无机材料物理性能题库(1)(2)

指在低于材料断裂韧性的外加应力场强度作用下所发生的裂纹缓慢扩展。

机理;a.应力腐蚀理论;在一定的环境温度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动力与裂纹扩展阻力的比较,构成裂纹开裂或止裂的条件。 b.空腔机理,陶瓷在高温下长期受力的作用时,晶界玻璃相的结构粘度下降,由于该处的应力集中,晶界处于甚高的局部拉应力状态,玻璃相则会发生蠕变或粘性流动,形变发生在 气孔\夹层\晶界层\甚至结构缺陷中,形成空腔。空腔进一步沿晶界方向长大、

连通形成

9.

a裂纹偏转增韧

;

应力场

,

增长

.

b裂纹桥接增韧

;

c弥散增韧;在基体中渗入具有一定颗粒尺寸的微细粉料达到增韧的效果。 d相变增韧

;

增韧机理包括应力诱导相变增韧、微裂纹增韧等。

1.

在亚稳的四方晶相

ZrO2ZrO2由四方相转变

保准通过

2.

10.?

热容为使物体温度升高1K所需要的外界提供的能量。

11.

热膨胀的本质是质点振动的非简谐效应。

表现为晶体的热膨胀。

12.试简述影响热膨胀性能的主要因素及影响规律

1.

2.

3.

13.什么是抗热震性,如何表示陶瓷材料的抗热震性?试简要说明提高陶瓷材料的抗热冲击断裂性能的主要措施。

通过抗

热冲击断裂因子表示陶瓷材料的抗热震性.提高措施:

模量E/E提高

------

c、减小材料的热膨胀系数α;d、减小材a提高了热稳定性。 b

保准通过

料的表面热传递系数h

14. e、减小产品的有效厚度。

固体中的导热主要是由晶格振动的格波和自由电子的振动来实现。金属含有大量的自由电子,而且电子的质量很轻,

所以能迅速实现热传递。因此金属一般都有较大的热导它们的主要传热机构。 1.温度的影响2. 显微结构的影响3. 化学组成的影响4. 复相材料的热导率5.气孔的影响.

15.为什么金属材料有较大的热导率，而非金属材料的导热不如金属材料好？

答：固体中导热主要是由晶格振动的格波和自由电子运动来实现的。在金属中由于有大量的自由电子，而且电子的质量很轻，所以能迅速地实现热量的传递。虽然晶格振动对金属导热也有贡献，但只是很次要的。在非金属晶体，如一般离子晶体的晶格中，自由电子是很少的，晶格振动是它们的主要导热机构。因此，金属一般都具有较非金属材料更大的热导率.

16..画图说明并解释晶体和非晶体导热系数随温度变化规律的不同(图自记）

1.非

声子平均自由程在绝大多数情况下都比晶体的小的多。

2.

C点或

f

3.非晶体热导率曲线与晶体热导率曲线的区别是前者没有热导率的峰值m点

17、什么叫晶体的热缺陷，有几种类型写出其浓度表达式晶体中离子电导分为哪几类 由于晶体中的原子(或离子)的热运动而造成的缺陷称为热缺陷

弗仑克尔缺陷 （公式1）

肖特基缺陷 （公式2）

分为

2

本征电

保准通过

18 极化指介质内质点、原子、分子、离子、正负电荷重心分离，从而转变成偶极子。

化。

电子位移极化：在外电场作用下，

原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极

离子位移极化：

离子在电场的作用

转向极化：具有恒定偶极矩的极性分子在外加电场作用下，

偶极子发生转向趋于和外

19、何谓介质损耗？介质损耗的形式有哪些？

答：介质损耗——将电介质在电场作用下，引起介质发热，单位时间消耗的电能叫介质损耗.主要类型：（1）电导（漏导）损耗（2）极化损耗3）电离损耗4）结构损耗（5）宏观结构不均匀的介质损耗。 20.

MgO,SrO,BaO?

材料热震频率r即材料在课件光区的透过范围大，而这就要求材料的离子间作用力小阳离子和阴离子质量大，即β小，Mc与Ma要大。对于MgO,SrO,BaO，它们都是离Ba2+

又因为相比Mg,Sr,BaBa2+与O2-McBaO 材料的r最小。因而能传播最长波长的红外辐射。

保准通过

21、试分析讨论为什么氧化铝（Al2O3）陶瓷能制成透明灯管，而金红石（TiO2）瓷则不能做成透明陶瓷？（已知： - Al2O3晶体的n0 = 1.760，ne = 1.768；TiO2晶体的n0 = 2.854，ne = 2.567，同时设有200个晶界加以讨论）

答：主要受晶粒排列方向的影响严重：

如果材料中存在双折射现象，则与晶轴成不同角度的方向上，折射率不相同。在多晶材料中，晶粒的不同取向均产生反射及散射损失。如以两个相邻晶粒的光轴相互垂直加以讨论分析。设光线沿左晶粒的光轴方向射入，则在左晶粒中只存在常光折射率，右晶粒的光轴垂直于左晶粒的光轴，也就垂直于晶界处的入射光，由于双折射现象，还有非常光折射率存在。两晶粒的相对折射率不为1，此时将导致反射和折射损失。如相邻晶粒的取向彼此垂直，则晶界面的反射系数：（3分）

6 R 1.768/1.760 1/1.768/1.760 1 5.14 10对于氧化铝瓷： 2

对于金红石瓷：R 2.854/2.567 1 / 2.584/2.567 1 0.0028 2

设有200个晶界，则除去晶界反射损失后，剩余光强为：

对于氧化铝瓷：(1 R)200 (1 5.14 10 6)200 0.99897

对于金红石瓷：(1 R)200 (1 0.0028（3分） )200 0.5708 损失较大，

此外，对于氧化铝瓷n21=1.0045，接近于1，散射损失不大，而对于金红石瓷n21=1.1112，较大，则也会引起较大的散射损失。（2分）

故：氧化铝（Al2O3）陶瓷能制成透明灯管，而金红石（TiO2）瓷则不能做成透明陶瓷。

22、下图为铁磁性材料的典型磁滞回线，试根据该图回答以下问题：（13分）

（1）从图中分别读出饱和磁感应强度、矫顽力、剩余磁感应强度；（3分）

（2）什么是磁滞效应？应如何计算磁滞损耗？（4分）

（3）根据磁滞回线的形状，可将磁性材料分为哪两种材料，并分别说明这些材料的主要性能标志。（6分）

答：（1）饱和磁感应强度为Bs，矫顽力为Hc，剩余磁感应强度为Br；（3分）

（2）磁滞效应是指铁磁材料的磁感应强度的变化总是落后于磁场强度的变化，是铁磁材料的重要特性之一。（2分）

磁滞损耗的计算：磁滞回线所包围的面积即为磁化一周所产生的能量损耗，亦为磁滞损耗。（2分）

（3）根据磁滞回线的形状，可将磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。（2分）

软磁材料的主要性能标志：磁滞回线细小，高导磁率、高的磁感应强度、小的剩余磁

保准通过

感应强度、低的矫顽力、低的磁滞损耗。（2分）

硬磁材料的主要性能标志：磁滞回线宽肥，具有高的矫顽力、高的剩余磁感应强度、高的磁能积等。（2分）

23、试说明材料产生铁磁性的条件。（8分）

答：材料产生铁磁性的条件：

有未被抵消的自旋磁矩；（4分）

自旋磁矩自发地同向排列，产生自发磁化。（4分）

24、自发磁化的物理本质是什么?材料具有铁磁性的充要条件是什么?

答: 铁磁体自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用

材料具有铁磁性的充要条件为:

1) 必要条件:材料原子中具有未充满的电子壳层,即原子磁矩

2) 充分条件:交换积分A > 0

25、用能量的观点说明铁磁体内形成磁畴的原因