材料物理性能 A 试卷答案及评分标准.doc

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1、材料物理性能A试卷答案及评分标准一、是非题（1分×10=10分）1√；2×；3×；4√；5×；6√；7√；8√；9√；10×。二、名词解释（3分×6=18分，任选6个名词。注意：请在所选题前打“√”）1、磁后效应：处于外电场为H0的磁性材料，突然受到外磁场的跃迁变化到H1，则磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值，而是一部分瞬时到达，另一部分缓慢趋近稳定值，这种现象称为磁后效应。2、塑性形变：是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外应力移去后不能恢复的形变。无机材料的塑性形变，远不如金属塑性变形容易。3

2、、未弛豫模量：测定滞弹性材料的形变时，如果测量时间小于τε、τσ，则由于随时间的形变还没有机会发生，测得的是应力和初始应变的关系，这时的弹性模量叫未驰豫模量。4、介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗，由电能转变为其他形式的能，统称为介质损耗。5、光频支振动：光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。6、弹性散射：散射前后，光的波长（或光子能量）不发生变化的散射。7、德拜T3定律：当温度很低时，即T<<θD

3、，cv=1939.7(T/θD)3j.K-1.mol-1，即当T→0K时，cv∝T3→0。8、BaTiO3半导体的PTC现象：价控型BaTiO3半导体在晶型转变点附近，电阻率随温度上升发生突变，增大了3~4个数量级的现象。三、简答题（5分×5=25分，任选5题。注意：请在所选题前打“√”）1、（1）构成材料元素的离子半径；（2）材料的结构、晶型；（3）材料存在的内应力；（4）同质异构体。2、（1）透过介质表面镀增透膜；（2）将多次透过的玻璃用折射率与之相近的胶将它们黏起来，以减少空气界面造成的损失。3、（1）形

4、成极化所需时间极短，约为10-15s，故其ε不随频率变化；（2）具有弹性，当外电场去掉时，作用中心又马上会重合而整个呈现非极性，故电子位移极化没有能量损耗；（3）温度对电子位移极化影响不大。4、导热系数λ的物理意义及其量纲：单位温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量；W·m-1·K-1或J·m-1·K-1·s-1；λ反映了材料的导热能力。5、双碱效应是指当玻璃中碱金属离子总浓度较大时（占玻璃组成25%-30%），碱金属离子总浓度相同的情况下，含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小。当两种碱金属

5、离子浓度比例适当时，电导率中以降到很低。3这种现象解释如下：碱金属氧化物中，碱金属离子占据的空间与其半径有关。在外电场所作用下，碱金属离子移动时，大离子只能通过本身的空位，不能进入小离子的空位，阻碍小离子的运动。小离子进入体积大的离子的空位中，产生应力，不稳定，因而也是进入同种离子的空位较稳定。这样互相干扰的结果使离子迁移率降低。6、脆性材料:在弹性变形后没有塑性形变或塑性形变很小，接着就断裂，总弹性应变能非常小。延性材料:开始表现为弹性形变，接着有一段弹塑性形变，然后才断裂，总变形能很大。弹性材料:具极大的弹

6、性形变。四、问答题（9分×3=27分）1、（1）当外加电场频率很低，即ω→0时，介质的各种极化都能跟外加电场的变化，此时不存在极化损耗，介电常数达最大值。此时的介电损耗主要由漏导引起，与频率无关。损耗角正切，故当ω→0时tanδ→∞，且随着频率的升高，tanδ减小。（2）当外加电场频率逐渐升高时，弛豫极化在某一频率开始跟不上外电场的变化，它对介电常数的贡献逐渐减小，因而介电常数εr随着频率升高而减小。在这一频率范围内，由于<<1，故tanδ随频率升高而增大，介质损耗也增大。（3）当频率提很高时，介电常数仅由位移

7、极化决定，εr→ε∞趋于最小值。此时由于>>1，tanδ随频率升高而减小，ω→∞时tanδ→0。tanδεrPwεr、tanδ、Pw与ω之间的关系图示与ωεr、tanδ、Pwωm另外，从图中可以看出，在ω＝ωm时，tanδ达最大值，此时，其中εrs为静态或低频下的相对介电常数；εr∞为光频下的相对介电常数。tanδ达最大值主要由弛豫过程决定。如果介质电导显著增大，则tanδ峰值变平坦，甚至没有最大值。2、裂纹的亚临界生长：在使用应力下，裂纹随着时间的推移而缓慢扩展叫之或称为静态疲劳。应力腐蚀理论解释：在一定的坏

8、境条件和应力场强度因子作用下，材料中关键裂纹尖端处，裂纹扩展的动力与裂纹扩展阻力的比较，构成裂纹生长（开裂）或不生长（止裂）的条件。起因：材料长期暴露在腐蚀性环境介质中，断裂强度降低。简单解释如下图所示。注：文字说明亦可。3、铁磁材料在交变磁场作用下的磁性与它在静磁场作用下的磁性有很大的不同。3首先，材料在静磁场中的磁导率是一常数；但在交变磁场中存在磁滞效应、涡流效应、磁后效应和畴壁共