1、固體無機材料的物理效能主要包括力(可用機械效能代替)、熱、光、電、磁、輻照(或寫成輻射)、介電、聲等方面的效能。
2、超導體的三個效能指標分別是指:臨界轉變溫度、臨界磁場強度、臨界電流密度
3、導熱的微觀機制有:電子熱導和聲子熱導(也可寫作電子導熱和聲子導熱)
4、光子通過固體會發生反射、折射、透過、吸收現象;
5、原子本徵磁矩包括電子的軌道磁矩和電子的自旋磁矩 ;
6、順磁性產生的基本條件:
一、具有奇數個電子的原子或點陳缺陷,
二、內殼層未被填滿的原子或離子,這樣使原子的固有磁矩不為零;
7、鈦酸鋇(batio3)具有哪些介電性:壓電性、熱釋電性、鐵電性;
8、熱應力的**:因熱脹冷縮而產生的熱應力、因溫度梯度而產生熱應力和多相複合材料因各相膨脹係數不同而產生的熱應力;
9、光磁記錄時可以採用居里溫度和補償溫度兩種不同溫度下的寫入方式
10核外電子的能量由主量子數n、角量子數l、磁量子數m、自旋量子數ms這四種量子數來確定
11理想金屬的電阻**為電子散射、聲子散射
12電介質的主要效能指標有介電常數、介電損耗因子、介電強度、品質因子、介電電導率10、熱膨脹來自於原子的非簡諧振動;
13、可以通過居里溫度點進行磁場熱處理(或「冷加工」)獲得磁織構;
14、電介質的擊穿有電擊穿、熱擊穿、化學擊穿三種模式
15、電阻產生的本質是晶體點陣的完整性遭到破壞的地方,電子波受到散射
16、壓電體具有的最典型晶體結構特徵是無中心對稱結構 ;
17、電容器的電流由理想電容器所造成的電流;電容器真實電介質極化建立的電流;電容器真實電介質漏電流三部分構成18、彩色光的三個基本參量是亮度、 色調 、色飽和度 ;
19、技術磁化可以通過磁疇的旋轉和磁疇壁的遷移兩種形式進行;
20、減少退磁能是產生分疇的基本動力,但卻增加了疇壁能;
21、賽貝克效應和珀爾貼效應熱電效應互為可逆熱電效應;
22、固體熱容包括晶格熱容、電子熱容兩部分;
23、德拜溫度是反映原子間結合力的重要物理量;
24、固體中的導熱主要是由晶格振動的格波(聲子)和自由電子的運動來實現
25、在計算半導體中的載流子數量時需要用到費公尺-狄拉克統計
26、自由電子至少是二重簡併態27、眾所周知,純銀的導電性比純鋁好,純鋁中溶入5%的純銀後形成的合金,一般來說其導電性將降低 ,導熱性將降低
28、離子型導體在高溫區導電的特徵是本徵導電,低溫區是雜質導電
29、電介質極化的型別主要有: 位移極化 、空間電荷極化 、馳豫極化 、取向極化
30、原子磁矩包括電子軌道磁矩、電子自旋磁矩、原子核磁矩
31、磁疇的起因是減小退磁能
32、常見的三種熱電效應是賽貝克 、帕爾貼、湯姆遜
33、只有在發生非彈性應變(表達出與此意思相同的亦可得分,如「應力與應變相差乙個相位」,回答滯彈性或粘彈性只能算半對時才能產生內耗;
34、固體對所有作用力的反應的實質來自於原子間相互作用的勢能
35、固體物質中有電子、空穴、正離子、負離子四種載流子能夠形成導電
36、電阻產生的波長為500 nm的單色光相當於波數為 20000 的單色光
37、馬氏體不鏽鋼是鐵磁性材料,奧氏體不鏽鋼不是鐵磁性材料;
38、雷射器是光波諧振器,由光波放大器(或雷射工作物質)、諧振腔、 幫浦浦系統三部分構成,啟用離子的作用是提供亞穩態能級;
39、波長與波數的換算關係式是, λ:波長(nm), n: 波數()(需指明符號的含義);
40、家用電腦光碟上的資料一般可以通過克爾效應讀出;
41、固體對所有作用力的反應的實質來自於原子間相互作用的勢能
42、固體電阻產生的基本機制是電子散射和聲子散射。
43、鐵磁性產生的基本條件:1、原子內部要有未填滿的電子次殼層;2、v>3使交換積分a為正
44、光子與固體之間的相互作用的二種結果:電子極化和能態轉變
45、如何產生磁織構:冷軋與磁控熱處理
46、物質的磁性可分為順磁性、鐵磁性、抗磁性三類
47、熱膨脹來自於原子的非簡諧振動
名詞解釋
克爾效應:一束線偏振光在磁化了的介質表面反射時, 反射光將成為橢圓偏振光,且以橢圓的長軸為標誌的偏振面相對於入射線的偏振面將旋轉一定的角度。光入射面與介質磁化方向的關係可分為極向克爾效應、橫向克爾效應和縱向克爾效應。
移峰效應與展寬效應移峰效應:在鐵電體中引入某種新增物使生成固溶體,以改變原來的晶胞引數和離子間的相互聯絡,使其居里溫度向低溫或高溫方向移動的效應。展寬效應:
為了提高鐵電體材料在渾濁範圍的介電常數,通常是採用移峰效應,把鐵電體的居里溫度室常溫附近,但鐵電體在居里點附近的介電常數隨溫度的變化率太大,不能用來製造要求比較穩定的電容器。為減少居里點處介電常數隨溫度的變化率,常在鐵電陶瓷中加入某種新增劑,使居里點展寬展寬,從而使介電常數隨的變化比較平緩
自發磁化強度在鐵磁體中,具有固有磁矩的原子或離子之間存在著一種量子作用力(交換力),使這些離子的固有磁矩都趨向一致,因此即使沒有外磁場,也有磁化強度存在,稱為自發磁化強度。
退磁場與退極化場1、退極化場,當電介質極化後,在其表面形成了束縛電荷,這些束縛電荷形成乙個新的電場,由於與電場方向相反,故稱為退極化場。2、退磁場:當鐵磁體表面出現磁極後,除在鐵磁體周圍空間產生磁場外,在鐵磁體的內部也產生磁場,這一磁場與鐵磁體的磁化強度方向相反,它起到退磁的作用,故稱退磁場。
(退磁場與退極化場並無相互聯絡)
螢光和磷光發光是輻射能量以可見光的形式出現,如果輻射或任何其他形式的能量,激發電子從價帶進入導帶,當其返回到價帶時便發射出光子。如果這些光子的波長在可見光範圍內,那麼,便產生了發光現象。與熱輻射發光相區別,稱這種發光為冷光。
冷光發光一般有二種型別:螢光和磷光。當激發除去後在10-8s內發的光稱為螢光,其發光是被激發的電子跳回價帶時,同時發射光子。
發磷光則有所不同發磷光的材料往往含有雜質並在能隙附近建立了施主能級,當激發的電子從導帶跳回價帶時,首先跳到施主能級並**獲。在它跳回價帶時,電子必須先從捕獲陷阱內選出,因此延遲了光於發射時間。
材料物理效能本質
外界因素(作用物理量)作用於某一物體,如:外力、溫度梯度、外加電場磁場、光照等,引起原子、分子或離子及電子的微觀運動,在巨集觀上表現為感應物理量,感應物理量與作用物理量呈一定的關係,其中有一與材料本質有關的常數——我們用這個常數來衡量材料的效能
鐵電體:在一定溫度範圍內含有能自發極化、並且自發極化方向可隨外電場作可逆轉動的沒有對稱中心的晶體,且其電位移向量與電場強度呈電滯迴線特徵。
自發磁化強度:在鐵磁體中,具有固有磁矩的原子或離子之間存在著一種量子作用力(交換力),使這些離子的固有磁矩都趨向一致,因此即使沒有外磁場,也有磁化強度存在,稱為自發磁化強度。
磁織構:在材料中大批的晶粒因某種因素而取向一致,則稱為織構,如果該織構導致磁化特徵一致,我們稱這種織構為磁織構。
滯彈性和粘彈性:實際固體材料的應變產生與消除需要有限時間,無機材料的這種與時間有關的彈性稱為滯彈性;有一些非晶體或多晶體在比較小的應力作用下可同時表現出彈性和粘性,稱之為粘彈性
粘彈性與滯彈性: 有一些非晶體或多晶體在比較小的應力作用下可同時表現出彈性和粘性,稱之為粘彈性。實際彈性體,在彈性範圍內,由於其內部存在原子擴散、位錯運動、各種疇及其運動等耗散能量因素,使得應變不僅與應力有關,而且還與時間有關,這種現在稱為滯彈性。
滯彈性的表現形式多樣,取決於所受應力大小以及作用的頻率。靜態應力條件下,表現為彈性後效、彈性滯後、彈性模量隨時間處長而降低以及應力鬆馳等。
材料的組織結構:原子結構、原子間的結合狀態、鍵型或電子結構、晶體結構、相的體系及其結合,它們尺寸因素各類缺陷的存在及分布等。
:0k時的金屬費公尺能,表示0k時基態系統電子所占有的能級最高的能量,能量小於的能級全部被電子佔滿,能量大於的能級全部空著。
原子本徵磁矩:材料的磁性**於原子磁矩。原子磁矩包括電子軌道磁矩、電子自旋磁矩和原子核磁矩,一般情況下不考慮原子核磁矩。原子中電子的軌道磁矩和電子的自旋磁矩構成了原子固有磁矩。
德拜溫度:德拜溫度的定義式為(1),德拜溫度是反映原子間結合力的重要物理量。當材料內部結合力強,原子質量較輕時,德拜溫度較高(1)。一般可通過求出(1)
品質因素q:材料的品質因數。在電介質中,是指損耗角正切的倒數,用來表徵高頻絕緣應用條件下能量的損耗;在磁性材料中表徵在交頻磁場作用下導致的能量損耗;在彈性材料中用來衡量內耗。
mag***ic hysteresis loop:磁致迴線,是磁性材料在交頻磁場中的典型特徵,一般磁性材料具有飽和磁化強度、剩餘磁化強度、矯頑力這樣的特徵值。
克爾效應:一束線偏振光在磁化了的介質表面反射時,反射光將成為橢圓偏振光,且以橢圓的長軸為標誌的偏振面相對於入射線的偏振面將旋轉一定的角度。光入射面與介質磁化方向的關係可分為極向克爾效應、橫向克爾效應和縱向克爾效應。
磁滯迴線圖克爾效應圖
簡答題1、什麼是壓電性,具有壓電性的晶體有什麼特徵?(5分)
答:壓電性分正壓電效應與逆壓電效應。正壓電效應:
電介質材料在外力作用下,在某些相對應的表面上產生等量異號電荷,由形變產生電極化。p=d (不具有對稱中心的晶體)(水晶、羅息鹽、閃鋅礦)逆壓電效應:在外電場作用下晶體發生形變,可將電能轉變成機械能的現象 s=dte。
不具有自發極化特性,但為中心不對稱結構,在外力的作用下,產生極化。無對稱中心,且本身具有自發極化特性的結構
2、無機固體材料的結構包括哪些內容。
答:材料的結構包括:原子結構、原子間的結合狀態、鍵型或電子結構、晶體結構、相的體系及其結合,它們尺寸因素各類缺陷的存在及分布等。
3、光通過固體會產生哪些現象,具體如何表現。
通過透過、折射、反射、吸收四個方面回答(能夠答出透過、折射、反射、吸收這四點最多能得3分,每一條必須作出相應的解釋)
4、舉例說明電阻測量的應用。
答:建立相圖、測量固溶度、測量合金時效、合金的有序無序轉變、淬火鋼的回火、疲勞過程的研究、磁性轉變等(答案不唯一,任意回答出四條即可)
材料物理效能複習
一 電學 1 三種導電機理?經典自由電子理論 量子自由電子理論 能帶理論 理論內容?答案p129 p131 1 三種理論的主要特徵 連續能量分布的價電子在均勻勢場中的運動 不連續能量分布的價電子在均勻勢場中的運動 不連續能量分布的價電子在週期性勢場中的運動,分別是經典自由電子理論 量子自由電子理論和...
材料物理效能複習整理
第一章力學效能 材料在外力作用下發生形狀和尺寸的變化,稱為形變。材料承受外力作用 抵抗變形的能力及其破壞規律,稱為材料的力學效能或機械效能。材料在單位面積上所受的附加內力稱為應力。法向應力導致材料伸長或縮短,而剪下應力引起材料的切向畸變。應變是用來表徵材料在受力時內部各質點之間的相對位移。對於各向同...
材料物理效能複習總結
第一章電學效能 1.1 材料的導電性 稱為電阻率或比電阻,只與材料特性有關,而與導體的幾何尺寸無關,是評定材料導電性的基本引數。的倒數 稱為電導率。一 金屬導電理論 1 經典自由電子理論 在金屬晶體中,正離子構成了晶體點陣,並形成乙個均勻的電場,價電子是完全自由的,稱為自由電子,它們瀰散分布於整個點...