功能材料專業(yè)功能材料試題及參考答案

【--文秘專業(yè)】〔或晶體由順電相到鐵電相的轉(zhuǎn)變溫度〕。鐵電疇：鐵電晶體中許很多多晶胞組成的具有一樣自發(fā)極化方向的小區(qū)域稱為鐵電疇。電致伸縮：在電場作用下，陶瓷外形上的伸縮〔或應(yīng)變〕叫電致伸縮。電場能轉(zhuǎn)變成熱能。單位時間內(nèi)消耗的電能叫介質(zhì)損耗。nn1cm2，1cm〔或電阻率的倒數(shù)或它是表征材料導(dǎo)電力量大小的特征參數(shù)。壓敏電壓：一般取I=1mAI隨V壓大小的標志稱壓敏電壓。因相互抵消而減弱。化學鍍鎳的原理是什么？答：化學鍍鎳是利用鎳鹽溶液在強復(fù)原劑〔次磷酸鹽〕的作用下，在具有催化性質(zhì)的瓷件外表上，使鎳離子復(fù)原成金屬、次磷酸鹽化活性，能構(gòu)成催化自鍍，使得鍍鎳反響得以不斷進展。干壓成型所用的粉料為什么要造粒？造粒有哪幾種方式？各有什么特點？答：為了燒結(jié)和固相反響的進展，干壓成型所用粉料顆粒越細越好，但是粉料越細流淌性越差；同時比外表積增大，粉料占的體積也大。干壓成型時就不能均勻地填充模型的每一個角落常造成空洞、邊角不致密、層裂、彈性后效等問題。為了解決以上問題常承受造粒的方法。造粒方式有兩種方式：加壓造粒法和噴霧枯燥法。加壓造型制品的成型要求。但是這種方法生產(chǎn)效率低、自動化程度不高。噴霧枯燥法可得到流淌性好的球狀團粒，產(chǎn)量大、可連續(xù)生產(chǎn)，適合于大、機械強度不如噴霧枯燥法高。鐵電體與反鐵電體的自發(fā)極化有何不同特點？并分別解釋為什么總的ΣP＝0？答;鐵電體自發(fā)極化的特點是單元晶胞中的偶極子成對的按一樣無章的分布；反鐵電體自發(fā)極化的特點是單元晶胞中的偶極子成對的按相反方向平行排列且這兩局部偶極子的偶極矩大小相等方向相反。鐵電體ΣP＝0鐵電體晶胞中偶極子以反平行方向排列偶極子的偶極矩在晶胞內(nèi)部自行抵消，所以對外不顯示極性ΣP＝0。獨石電容器的的特點是什么？答：性能特點：大容量、小體積、長壽命、高牢靠性適應(yīng)電子起來，使陶瓷材料和電極同時燒成一個整體。〔SrTiO3例說明〕？什么是受主能級？形成受主能級有哪幾種方式？答：受主是能夠在禁帶供給空能級的雜質(zhì)；形成有效受主的條件以SrTiO3Sr2＋〔或Ti4＋〕，1〕摻雜離子與Sr2＋〔或Ti4＋〕半徑相近；2〕摻雜離子電價低于Sr2＋〔或Ti4＋〕。受主雜質(zhì)上的電子態(tài)相應(yīng)的能級是受主能級；形成受主能級的方式有：低價外來陽離子替位；陽離子缺位；陰離子添隙等。什么是半導(dǎo)體陶瓷，半導(dǎo)體陶瓷的能帶構(gòu)造有什么特點？答：半導(dǎo)體陶瓷是導(dǎo)電力量介于導(dǎo)體和絕緣體之間的陶瓷。能帶構(gòu)造特點是價帶全部被電子填滿，禁帶沒有被電子填充是全空的，2ev。氣敏陶瓷吸附氣體有哪幾種具體狀況？各有什么電學特點？1〕N氧化性氣體其特點是N2〕NN電導(dǎo)率增大；3〕PP載流子數(shù)目增多，電導(dǎo)率增大；4〕P點是P1、SrTiO3進展解釋。〔10〕具備缺一不行。依據(jù)氧揮發(fā)半導(dǎo)化機理1〕施主離子的參加導(dǎo)致陽離子空位鍶空位的產(chǎn)生。2〕鍶空位的消滅大大減弱了空位近鄰的鈦氧八面體的Ti-O3〕在復(fù)原氣氛中高溫燒結(jié)時，氧通過集中揮發(fā)在晶格中形成氧空位，氧空位電離而成為N2BaTiO3BaTiO3微觀構(gòu)造及生產(chǎn)工藝有何不同？并解釋為什么晶界層電容器的視在介電常數(shù)比鐵電電容器大幾十倍?！?2〕移峰劑和壓峰劑等，而BaTiO3劑促進半導(dǎo)化。微觀構(gòu)造上，BaTiO3較大的BaTiO3BaTiO3粒外表的一層介電常數(shù)較大的介質(zhì)層組成且晶粒。生產(chǎn)工藝上，BaTiO3BaTiO3效電路相當于一個阻容網(wǎng)絡(luò)，其視在介電常數(shù)ε≈(d2/d1)εb,其中d1為晶界絕緣介質(zhì)層的厚度，d2εb純BaTiO3d2＞＞d1的視在介電常數(shù)比鐵電電容器大幾十倍。微構(gòu)造的連續(xù)分布圖像。〔12〕ZnCon由于富鉍相溶有大量的ZnOSb2O3ZnOSb2O3CoO、MnO2功能材料是指具有一種或幾種特定功能的材料，如磁性材料、能”的作用。1、金屬、半導(dǎo)體、絕緣體是如何區(qū)分的？答：它們分為良導(dǎo)體電阻率≤10-6m，絕緣體電阻率≈1012—1022m，介于這兩者之間的半導(dǎo)。2、常見的半導(dǎo)體材料有哪些？列出三種以上3、從能帶理論解釋半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，并說明其與導(dǎo)體和半導(dǎo)體的不同點。答：半導(dǎo)體價帶被填滿，而導(dǎo)帶被空穴填滿。受到激發(fā)時，電滿，而最外層電子為自由電子，填充導(dǎo)帶，且金屬的禁帶寬度小于半形成導(dǎo)電現(xiàn)象。4、什么是本征半導(dǎo)體？什么是摻雜半導(dǎo)體？各有什么特點？答：本征半導(dǎo)體即不含任何雜質(zhì)的純潔半導(dǎo)體，其純度在99.999999入雜質(zhì)時，半導(dǎo)體變成非本征的，也稱雜質(zhì)半導(dǎo)體，特點：半導(dǎo)體導(dǎo)電性大大增加。5、請以硅為例，表達本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電過程答：從外界獲得能量，價電子就會擺脫共價鍵的束縛成為自由電子，在共價鍵中留下一個“空穴”。同時，這個自由電子又會去填補其它空穴。電子填補空穴的運動相當于帶正電荷的空穴在運動?？昭ㄔ蕉?，半導(dǎo)體的載流子數(shù)目就越多，因此形成的電流就越大。6、摻雜半導(dǎo)體依據(jù)摻雜類型不同又分為哪兩種？答：NP7、什么是pn5n3p8、pn近導(dǎo)帶，非簡并半導(dǎo)體其雜質(zhì)能級位于導(dǎo)帶和價帶之間。9、pnV-I答：pnNPPN載流子連續(xù)集中，到達動態(tài)平衡形成Pn10、半導(dǎo)體的電導(dǎo)率受哪些因素影響？是如何影響的？答：摻雜濃度摻雜越高，載流子濃度越大，電導(dǎo)率越大，電阻率越小。對本征半導(dǎo)體來說，溫度上升，載流子濃度增加，電導(dǎo)率增加，電阻率下降，對非本征半導(dǎo)體，在低溫區(qū)與溫度成3/2飽和區(qū)與溫度成-3/211、第一代、其次代、第三代半導(dǎo)體分別是什么？它們各有什么特點？答：第一代半導(dǎo)體：元素半導(dǎo)體，如Si，Ge。應(yīng)用較廣，器件頻率較低。其次代半導(dǎo)體：化合物半導(dǎo)體，以砷化鎵、磷化銦和氮化鎵等為代表，包括很多其它III-VSiC、GaNAlN，禁帶寬度在2eV以上，擁有一系列優(yōu)異的物理和化學性能。12、什么是壓電效應(yīng)？正壓電效應(yīng)？逆壓電效應(yīng)？答：壓電效應(yīng)是指某些物質(zhì)能將電能轉(zhuǎn)化為機械能或者能將機相反的電荷，當外力去掉形變消逝后，又重回到不帶電的狀態(tài)。逆壓電效應(yīng)：在極化方向上施加電場，它又會產(chǎn)生氣械形變的現(xiàn)象。13、壓電材料可分為哪三類？分子壓電材料。14、請舉例說明壓電效應(yīng)的應(yīng)用。答：玻璃裂開報警器，壓電加速度傳感器，壓電打火。15、介電材料、壓電材料、熱釋電材料、鐵電材料存在怎樣的包含關(guān)系？答：介電體包括壓電體包括熱釋電體包括鐵電體16、超導(dǎo)現(xiàn)象及其特性超導(dǎo)現(xiàn)象是指材料在低于某一溫度時，電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，而抗磁性。零電阻性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。完全抗磁性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時，只要外加磁場不超過肯定值，磁力線不能透入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場恒為零。約瑟夫森效應(yīng)：兩超導(dǎo)材料之間有一薄絕緣層〔1nm〕而形成低電阻連接時，會有電子對穿過絕緣層形成電流，而絕緣層兩側(cè)沒有電壓，即絕緣層也成了超導(dǎo)體17、常用的超導(dǎo)材料有哪些？元素超導(dǎo)體：常壓下，在目前所能到達的低溫范圍內(nèi)，已覺察具有超導(dǎo)電性2818TiVZrNbMo、Ta〔鉭〕、W10Bi、Al、Sn、Pb界溫度凹凸排列，NbTc＝9.24K；其次是元素Tc〔De一個人工合成的La，Tc＝6.00K30GPa13K。元素超導(dǎo)體除V、Nb、Ta超導(dǎo)體，很難有用化。合金超導(dǎo)體：Nb-Zr、Nb-Ti、Nb-40Zr-10Ti、Nb-Ti-Ta金屬間化合物超導(dǎo)體：化合物超導(dǎo)體與合金超導(dǎo)體相比，臨界溫度和臨界磁場(Hc2)10T造。如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge、Nb3Al，Nb3(AlGe)等。陶瓷超導(dǎo)體：鑭系高溫超導(dǎo)陶瓷：以La2CuO3溫超導(dǎo)陶瓷：以YBa2Cu2OyBi-Sr-Cu-O表；鉈系高溫超導(dǎo)陶瓷：以Tl-Ba-Ca-Cu-O18、舉例說明超導(dǎo)材料的應(yīng)用〔3〕19、什么是激光？激光的特性？答：原意表示光的放大及其放大的方式，現(xiàn)在用作由特別振蕩器發(fā)出的品質(zhì)好、具有特定頻率的光波之意。特性：相干性好，全部放射的光具有一樣的相位；單色性純，108~101020、常用的激光材料有哪些？21、影響發(fā)光強度因素是什么？答：晶體構(gòu)造、激活劑、激發(fā)源類型、雜質(zhì)種類、溫度、使用環(huán)境氣氛22、為什么發(fā)光材料中一般含有的金屬原子是Fe.Co.Ni答：由于這些原子含有dd能級間隙小，發(fā)光波長長。23、紅外材料答：是指與紅外線的輻射、吸取、透射和探測等相關(guān)的一些材于溫度。它本質(zhì)上和可見光一樣是一種電磁波，波長在0.76~1000um之間。24、熱平衡輻射體答：是當一個物體向四周放射輻射時，同時也吸取四周物體所間內(nèi)仍保持確定溫度時，該過程可以看作是平衡。25、智能材料(intelligentmarerials；簡稱IM)答：是指對環(huán)境可感知、響應(yīng)和處理后，能適應(yīng)環(huán)境的材料。應(yīng)同時具備傳感(sensing)、處理(processing)和執(zhí)行(actuation)三種根本功能。26、氫能的特點及儲氫方法1kg1．2×106kJ3kg4.5kg源豐富，地球外表有豐富的水資源，水中含氫量達11．1％；干凈、無毒，燃燒后生成水，不產(chǎn)生二次污染；應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強，可作為燃料電池發(fā)電，也可用于氫能汽車、化學熱泵等。因此，氫能的開發(fā)和利用成為世界各國特別關(guān)注的科技領(lǐng)域。27、儲氫方法可分為物理法和化學法。答：所謂物理方法儲氫是指儲氫物質(zhì)和氫分子之間只有純粹的化學反響、生成的化合物，具有吸取或釋放氫的特性。物理儲氫技術(shù)又分高壓壓縮儲氫、深冷液化儲氫、活性炭吸附儲氣等；化學儲氫28、有用儲氫合金應(yīng)滿足那些要求？答：理論上，能夠在肯定溫度、壓力下與氫形成氫化物并且具材料到達有用的目的，必需滿足以下要求。150m1／g氫原子，然后氫原子向金屬內(nèi)部集中，金屬氫化物的相轉(zhuǎn)變，這些步驟都直接影響吸取氫的速率和金屬氫化物的穩(wěn)定性。在-29—46kJ/molH2(0.1—1MPa)。假設(shè)分解壓過高，則吸氫時充氫壓力較高，需要使用耐高壓容器。假設(shè)分解壓＜0.1MPa，則必需加熱才能釋放氫，需要消耗能源。同時，其P—C—T轉(zhuǎn)變壓力，就能吸取或釋放較多的氫氣。其純度等因素有關(guān)。化學穩(wěn)定性好，經(jīng)反復(fù)吸、放氫，材料性能不衰減，對氫氣O2、CO、CI2、H2S、H2O強，即使有衰減現(xiàn)象，經(jīng)再生處理后,也能恢復(fù)到原來的水平，因而使用壽命長。在儲存與運輸中安全、無害。原料廣、本錢價廉。前爭論并發(fā)和投入應(yīng)用的金屬氫化物還沒有一種完全具備上述特征，只能擇重而取。29、外形記憶效應(yīng)及其三種類型〔畫圖說明〕記憶材料。外形記憶效應(yīng)可分為三種類型：單程外形記憶效應(yīng)、雙程外形全程外形記憶效應(yīng)。30、外形記憶合金必需具備的條件及分類合金呈現(xiàn)外形記憶效應(yīng)必需具備如下條件：馬氏體相變是熱彈性的；母相與馬氏體相呈現(xiàn)有序點陣構(gòu)造；馬氏體內(nèi)部是孿晶變形的；相變時在晶體學上具有完全可逆性。依據(jù)合金組成和相變特征，具有較完全外形記憶效應(yīng)的合金可分為三大系列：鈦-鎳系外形記憶合金，銅基系外形記憶合金和鐵系外形記憶合金。31、外形記憶聚合物及其工作原理？輻射交聯(lián)聚乙烯當溫度超過熔點到達高彈性態(tài)區(qū)域時，施加外上時，它又恢復(fù)到原來的外形，這就是外形記憶聚合物。高聚物的各種性能是其內(nèi)部構(gòu)造的本質(zhì)反映，而聚合物的外形一般是有保持固定成品外形的固定相和在某種溫度下能可逆的發(fā)生軟化—硬化的可逆相組成。固定相的作用是初始外形的記憶和恢復(fù)，構(gòu)造、局部結(jié)晶構(gòu)造、聚合物的玻璃態(tài)或分子鏈的纏繞等。可逆相則態(tài)可逆轉(zhuǎn)變〔玻璃化溫度Tg〕的相構(gòu)造。鐵電性：某些晶體在肯定的溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化〔其極化方向可以因外電場的反向而反向〕晶體的這種性質(zhì)稱為鐵電性。超導(dǎo)體臨界磁場Hc：超導(dǎo)電性可以被外加磁場所破壞。對于溫度為T(T＜Tc)的超導(dǎo)體,當外磁場超過某一數(shù)值Hc(T)的時候，超導(dǎo)電性就被破壞了，Hc(T)稱為臨界磁場。氣敏陶瓷：氣敏陶瓷對某一種或某幾種氣體特別敏感，其阻百萬分之一的量級，個別可達十億分之一的量級，故有“電子鼻”之稱。了與電場強度成比例的變形或機械應(yīng)力時,稱其為負壓電效應(yīng).快淬技術(shù)：它是將熔化的液態(tài)合金急速冷卻至室溫，制得非晶態(tài)或納米晶態(tài)合金。光生伏特效應(yīng)：當光量子的能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光照耀到結(jié)區(qū)時，光照產(chǎn)生的電子-空穴對在結(jié)電場作用下，電子推向npnpP-np-n現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。體的零電阻現(xiàn)象。制造透亮陶瓷的關(guān)鍵是功能材料的表征方法有、、電熱材料就是電流通過導(dǎo)體將熱釋電系數(shù)除與3在超導(dǎo)應(yīng)用中，一般分為在原子系統(tǒng)中，在作用下，感生出與抗磁性。類。工藝承受，則主要承受熱固性黏接劑。硅基材料太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為熱電材料是一種能將和光功能材料包括、按致晶單元與高分子的連接方式，可分為主鏈型液晶和側(cè)鏈型液晶。主鏈型液晶大多數(shù)為高強度、高模量的材料，側(cè)鏈型液晶則大多數(shù)為功能性材料?！病吵^濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等?！病吃谝粋€原子體系中，在光和原子體系的相互作用中，自發(fā)輻決于高、低能級的原子數(shù)量之比?！病撑c有用高溫超導(dǎo)材料相比，低溫超導(dǎo)材料的最大優(yōu)勢在于它可能應(yīng)用于液氮溫區(qū)