引導語:
也許你正在為這(材料物理與效能)複習而惆悵,看看一下的總結,猶如是一題庫呀,不,它就是乙個題庫呀!把它裝進手機裡,當成電子書,呵呵~~~~~你想錯了,是讓你在睡覺前看看。個人認為放在手機裡看要比書上看的效果好,編者有體會。
好了,大家開始進入複習階段吧:ok ,let's go!!!
第一章-材料的熱學效能
1·杜隆-珀替將氣體分子的熱容理論直接應用於固體,從而提出了杜隆-珀替定律(元素的熱容定律):恆壓下元素的原子熱容為。實際上,大部分元素的原子熱容都接近該值,特別在高溫時符合的更好。
2·柯普定律:
化合物分子熱容等於構成該化合物各元素原子熱容之和
3·蒲朗克基本觀點:質點的熱振動大小不定,即動能大小不是定值,但能量是量子化的。
1)愛因斯坦熱容模型:
基本觀點:原子的振動是獨立而互不依賴的;具有相同的周圍環境,振動頻率都是相同的;振動的能量是不連續的、量子化的。
結論:高溫時,cv=3r,與杜隆-珀替公式相一致。
低溫時,cv隨t變化的趨勢和實驗結果相符,但是比實驗更快的趨近於零。
t→0k時,cv也趨近於0,和實驗結果相符。
2)德拜比熱模型
基本觀點:晶體中原子具有相互作用,晶體近似為連續介質。
由於晶格中對熱容的主要貢獻是彈性波的振動,聲頻波的波長遠大於晶體的晶格常數,可以把晶體近似看成連續介質。。
結論:溫度較高時,即t 》θd時,cv=3r,即杜隆-珀替定律。
溫度較低時,即t《θd時,cv與t3成正比並隨t→0而趨於0.溫度越低,與實驗值越吻合。
彌補了愛因斯坦量子熱容模型的不足,但不能解釋超導等複雜問題(因為晶體不是連續體)。
4·膨脹係數:用來描述溫度變化時材料發生膨脹或收縮程度的物理量。(此部分的公式難以打出,麻煩看書)
假設物體原來的長度為,溫度公升高後長度的增加量為,實驗得出:
△l/l0=αl*△t
式中:αl為線膨脹係數,即溫度公升高1k時,物體的相對伸長量。同理,物體體積隨溫度的增加可表示為
式中: αv為體膨脹係數,相當於溫度公升高1k時物體體積相對增長值。
5·熱膨脹與效能的關係
1)熱膨脹與結合能、熔點的關係:
質點間的結合力越強,熱膨脹係數越小,熔點越高。金屬和無機非金屬材料的線膨脹係數較小;聚合物材料則較大。
2)熱膨脹與溫度、熱容的關係
熱膨脹是固體材料受熱以後晶格振動加劇而引起的容積膨脹,而晶格振動的激化就是熱運動能量的增大。公升高單位溫度時能量的增量也就是熱容的定義,所以,熱膨脹係數顯然與熱容密切相關並有著相似的規律。
3)熱膨脹與物質結構的關係
對於相同組成的物質,由於結構不同,膨脹係數也不同。通常結構緊密的晶體比非晶體的膨脹係數要大。溫度變化引起的晶型變化也會引起體積的變化。
6·熱穩定性:材料承受溫度急驟變化而不致破壞的能力.(抗熱震性)
熱衝擊損壞型別:
1) 抗熱衝擊斷裂性:抵抗材料發生瞬時斷裂的能力
2)抗熱衝擊損傷性:在熱衝擊迴圈作用下,材料表面開裂,剝落並不斷發展,最終失效或斷裂;材料抵抗這類破壞的能力。
7·熱膨脹的物理本質歸結為點陣結構中的質點間平均距離隨溫度的公升高而增大。
8·熱傳導的微觀機理:聲子傳導和光子傳導。
第二章-缺陷物理與效能
1·晶體缺陷的型別分類方式:
幾何形態:點缺陷、線缺陷、面缺陷等
形成原因:熱缺陷、雜質缺陷、非化學計量缺陷等
2·填隙原子和肖脫基缺陷可以引起晶體密度的變化,弗倫克爾缺陷不會引起晶體密度的變化。
3·位錯的運動
位錯的滑移:指位錯在外力作用下,在滑移面上的運動,結果導致永久形變。
位錯的攀移:指在熱缺陷的作用下,位錯在垂直滑移方向的運動,結果導致空位或間隙原子的增值或減少。
4·材料在塑性變形時,位錯密度大大增加,從而使材料出現加工硬化。當外加應力超過屈服強度時,位錯開始滑移。如果位錯在滑移面上遇上障礙物,就會被障礙物釘住而難以繼續滑移。
5·熱彈性高分子材料在塑性變形時的硬化現象,其原因不是加工硬化,而是長鏈分子發生了重新排列甚至晶化。
6·加工硬化原理(此是考試重點):經過冷加工的金屬材料位錯密度大大增大,位錯之間的相互作用也越大,對位錯進行的滑移的阻力也越大,這就是加工硬化原理。
第三章材料的力學效能
1·力-伸長曲線和應力應變曲線(書上的低碳鋼的力伸長曲線圖好好的看看,理解一下)
2·彈性模量,又稱楊氏模量,可視為衡量材料產生彈性變形難易程度的指標,其值越大,使材料發生一定彈性變形的應力也越大,即材料剛度越大,亦即在一定應力作用下,發生彈性變形越小。彈性模量e是指材料在外力作用下產生單位彈性變形所需要的應力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標,相當於普通彈簧中的剛度。
3·縮頸:韌性金屬材料在拉伸實驗時變形集中於區域性區域的特殊現象,他是應變硬化和截面積減小共同作業結果。
第四章導電物理與效能
1.導電原理極其主要特徵:(個人認為必考)
經典自由電子導電理論,連續能量分布的價電子在均勻勢場中的運動。
量子自由電子理論,不連續能量分布的價電子在均勻勢場中的運動。
能帶理論,不連續的能量分布的價電子在週期性的勢場中的運動。
理論認為,超導現象**於電子與聲子相互作用所產生的電子對,處於超導狀態時,電子對的運動是相關聯的,致使雜質原子和缺陷對其不能進行有效的散射。當瞬時結合的電子對之中的某乙個電子被散射時,另乙個與其相關的電子會發生同樣反應,此時將繼續保持電子運動的非對稱性分布,電子對將不損耗能量,從而導致超導電性的出現。
導電能力介於導體和絕緣體之間的物質稱為半導體。(重點)
3·本徵半導體:純淨的、具有晶體結構的半導體稱為本徵半導體。
4·在本徵半導體中摻入微量的雜質元素,成為雜質半導體,也叫非本徵半導體。
5·半導體的物理效應:
熱敏效應,半導體的導電主要是由電子和空穴造成的。溫度增加,使電子動能增大,造成晶體中自由電子和空穴數目增加,因而使電導率公升高。
電壓敏感效應。
壓力敏感效應。
光敏效應。
6·矽太陽能電池原理光生伏特效應:(有點重要性的)
1)用能量等於或大於禁帶寬度的光子照射p-n結;
2)p、n區都產生電子—空穴對,產生非平衡載流子;
3)非平衡載流子破壞原來的熱平衡;
4)非平衡載流子在內建電場作用下,n區空穴向p區擴散,p區電子向n區擴散;
5)若p-n結開路,在結的兩邊積累電子—空穴對,產生開路電壓。
7·超導的三個效能指標:完全導電性,完全抗磁性,臨界電流密度。
第五章材料的介電效能
1·電介質:在電場作用下,束縛電荷起主要作用的物質,稱電介質。電介質的特徵是以正負電荷重心不重合的電極化方式傳遞、儲存或記錄電的作用和影響。
2·電子位移極化: 電場作用時,正、負電荷中心產生相對位移(電子雲發生了變化而使正、負電荷中心分離的物理過程) 電子雲位移極化存在於一切氣體、液體及固體介質中。
電子雲位移極化的特點:
a) 極化所需時間極短,在一般頻率範圍內,可以認為ε與頻率無關;
b)具有彈性,沒有能量損耗。
c)溫度對電子式極化影響不大。
3·離子位移極化:正、負離子產生相對位移.
主要存在於離子化合物材料中,如雲母、陶瓷等。
離子位移極化的特點:
a) 時間很短,在頻率不太高時,可以認為ε與頻率無關;
b) 屬彈性極化,能量損耗很小。
c) 離子位移極化受兩個相反因素的影響:溫度公升高時離子間的結合力降低,使極化程度增加;但離子的密度隨溫度公升高而減小,使極化程度降低。通常,前一種因素影響較大.
4·偶極子轉向極化:固有偶極矩p0的偶極子定向排列。
偶極子極化的特點:
a) 極化是非彈性的,消耗的電場能在復原時不可能收回。
b) 形成極化所需時間較長,故ε與頻率有較大關係,頻率很高時,偶極子來不及轉動,因而其ε減小。
c) 溫度對極性介質的ε有很大的影響。
5·鬆弛極化:弱聯絡電子、離子和偶極子等鬆弛質點時,熱運動使其分布混亂,而電場力圖使這些質點按電場規律分布,在電場作用佔主導時則發生極化,叫作熱鬆馳極化。
鬆馳極化的特點:
鬆馳極化的帶電質點在熱運動時移動的距離可以有分子大小,甚至更大。
鬆馳極化中質點需要克服一定的勢壘才能移動,因此這種極化建立的時間較長(可達10-2-10-9秒),並且需要吸收一定的能量,所以這種極化是一種不可逆的過程。
鬆馳極化多發生在晶體缺陷處或玻璃體內。
6·當電介質開始受靜電場作用時,要經過一段時間後,極化強度才能達到相應的數值,這個現象稱為極化弛豫,所經過的這段時間稱為弛豫時間。
電子位移極化和離子位移極化的弛豫時間很短,取向極化的弛豫時間較長,所以極化弛豫主要是取向極化造成的。
7·電介質的擊穿(這個也得好好看看) 一般外電場不太強時,電介質只被極化,不影響其絕緣性能。當其處在很強的外電場中時,電介質分子的正負電荷中心被拉開,甚至脫離約束而成為自由電荷,電介質變為導電材料。當施加在電介質上的電壓增大到一定值時,使電介質失去絕緣性的現象稱為擊穿
擊穿場強——電介質所能承受的不被擊穿的最大場強。
擊穿電壓——電介質(或電容器)擊穿時兩極板的電壓。
擊穿形式:
熱擊穿:由於電介質內部熱的不穩定過程所造成的。
電擊穿:在較低溫度下,採用了消除邊緣效應的電極裝置等嚴格控制的條件下,進行擊穿試驗時所觀察到的一種擊穿現象。
電化學擊穿(不均勻介質局
部放電引起擊穿 ):擊穿往往是從耐電強度低的氣體中開始,表現為局
部放電,然後或快或慢地隨時間發展至固體介質劣
化損傷逐步擴大,致使介質擊穿。
第六章鐵電物理與效能
1·鐵電體:具有自發極化強度,自發極化強度能在外加電場下反轉或:具有電滯迴線和具有電疇的特點的材料為鐵電體。
2·通常,乙個鐵電體並不是在乙個方向上單一地產生自發極化。但在乙個小區域內,各晶胞的自發極化方向都相同,這個小區域稱為鐵電疇,兩疇之間的界壁稱為疇壁。
3·鐵電體的物理效應:熱釋電效應,壓電效應,電致伸縮效應,光學效應。
第七章磁性物理與效能
1·磁矩是表徵磁性物體磁性大小的物理量,磁矩越大,磁性越強,即物體在磁場中受的力越大。
初中物理內能知識點
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第二節內能 知識點一內能 重點 1.分子動能 1 組成物質的分子是不停運動的,分子由於運動而具有的能叫分子動能 2 溫度越高,分子運動越劇烈,分子動能越大2.分子勢能 1 由於分子間存在引力和斥力,分子具有分子勢能 2 分子作用越大,分子勢能越大 3.內能 1 定義 物體內部所有分子具有的分子動能和...
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一 功 1 做功的兩個必要因素 1 作用在物體上的力 2 物體在力的方向上通過的距離。2 不做功的三種情況 1 有力無距離 如搬石頭未搬動 2 有力,也有距離,但力的方向和距離垂直 如手提水桶在水平面上走動。3 有距離無力 如物體在光滑平面上自由滑動,足球踢一腳後運動 3 功的計算 物體上的力與力的...