材料物理性能测试思考题答案

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1、有效电子数：不是所冇的自由电了•都能参与导电，在外电场的作用下，只冇能S接近赀密能的少部分电子，方冇可能被激发到空能级上去而参与导电。这种真正参加导电的tl由电子数被称为有效电子数。K状态：一般与纯金属一样，冷加工使岡溶体电阻71•高，退火则降低。但对某些成分屮含有过渡族金属的合金，尽管金相分析和x射线分析的结果认为其纟II织仍足单相的，似在回火屮发现合金电阻奋反常升商，而在冷加工吋发现合金的电阻叨显降低，这种合金组织ili现的反常状态称为K状态。X射线分析发现，组元原子在品体中不均匀分布，使原子间距的人小显著波动，所以也把K状态称为“不均匀固溶

2、体”。能带：晶体中大S的原子集合在一起，而且原子之间距离很近，致使离原子核较远的壳S发生交叠，壳层交叠使电子不再局限于某个原了•上，有可能转移到相邻原了•的相似壳层上去，也可能从相邻原了•运动到更远的原了•壳层上去，从血使本來处于同-能量状态的电子产生微小的能景差异，与此相对应的能级扩展为能带。禁带：允许被电了占裾的能带称为允许带，允许带之间的范围是不允许电了•占据的，此范围称为禁带。价带：原子中最外层的电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带。导带：价带以上能呈低的允许带称为导带。金属材料的基本电阻：理想金属的电阻只与电子散射和声子散射

3、两种机制奋关，可以肴成为基本电阻，基本电阻在绝对零度时为零。残余电阻(剩余电阻)：电子在杂质和缺陷上的散射发生在有缺陷的晶体屮，绝对零度下金属呈现剩余电阻。这个电阻反映了金属纯度和不完整性。相对电阻率：p(300K)/p(4.2K)是衡暈金属纯度的重要指标。剩余电阻率p金属在绝对零度时的电阻率。实用中常把液氦温度(4.2K)下的电阻率视为剩余电阻率。相对电导率：工稈屮川相对电导率(IACS%)表征导体材料的导电性能。把国际标准软纯铜(在室温20VK电肌率p=0.01724Qmm2/m)的电导率作为100%，：ft•他导体材料的电导率与之相比的百

4、分数即为该导体材料的相对电导率。马基申定则(马西森定则)：p=p’+p(T)在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献对以加法求和。p’：决定于化学缺陷和物理缺陷而与温度无关的剩余电肌率。p(T)：取决于品格热振动的电肌率(声子电肌率)，反映了电子对热振动原子的碰撞。晶格热振动：点阵中的质点(原子、离子)围绕其平衡位置附近的微小振动。格波：晶格振动以弹性波的形式在晶格中传播，这种波称为格波，它是多频率振动的组合波。热容：物体溫度升高1K时所志耍的热量(J/K)表征物体奔:变温过程中勾外界热量交换特性的物理量，直接与物质内部原了•和电了无规则热运动相

5、联系。比定压热容：压力不变吋求出的比热界。比定容热容：体积不变时求出的比热容。热导率：表征物质热传导能力的物理暈为热导率。热阻率：定义热导率的倒数为热阻率(0,它可以分解为两部分，晶格热振动形成的热阻(cop)和杂质缺陷形成的热肌(0)0)。导温系数或热扩散率：它表示在单位温度梯度下、单位时间内通过单位横截淅积的热虽。热穿率的单位:W/(m-K)热分析：通过热效应來研究物质内部物理和化学过程的实验技术。原理是金属材料发生相变时，伴随热函的突变。反常膨胀：对于铁磁性金属和合金如铁、钴、镍及艽某些合金，在正常的膨胀曲线t出现附加的膨胀峰，这些变化称为

6、反常膨胀。其中镍和钴的热膨胀峰向上为正，称为正反常；而铁和铁镍合金其有负反常的膨胀特性。交换能：交换能Eex=_2Aol02C0S(J)A—交换积分常数。当A〉0，4)=0时，Eex蛣小，自旋磁矩自发排列同一方向，即产生自发磁化。当A<0，时，么，也最小，自旋磁矩呈反向〒行排列，即产牛.反铁磁性。交换能是近邻原了间静电相互作用能，各向同性，比其它各项磁自由能大102〜104数虽级。它使强磁性物质相邻原了磁矩有序排列，即q发磁化。磁滞损耗：铁磁体在交变磁场作用下，磁场交变一周，B-H曲线所描绘的曲线称磁滞回线。磁滞回线所围成的积为铁磁体所消耗的能量

7、，称为磁滞损耗，通常以热的形式而释放。磁滞损耗2=技术磁化：技术磁化的木质是外加磁场对磁畴的作用过程即外加磁场把各个磁畴的磁矩方14转到外磁场万

8、4(和)或近似外磁场方向的过程。技术磁化的两种实现方式是的磁畴壁迁移和磁矩的转动。请画出纯金属无相变时电阻率一温度关系曲线，它们分为几个阶段，各阶段电阻产生的机制是什么？为什么高温下电阻率与温度成正比？l—p电-声ocT(T〉2/3(E)D);2—p电-声aT5(T<<0D);3—p电-电《T2（T=2K）分为三个阶段：⑴温度T〉（2/3）0D阶段，电阻率正比于温度，即P（T）=aT。电阻产生的机制足电

9、子一声子（离子）散射。（2）温度T<<©D阶段，电阻率与温度成五次方关系，即pocT5。屯阯产生的机制是电子一声子（离子）散射，（3）在