答案材料物理性能试卷14级B(闭卷)_merged

第 1 页#############材料科学与工程专业 《材料物理性能》期末考试试卷（A) （后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟 考试日期：2019年12月一、单项选择题。

（请将正确答案填入对应题号处，共 20 分，每题 2 分） 1. 关于材料热容的影响因素，下列说法中不正确的是 。

A ．热熔是一个与温度相关的物理量，因此需要用微分来精确定义B ．实验证明，高温下化合物的热容可由柯普定律描述C ．德拜热容模型已经能够精确描述材料热容随温度的变化D ．材料热容与温度的精确关系一般由实验来确定2. 晶格的热传导必须用声子的（1） 近似来解释，此时的声子（2）理想气体， 因为声子之间 （3） 碰撞。

A ．（1）简谐 （2） 是 （3）不发生B ．（1）非简谐 （2）是 （3）发生C ．（1）近自由电子 （2）不是 （3）发生D ．（1）紧束缚 （2）不是 （3）不发生3. 在评价电介质的主要电学性能指标中，属于导电性性能指标的是_________。

A ．介电常数B ．耐电强度C ．损耗因素D ．体电阻率与表面电阻率年级 专业 姓名 学号装订线4. 附图是导体、半导体、绝缘体在热力学温度T = 0 K时的能带结构图。

其中属于绝缘体的能带结构是。

A. (1)B. (2)C. (1)、(3)D. (3)5. 如果(1)锗用锑(五价元素)掺杂，(2)硅用铝(三价元素)掺杂，则获得的半导体分别属于下述类型：。

A．(1)、(2)均为n型半导体B．(1)为n型半导体，(2)为p型半导体C. (1)为p型半导体，(2)为n型半导体D．(1)、(2)均为p型半导体6. 根据电介质的分类，H2O属于。

A．非极性电介质B．极性电介质C．铁电体D．铁磁体7. 对于顺磁体与抗磁体，下面表述正确的是__________。

A．正常顺磁体的磁化率随温度变化而变化，反常顺磁体的磁化率与温度无关B．不论是正常顺磁体，还是反常顺磁体，其磁化率都随温度变化而变化C．正常抗磁体的磁化率随温度变化而变化，反常抗磁体的磁化率与温度无关D．不论是正常抗磁体，还是反常抗磁体，其磁化率都与温度无关8. 下面列举的磁性中属于强磁性的是。

一、是非题（I 分X1O=10分） 得分 评分人1、 非等轴晶系的晶体，在膨胀系数低的方向热导率最大。

（）2、 粉末和纤维材料的导热系数比烧结材料的低得多。

（）3、 第一热应力因子/?是材料允许承受的最大温度差。

（）4、 同一种物质，多晶体的热导率总是比单晶的小。

（）5、 电化学老化的必要条件是介质中的离子至少有一种参加电导。

（）6、 玻璃中的电导基本上是离子电导。

（）7、 薄玻璃杯较厚玻璃杯更易因冲开水而炸裂。

（）8、 压应力使单晶材料的弹性模量变小。

（） 9、 多晶陶瓷材料断裂表面能比单晶大。

（）10、材料的断裂强度取决于裂纹的数量。

（）二、名词解释（2分X 10=20分）得分 评分人题号 -------- -« ---- *四 五 六 七 八 九 总分 合分人得分材料物理性能课程结束B 试卷考试形式 闭卷 考试用时120分钟1、固体电解质:2、表面传热系数：3、P型半导体：4、施主能级：5、声频支：6、稳定传热：7、载流了的迁移率:8、蠕变：9、弛豫：10、滑移系统:三、简答题（5分X4=20分，任选4题）得分评分人1、导温系数。

的物理意义及其量纲?2、显微结构对材料脆性断裂的影响?3、写出两个抗热应力损伤因子的表达式并对其含义及作用加以说明。

4、不同材料在外力作用时有何不同的变形特征?四、问答题（9分X4=36分）得分评分人1、何为裂纹的亚临界生长？试用应力腐蚀理论解释裂纹的亚临界生长?2、请对图1表示的氧化铝单晶的入-丁曲线分析说明。

oIJIO0 200 400 600 800 1000 1200 1400T/K图1氧化铝单晶的热导率随温度的变化3、掺杂固溶体瓷与两相陶瓷的热导率随成分体积分数而变化的规律有何不同？请画图说明。

4、裂纹形成原因有哪些？哪些措施可防止裂纹扩展?五、计算、分析题（14分）得分评分人1、（l）BaTiO3的半导化常通过添加微量的稀土元素形成价控半导体。

材料物理性能试题2014.5.一、阐述下列概念(每题6分，共30分)（1）电介质的极化在外电场作用下，电介质的表面上出现束缚电荷的现象叫做电介质极化。

（2）声子声子就是“晶格振动的简正模能量量子。

”英文是phonon（3）软磁材料和硬磁材料硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。

软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料。

（4）晶体的特征（1）晶体拥有整齐规则的几何外形，即晶体的自范性。

（2）晶体拥有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变。

（3）晶体有各向异性的特点。

（4）晶体可以使X光发生有规律的衍射。

宏观上能否产生X光衍射现象，是实验上判定某物质是不是晶体的主要方法。

[1]（5）晶体相对应的晶面角相等，称为晶面角守恒。

[2]（5）画出体心立方晶体结构，原胞，并写出基矢体心立方结构（右）原胞（右）晶胞基矢, 并且，其惯用原胞基矢由从一顶点指向另外三个体心点的矢量构成，，其体积为；配位数=8；。

二、解答题(共70分)1. 影响无机非金属材料（晶体）导热率的因素有哪些？(10分)①晶体中热量传递速度很迟缓，因为晶格热振动并非线性的，格波间有着一定的耦合作用，声子间会产生碰撞，使声子的平均自由程减小。

格波间相互作用愈强，也即声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。

因此，声子间碰撞引起的散射是晶体中热阻的主要来源。

②晶体中的各种缺陷、杂质以及晶界都会引起格波的散射，等效于声子平均自由程的减小，从而降低λ。

③平均自由程还与声子的振动频率ν有关。

振动ν不同，波长不同。

波长长的格波易绕过缺陷，使自由程加大，散射小，因此热导率λ大。

④平均自由程l还与温度T有关。

温度升高，振动能量加大，振动频率ν加快，声子间的碰撞增多，故平均自由l减小。

但其减小有一定的限度，在高温下，最小的平均自由程等于几个晶格间距；反之，在低温时，最长的平均自由程长达晶粒的尺度。

1-1 一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm,且拉伸变形后圆杆的体积不变，求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。

解：真应力OY = — = ―"°。

—=995(MP Q)A 4.524 xlO-6真应变勺=In — = In — = In^v = 0.0816/0 A 2.42名义应力a = — = ―4°°°_ 一= 917(MPa)A) 4.909x1()2名义应变£ =翌=& —1 = 0.0851I。

A由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。

1- 5 一陶瓷含体积百分比为95%的/\12O3(E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa), 试计算其上限和下限弹性模量。

若该陶瓷含有5%的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。

解：令Ei=380GPa, E2=84GPa, V^O. 95, V2=0. 05o则有上限弹性模量=E]% +E2V2 = 380 X 0.95 +84 X 0.05 =365.2(GP Q)下限弹性模量战=(¥ +3)T =(?料+誓尸=323.1(GP Q)E]380 84当该陶瓷含有5%的气孔时，将P二0. 05代入经验计算公式E=E O(1-1. 9P+0. 9P2) 可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa和293. 1 GPa。

1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0, t = oo和t二£时的纵坐标表达式。

解：Maxwell模型可以较好地模拟应力松弛过程：其应力松弛曲线方程为：b⑴=贝0光必则有:<7(0) = b(0);cr(oo) = 0;<7(r)= a(0)/e.Voigt模型可以较好地模拟应变蠕变过程：其蠕变曲线方程为：的)=火(1 -广")=£(00)(1 _g")E则有：£(0)=0； £(OO)= 21;冶)=%1-(尸).以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上山于材料力学性能的复杂性，我们会用到 用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。

材料物理通用B（答案）姓名：单位：级别：准考证号：装订线﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉材料物理检验各专业通用试卷B注意事项：1、请填写您的姓名、工作单位、申报类别、等级及准考证号2、请按题目要求在规定的位置填写答案：3、本试卷满分100分。

一、填空（共25分，每空1分）1、金属拉伸的比例试样系按公式L0=kS01/2计算而得出试样原始标距长度的试样，k通常为 5.65 或11..3 。

2、规定非比例延伸强度测定方法有图解法和逐级施力法两种，也可以使用自动装置或自动测试系统测定。

3、影响拉伸测试结果的主观因素有人为因素和试样制作的因素两个方面；而客观因素主要指仪器设备条件和环境条件。

4、常用的引伸计有机械式、光学式和电子式三类。

5、弯曲试验常使用两种加载方法，即三点弯曲法和四点弯曲法，一般工厂试验室中常使用三点弯曲法。

6、弯曲弹性模量是指弯曲应力和弯曲应变呈线性比例关系范围内的弯曲应力和弯曲应变之比。

7、交变应力是指应力的大小、方向或大小和方向都随时间发生周期性变化的应力。

8、高温强度持久试验的试验室温度一般保持在10——35℃之间；实验室应远离或隔离震源，室内严防震动。

二、选择正确答案（共10分，每题2分）1、带凸耳板状试样用作（ A ）。

54A 金属材料无约束型压缩试样B金属材料约束型压缩试样C高分子非金属材料压缩试样2、铁碳合金基本组织中，（ B ）是单相组织。

A 珠光体B 奥氏体C莱氏体3、连续冷却转变时，共析碳钢不形成（ A ）。

A 贝氏体B 珠光体和索氏体C索氏体和屈氏体4、金属蠕变曲线的（ B ）段是恒速蠕变阶段。

A abB bcC cd5*、硬度测定时，图（ C ）所示为试样正确放置方法。

A B C5#、塑性材料扭转试样的断口为（ C ）。

A 切断断口B正断断口 C 木质纤维状断口三、名词解释（共15分，每题3分）1、弹性和弹性变形2、塑性和塑性变形3、断裂4*、奥氏体2435*、铁素体2434#、珠光体存在于727℃以下温度，是铁素体与渗碳体两相层片相间的机械混合物，平均含碳量为0.77%。

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)（E k →第一章：材料电学性能1 如何评价材料的导电能力?如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？用电阻率ρ或电阻率σ评价材料的导电能力。

按材料的导电能力（电阻率），人们通常将材料划分为:）（）超导体（）（）导体（）（）半导体（）（）绝缘体（m .104m .10103m .10102m .1012728-828Ω〈Ω〈〈Ω〈〈Ω〈---ρρρρ2、经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子,而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。

所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场,自由电子就像理想气体一样在这个等势电场中运动。

如果没有外部电场或磁场的影响，一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波，自由电子则可以在较大范围内作随机运动，并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动,方向随机的自由电子也不能形成电流。

施加外电场后，自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流.自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻.E J →→=σ，电导率σ= (其中μ= ，为电子的漂移迁移率,表示单位场强下电子的漂移速度），它将外加电场强度和导体内的电流密度联系起来,表示了欧姆定律的微观形式。

材料物理性能试卷及答案B材料物理通用B（答案）姓名：单位：级别：准考证号：装订线﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉﹉材料物理检验各专业通用试卷B注意事项：1、请填写您的姓名、工作单位、申报类别、等级及准考证号2、请按题目要求在规定的位置填写答案：3、本试卷满分100分。

一、填空（共25分，每空1分）1、金属拉伸的比例试样系按公式L0=kS01/2计算而得出试样原始标距长度的试样，k通常为 5.65 或11..3 。

2、规定非比例延伸强度测定方法有图解法和逐级施力法两种，也可以使用自动装置或自动测试系统测定。

3、影响拉伸测试结果的主观因素有人为因素和试样制作的因素两个方面；而客观因素主要指仪器设备条件和环境条件。

4、常用的引伸计有机械式、光学式和电子式三类。

5、弯曲试验常使用两种加载方法，即三点弯曲法和四点弯曲法，一般工厂试验室中常使用三点弯曲法。

6、弯曲弹性模量是指弯曲应力和弯曲应变呈线性比例关系范围内的弯曲应力和弯曲应变之比。

7、交变应力是指应力的大小、方向或大小和方向都随时间发生周期性变化的应力。

8、高温强度持久试验的试验室温度一般保持在10——35℃之间；实验室应远离或隔离震源，室内严防震动。

二、选择正确答案（共10分，每题2分）1、带凸耳板状试样用作（ A ）。

54A 金属材料无约束型压缩试样B金属材料约束型压缩试样C高分子非金属材料压缩试样2、铁碳合金基本组织中，（ B ）是单相组织。

A 珠光体B 奥氏体C莱氏体3、连续冷却转变时，共析碳钢不形成（ A ）。

A 贝氏体B 珠光体和索氏体C索氏体和屈氏体4、金属蠕变曲线的（ B ）段是恒速蠕变阶段。

A abB bcC cd5*、硬度测定时，图（ C ）所示为试样正确放置方法。

A B C5#、塑性材料扭转试样的断口为（ C ）。

A 切断断口B正断断口 C 木质纤维状断口三、名词解释（共15分，每题3分）1、弹性和弹性变形2、塑性和塑性变形3、断裂4*、奥氏体2435*、铁素体2434#、珠光体存在于727℃以下温度，是铁素体与渗碳体两相层片相间的机械混合物，平均含碳量为0.77%。

材料物理性能 B 试卷答案及评分标准一、是非题（10分）1×；2√；3√；4√；5×；6×；7√；8×；9×；10√。

二、名词解释（3分×6=18分，任选6个名词。

注意：请在所选题前打“√”）1、电光效应：外加电场引起的材料折射率的变化效应。

2、蠕变：对粘弹性体施加恒定应力σ0时，其应变随时间而增加的现象。

3、声频支振动：振动着的质点中包含频率甚低的格波，质点彼此之间的位相差不大，称为“声频支振动”。

4、原子本征磁矩：原子中电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩构成了原子的固有磁矩，也称原子本征磁矩。

5、导热系数：单位温度梯度下，单位时间内通过单位横截面的热量。

λ反映了材料的导热能力。

6、本征电导：源于晶体点阵基本离子的运动。

7、介电强度：当电场强度超过某一临界值时，介质由介电状态变为导电状态，相应的临界电场强度称为介电强度，或称为击穿电场强度。

8、压碱效应：含碱玻璃中加入二价金属氧化物，尤其是重金属氧化物，可使玻璃电导率降低。

三、简答题（5分×5=25分，任选5题。

注意：请在所选题前打“√”）1、（1）原子的电子壳层中存在没有被电子填满的状态；（2）磁性物质内部相邻原子的电子交换积分为正，即R ab（原子核之间的距离）/r（电子壳层半径）之比大于3。

2、弹性模量是材料发生单位应变时的应力，是原子间结合强度的一个标志。

它表征材料抵抗形变的能力，是一个重要的材料常数。

3、载流子为离子的电导为离子电导；载流子为电子的电导为电子电导。

离子电导具有电解效应，电子电导具有霍尔效应。

4、复合体中不同相或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大时，有时内应力甚至全发展到使坯体产生微裂纹。

这样再加热时（测膨胀系数时加热等没材料），这些裂纹趋于愈合。

因而观察到膨胀系数较低。

当温度到达高温时，因微裂纹已基本闭合，因而膨胀系数又和单晶时的数值一样大了。

5、K I 为I 型扩展类型的裂纹尖端附近的应力场强度因子，量纲为Pa.m 1/2。

材料物理性能课后习题答案北航出版社一、单项选择题：本题共6小题，每小题3分，共18分，每小题只有一个选项符合题意。

1．下列叙述和热力学定律相关，其正确的是（）A ．第一类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律B ．第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律C ．电冰箱的致冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，违背了热力学第二定律D ．气体可以从单一热源吸热，并全部用来对外做功，而不引起其它变化2．氢原子发出a 、b 两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a 光是由能级n =5向n =2跃迁时发出时，则b 光可能是（） A ．从能级n =4向n =3跃迁时发出的 B ．从能级n =4向n =2跃迁时发出的 C ．从能级n =6向n =3跃迁时发出的 D ．从能级n =6向n =2跃迁时发出的3．玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化.若离核最近的第一条可能的轨道半径为r 1，则第n 条可能的轨道半径为12r n r n =（n =1，2，3，……），其中n 叫量子数.设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n =2状态时其强度为I ，则在n =3状态时等效电流强度为. （） A ．I 23 B ．I 32 C ．I 94 D ．I 278 4. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn 22286），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示。

那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个（）A ．e Fr Rn 012228722286-+→B ．He Po Rn 422188422286+→ C ．e At Rn 012228522286+→ D ．H At Rn 212208522286+→ 5．有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。

材料力学性能试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料在拉伸过程中，当应力达到某一点时，应力不再增加而应变继续增加，这种现象称为（）。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 蠕变D. 断裂答案：B2. 材料的屈服强度是指（）。

A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料发生断裂时的应力C. 材料发生弹性变形时的应力D. 材料发生蠕变时的应力答案：A3. 材料的硬度是指（）。

A. 材料抵抗外力作用的能力B. 材料抵抗塑性变形的能力C. 材料抵抗弹性变形的能力D. 材料抵抗断裂的能力答案：B4. 材料的疲劳是指（）。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案：A5. 材料的冲击韧性是指（）。

A. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案：A6. 材料的断裂韧性是指（）。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在断裂过程中吸收能量的能力答案：D7. 材料的疲劳强度是指（）。

A. 材料在循环应力作用下发生断裂时的应力B. 材料在拉伸载荷作用下发生断裂时的应力C. 材料在压缩载荷作用下发生断裂时的应力D. 材料在冲击载荷作用下发生断裂时的应力答案：A8. 材料的蠕变是指（）。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案：B9. 材料的弹性模量是指（）。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在拉伸或压缩载荷作用下应力与应变的比值D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案：C10. 材料的泊松比是指（）。

材料力学2014年期末试卷（B ）（附答案）一、选择题（每题5分，共30分）1. 关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论，正确的是（ C ） (A) 由于温度降低，其比例极限提高，塑性降低； (B) 由于温度降低，其弹性模量提高，泊松比减小； (C) 经过塑性变形，其比例极限提高，塑性降低； (D) 经过塑性变形，其弹性模量提高，泊松比减小。

2. 图示铆钉连接，铆钉的挤压应力bs σ有如下四个答案，正确的是（ B ）（A ）22π Fd ； （B ）2F d δ；（C ）2F b δ ； （D ）24πFd。

3.长方形截面细长压杆，/1/2b h =；如果将b 改为h 后仍为细长杆，临界力cr F 是原来的多少倍？下列4种答案，哪一个是对的（ A ）(A) 2倍； (B) 4倍； (C) 8倍； (D) 16倍。

4.可以提高构件持久极限的有效措施为（ B ）(A) 增大构件的几何尺寸； (B) 提高构件表面的光洁度； (C) 减小构件连结部分的圆角半径； (D) 尽量采用强度极限高的材料5. 关于图示单元体属于那种应力状态，有下列四种答案（ A ） （A ） 单向应力状态 （B ） 二向应力状态 （C ） 三向应力状态 （D ） 纯剪切应力状态6. 平均直径为D 的圆环作匀速ω转动，当不满足强度要求时，可采用下列措施（ D ）（A ） ω、D 不变，增加截面尺寸 （B ） ω不变，加大平均直径D （C ） ω、D 不变，改低碳钢为高碳钢； （D ） 减小D 或限制转速至某一允许值，其余不变二、计算题（共70分） 1.（10分）图示偏心受压杆。

试求该杆中不出现拉应力时的最大偏心距。

解：2. （15分）在相同的强度条件下，用内外径之比0.5d D =的空心圆轴取代实心圆轴，可节省材料的百分比为多少？解：设空心轴内外直径分别为22,d D ，实心轴直径为1d33412ππ(1)1616T T d D α=- ⇒21 1.02D d = 节省材料22122211(1)121.7%A A D A d α--=-=3. 画出图中梁的剪力图和弯矩图（10分）4钢质悬臂梁如图所示， [σ]＝170MPa ，q=20KN/m ，若横截面为：①圆形，②正方形，③h/b=2的矩形，试分别选择尺寸，并比较耗费的材料（15分） 解：(1) 内力分析(作M 图) (2) 强度计算Fe P M P N =-=,WM A N t +=σ62hbPe bh P +-=0=6b e =M max =40kN.m ][W M zmaxmax σσ≤=①圆截面：②正方形：③h/b=2的矩形: 材料耗费比：5. 试求图示应力状态的主应力及最大剪应力。

材料物理考试试题
第一部分：选择题
1. 下列哪种材料具有最好的导热性能？
A. 陶瓷
B. 塑料
C. 金属
D. 纤维素
2. 以下哪种材料属于导电性能最差的？
A. 铝
B. 铜
C. 木材
D. 锑
3. 在材料物理中，杨氏模量是用来衡量材料的哪种性质？
A. 导热性
B. 弹性
C. 导电性
D. 光学性
4. 哪种材料能够最有效地隔离声音？
A. 金属
B. 塑料
C. 窗户玻璃
D. 泡沫塑料
5. 哪种材料适合用来制作高强度的结构件？
A. 纸张
B. 玻璃
C. 钢铁
D. 聚乙烯
第二部分：填空题
6. 金属的熔点通常比陶瓷________。

（填一种材料）
7. 聚合物的耐磨性较________。

（填一种材料）
8. 塑料的弹性模量较________。

（填一种材料）
9. 陶瓷的导热性常常比________差。

（填一种材料）
10. 纤维素通常被用作________材料。

（填一种材料）第三部分：简答题
11. 解释一下杨氏模量的概念以及它在材料物理中的作用。

12. 请列举三种常见材料的优缺点，并举例说明其具体应用场景。

13. 为什么金属材料可以导电导热？请简要解释其原因。

14. 什么是断裂韧性？请说明断裂韧性和强度的区别。

15. 请简要介绍一种新型材料，并说明其在未来的应用前景。

以上就是材料物理考试试题的所有内容，请同学们按要求认真作答。

祝大家考试顺利！。

北京工业大学2012 ——2013学年第 2 学期《 材料性能 》 考试试卷 卷考试说明：承诺：本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。

若有违反，愿接受相应的处分。

承诺人： 学号： 班号： 。

注：本试卷共 七 大题，共 10 页，满分100分，考试时必须使用卷后附加的统一答题纸。

第一部分 力学性能（Part I Mechanical Properties of Materials ）一、填空题（每空0.5分，共10分）1．在σ=E ε，τ=G γ中，E 和G 分别表示 杨氏 模量和 切变 模量，它们都是表征材料对 弹性 变形的抗力，其值越大，在相同应力下产生的弹性变形 就越小。

2．低碳钢试棒静拉伸断裂后，断口一般为杯锥状，由 纤维区 、 放射区 和 剪切唇 3个区域组成，称为断口特征三要素。

3．当冲击试验温度低于T K 时，材料由 延性 状态转变为 脆性 状态，冲击吸收功明显 降低 ，断裂机理由微孔聚集变为 穿晶解理 ，断口特征由纤维状变为 结晶状 ，这就是 低温 脆性。

4．疲劳破坏是 循环 应力引起的 低应力 断裂，其断裂应力水平往往低于材料的 抗拉 强度，甚至低于 屈服 强度。

5．应变硬化指数n 反映材料抵抗继续塑性变形的能力，n=1时，表示材料为完全理想的 弹性体 ，n=0时表示材料没有 应变硬化 能力，大多数金属的n 值在 0.1~0.5 之间。

二、名词解释（每小题2分，共10分）1.屈服强度：金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。

对于无明显屈服的金属材料，规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。

大于此极限的外力作用，将会使零件永久失效，无法恢复。

2.脆性断裂：脆性断裂是描述材料宏观断裂的一种断裂形式，其特征是断裂过程吸收的能量较小，即断裂过程塑性变形小。

理工大学课程考试答案及评分标准6.激光和普通的光相比有哪些主要的特点，其产生的条件有哪些？答：激光的主要特点是强度高，较好的向性，单色性以及相干性。

(4分)其产生的条件主要有：1. 通过电注入实现粒子数反转，进而使得受激辐射得以发生；2. 必须有波导的存在从而使得产生的光子在一定的区域运动；3. 谐振腔的存在，使得只有某些特定波长下的光得到增强，从而可以出光。

这些条件都具备后，还要保证注入的电流大于阈值电流，从而使得光增益大于光的损耗，从而产生激光。

(6分)四综合题（注：4题中选做2题，2×15分，共计30分)1.1）示意的画出铁磁体典型的技术磁化曲线；2）对照上述曲线，详细说明技术磁化过程中不同阶段的微观机制；3）要提高铁磁体的磁导率或磁化系数，可以采取哪些措施？答：1）（4分）2）如上图所示。

在较低磁场围主要依靠磁畴壁迁移，完成磁化。

畴壁朝静磁能较大的磁畴迁移，使静磁能大的磁畴减小，而静磁能小的磁畴增大，直至所有磁畴的磁化向一致。

较高磁场围，磁畴发生旋转，磁化强度在外场上的投影增大。

（6分）3）要提高磁导率，就要减少磁畴壁迁移的阻力，包括采用合适的制造工艺及热处理工艺，采用退火消除铁磁体部的应力、降低缺陷密度，控制晶粒尺寸及析出相。

（5分）课程名称： 材料物理性能 学分： 3 试卷编号： A2. 工业纯铁中碳原子在交变应力作用下产生的应力感生有序导致的耗，图1为在连续加热过程中测得的耗－温度曲线，测量时应力频率为1ω，现改用另一频率2ω测定这一耗，且21ωω>，耗峰的位置将发生变化，请示意的画出这一耗峰位置变化的情况，并解释原因。

答：耗峰向高温推移。

（4分）碳原子的应力感生有序是热激活过程，测量频率提高，相对于碳原子有序化响应的时间缩短，因此需要加热至更高的温度提供激活能才能使碳原子在间隙位置上发生跳动（6分）。

弛豫型耗由间隙原子扩散导致，其弛豫时间满足：0exp H RT ττ⎛⎫= ⎪⎝⎭，而1ωτ=时，出现耗峰，即 0exp 1HRT ωτ⎛⎫= ⎪⎝⎭，可见在H 一定的条件下，ω提高， T 升高（5分）。

《材料物理性能》第一章材料的力学性能1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。

解：由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。

1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。

若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。

解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。

则有当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。

0816.04.25.2ln ln ln 22001====A A l l T ε真应变)(91710909.4450060MPa A F =⨯==-σ名义应力0851.0100=-=∆=A A l l ε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =⨯==-σ真应力)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =⨯+⨯=+=上限弹性模量)(1.323)8405.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。

解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程：V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程：以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。

如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等。