材料物理性能測(cè)考試A卷

1、第一份、填空題（每空1分，共30分）: 1、利用熱膨脹曲線確定組織轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)通常采取的兩種方法是: 2、列舉三種你所知道的熱分析方法: 3、 磁各向異性一般包括、等。4、 熱電效應(yīng)包括 效應(yīng)、效應(yīng)、效應(yīng)，半導(dǎo)體制冷利用的是 效應(yīng)。5、 產(chǎn)生非線性光學(xué)現(xiàn)象的三個(gè)條件是、。6、 激光材料由和組成，前者的主要作用是為后者提供一個(gè)合適的晶格場(chǎng)。7、 壓電功能材料一般利用壓電材料的 功能、功能、功能、功能或 功能。8、 拉伸時(shí)彈性比功的計(jì)算式為，從該式看，提高彈性比功的途徑有二：或，作為減振或儲(chǔ)能元件，應(yīng)具有 彈性比功。9、 粘著磨損的形貌特征是，磨粒磨損的形貌特征是的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛，材料抵抗應(yīng)力松弛

2、的能10、材料在恒變形的條件下，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，彈性應(yīng)力逐漸的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛，材料抵抗應(yīng)力松弛的能力稱為。二、是非題（每題1分，共10分）： TOC o 1-5 h z 1、 導(dǎo)溫系數(shù)反映的是溫度變化過(guò)程中材料各部分溫度趨于一致的能力。（）2、 只有在高溫且材料透明、半透明時(shí)，才有必要考慮光子熱導(dǎo)的貢獻(xiàn)。（）3、 原子磁距不為零的必要條件是存在未排滿的電子層。（）4、 量子自由電子理論和能帶理論均認(rèn)為電子隨能量的分布服從FD分布。（）5、 由于晶格熱振動(dòng)的加劇，金屬和半導(dǎo)體的電阻率均隨溫度的升高而增大。（）6、 直流電位差計(jì)法和四點(diǎn)探針?lè)y(cè)量電阻率均可以消除接觸電阻的影響。（）7、 由于嚴(yán)格

3、的對(duì)應(yīng)關(guān)系，材料的發(fā)射光譜等于其吸收光譜。（）8、 凡是鐵電體一定同時(shí)具備壓電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)。（）9、 硬度數(shù)值的物理意義取決于所采用的硬度實(shí)驗(yàn)方法。（）10、 對(duì)于高溫力學(xué)性能，所謂溫度高低僅具有相對(duì)的意義。（）三、單項(xiàng)選擇（每題2分，共20分）：1、關(guān)于材料熱容的影響因素，下列說(shuō)法中不正確的是（）A熱容是一個(gè)與溫度相關(guān)的物理量，因此需要用微分來(lái)精確定義。B實(shí)驗(yàn)證明，高溫下化合物的熱容可由柯普定律描述。C德拜熱容模型已經(jīng)能夠精確描述材料熱容隨溫度的變化。D材料熱容與溫度的精確關(guān)系一般由實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。2、 關(guān)于熱膨脹，下列說(shuō)法中不正確的是（）A各向同性材料的體膨脹系數(shù)是線膨脹系數(shù)的三倍。B各向

4、異性材料的體膨脹系數(shù)等于三個(gè)晶軸方向熱膨脹系數(shù)的加和。C熱膨脹的微觀機(jī)理是由于溫度升高，點(diǎn)缺陷密度增高引起晶格膨脹。D由于本質(zhì)相同，熱膨脹與熱容隨溫度變化的趨勢(shì)相同。 TOC o 1-5 h z 3、 下面列舉的磁性中屬于強(qiáng)磁性的是（）A順磁性B亞鐵磁性C反鐵磁性D抗磁性4、 關(guān)于影響材料鐵磁性的因素，下列說(shuō)法中正確的是（）A溫度升高使得M、B、H均降低。B溫度升高使得M、B降低，H升高。S R CS RCC冷塑性變形使得P和H均升高。D冷塑性變形使得P和H。均降低。5、 下面哪種效應(yīng)不屬于半導(dǎo)體敏感效應(yīng)。（）A磁敏效應(yīng)B熱敏效應(yīng)C巴克豪森效應(yīng)D壓敏效應(yīng)6、 關(guān)于影響材料導(dǎo)電性的因素，下列說(shuō)法

5、中正確的是（）A由于晶格振動(dòng)加劇散射增大，金屬和半導(dǎo)體電阻率均隨溫度上升而升高。B冷塑性變形對(duì)金屬電阻率的影響沒(méi)有一定規(guī)律。C “熱塑性變形+退火態(tài)的電阻率”的電阻率高于“熱塑性變形+淬火態(tài)”D 一般情況下，固溶體的電阻率高于組元的電阻率。 TOC o 1-5 h z 7、 下面哪種器件利用了壓電材料的熱釋電功能（）A電控光閘 B紅外探測(cè)器C鐵電顯示器件 D晶體振蕩器8、 下關(guān)于鐵磁性和鐵電性，下面說(shuō)法中不正確的是（）A都以存在疇結(jié)構(gòu)為必要條件B都存在矯頑場(chǎng)C都以存在疇結(jié)構(gòu)為充分條件D都存在居里點(diǎn)9、 下列硬度實(shí)驗(yàn)方法中不屬于靜載壓入法的是（）A布氏硬度B肖氏硬度C洛氏硬度D顯微硬度10、 關(guān)

6、于高溫蠕變性能，下列說(shuō)法中不正確的是（）A蠕變發(fā)生的機(jī)理與應(yīng)力水平無(wú)關(guān)。B粗化晶粒是提高鋼持久強(qiáng)度的途徑之一。C松弛穩(wěn)定性可以評(píng)價(jià)材料的高溫預(yù)緊能力。D蠕變的熱激活能與材料的化學(xué)成分有關(guān)。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）：1、以杜隆一珀替定律為例，簡(jiǎn)要回答熱容模型的推導(dǎo)步驟。2、直接交換作用是如何解釋自發(fā)磁化現(xiàn)象3、什么是霍耳效應(yīng)，簡(jiǎn)要回答其在電學(xué)性能中的應(yīng)用。4、如何理解反射系數(shù)和折射率的關(guān)系？5、以BaTiO3晶體為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明熱運(yùn)動(dòng)引起的自發(fā)極化。五、論述題（每題10分，共10分）：鐵磁性材料的技術(shù)磁化過(guò)程分為哪幾個(gè)階段，請(qǐng)用簡(jiǎn)圖表示并用文字簡(jiǎn)單說(shuō)明各階段的含義，指出如何從該圖求得自發(fā)磁

7、化強(qiáng)度。答案：一、填空題（每空1分，共30分）：1、拐點(diǎn)法、切點(diǎn)法2、DTA、 DSC、 TG3、應(yīng)力各向異性、形狀各向異性、磁晶各向異性4、賽貝克效應(yīng)、湯姆遜效應(yīng)、帕爾帖效應(yīng)、帕爾帖效應(yīng)5、入射光為強(qiáng)光、對(duì)稱性要求、位相匹配6、基質(zhì)、激活離子7、壓電、熱釋電、鐵電、電致伸縮、電光8、以=氣、提高a、降低E、較高的e 2 Ee9、機(jī)件表面有大小不等的結(jié)疤、摩擦面上有擦傷或犁皺溝槽10、降低、松弛穩(wěn)定性二、是非題（每題1分，共10分）：1、 2、 3、 4、 5、X 6、 7、X 8、 9、 10、三、單項(xiàng)選擇（每題2分，共20分）：1、C2、C 3、B 4、A5、C6、D 7、B8、C 9、B

8、10、A四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）:1、以杜隆一珀替定律為例，簡(jiǎn)要回答熱容模型的推導(dǎo)步驟。推導(dǎo)步驟：（1）把每個(gè)原子看成諧振子，計(jì)算其平均能量（2） 計(jì)算單位摩爾原子的總能量E（ 1分）（3） 根據(jù)熱容定義求得四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）:1、以杜隆一珀替定律為例，簡(jiǎn)要回答熱容模型的推導(dǎo)步驟。推導(dǎo)步驟：（1）把每個(gè)原子看成諧振子，計(jì)算其平均能量（2） 計(jì)算單位摩爾原子的總能量E（ 1分）（3） 根據(jù)熱容定義求得C =驏主（1分）以杜隆一伯替定律為例：e （ 1 分）1（1 ） e = kT 鬃 2 = 3 kT （ 1 分） 2（2 ） E = 3 N AkT = 3 RT （ 1

9、分）（3 ） C =驏壽鼢=:VV2、直接交換作用是如何解釋自發(fā)磁化現(xiàn)象的？3 R（ 1 分）解釋自發(fā)磁化的理論：海森堡直接交換作用1分）多原子情況下，外層和次外層電子可以交換位置，帶給體系附加的交換能E = -2As1 ?s2 -2AS2 cosf（2 分）A：交換能積分常數(shù)s自旋動(dòng)量矩矢量；f：自旋動(dòng)量矩矢量；s:動(dòng)量矩矢量的模若A 0,當(dāng)/ = 00時(shí)/最小，即自旋磁矩平行排列，產(chǎn)生自發(fā)磁化1.（5分）ex3、什么是霍耳效應(yīng)，簡(jiǎn)要回答其在電學(xué)性能中的應(yīng)用?；舳?yīng)是指，如果外加磁場(chǎng)方向與導(dǎo)體中電流方向垂直，則在與磁場(chǎng)和電流二者垂直的方向上出現(xiàn)橫向電勢(shì)差vab， 這一現(xiàn)象稱之為霍耳效應(yīng)。（

10、2分）霍耳效應(yīng)可以用來(lái)確定：測(cè)量載流子類型：因?yàn)閂AB的正負(fù)的正負(fù)與載流子的正負(fù)有關(guān)。（1分）測(cè)量載流子濃度：依據(jù)公式為V =上-燮,人為導(dǎo)體在磁場(chǎng)方向的線度。（1分） AB nq b測(cè)量遷移率：依據(jù)公式為J = nqv = nq口E = ； np = k=k。（1分）H研究半導(dǎo)體：因?yàn)榘雽?dǎo)體的載流子濃度小于金屬電子的濃度且容易受溫度、雜質(zhì)的影響，所以霍耳系數(shù)是研究半導(dǎo) 體的重要方法之一。（1分）4、如何理解反射系數(shù)和折射率的關(guān)系？反射系數(shù)：對(duì)于任一入射的線偏振光，入射光的電場(chǎng)分量可以分解為平行于入射面的P分量和垂直于入射面的S分 量。在折射和反射過(guò)程中，p和s兩個(gè)分量的振動(dòng)是相互獨(dú)立的。為了

11、說(shuō)明反射和折射各占多少比例，通過(guò)引入反 射系數(shù)R的概念。（2分）定義R=Wr/Wi, W為能流密度，根據(jù)波動(dòng)理論，有：1W 驏圣W = -rA2w2v,因此Wi =桫At。由刖述，Wi = W + Wir、A、w、v分別為介質(zhì)密度，振幅，角頻率，波速。（1分）計(jì)算結(jié)果表明：R=K =1 輊n2（i r）+tan2（i-r）Wi 2 |S|n2（i + r） tan2（i + r）i很小時(shí)該式簡(jiǎn)化為:W r =Wi212，即介質(zhì)之間的折射率差別越大，反射越嚴(yán)重，5、以B這翻晶袍例學(xué)系要說(shuō)明當(dāng)折動(dòng)引起大時(shí)，極醐損失變大。（35、BaTiO3立方體晶胞中，Ba原子位于頂點(diǎn)位置，O原子占據(jù)6個(gè)面心位置

12、，Ti位于體心位置。氧八面體空腔體積大于鈦 離子體積，給鈦離子位移的余地。（2分）較高溫度時(shí)，鈦離子熱振動(dòng)能較大，難于在偏離中心的某一個(gè)位置上固定下來(lái)，接近六個(gè)氧離子的幾率相等，晶體保持高的對(duì)稱性，自發(fā)極化為零。（2分）較低溫度時(shí)，鈦離子熱振動(dòng)能降低， 因熱漲落，熱振動(dòng)能特別低的離子占很大比例，其能量不足以克服氧離子電場(chǎng)作用，有可能偏離平衡位置向某一個(gè)氧 離子靠近，偶極矩間的相互作用使偏離平衡位置的離子在新平衡位置上固定下來(lái)，并使這一氧離子出現(xiàn)強(qiáng)烈極化，發(fā) 生自發(fā)極化，使晶體順著該方向延長(zhǎng)，晶胞發(fā)生輕微畸變，由立方變?yōu)樗姆骄w。（2分）五、論述題（每題10分，共10分）：鐵磁性材料的技術(shù)磁化過(guò)程分為哪幾個(gè)階段，請(qǐng)用簡(jiǎn)圖表示并用文字簡(jiǎn)單說(shuō)明各階段的含義，指出如何從該圖求得自 發(fā)磁化強(qiáng)度。（1）可逆壁移階段：OA部分，磁場(chǎng)減少到零時(shí)B沿原曲線減小到零，不出現(xiàn)剩磁。（2分）（2）不可逆壁移階段：AB部分，B隨磁場(chǎng)而急劇增加，磁場(chǎng)減小到零將出現(xiàn)剩磁，即出現(xiàn)磁滯效應(yīng)。巴克豪森的研究表明，該過(guò)程是由疇壁的跳躍性不可逆移動(dòng)引起的。移動(dòng)的結(jié)果是易磁化方向與外磁場(chǎng)夾角大的磁疇消失。（3分）（3）磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)階段：BC部分，疇壁已經(jīng)消失，磁體成為一個(gè)單疇體，但它的磁化強(qiáng)度方向，也即易磁化方向與外磁場(chǎng)方向不一致