无机材料物理性能试题及答案

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1、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（每题分,共3分)1、电子电导时，载流子的重要散射机构有 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。、无机材料的热容与材料构造的关系 不大 ，a和SO2的混合物与CaSi3 的热容-温度曲线 基本一致 。3、离子晶体中的电导重要为离子电导 。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 电导特别明显,在低温下 杂质 电导最为明显。4、固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越 小 。5、电流吸取现象重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，因此不存在空间电荷

2、和吸取电流现象。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（不考虑光子导热的奉献）在所有温度下都比晶体的 小 。在高温下,两者的导热率 比较接近 。 9.固体材料的热膨胀的本质为： 点阵构造中的质点间平均距离随着温度升高而增大 。10. 电导率的一般体现式为。其各参数ni、i和mi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.晶体构造愈复杂,晶格振动的非线性限度愈大 。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

3、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别,使这些微气孔形成了散射中心,导致透明度强烈减少。1、大多数烧结陶瓷材料的光子传导率要比单晶和玻璃小13数量级，其因素是前者有微量的气孔存在，从而明显地减少射线的传播，导致光子自由程明显减小。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 。1、作为乳浊剂必须满足：具有与基体明显不同的折射率，可以形成小颗粒。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。7、材料的折射随着入射光的频率的减少（或波长的增

4、长)而减少的性质,称为折射率的色散。二、 问答题（每题8分,共8分)1、简述如下概念:顺磁体、铁磁体、软磁材料。答：（1）顺磁体:原子内部存在永久磁矩，无外磁场,材料无规则的热运动使得材料没有磁性。当外磁场作用,每个原子的磁矩比较规则取向,物质显示弱磁场。(2)铁磁体：在较弱的磁场内，材料也可以获得强的磁化强度,并且在外磁场移去，材料保存强的磁性。(3）软磁材料:容易退磁和磁化(磁滞回线瘦长），具有磁导率高,饱和磁感应强度大,矫顽力小，稳定型好等特性。2、简述如下概念:亚铁磁体、反磁体、磁致伸缩效应答:（)亚铁磁体：铁氧体：含铁酸盐的陶瓷磁性材料。它和铁磁体的相似是有自发磁化强度和磁畴，不同是

5、:铁氧体涉及多种金属氧化物,有二种不同的磁矩,自发磁化,也称亚铁磁体。（2)反磁体：由于“互换能”是负值,电子自旋反向平行。（3)磁致伸缩效应:使消磁状态的铁磁体磁化，一般状况下其尺寸、形状会发生变化,这种现象称为磁致伸缩效应。3、简述如下概念：热应力、柯普定律、光的双折射。答:）由于材料热膨胀或收缩引起的内应力称为热应力。2）柯普定律:化合物分子热容等于构成该化合物各元素原子热容之和。理论解释:。3）光进入非均质介质时，一般要分为振动方向互相垂直、传播速度不等的两个波,它们构成两条折射光线,这个现象称为双折射。4、什么是铁氧体？铁氧体按构造分有哪六种重要构造?答:以氧化铁（Fe3+2O3）为

6、重要成分的强磁性氧化物叫做铁氧体。铁氧体按构造:尖晶石型、石榴石型、磁铅石型、钙钛矿型、钛铁矿型和钨青铜型。5、影响材料透光性的重要因素是什么？提高无机材料透光性的措施有哪些？答:影响透光性的因素:1）吸取系数 可见光范畴内，吸取系数低（1分） 2)反射系数 材料对周边环境的相对折射率大，反射损失也大。(1分） 3)散射系数 材料宏观及微观缺陷;晶体排列方向;气孔。（1分) 提高无机材料透光性的措施: （1)提高原材料纯度 减少反射和散射损失（2分）。 （2）掺外加剂减少材料的气孔率(2分）。（3)采用热压法 便于排除气孔（2分)6、影响离子电导率的因素有哪些?并简述之。答:1)温度。随着温度

7、的升高，离子电导按指数规律增长。低温下杂质电导占重要地位。这是由于杂质活化能比基本点阵离子的活化能小许多的缘故。高温下,固有电导起重要作用。（2分）2）晶体构造。电导率随活化能按指数规律变化,而活化能反映离子的固定限度，它与晶体构造有关。熔点高的晶体,晶体结合力大,相应活化能也高,电导率就低。（2分）构造紧密的离子晶体，由于可供移动的间隙小,则间隙离子迁移困难，即活化能高,因而可获得较低的电导率。(2分)3）晶格缺陷。离子晶格缺陷浓度大并参与电导。因此离子性晶格缺陷的生成及其浓度大小是决定离子电导的核心。(2分）、比较爱因斯坦模型和德拜比热模型的热容理论，并阐明哪种模型更符合实际。答：1）爱因

8、斯坦模型(nstenmode)她提出的假设是:每个原子都是一种独立的振子，原子之间彼此无关，并且都是以相似的角频w振动（2分），即在高温时，爱因斯坦的简化模型与杜隆珀替公式相一致。但在低温时，阐明CV值按指数规律随温度T而变化,而不是从实验中得出的按T变化的规律。这样在低温区域，爱斯斯坦模型与实验值相差较大，这是由于原子振动间有耦合伙用的成果(分)。2)德拜比热模型德拜考虑了晶体中原子的互相作用，把晶体近似为持续介质(2分）。当温度较高时，与实验值相符合,当温度很低时，这表白当T0时,C与T3成正比并趋于0,这就是德拜3定律,它与实验成果十分吻合，温度越低，近似越好（2分）。8、晶态固体热容的

9、量子理论有哪两个模型？它们分别阐明了什么问题?答:爱因斯坦模型在高温时,爱因斯坦的简化模型与杜隆珀替公式相一致。(2分) 但在低温时，值按指数规律随温度T而变化,而不是从实验中得出的按T3变化的规 律。这样在低温区域，爱斯斯坦模型与实验值相差较大,这是由于原子振动间有耦合伙用 的成果。（分） 德拜比热模型1） 当温度较高时,即，即杜隆珀替定律。(2分）2） 当温度很低时，表白当T0时，与成正比并趋于，这就是德拜T3定律,它与实验成果十分吻合,温度越低，近似越好。(2分)9、如何判断材料的电导是离子电导或是电子电导?试阐明其理论根据。答：1)材料的电子电导和离子电导具有不同的物理效应，由此可以拟

10、定材料的电导性质。（2分） 运用霍尔效应可检查材料与否存在电子电导；（1分) 运用电解效应可检查材料与否存在离子电导。(1分）2）霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下,产生横向移动的成果,离子的质量比电子大得多,磁场作用力局限性以使它产生横向位移，因而纯离子电导不呈现霍尔效应。(分）3）电解效应（离子电导特性）离子的迁移随着着一定的物质变化,离子在电极附近发生电子得失,产生新的物质。由此可以检查材料与否存在离子电导。(分)三、 计算题（共1分)、一陶瓷零件上有一垂直于拉应力的边裂,如边裂长度为:（) m（2)09mm（3）2m,分别求上述三种状况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为6Mpam1/2， 讨论诸成果。 (2分) （2分) (2分) (3) s=579a（分)2c为4m的陶瓷零件容易断裂；阐明裂纹尺寸越大,材料的断裂强度越低。(2分) 2、光通过厚度为X厘米的透明陶瓷片,入射光的强度为I0,该陶瓷片的反射系数和散射系数分别为m、a (cm-)和(m1)。请在如下图示中用以上参数体现多种光能的损失。当X,m=04,透光率I/I0=50,计算吸取系数和散射系数之和。 (图中标记每个分，计算分）