2009材料物理考题A.doc

《2009材料物理考题A.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

课程号：《材料物理A》期末考试试卷（A）考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟班号学号姓名得分题号一二三四总分得分图1一、填空题（每小题3分，共30分）1．不受外力的情况下，如（图1）所示给出了两种材料内部原子间的结合力与其距离之间的关系，其中，根据图中所给条件，试判别这两种材料的杨氏模量的关系（填大于、小于或等于）。2．影响无机热导率的因素有温度，、、等。3．反射系数，当在界面反射损失严重；当界面反射几乎没有损失。4．半导体导电性的敏感效应主要有；；；。5．离子晶体中的电导主要是离子电导，离子电导分为：和两大类，其中高温时显著。6．铁电陶瓷只有经过极化处理才能显示压电效应，影响极化的三个因素包括，，。7．物质的磁性主要由引起。铁磁性来源于原子未被抵消的和。8．压电效应可分为类，分别是和。9．离子扩散的主要形式有；；。 10．铁氧体磁性材料所具有的特点是；。二、简答题（每小题5分，共35分）1．简述半导体的分类。2．绘出典型铁电体的电滞回线，说明其主要参数的物理意义。3．简述提高无机材料透光性的措施有哪些？4．本征离子电导的导电离子（载流子）主要由什么缺陷提供？其载流子浓度：n＝Nexp(E/2kT)中E的物理意义是什么？5．离子迁移率，试分析影响离子迁移率的主要因素是什么?6．简述介质损耗的概念及分类。7．说出四种无机材料的韧化机制。三、计算题（共20分）1．（5分）一部热机部件由反应烧结氮化硅制成，其热导率λ=0.184J/(cm.s.℃)，厚度d=120mm。如果表面热传递系数h=0.05J/(cm2.s.℃),假设形状因子S=1，R=547℃,估算可兹应用的热冲击最大允许温差。hagD1D2D3f2．（5分）一透明Al2O3板厚度为1mm，折射率n=1.76，用以测定光的吸收系数。如果光通过板厚之后，其强度降低了15%，计算吸收及散射系数的总和。3．（10分）无机材料绝缘电阻的测量试样的外径f＝50mm，厚度h=2mm，电极尺寸如下图所示，其中D1＝26mm，D2＝38mm，D3＝48mm，另一面为全电极。采用直流三端电极法进行测量。（1）请画出测量试样体电阻率和表面电阻率的接线电路图。（2）若采用500V直流电源测出试样的体电阻为250MW，表面电阻为50MW，计算该材料的体电阻率和表面电阻率。四、综述题（共15分）画出软磁、硬磁及矩磁材料的磁滞回线，以软磁材料的磁滞回线为例说明其主要参数的物理意义和造成M—B非线性关系的原因，并举例说明软磁材料的应用。 附：基本公式1．第一、第二和第三热断裂抵抗因子分别为2．介质对光吸收的一般规律：3．光散射方程：4．反射系数(m)：5．费米分布函数：6．体电阻率的理论表达式：体电阻率的实验表达式：7．薄圆片式样表面电阻率表达式：8．导带中导电电子的浓度：价带中空穴的浓度：9．滑移面上F方向的应力为：10．理论断裂强度：11．格利菲斯裂纹断裂强度：12．胡克定律： 课程号：《材料物理A》期末考试试卷（A）标准答案考试形式：闭卷考试考试时间：120分钟一、填空题（每小题3分，共30分）1.2.温度、显微结构、化学组成、气孔3.当n1和n2相差较大，界面反射损失严重；当n1=n2时，界面反射几乎没有损失。4.热敏效应、光敏效应、压敏效应、磁敏效应。5.本征电导，杂质离子电导，本征离子电导。6.极化电场、极化温度、极化时间7.电子的自旋磁矩，自旋磁矩、自发磁化8.两类，正压电效应、逆压电效应。9.空位扩散、间隙扩散、亚晶格间隙扩散。10.高电阻、低损耗。二、简答题（每小题5分，共35分）1．简述半导体的分类。（1）本征半导体：载流子：电子和空穴（2分）（2）杂质半导体（3分）i.n型半导体：掺入施主杂质的半导体。载流子：多余的电子ii.p型半导体：掺入受主杂质的半导体（空穴半导体）。载流子：空穴2．典型铁电体的极化曲线和电滞回线：绘图（2分）Ps－饱和极化强度（1分）Pr－剩余极化强度（1分）Ec－矫顽场强（1分）3．提高无机材料透光性的措施有（1）提高原材料纯度（2）掺加外加剂（3）提高工艺措施。采取比普通烧结法更好的热压法和热等静压法，效果更好。4．本征离子电导的导电离子（载流子）主要由晶体的热缺陷所缺陷提供。其载流子浓度：n＝Nexp(E/2kT)中E的物理意义是缺陷形成能，离解一阳离子和一阴离子达到表面所需要的能量。 5．影响离子迁移率的主要因素是与晶体结构有关(δ、U0、ν0)，T6．任何电介质在电场作用下，总是或多或少地把部分的电能转变成热能使介质发热，在单位时间内因发热而消耗的能量就称介质的损耗。（2分）损耗形势有：电导损耗，极化损耗，电离损耗，结构损耗，宏观结构不均匀的损耗答对其中3个给（3分）7．相变增韧、微裂纹增韧、裂纹偏折和弯曲增韧、裂纹分支增韧、桥联与拔出增韧、延性颗粒增韧、残余热应力增韧、电畴翻转增韧、复合韧化机制。（以上任意4种）三、计算题（共20分，其中1、2题各5分，3题10分）1．解：根据=1082ºC…………3分……………2分2．…………2分………………………….2分……………………………………..1分3．（1）画出测量试样体电阻率和表面电阻率的接线电路图。（4分）hEbgVAr2r1a（2）若采用500V直流电源测出试样的体电阻为250MW，表面电阻为50MW，计算该材料的体电阻率和表面电阻率。（6分）habgVxA 四、综述题（共15分）软磁、硬磁及矩磁材料的磁滞回线分别是绘图（3分）软磁铁磁体的磁化曲线和磁滞回线：Ms－饱和磁化强度（1分）Mr－剩余磁化强度（1分）Hc－矫顽磁场（1分）用磁畴概念解释造成M—B非线性关系的原因铁磁体自发磁化区域一致的区域称为磁畴（4分）举例说明软磁材料的应用（5分）