江大材料物理性能復(fù)習(xí)資料

1、第1章 材料的熱學(xué)性能1. 熱容的概念(P42)：熱容是分子或原子熱運(yùn)動(dòng)的能量隨溫度變化而變化的物理量，其定義是物體溫度升高1K所需增加的能量。溫度不同，物體的熱容不一定相同，溫度T時(shí)物體熱容為：（簡(jiǎn)單點(diǎn)就直接用這個(gè)吧：）PS：物理意義：吸收熱量提高點(diǎn)陣振動(dòng)能量，對(duì)外做功，加劇電子運(yùn)動(dòng)比熱容（單位質(zhì)量）：2. 晶體熱容的經(jīng)驗(yàn)定律(P42)：杜隆珀替定律：恒壓下元素的原子熱容為25J/(K·mol)奈曼柯普定律：化合物熱容等于構(gòu)成此化合物各元素原子熱容之和3. 從材料結(jié)構(gòu)比較金屬、無(wú)機(jī)非金屬、高聚物的熱容大小(P46)：A金屬：a純金屬：熱容由點(diǎn)陣振動(dòng)和自由電子運(yùn)動(dòng)兩部分組成： b合金

2、金屬：符合奈曼柯普定律圖2-5 熱焓、熱容與加熱溫度的關(guān)系)。B無(wú)機(jī)非金屬：a符合熱容理論，一般都是從低溫時(shí)的一個(gè)低數(shù)值增加到1273K左右近似于 25J/(K·mol)的數(shù)值；b無(wú)機(jī)材料熱容與材料結(jié)構(gòu)關(guān)系不大，但單位體積熱容與氣孔率有關(guān)，多孔質(zhì)輕熱容?。籧當(dāng)材料發(fā)生相變：一級(jí)相變：體積突變，有相變潛熱，溫度Tc熱容無(wú)窮大，不連續(xù)變化；二級(jí)相變：無(wú)體積突變，無(wú)相變潛熱，在轉(zhuǎn)變點(diǎn)熱容達(dá)到有限極大值(P47 C高聚物：多為部分結(jié)晶或無(wú)定型結(jié)構(gòu)，熱容不一定符合理論式，熱容相對(duì)較大，且由化學(xué)結(jié)構(gòu)決定，溫度升高鏈段振動(dòng)加劇，改變鏈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（主鏈、支鏈（鏈節(jié)、側(cè)基）。4. 從材料結(jié)構(gòu)比較金屬、無(wú)

3、機(jī)非金屬、高聚物的熱傳導(dǎo)機(jī)制(P53)：A金屬：有大量自由電子，且電子質(zhì)輕，實(shí)現(xiàn)熱量迅速傳遞，熱導(dǎo)率一般較大。純金屬溫度升高使自由程減小作用超過(guò)溫度直接作用，熱導(dǎo)率隨溫度上升而下降；合金熱傳導(dǎo)以自由電子和聲子為主，因異類(lèi)原子存在，溫度本身起主導(dǎo)作用，熱導(dǎo)率隨溫度上升增大。B無(wú)機(jī)非金屬：晶格振動(dòng)為主要傳導(dǎo)機(jī)制，即聲子熱導(dǎo)為主，約為金屬熱傳導(dǎo)的三十分之一。C高聚物：熱導(dǎo)率與溫度關(guān)系比較復(fù)雜，但總體來(lái)說(shuō)熱導(dǎo)率隨溫度的增加而增加。高聚物主要依靠鏈段運(yùn)動(dòng)傳熱為主，而高分子鏈段運(yùn)動(dòng)比較困難，熱導(dǎo)能力比較差。5. 材料熱膨脹物理本質(zhì)：熱膨脹是指物體體積或長(zhǎng)度隨溫度升高而增大的現(xiàn)象。膨脹是原子間距（晶格結(jié)點(diǎn)原

4、子振動(dòng)的平衡位置間的距離）增大的結(jié)果，溫度升高，原子平衡位置移動(dòng)，原子間距增大，導(dǎo)致膨脹。雙原子模型：P49 圖2-6.6. 熱膨脹系數(shù)和熔點(diǎn)之間的關(guān)系(P49)：溫度升高至熔點(diǎn)，原子熱運(yùn)動(dòng)突破原子間結(jié)合力，破壞原固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)橐簯B(tài)，所以固態(tài)晶體膨脹有極限值。格律乃森定律： (C為常數(shù)，約在0.06-0.076之間，)線(xiàn)膨脹系數(shù)與熔點(diǎn)： 固態(tài)晶體熔點(diǎn)越高，膨脹系數(shù)越低，間接反映晶體原子間結(jié)合力大小。（增大）7. 熱分析法概念：測(cè)量材料在加熱或冷卻過(guò)程中熱效應(yīng)所產(chǎn)生的溫度和時(shí)間的關(guān)系。但材料固態(tài)相變時(shí)，產(chǎn)生的熱效應(yīng)小，普通熱分析測(cè)量精度不高。8. 差熱分析法概念：在程序控溫下，將被測(cè)物與參比物

5、在相同條件下加熱或冷卻，測(cè)量試樣與參比物之間的溫差隨溫度、時(shí)間的變化關(guān)系。對(duì)參比物的要求：應(yīng)為熱惰性物質(zhì)，在測(cè)試溫度范圍內(nèi)本身不發(fā)生分解、相變、破壞，也不與被測(cè)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且比熱容、熱傳導(dǎo)系數(shù)應(yīng)盡量與試樣接近。（如硅酸鹽采用Al2O3、MgO；鋼鐵采用鎳。）9. 熱應(yīng)力(P63)：由于材料熱膨脹或收縮引起的內(nèi)應(yīng)力稱(chēng)為熱應(yīng)力。材料內(nèi)應(yīng)力：產(chǎn)生原因：桿件材料兩端完全剛性約束，熱膨脹無(wú)法實(shí)現(xiàn)，則桿件與支撐體間產(chǎn)生很大應(yīng)力；多相組成材料，不同相膨脹系數(shù)不同，溫度變化時(shí)各相膨脹收縮量不同而相互牽制產(chǎn)生熱應(yīng)力；各相同性材料，存在溫度梯度時(shí)也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。10. 抗熱沖擊斷裂(P64)：發(fā)生瞬時(shí)斷裂，

6、抵抗這類(lèi)破壞的性能。第一熱應(yīng)力斷裂抵抗因子：最大熱應(yīng)力不超過(guò)強(qiáng)度極限，則材料安全。材料可承受溫度變化范圍越大，熱穩(wěn)定性約好。第二熱應(yīng)力斷裂抵抗因子：，越大，熱穩(wěn)定性約好。（散熱）第三熱應(yīng)力斷裂抵抗因子：（冷卻速率）抗熱沖擊損傷(P62)：在熱沖擊循環(huán)作用下，材料表面開(kāi)裂、剝落，并不斷發(fā)展，最終碎裂或變質(zhì)，抵抗這種破壞的性能稱(chēng)為抗熱沖擊損傷性能?？篃釕?yīng)力損傷因子，二者值越高抗熱損傷性能越好。11.提高抗熱沖擊斷裂措施(P69)：1)提高材料強(qiáng)度，減小彈性模量E，使提高（同種材料若晶粒細(xì)小、晶界缺陷小、氣孔少且分散均勻，往往強(qiáng)度高，抗熱沖擊性能好）。2)提高材料的熱導(dǎo)率，提高（大的材料傳遞熱量快，

7、材料內(nèi)外溫差較快得到緩解、平衡，降低短期熱應(yīng)力的聚集）。3）減小材料的熱膨脹系數(shù)，熱膨脹系數(shù)小的材料，在同樣溫差下產(chǎn)生熱應(yīng)力小。4）減小表面熱傳遞系數(shù)h，保持緩慢散熱降溫。5）減小產(chǎn)品的有效厚度。第2章 材料的導(dǎo)電性能1. 超導(dǎo)電性(P115)：一定低溫條件下，材料突然失去電阻的現(xiàn)象。（超導(dǎo)態(tài)電子對(duì)運(yùn)動(dòng)不耗能）超導(dǎo)體的兩個(gè)基本特性：A完全導(dǎo)電性：電阻為零，超導(dǎo)體為等電位，內(nèi)部沒(méi)有電場(chǎng)。 B完全抗磁性（邁斯納效應(yīng)）：屏蔽磁場(chǎng)和排除磁通的性能。2. 固溶體的導(dǎo)電性：1） 固溶體組元濃度影響：形成固溶體合金導(dǎo)電率降低，原因A溶質(zhì)原子引起溶劑點(diǎn)陣畸變，破壞晶格勢(shì)場(chǎng)周期性，增加電子散射概率，增大電阻率；

8、B組元間化學(xué)相互作用增強(qiáng)，有效電子數(shù)減少，電阻率增大。2） 有序固溶體：A組元間化學(xué)相互作用加強(qiáng)，電子結(jié)合比無(wú)序固溶體強(qiáng)，電子數(shù)減少，電阻率增強(qiáng)；B晶體的離子電場(chǎng)有序化后更對(duì)稱(chēng)，減少電子散射，電阻降低，這一因素占優(yōu)勢(shì)。總體合金電阻降低。3） 不均勻固溶體：冷加工變形使電阻減小。形成不均勻固溶體時(shí)，點(diǎn)陣形成原子偏聚，偏聚區(qū)成分與固溶體成分不同，原子聚集區(qū)域的集合尺寸與電子波波長(zhǎng)相當(dāng)（1nm），可強(qiáng)烈散射電子波，提高合金電阻率。聚集區(qū)域的原子為有序排列，冷加工能有效地破壞固溶體中的這種近程有序狀態(tài)，是不均勻組織變成無(wú)序的均勻組織，因此合金電阻率明顯降低。溫度、壓力、形變對(duì)于導(dǎo)電性質(zhì)的影響溫度：金屬

9、電阻率隨溫度升高而增大，溫度升高會(huì)使離子振動(dòng)加劇，熱振動(dòng)振幅加大，原子的無(wú)序度增加，周期勢(shì)場(chǎng)的漲落也加大。這些因素都使電子運(yùn)動(dòng)的自由程減小，散射概率增加而導(dǎo)致電阻率增大。大多數(shù)金屬在熔化成液態(tài)時(shí)，其電阻率會(huì)突然增大約1.52倍，這是由于原子排列的長(zhǎng)程有序被破壞，從而加強(qiáng)了對(duì)電子的散射，引起電阻增加。應(yīng)力的影響：彈性應(yīng)力范圍內(nèi)的單向拉應(yīng)力，使原子間的距離增大，點(diǎn)陣的畸變?cè)龃?，?dǎo)致金屬的電阻增大。高的壓力往往能導(dǎo)致物質(zhì)的金屬化。引起導(dǎo)電類(lèi)型的變化，而且有助于從絕緣休半導(dǎo)體金屬超導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。冷加工變形的影響：引起金屬電阻率增大，是由于冷加工變形使晶體點(diǎn)陣畸變和晶體缺陷增加，特別是空位濃度的增加，造成

10、點(diǎn)陣電場(chǎng)的不均勻而加劇對(duì)電子散射的結(jié)果。若對(duì)冷加工變形的金屬進(jìn)行退火，使它產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶，則電阻下降。再結(jié)晶生成的新晶粒的晶界增多，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的阻礙作用增強(qiáng)所造成的，晶粒越細(xì)，電阻越大。（回復(fù)退火可以顯著降低點(diǎn)缺陷濃度，因此使電阻率有明顯的降低。再結(jié)晶過(guò)程可以消除形變時(shí)造成的點(diǎn)陣畸變和晶體缺陷，所以再結(jié)晶可使電阻率恢復(fù)到冷變形前的水平。）3. 金屬化合物導(dǎo)電性：合金導(dǎo)電率比純組元低，因原子間一部分金屬鍵轉(zhuǎn)化成共價(jià)鍵或離子鍵，有效電子數(shù)減少，電阻率增高。4. 多相合金的導(dǎo)電性：與組成相的導(dǎo)電性、相對(duì)量、合金的組織形態(tài)有關(guān)。5. 影響金屬導(dǎo)電性的因素(P119)：1） 溫度：溫度升高，熱振動(dòng)振幅

11、加大，原子無(wú)序度增加，電子運(yùn)動(dòng)自由程減小，散射概率增大，電阻率增大。2） 應(yīng)力：拉應(yīng)力使原子間距增大，點(diǎn)陣畸變?cè)龃?，電阻增大。電阻率?） 冷加工變形(塑性變形)：使晶體點(diǎn)陣畸變，晶體缺陷增加，空位濃度增加 ，造成離子場(chǎng)不均勻，對(duì)電子波散射率增大，導(dǎo)致電阻增加?；貜?fù)退火再結(jié)晶降低缺陷濃度，降低電阻率。6. 三個(gè)熱電效應(yīng)概念及物理本質(zhì)：熱電效應(yīng)指熱與電的轉(zhuǎn)換效應(yīng)1) 第一熱電效應(yīng)（塞貝克效應(yīng)P141）：兩種不同導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路，若兩接頭處存在溫差，回路中將有電勢(shì)及電流產(chǎn)生。回路中產(chǎn)生的電勢(shì)、電流稱(chēng)為熱電勢(shì)、熱電流；該回路稱(chēng)為熱電偶或溫差電池。產(chǎn)生機(jī)理：A接觸電位差：原因a兩種金屬的電子逸出功

12、（電子從金屬表面逸出所需的最小能量，與金屬表面勢(shì)壘E0和費(fèi)米能級(jí)EF有關(guān)）不同，電位差；b兩種金屬自由電子密度不同，電位差。B溫差電位差：指金屬兩端溫度不同引起熱流，造成自由電子流動(dòng)，從而引起的電位差。熱端高能電子向冷端擴(kuò)散，熱端帶正電，冷端帶負(fù)電，金屬內(nèi)部產(chǎn)生阻止電子擴(kuò)散的溫差電場(chǎng)，穩(wěn)定后為Va（T1，T2）、Vb(T1，T2)?？傠娢徊睿喝惪诵?yīng)應(yīng)用：測(cè)量溫度、溫差發(fā)電、材料成分組織分析。中間金屬定律：一系列金屬串聯(lián)的接觸電勢(shì)，只要中間金屬兩端溫度相同，不論其性質(zhì)如何都與中間金屬無(wú)關(guān)，只與兩端金屬有關(guān)。2） 第二熱電效應(yīng)（波爾帖效應(yīng)P148）：指電流通過(guò)兩個(gè)不同金屬接觸點(diǎn)，除電流產(chǎn)生焦耳

13、熱，還額外產(chǎn)生放熱吸熱的現(xiàn)象。焦耳熱與電流方向無(wú)關(guān)，波爾貼熱與電流方向有關(guān)且熱力學(xué)可逆。正反通電，兩次的熱量差為2Q（兩倍波爾帖熱）。產(chǎn)生機(jī)理：用接觸電位差解釋?zhuān)≒149圖4-53），A接頭處兩金屬接頭有接觸電位差V12，阻礙電流電子運(yùn)動(dòng)，電子反抗電場(chǎng)力做功eV12，電子動(dòng)能減??；減速電子與金屬原子相碰，從金屬原子獲得動(dòng)能，則該處溫度降低，需從外界吸收能量。B接頭處接觸電位差使電子運(yùn)動(dòng)加速，電子動(dòng)能增加eV12，碰撞將動(dòng)能傳遞給原子，溫度升高釋放熱量。3） 第三熱電效應(yīng)（湯姆遜效應(yīng)P149）：指當(dāng)電流通過(guò)有溫差的導(dǎo)體時(shí)，會(huì)有一橫向熱流流入或流出導(dǎo)體（橫向吸熱或放熱），其方向視電流或溫度梯度方向

14、而定的現(xiàn)象：。產(chǎn)生機(jī)理：（P149 圖4-54）金屬存在溫差時(shí)，高溫端電子擴(kuò)散快為正電，低溫端為負(fù)電，形成高溫端指向低溫端的電位差，當(dāng)外加電流與V(T1，T2)同向時(shí)，電子被溫差電場(chǎng)加速獲得能量，與晶格碰撞傳給晶格，金屬能量升高并放熱。外加電流反向則吸熱。l 一個(gè)由兩種導(dǎo)體組成的回路，接觸端溫度不同，三種熱效應(yīng)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生：塞貝克熱效應(yīng)產(chǎn)生熱電勢(shì)、熱電流，熱電流通過(guò)接觸點(diǎn)要吸收或放出波爾帖熱，通過(guò)導(dǎo)體時(shí)要吸收或放出湯姆遜熱。第3章 材料的介電性能1. 電介質(zhì)（P154）：放在平板電容器中增加電容的材料稱(chēng)為介電材料。電介質(zhì)即在電場(chǎng)作用下能建立極化的物質(zhì)。2. 束縛（感應(yīng)）電荷：在真空平板電容中嵌入

15、一塊電介質(zhì)，外加電場(chǎng)時(shí)，正極板附近的介質(zhì)表面感應(yīng)出負(fù)電荷，負(fù)極板介質(zhì)表面感應(yīng)出正電荷，這種感應(yīng)出的表面電荷稱(chēng)為束縛電荷。3. 電介質(zhì)極化：電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生束縛電荷的現(xiàn)象，可使電容器增加電荷的存儲(chǔ)能力。4. 電介質(zhì)的壓電性、熱釋電性、鐵電性的產(chǎn)生條件：1） 壓電性（P181）：在晶體的一些特定方向上加力，在力的垂直方向的平面出現(xiàn)正、負(fù)束縛電荷的現(xiàn)象。產(chǎn)生條件：A必須是電介質(zhì)；B結(jié)構(gòu)必須帶有正、負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，有離子或離子團(tuán)的存在，即必須為離子晶體或由離子團(tuán)組成的分子晶體；C結(jié)構(gòu)沒(méi)有對(duì)稱(chēng)中心。2） 熱釋電性(P182)：晶體由于溫度作用使電極化強(qiáng)度變化。條件：A具有自發(fā)極化（固有極化）能力的晶

16、體；B在結(jié)構(gòu)上有極軸（晶體唯一的軸，軸兩端有不同的性質(zhì)，采用對(duì)稱(chēng)操作不能與其他晶向重合的方向）C結(jié)構(gòu)沒(méi)有對(duì)稱(chēng)中心。3） 鐵電性：晶體中極化強(qiáng)度隨外加電場(chǎng)變化而變化的性質(zhì)。一般電介質(zhì)、壓電體、熱釋電體、鐵電體存在的宏觀條件一般電介質(zhì)壓電體熱釋電體鐵電體電場(chǎng)極化電場(chǎng)極化電場(chǎng)極化電場(chǎng)極化無(wú)對(duì)稱(chēng)中心無(wú)對(duì)稱(chēng)中心無(wú)對(duì)稱(chēng)中心自發(fā)極化自發(fā)極化極軸極軸電滯回線(xiàn)第4章 材料的磁學(xué)性能1. 原子磁矩包括 電子軌道磁矩（電子繞原子核運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生）、電子自旋磁矩、原子核磁矩。2. 原子固有磁矩概念（P194）：電子軌道磁矩和電子自旋磁矩構(gòu)成原子固有磁矩（本征磁矩）。產(chǎn)生的本質(zhì)：電子層各個(gè)軌道電子排滿(mǎn)，電子磁矩相互抵消，該電

17、子層磁矩和為零；若原子中所有電子層都排滿(mǎn)，形成球形對(duì)稱(chēng)集體，則電子軌道磁矩和電子自旋磁矩各自相互抵消，此時(shí)原子本征磁矩為零。原子中有未被填滿(mǎn)的電子殼層，其電子的自旋磁矩未被抵消（方向相反的電子自旋磁矩可以相互抵消），原子具有“永久磁矩”。3. 任何物質(zhì)都具有抗磁性本質(zhì)的原因(P198)：外加磁場(chǎng)作用下由于電子軌道運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生與外磁場(chǎng)方向相反的附加磁矩。順磁性原因：外磁場(chǎng)作用下，為降低靜磁能，原子磁矩要轉(zhuǎn)向外磁場(chǎng)方向，使總磁矩不為零表現(xiàn)出磁性。4. 鐵磁性金屬產(chǎn)生自發(fā)磁化的原因(P203)：（自發(fā)磁化：在沒(méi)有外加磁場(chǎng)的情況下，材料發(fā)生的磁化）A有未填滿(mǎn)的電子層，因電子間的相互作用產(chǎn)生自發(fā)磁化（兩原子

18、相接近，電子云互相重疊且電子層的能量相差不大，因此電子可互換位置，使相鄰原子自旋磁矩產(chǎn)生有序排列）B電子互換產(chǎn)生附加能量為交換能，當(dāng)a/r>3，A>0，有自發(fā)磁化傾向。5. 鉻、錳是反鐵磁質(zhì)的原因(P196、P203)：反鐵磁體的磁化率是小的正數(shù)，在溫度低于某一溫度時(shí)，磁化率隨溫度升高而增大，高于這一溫度，其行為像順磁體。當(dāng)a/r<3時(shí)，A0，自旋磁矩取反向平行排列能量最低。相鄰原子磁矩相等時(shí)，原子磁矩反平行排列，原子磁矩相互抵消，自發(fā)磁化強(qiáng)度等于零，這一特性稱(chēng)為反鐵磁性。Mn、Cr為反鐵磁體，無(wú)論在什么溫度下其宏觀特性都是順磁性的，磁化率為正。溫度極低時(shí)，相鄰原子自旋相反，

19、磁矩抵消，磁化率接近0；溫度升高，自旋反向作用減弱，磁化率增加。在一定溫度Tn（尼爾點(diǎn)）磁化率有最大值，溫度在Tn以上，反磁體與順磁體有相同的磁化行為。6. 超交換的概念(P226)：超交換作用是指夾雜在磁性離子間的氧離子形成的間接交換作用，是鐵氧體有很強(qiáng)自發(fā)磁化的原因。7. 尖晶石型(P226)元細(xì)胞由8個(gè)分子組成，氧四面體空隙位置A位，八面體空隙位置B位，用 表示。正尖晶石型的特點(diǎn)和表示方法：離子分布為M2+處于A位，F(xiàn)e3+處于B位的鐵氧體為正尖晶石。A位被不具有磁矩的Zn+、Cd2+占據(jù)，A-B不存在超交換作用，B位兩個(gè)Fe3+磁矩反平行耦合，B-B磁矩完全抵消，不出現(xiàn)自發(fā)磁化。反尖晶

20、石型的特點(diǎn)表示方法：M2+占B位，F(xiàn)e3+占A位及剩余B位。A位與B位的Fe3+有超交換相互作用，則二者磁矩反向平行并相互抵消，僅余剩下B位M2+磁矩，因此幾乎所有亞鐵磁性尖晶石都是反型。8. 磁化曲線(xiàn)、磁滯回線(xiàn)(P197圖6-2)磁性能點(diǎn)：a) 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs b) 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br ，鐵磁物質(zhì)磁化到飽和后，又將磁場(chǎng)強(qiáng)度下降到零時(shí)，鐵磁物質(zhì)中殘留的磁感應(yīng)強(qiáng)度 c) 矯頑力Hc，鐵磁物質(zhì)磁化到飽和后，由于磁滯現(xiàn)象，要使磁介質(zhì)中B為零，須有一定的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度-H，磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度稱(chēng)為矯頑力Hc。9. 磁致伸縮效應(yīng)(P206)：鐵磁體在磁場(chǎng)中被磁化，尺寸形狀

21、都發(fā)生變化的現(xiàn)象。大小用磁致伸縮系數(shù)表示：。產(chǎn)生的本質(zhì)原因：原子磁矩有序排列時(shí)，電子間相互作用導(dǎo)致原子間距自發(fā)調(diào)整引起的，是其內(nèi)部各個(gè)磁疇形變的外觀表現(xiàn)。10. 鐵磁質(zhì)的技術(shù)磁化(P212)：技術(shù)磁化概念：在外磁場(chǎng)作用下鐵磁體從完全退磁狀態(tài)磁化至飽和狀態(tài)的內(nèi)部變化過(guò)程。兩種機(jī)制方法：疇壁遷移（壁移磁化）、磁疇旋轉(zhuǎn)（疇轉(zhuǎn)磁化）。過(guò)程三階段：1）起始磁化階段：銳角磁疇能態(tài)低，鈍角疇能態(tài)高，磁疇壁自旋磁矩能態(tài)高，受磁場(chǎng)影響轉(zhuǎn)動(dòng)，即磁疇壁移動(dòng)，則銳角疇擴(kuò)大，鈍角疇縮小，若撤銷(xiāo)磁場(chǎng)疇壁遷移可逆。2） 急劇磁化階段：外加磁場(chǎng)增強(qiáng)，疇壁發(fā)生瞬時(shí)跳躍，鈍角疇瞬時(shí)轉(zhuǎn)向銳角易磁化方向，疇壁以不可逆跳躍式進(jìn)行，稱(chēng)為

22、巴克豪森效應(yīng)（巴克豪森跳躍）。3） 緩慢磁化至飽和階段：原子磁矩都轉(zhuǎn)向與磁場(chǎng)成銳角的易磁化方向后成為單疇，增強(qiáng)外磁場(chǎng)，磁場(chǎng)要為增加磁晶各向異性能做功，磁疇轉(zhuǎn)動(dòng)困難而微弱。（轉(zhuǎn)動(dòng)可逆）磁化壁移阻力(P213)：1） 阻力來(lái)源：A磁化產(chǎn)生退磁能B晶體內(nèi)部缺陷。2） 阻力來(lái)源理論：A內(nèi)應(yīng)力理論：晶體缺陷及磁化產(chǎn)生的磁致伸縮效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生分布不均勻的內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的分布狀態(tài)決定壁移阻力。B雜質(zhì)理論：從能量角度看，疇壁處于雜質(zhì)處，被雜質(zhì)穿孔而疇壁總面積減少，疇壁能降低，外磁場(chǎng)使疇壁移動(dòng)，疇壁面積增大、疇壁能增大，造成疇壁遷移阻力。11. 提高剩余磁化強(qiáng)度Mr方法(P216)：1）使外磁場(chǎng)方向與易磁化方向一致

23、，Mr=Ms；2）進(jìn)行磁場(chǎng)熱處理，讓外磁場(chǎng)從高于居里點(diǎn)溫度向低溫冷卻，形成磁織構(gòu)。提高矯頑力Hc的方法(P217)：需增加壁移阻力1）提高磁致伸縮系數(shù)；2）使材料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，增加雜質(zhì)濃度和彌散度；3）選擇K值較高M(jìn)s較低的材料。12. 形變對(duì)剩余磁化強(qiáng)度、磁性能的影響(P219)：形變使晶格缺陷增加，應(yīng)力場(chǎng)和壁移阻力增加，使磁導(dǎo)率下降，矯頑力Hc增加，剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br在臨界變形度下急劇下降，以上則增強(qiáng)（劉強(qiáng)老師說(shuō)：參考圖6-41）。晶粒細(xì)化也使磁導(dǎo)率減小，矯頑力和磁滯損耗增大。13. 坡莫合金的成分(P221)：指鐵鎳合金，含鎳量在35%90%之間。磁性能特點(diǎn)：在弱磁場(chǎng)中也有較高的磁導(dǎo)率。N

24、i含量30%處，發(fā)生的相轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致許多磁學(xué)性能改變，的最大值在Ni含量78%處，此時(shí)趨于0。14. 單疇顆粒（P210）：顆粒足夠小，可在一個(gè)方向自發(fā)磁化到飽和形成單個(gè)磁疇的顆粒。磁化特點(diǎn)：不存在疇壁，在技術(shù)磁化時(shí)無(wú)壁移過(guò)程，只靠疇的轉(zhuǎn)動(dòng)，需克服磁晶各向異性能，技術(shù)磁化和退磁都不易，具有低磁導(dǎo)率和高矯頑力。第五章 材料的光學(xué)性能1.光的折射率的產(chǎn)生：折射的實(shí)質(zhì)是由于介質(zhì)密度不同，光在其中傳播速度也不同。光在真空中傳播速度與在致密材料中傳播速度之比稱(chēng)為材料的絕對(duì)折射率。2.介質(zhì)中光速比真空中慢原因：在介質(zhì)中的光波是入射波與介質(zhì)中振子(原子、分子、離子等微觀粒子的抽象概念)受迫振動(dòng)所發(fā)射的次波的合

25、成波。合成波的頻率與入射光波相同，但其位相卻因受到振子固有振動(dòng)頻率的制約而滯后。因此，波合成的結(jié)果使介質(zhì)中的光速比真空中慢。3.反射的決定因素有哪些：W是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的反射光的能量流，若入射光的單位能量流為W時(shí)。反射系數(shù)R=W/W光的反射：指光在傳播到不同物質(zhì)時(shí)，在分界面上改變傳播方向又返回原來(lái)物質(zhì)中的現(xiàn)象。影響因素：在垂直入射的情況下，光在界面上反射的多少取決于兩種介質(zhì)的相對(duì)折射率n21 ，如果n1和n2相差很大，那么界面反射損失就嚴(yán)重。如果n1等于n2，幾乎沒(méi)有反射損失。由許多塊玻璃組成透鏡系統(tǒng)，反射損失更可觀。為了減小這種界面損失，常常采用折射率和玻璃相近的膠將它們粘起來(lái)，這樣

26、，除了最外和最內(nèi)的表面是玻璃和空氣的相對(duì)折射率外，內(nèi)部各界面都是玻璃和膠的較小的相對(duì)折射率，從而大大減小了界面的反射損失。4.雙折射的概念、特點(diǎn)。光波入射各向異性的晶體，分解成振動(dòng)方向互相垂直、傳播速度不等的兩種偏振光，此現(xiàn)象即為雙折射；雙折射光纖中，平行于入射面的光線(xiàn)的折射率，稱(chēng)為常光折射率n0，嚴(yán)格遵循折射定律。另一條與之垂直的光線(xiàn)所構(gòu)成的折射率隨入射方向改變而變化，稱(chēng)非常光折射率ne。當(dāng)光沿晶體光軸方向入射時(shí)只有常光折射率存在，與光軸垂直入射時(shí)，非常光折射率達(dá)到最大。5.單折射在結(jié)構(gòu)上的要求：雙折射是非均質(zhì)晶體的特性，只要材料不是各向異性，就會(huì)產(chǎn)生單折射。6.電介質(zhì)在紫外紅外產(chǎn)生吸收峰的

27、原因：紫外吸收增加因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)越短，光子能量越大。當(dāng)光子能量達(dá)到禁帶寬度時(shí)，電子就會(huì)吸收光子能量從滿(mǎn)帶躍遷到導(dǎo)帶，此時(shí)吸收系數(shù)將驟然增大；紅外吸收是因?yàn)殡x子的彈性振動(dòng)與光子輻射產(chǎn)生諧振消耗能量所致，材料發(fā)生振動(dòng)的固有頻率由離子間結(jié)合力決定。7.選擇性吸收概念：同一物質(zhì)對(duì)某一種波長(zhǎng)的吸收系數(shù)可以非常大，而對(duì)另一種波長(zhǎng)的吸收系數(shù)可以非常小的現(xiàn)象稱(chēng)為“選擇吸收。均勻吸收概念：如果介質(zhì)在可見(jiàn)光范圍對(duì)各種波長(zhǎng)的吸收程度相同，則稱(chēng)為均勻吸收。8. 色散的概念：材料的折射率隨入射光的頻率的減小(或波長(zhǎng)的增加)而減小的性質(zhì)。9.散射概念：光在通過(guò)結(jié)構(gòu)成分不均勻介質(zhì)微區(qū)域時(shí)，有一部分能量偏離原來(lái)的傳播方向而向四面八

28、方彌散開(kāi)來(lái)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為光的散射產(chǎn)生原因：主要是光波遇到不均勻結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的次級(jí)波與主波方向不一致，二者合成出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，使光偏離原來(lái)的方向，從而引起散射。10.彈性與非彈性散射區(qū)別、包含哪幾類(lèi)：散射前后，光的波長(zhǎng)(或光子能量)不發(fā)生變化的散射稱(chēng)為彈性散射。包含：廷德?tīng)柹⑸?、米氏散射、瑞利散射；散射光中頻率發(fā)生改變的光散射稱(chēng)為“非彈性散射”。其中包含瑞利散射線(xiàn)、布里淵散射線(xiàn)、拉曼散射線(xiàn)、斯托克斯線(xiàn)、反斯托克斯線(xiàn)。從波動(dòng)和能量觀點(diǎn)解釋紅、藍(lán)移：波動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)看，光的非彈性散射機(jī)制是光波電磁場(chǎng)與介質(zhì)內(nèi)微觀粒子固有振動(dòng)之間的耦合，從而激發(fā)介質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的振動(dòng)或?qū)е抡駝?dòng)消失，以至于散射光波頻率相應(yīng)出現(xiàn)紅移或藍(lán)

29、移；能量觀點(diǎn)來(lái)看，處于低能級(jí)的介質(zhì)分子受到某頻率入射光子作用后躍遷到某虛能級(jí)再向下躍遷回來(lái)時(shí)并沒(méi)有回到原能級(jí)，但發(fā)射出一個(gè)與原先頻率不同的光子。這個(gè)光子頻率與入射光自相比有了能量差，便產(chǎn)生了紅移或藍(lán)移現(xiàn)象。11.影響透光性的因素：材料透光性主要與材料的吸收系數(shù)，反射系數(shù)及散射系數(shù)影響。散射系數(shù)是影響材料透光率的主要因素。12.受激輻射：當(dāng)一個(gè)能量滿(mǎn)足h=E2-E1的光子趨近高能級(jí)E2的原子時(shí)，入射的光子誘導(dǎo)高能級(jí)原子發(fā)射一個(gè)和自己性質(zhì)完全相同的光子。自發(fā)輻射：原子處于高能級(jí)，那么它就可能自發(fā)的、獨(dú)立的向低能級(jí)躍遷并發(fā)射一個(gè)光子。受激吸收：原子在低能級(jí)時(shí)受到h=E2-E1的光子趨近時(shí)，原子可能吸收一個(gè)光子并躍遷到高能級(jí)。自發(fā)與受激輻射的異同：自發(fā)輻射和受激輻射都發(fā)射出光子；但各原子的自發(fā)輻射過(guò)程完全是隨機(jī)的，所以自發(fā)輻射光是非相干的。但受激輻射會(huì)發(fā)射出一個(gè)和外來(lái)光特性完全相同的光子，所以受激輻射光是相干的。13.激活介質(zhì)的作用：突