材料结构与性能 复习题.doc

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1、一、名词解释非晶体：是指组成物质的分了（或原了、离了）不呈空间有规则周期性排列的固体。液晶：具有液体的流动性，又具有晶体的某些各向异性的物质。准晶：是具有准周期平移格了构造的固体，其屮的原了常呈定向有序排列，但不作周期性平移重复，其对称要素包含与晶体空间格了不相容的对称（如5次对称轴）。固溶体：两种以上的原了或分了溶合在一起时的状态统称为溶体。玻璃态：当液体冷却到熔点，开始凝结成固体时，原了将依靠扩散排列成不仅具有短程有序而且具有长程有序的晶体。金属合金:是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素构成的具有金属性质的物质。品体缺陷：晶

2、体的缺陷是指实际晶体结构屮和理想的点阵结构发生偏并的区域。强度：金属材料在外载荷的作用下抵抗槊•形变形和断裂的能力称为强度。按外力作用的性质不同，主要有屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等，王程常用的是屈服强度和抗拉强度，这两个强度指标可通过拉伸试验测出。弹性模量：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。载流了：电流载体，称载流了。在物理学屮，载流了指可以白由移动的带有电荷的物质微粒,如电了和离了。在半导体物理学屮，电了流失导致共价键上留下的空位（空穴引）被视为载流了。金属屮为电了，半导体屮有

3、两种载流了即电了和空穴。在电场作用下能作定向运动的带电粒了。如半导体屮的H由电了与空穴，导体屮的白由电子，电解液屮的正、负离子，放电气体屮的离子等。超导体：在足够低的温度和足够弱的磁场下，其电阻率为零的物质。一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0,此时称为超导体，达到超导的温度称为临界温度。耐热性：耐热性是指在受负荷下，材料失去加物理机械强度而发生形变的温度。热稳定性：热稳定性则是指材料化学结合开始发生变化的温度。氧指数：所谓氧指数就是规泄的条件下，试样在氧气和氮气的混合气流屮维持稳沱燃烧所需的最低氧气浓度

4、。热膨胀系数：物体由于温度改变而有胀缩现象。其变化能力以等压(P—定)下，单位温度变化所导致的体积变化，即热膨胀系数表示热膨胀系数有体膨胀系数3和线膨胀系数热ao体膨胀系数3=AV/(V*AT),线膨胀系数a=AL/(L*AT),二、简答题(1)力学性能材料的力学性能是指材料受外力作用时的变形行为及其抵抗破坏的能力。力学性能是一系列物理性能的基础，又称机械性能。材料的机械性能通常包括强度、報性、硬度、弹性与刚性、韧性、疲劳等。强度：材料在载荷作用下抵抗明显的犁性变形或破坏的最大能力。犁性：材料在载荷作用下，应力超过屈服点后能产生显著的残余变形而

5、不即行断裂的性质。硬度：材料能抵抗其他较硬物体压人表面的能力称为硬度。常川的硬度试验方法有布氏、维氏和洛氏试验。韧性是指材料抵抗裂纹萌生与扩展的能力。材料的韧性高，意味着其脆性低；反Z亦然。疲劳：材料在受到拉伸、压缩、弯曲、扭曲或这些外力的组合反复作用时，应力的振幅超过某一限度即会导致材料的断裂，这一限度称为疲劳极限。(2)能带理论能带理论：由于电了能级间隙很小，所以能级的分布可看成是准连续的，称为能带。能带理论认为，金属屮的价电了是公有化的和能级是最子化的，所不同的是金属屮由离了点阵所造成的势场不均匀，而呈周期变化。能带理论就是研究金属中的价

6、电了•在周期势场作用下的能最分布问题。如果允带内的能级未被填满，允带之间没有禁带或允带相互重叠，如下图Qb）c）所示，在外电场的作用下电了很容易从一个能级转到另一个能级上去而产生电流。有这种能带结构的材料就是导体。若允带所有的能级都被电了填满，这种能带称为满带。若一个满带上面相邻的是一个较宽的禁带，如图d所示，由于满带屮的电子没有活动的余地，即便是禁带上面的能带完全是空的（空带），在外电场的作用下电了也很难跳过禁带。也就是说，电了不能趋向一个择优方向运动，即不能产生电流。有这种能带结构的材料是绝缘体。半导体的能带结构与绝缘体相同，所不同的是它的

7、禁带较窄，如下图e所示，电了跳过禁带不像绝缘体那么困难。满带小的电了受热振动等因素的影响，能被激发跳过禁带而进入上面的空带，在外电场作用下空带屮的白由电了便产生电流。（3）材料的基木物理效应最了尺寸效应：当粒了尺寸下降到某一最低值时，费米能级附近的电了能级rfl准连续变为离散能级，纳米粒了的光、电、磁、热、声及超导电性与宏观特性有显著差异。小尺寸效应：微粒尺寸与光波的波长、传导电了的得布罗意波长、超导态的相干波长或穿透深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体的边界条件被破坏，导致光、电、磁、热、声、力学等特性的变化。表面效应：纳米微粒尺寸小，表面积

8、大，表面能高，位于表面的原子占相当大的比例，易与如他原了结合。宏观量了隧道效应：微观粒了具有贯穿势垒的作用，称为隧道效应。一些宏观量，如微粒的磁化强度