未清洁表面：没有经过特别清洁处理的表面，比较脏，有相当数量的污染物和息 服务。 真空清洁表面：真空清洁表面：表面经过彻底的清洁、烘干后，在一定的真空度下
8、，经离子轰击 除去表面的吸附层，然后经退火处理后，保存在高真空或超高真空下的表面。 8. 什么是晶粒间界？大角度晶界有哪些常用模型？相界有哪些类型？什么是晶粒间界？大角度晶界有哪些常用模型？相界有哪些类型？P32 答：晶粒间界：晶粒间界：单相多晶材料中，晶粒与晶粒间的过渡区，称为晶粒间界。 晶界类型：堆垛层错和双晶、小角度晶界、大角度晶界。 大角度晶界模型：大角度晶界模型： 过冷液体模型，晶界处原子排列与过冷液体相似，长程有序短程无序。 小岛模型，原子排列匹配“岛” 相界类型：相界类型：相界-不同相之间的界面。 非共格相界，两相结构不同，晶格常数相差很大； 共格相界，两相结构相同，晶格常数相差
9、比较小； 准共格相界，两相结构相同，晶格常数有一定差别。 9. 简述简述 X 射线结构分析的基本原理和常用方法。射线结构分析的基本原理和常用方法。P38 答：X 射线结构分析的常用方法有：单晶体衍射法粉末法单晶体衍射法粉末法 单晶体衍射法基本原理单晶体衍射法基本原理：用多色 X 射线照射固定不动的单晶样品，检测 X 射线 的底片上的衍射点就可以用来确定单晶体的某些对称要素， 它可以粗略地显示晶 体中的不完整性。 粉末法基本原理：粉末法基本原理：用 X 射线照射无规则取向的粉末，得到线衍射花样，凡是引 起面间距改变的一切结构变化都会在衍射图样上有所反应，如材料固溶度的变 化、热膨胀、相变等。 1
10、0. 比较金相显微镜和电子显微镜的工作原理。比较金相显微镜和电子显微镜的工作原理。P40 答：光学显微镜分为： 反射式光学显微镜反射式光学显微镜 和 透射式光学显微镜透射式光学显微镜 两类。 电子显微镜分为： 透射电子显微镜透射电子显微镜 和 扫描电子显微镜扫描电子显微镜 两类。 金相显微镜（反射式光学显微镜）金相显微镜（反射式光学显微镜） ：利用样品中不同物质结构对入射光的反射本 领不同，以及不同晶面、晶界对光的散射能力不同来产生衬度，而观察表面的形 貌。 透射式光学显微镜：透射式光学显微镜：利用样品中不同成分或不同相的透光能力不同来产生衬度。 透射式电子显微镜：透射式电子显微镜：电子通过电
11、磁透镜电磁透镜放大成像，原理与透射光学显微镜相似。 扫描电子显微镜：扫描电子显微镜： 扫描电子显微镜不通过透镜原理成像， 而是像电视机一样逐点 成像。电子束在样品的一定区域内逐点扫描，轰击出各种表面信息，转换为电信 号放大后在显像管中同步成像，就得到了样品测试区域内的信息分布。 11. 简述近代表面分析方法的基本原理和常用表面分析方法。简述近代表面分析方法的基本原理和常用表面分析方法。P42 答： 近代表面分析方法的基本原理是： 用一定能量的某种射线或粒子束 （一次束） 去轰击固体表面后， 将产生的带有表面信息的射线或粒子束而进行能量和能量分 布的分析。 常用表面分析方法：能谱法、量子力学效应
12、的显微技术。常用表面分析方法：能谱法、量子力学效应的显微技术。 研究表面原子排列和形貌的主要方法： 能谱法：低能、中能、高能电子衍射。 显微技术：透射电子显微镜、扫描电子显微镜、扫描探针技术。 研究表面成分和化合态的方法 能普法：电子能谱（光电子能谱、俄歇电子能谱） 、离子能谱（离子散射谱、 二次离子质谱、溅射中性粒子谱） 12. 简述现代社会对电子材料有哪些要求？简述现代社会对电子材料有哪些要求？P46 答： 结构和功能相结合 智能化 减少污染 节省能源 长寿命和可控寿命 13. 简述纳米材料的结构与性能的特性。简述纳米材料的结构与性能的特性。P47+P48 答：纳米材料：是指材料中的颗粒尺
13、寸处于纳米范围（2-10nm）的金属、合金、 金属间化合物、有机物或聚合物等材料。 纳米材料的结构：纳米材料颗粒直径为 2-10nm，其中原子数有 102-104个，大概 有一半以上的原子位于表面和界面上，处于表面、界面的原子有较高的界面能， 活动性强、原子的排列方式跟晶态和非晶态都有明显不同，这种结构称为纳米结 构。 纳米材料的性能：表面界面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效 应。 14. 什么是复合材料与功能梯度材料？什么是复合材料与功能梯度材料？P48 答：复合材料：是指由两种或两种以上的材料经过有关工艺过程之后而形成的一 种新材料。复合材料经过选择性设计和加工，通过各组分性
14、能的相互补充，从而 可以获得新的优良性能。 功能梯度材料：由一种功能向另一种功能在空间和时间上连续变化的材料。 15. 简述电子材料今后的发展方向。简述电子材料今后的发展方向。P51 答： 第二章 导电材料第二章 导电材料 1. 电导率与百分电导率的定义是什么？它们之间有什么区别？电导率与百分电导率的定义是什么？它们之间有什么区别？P57 答：电导率定义：电阻率的倒数。 百分电导率定义：材料电导率与国际标准软铜的电导率之比的百分比。 2. 列出几种常用的金属导体材料，并写出其电导率和百分电导率。列出几种常用的金属导体材料，并写出其电导率和百分电导率。P57 答：银：1/1.62cm，106 铜
15、：1/1.72cm，100 铝：1/2.82cm，61 锡：1/11.4cm, 15.1 3. 在标准软铜中掺杂其他金属对电导率有何影响？为什么？在标准软铜中掺杂其他金属对电导率有何影响？为什么？P59 答： 在标准软铜中掺杂其他金属将使电导率减小电导率减小。 由于一般纯金属的电导率比其 他合金的电导率高，且纯铜的电导率本身很高；当在铜中加入少量其他金属后， 会形成固溶体；也可能形成部分固溶，而其余部分以机械混合物形成分散物。这 减小了软铜材料的电导率，却提高了软铜材料的机械性能。 4. 举例说明电极及电刷材料在电子元件中的应用。举例说明电极及电刷材料在电子元件中的应用。P62 答：电极材料：
16、铝材：铝箔、铝丝。应用：电极和引线材料铝材：铝箔、铝丝。应用：电极和引线材料，如有机介质电容 器电极 机介质电容 器电极、电解电容器电极电解电容器电极。金属化锌和锡：锌、锡金属化锌和锡：锌、锡。应用：金属化电容器用 的电极蒸发材料 金属化电容器用 的电极蒸发材料， 如锌是金属化纸介电容器的电极主体金属， 锡是金属化电容器 电极的底层材料。 5. 厚膜导电材料有何主要特征？影响其性能的因素有哪些？厚膜导电材料有何主要特征？影响其性能的因素有哪些？P66 答：厚膜导电材料主要特征：电阻率很低、容易进行焊接、焊点有良好的机电完 整性、与基片粘附牢固等特点。 影响其性能的因素：主要因素是功能相功能相（导电相）和粘接剂粘接剂（玻璃）的优劣， 基片的化学性质和表面平整度对导体膜的粘附性（常称为键合键合）影响也很大。 6. 什么是玻璃键合、氧化物键合？分别描述其特征。什么是玻璃键合、氧化物键合？分别描述其特征。P67 答：导体膜与基片的键合（功能相和载体的粘附）主要有三种类型：玻璃键合， 氧化物键合
