10112评分标准a、b

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1、山东轻工业学院09/10学年第2学期《材料性能》期末考试（A卷）评分标准一、解释下列专业术语（10分）1、是指一种外力除去后不能恢复的形变。2、离子的本征电导是指晶体点阵基本离子的运动。3、极化强度单位体积中电偶极矩的矢量和。4、介质损耗电介质在电场作用下，单位时间内消耗的电能。5、色散材料折射率随入射光的频率减小而减小的性质。二、铁原子的原子序数是26，其未被抵消的自旋磁矩是多少？（一个电子的自旋磁矩近似等于一个玻尔磁子μB。）（10分）写出铁原子的核外电子排布，1s22s22p63s23p63d64s2，除3d子层外，各层均

2、被电子添满，自旋磁矩被抵消。根据洪特规则，电子在3d子层中应尽可能填充到不同的轨道，并且自旋尽量在同一方向上。因此5个轨道除一个必须添入2个电子外，其余4个轨道均只有一个电子，且这些电子的自旋方向平行，因此总的自旋磁矩为4μB。要点：1.核外电子排布2.3D电子排布简图↑↑↑↑↑↓及其说明3.答案4μB。三、有一构件，实际使用应力为1.3GPa，现有以下两种钢材待选：甲钢，σys=1.95GPa，KIC=45MPa·m1/2；乙钢，σys=1.56，KIC=75MPa·m1/2。设几何形状因子Y=1.5，最大裂纹尺寸2C=2mm

3、。试问应该选择哪种钢材？为什么？（15分）见教材51页例题。说明两种方法得出截然相反的结果。按照断裂力学的观点选材，既安全可靠，又能充分发挥材料的强度，合理使用材料。而按照传统观点，片面追求高强度，其结果不但不安全，而且还埋没了乙钢这种非常合用的材料。答案要点：1．传统方法计算；2.断裂力学计算；3.裂纹半长；4.强度高未必安全；5.两种方法对比讨论。四、.在硅单晶中渗入十万分之一的砷原子，可使硅的导电能力大幅度增加，请画出能结构简图，说明形成了何种半导体。有何应用？（15分）五价的砷与硅形成共价键时多余一个电子，即提供一个施主

4、能级，此能级离导带底很近，只差0.05eV，比满带中的电子容易激发的多，形成电子导电，使导电能力大大增加。掺入施主杂质的半导体称为n-型半导体。在此材料表面产生氧气吸附反应，氧气得到电子，使半导体表面空间电荷层中的载流子浓度减小，形成耗尽层，因此表面电导率降低。答案要点：1.能带结构简图中附加能级正确；2.简要描述形成n-型半导体过程,；3.负电吸附，电导率降低。4.气敏元件五、计算石英玻璃和Al2O3陶瓷能够承受的临界淬冷温差（假定Biot模数β→∞）。讨论临界淬冷温差△Tc的意义及△Tc出现差异的主要原因。（本题满分15分）

5、根据热应力大于等于材料强度时，材料发生热震破坏原则，由于假定Biot模数β→∞，可以由σC=EαΔTC计算出两种材料的临界淬冷温度差。临界淬冷温差表示在此温差下，材料中产生的热应力达到了材料的强度，材料产生断裂破坏。是材料可以承受的最大淬冷温差，可以表明材料抗热震性能的优劣。氧化铝和石英玻璃出现差异的原因主要与膨胀系数有关系，得出低膨胀材料抗热震性能好的结论。可以进一步拓展讨论导热系数的作用。要点：1.临界淬冷温差的概念；2.计算过程及其结果；3.低膨胀材料抗热震性能好。六、判断题（10分）1.正确2.错误3.正确4.正确5.错

6、误6.正确7.正确8.正确9.正确10.正确。七、分析比较金属材料与石英玻璃、石英陶瓷的透光性。（10分）金属材料不透光，石英玻璃的透光性大于石英陶瓷的透光性。由于金属材料对光的吸收系数达到几万甚至几十万，实际上金属材料是不透明的；无机材料的吸收系数仅为很小的数量级10-2。吸收系数的差异可以用禁带宽度的大小来讨论。同一种材料的透光性取决于材料对光的散射及表面反射。石英陶瓷和玻璃属于同一材质，可以认为吸收系数相等，因此两者透光性的大小只要比较对光的反射和散射损失的能量即可。玻璃是无定形结构，折射率比晶体小，反射系数，由此造成的反

7、射损失比晶体小，透光性最好；石英陶瓷属于多晶体，除了因反射系数大造成反射损失大以外，还存在晶界反射损失，由于晶界数量巨大，造成了光的散射，其透光性比玻璃差。要点：1.金属材料没有禁带，无机材料禁带宽度大，是造成吸收系数产生巨大差异的原因；1.透光顺序；2.讨论折射率对反射的影响；3.散射的影响八、概念、原理清楚，有创新设计或者提出的主要改进措施合理，了解该性能的一种应用。（15分）山东轻工业学院10/11学年第2学期《材料性能》期末考试（B卷）评分标准一、解释下列专业术语（20分）1、是指电介质的击穿电场强度。2、是指单位电场强

8、度下，质点电偶极矩的大小。3、应力弛豫是指施加恒定应变，应力将随时间而减小的现象。4、第一类超导体是指具有一个临界磁场的超导体。5、是指对粘弹性体施加恒定应力，其应变随时间而增加的现象。6、抗热震性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力。7、本征电子电导是指