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1、2011.1无机材料物理性能试卷A卷参考答案及评分标准一、 名词解释（ 6题5分/题）1. 高温蠕变及影响蠕变的因素 少1个扣2分答：高温蠕变：在高温条件下，借助于外应力和热激活的作用，形变的一些障碍得以克服，材料内部质点发生了不可逆的微观过程影响蠕变的因素：温度、应力、晶体的组成、显微结构 2. 磁光效应 少1个扣2分光属于电磁波，其电场、磁场和传播方向相互垂直，因此在光通过透明的铁 磁性材料时，由于光与自发磁化相互作用，会出现特异的光学现象，称此现象为磁光效应。3. 顺磁性、完全反磁性 少1个扣2分答：顺磁性：在外加磁场的作用下，这些磁矩沿磁场方向排列，物质显示积弱的磁性，这种现象叫顺磁性
2、。完全反磁性：在某些物质中完全不能进入磁通量，称这一性质为完全反磁性。4. 晶态固体热容的经验定律和经典理论 少1个扣2分 答： 元素的热容定律-杜隆-珀替定律：恒压下元素的原子热容等于25J/（Kmol）。 化合物的热容定律-柯普定律：化合物分子热容等于构成此化合物各元素原子热容之和。5. 晶列及晶列的特点 少1个扣2分通过任意两个格点连一直线，则这一直线包含无限个相同格点，这样的直线称为晶列，也是晶体外表上所见的晶棱。其上的格点分布具有一定的周期-任意两相邻格点的间距。 晶列的特点: （1）一族平行晶列把所有点 包括无遗。（2）在一平面中，同族的相邻晶列之间的距离相等。（3）通过一格点可以
3、有无限 多个晶列，其中每一晶列都有一族平行的晶列与之对应。（4 ）有无限多族平行晶列。6. 应力（定义、表示式），并标出图中体积单元应力分量 少1个扣2分 作用于单位面积上的力。P/So=s（公称应力或名义应力）P/S=s真实应力xx yy zz xy =yx zx=xz yz=zy二、 填空题20分 （10题2分/题） 少一半或错一半扣1分1. 裂纹有三种扩展方式或类型有 张开型 、 滑开型 、 撕开型 。 其中 张开型 扩展是低应力断裂的主要原因，也是数年来实验和理论研究的主要对象。2. 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。3. 消除表面漏导电流的方法：表面清洁、
4、烘干试样、保护接地、包封。4. 非晶态玻璃材料的电导分为 离子电导、电子电导。利用霍尔效应可检查材料是否存在 电子电导利用电解效应特征检查材料离子电导是否存在5. 材料的半导化的措施有两种：掺杂 组分缺陷6. 原子磁矩的来源电子轨道运动产生、电子自旋产生、原子核自旋所伴随的角动量。其中 因为质量相对过大，运动速度相对过小 原子核产生的磁矩可以忽略。7. 材料的绝对折射率表示式为： ，相对折射率表示式为： ，材料的折射率随入射光频率的减少而减少的性质，成为折射率的色散。 8. 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。9
5、. 无机材料的热学性质主要为热容、热膨胀、热传导、热震稳定性等。10. 无机材料本征参数有 、 、 、 等。三、简述题（ 6题5分/题）1. 绘制光通过一定厚度材料的吸收损失、散射损失和反射损失图，并标出表示式 少一个表示式扣1分2简述电化学老化的常见的几种情况 少一个表示式扣1分答： 晶相和玻璃相中的一价正离子活动能力强，迁移率大，；同时电极的银离子也能参与漏导 参加电导的载流子为阳离子和电子 参加电导的载流子有正离子也有负离子。 参加电导的载流子为阴离子和电子3试说明弹性位移极化和松弛极化的区别 少一个表示式扣2分弹性位移极化：瞬时完成完全弹性能量不消失不会使介质发热松弛极化：完成需要时间
6、非弹性 需要吸收能量 会使介质发热4 晶相乳浊剂的选择条件 少一个表示式扣1分答：选择条件： . 晶粒尺寸d与入射光波长相近. n差值尽可能的大, 稳定。良好的乳浊剂. 乳浊剂在介质中的溶解度小 . 乳浊剂在介质中易析出晶体. 不受烧成温度和气氛影响 5. 多晶多相无机材料中裂纹产生的原因是什么？ 少一个表示式扣1分（1）由于晶体微观结构中存在缺陷，当受到外力作用时，在这些缺陷处就引起应力集中，导致裂纹成核，例如位错在材料中运动会受到各种阻碍：（2）材料表面的机械损伤与化学腐蚀形成表面型纹，这种表面裂纹最危险，裂纹的扩展常常由表面裂纹开始。（3）由于热应力而形成裂纹。大多数陶瓷是多晶多相体，晶
7、粒在材料内部取向不同，不同相的热膨膨系数也不同，这样就会因各方向膨胀(或收缩)不同而在晶界或相界出现应力集中，导致裂纹生成。（4）由于晶体的各向异性引起，如弹性模量的各向异性导致晶粒间存在一应力，如果该应力超过材料的强度则出现微裂纹。6 试述无机材料的广义虎克定律（包括定义、表达式及各参数的物理意义）。答：虎克定律:实验证明,对各向同性体,这些正应力不会引起长方体的角度改变.长方体在x轴方向的相对伸长可表示为x=x/E -为线性关系 E为弹性模量对于各向同性体为一常数如果长方体在sx sy sz的正应力作用下，虎克定律表示为：ex=sx/Em sy/E m sz/E= sxm （sys z ）
8、 /E ey=sy/Em sx/E m sy/E= sym （sxs z ） /E ez=sz/Em sx/E m sy/E= szm （sxs y ） /E对于剪切应变，则有如下虎克定律： gxy=txy/G gyz=tyz/G gzx=tzx/GG -剪切模量或刚性模量。四、 计算题20分1.解：第一热冲击断裂抵抗因子R1R1 =p （1-）/ E. a = 700（1-0.25）/67004.610-6 = 170.3 oC (5分)第二热冲击断裂抵抗因子R2R2 =.R1 = 0.021 170.3 = 3.58 J/(cm . s ) (4分)答：第一及第二热冲击断裂抵抗因子分别为1
9、70.3 oC、3.58 J/(cm . s ) (1分)2解:根据已知条件Y=1.12=1.985, KIC=YC C=KIC / Y -(2分) 当C=2mm=0.002m ；C=KIC / Y=1.62106 / 1.985 =1.8107Pa= 0.018Gpa -(2分) C=0.049mm=4.910-5m; C=KIC / Y=1. 62106 / 1.985 =1.16108 Pa= 0.116GPa -(2分) C=2m=210-6m; C=KIC / Y=1.62106 / 1.985 =5.57108Pa = 0.557GPa -(2分)答:当边裂纹长度分别为 2cm 0
10、.049mm 2m 时,材料的临界强度分别为0.018GPa ，0.116GPa ,0.557GPa -(1分)讨论:随着裂纹长度的减小,材料的临界强度明显提高.-(1分)2011.1无机材料物理性能试卷B卷参考答案及评分标准一、 名词解释（ 6题5分/题）1 静态疲劳、动态疲劳 少1个扣2分答：静态疲劳：裂纹除了快速失稳外，还会在使用应力下，随着时间的推移而缓慢展，这种缓慢扩展称为亚临界扩展，或者静态疲劳。动态疲劳：材料在循环应力作用下的破坏。2 双碱效应答：指当玻璃中金属离子浓度较大时，在碱金属离子总浓度相同的情况下，含有答：两种碱金属离子比含有一种碱金属离子的玻璃的电导率要小。3电子位移
11、极化、电子松弛极化； 少1个扣2分答：电子位移极化指在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生相对位移形成的极化；电子松弛极化指外加电场使其运动具有一定的方向性，由弱束缚的电子引起的极化；4热膨胀、抗热震性 少1个扣2分答：热膨胀物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。热膨胀系数l/l0=a*T (l2-l1)/l1= a(T2-T1) 热稳定性：材料承受温度的急剧变化而抵抗破坏的能力5 双折射及折射定律 少1个扣2分答：双折射：当光束通过各向异性介质的表面时，由于在各方向上的折射程度不同，折射 光会分成两束沿着不同方向传播，这种现象称为双折射。折射定律：折射线在入射线通过入射点的法线
12、所决定的平面上，折射线和入射线分别处于法线的两侧，入射角的正弦值与反射角的正弦值之比6. 应变定义、表示式 少1个扣2分答：定义 表示物体内部各质点间的相对位置名义应变e = （LLo)/Lo真实应变= dL/L=ln(L/Lo) 二、 填空题20分 （10题2分/题） 少一半或错一半扣1分1 原子磁矩的来源电子轨道运动产生、电子自旋产生、原子核自旋磁矩。其中因为 质量相对过大，运动速度相对过小原子核产生的磁矩可以忽略。2影响蠕变的因素有：温度、应力、晶体的组成、显微结构。3裂纹扩展方式有：张开型、滑开型和撕开型。4影响电导率的因素有：温度、晶体结构、晶格缺陷。5磁畴形成的原因有交换作用和超交换作用。6材料的折射率随入射光频率的减少而减少的性质，成为折射率的色散。7介质材料在外电场作用下发生击穿分为两种方式：电子击穿和热击穿。8电解质电学性能破坏分电击穿、 热击穿 ，对应理论碰撞理论 “雪崩”理论 。9热容的量子理论模
