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功能材料考试题目概念题1.空间点阵：在晶体中，原子和原子集团在三维空间中有规律分布。
如果将每一个可重复的单位用一个点来表示，就能形成一个有规则的三维点阵，称为空间点阵2.晶格：为了便于分析各种晶体中原于排列的规律，空间点阵常用空间格子来表示，这种空间格子称为晶格3.原胞：由于晶格具有用期性，可取一单位体积（平行六面体）作为重复单元，来概括整个晶格的特征。
这样选取的重复单元称为原胞4.对称性：晶体具有一定的对称性，晶体的对称性是指晶体经过某些对称操作后仍然能回复原状的特性。
5.共价键：在晶体中，一对为两个原子所共有的自旋相反、配对的电子结构称为共价键。
6.金属键离子键7.同素异构体：有些元素具有一种以上的结构形式，称其为同素异构体。
8.分子晶体的结合是依靠分子之间的作用力，这种作用力称为范德华力9.有些金属材料在外磁场作用下产生很强的磁化强度，外磁场除去后仍能保持相当大的永久磁性，这种特性叫铁磁性10.抗磁性是一种很弱、非永久性的磁性，只有在外磁场存在时才能维持，磁矩方向与外磁场相反11.在有些非铁磁性材料中，相邻原子或离子的磁矩作反方向平行排列，总磁矩为零，这种性质为反铁磁性。
12.亚铁磁性是某些陶瓷材料表现的永久磁性，其饱和磁化强度比铁磁性材料低。
13.共聚物：由两种或两种以上不同的重复单元构成的高聚物被称为共聚物14.高聚物结构式中的方括号（或圆括号）表示重复连接的意思，而n代表重复单元数，称为聚合度15.能够形成结构单元的低分子化合物称为单体16.产生临界磁场的电流，即超导态允许流动的最大电流，称为临界电流17.超导临界电流：使超导体电阻为零的温度18.滞后：金属氢化物在吸氢与释氢时，虽在同一温度，但压力不同，这种现象称为滞后。
19.有些形状记忆合金在加热发生马氏体逆转变时，对母相有记忆效应；当从相再次冷却为马氏体时，还回复原马氏体的形状，这种现象称为双向形状记忆效应，又称可逆形状记忆效应。
1功能高分子材料的特点：?①产量小，产值高，制造工艺复杂?②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功能?③既可以单独使用，也可与其它材料复合制成构建，实现结构/功能一体化?一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能?二次功能：材料输入和输出的能量具有不同形式，材料其能量转化作用，这种功能称二次功能2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分子，化学功能高分子，生物功能和医用高分子，其它功能高分子?②按性质和功能分类：反应型高分子材料，光敏型高分子材料，电活性高分子材料，膜型高分子材料，吸附性高分子材料，高性能工程材料，医用高分子材料，其他功能高分子材料?3制备：化学法：?①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化?????????物理法：①聚合物包埋法?②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等??③功能高分子在读功能化的物理方法?表征途径：红外，X射线衍射，透射电镜，扫描电镜第二章1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工业，化学合成2絮凝剂特点：用量少，ph适用范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理高效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染作用原理：①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撞增加②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥作用，由高分子链包覆使微粒变大，加速沉降③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒，高分子乐意在多出与微粒结合一同下降影响因素：①分子链结构的影响②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含量，介质ph值，温度③使用方法影响3高吸水性树脂吸水机理：因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构，首先由于树脂中亲水基团与水形成氢键，产生相互作用，水进入树脂而使其溶胀，但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解，此后，吸水后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结构扩展，但是交联结构又阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展力达到平衡，水不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水的凝胶状物质。
无机功能及结构材料复习资料名词解释：功能材料：以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物学等性能作为主要性能指标的一类材料，是用于非结构目的的高技术材料。
结构材料：指具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能，用于结构目的的材料。
智能材料：是指具有感知环境刺激，对之进行分析、处理和判断，并采取一定措施进行适度响应的智能特征的材料。
迈斯纳效应：超导状态下，外磁场的磁化使超导体表面产生感应电流，感应电流在超导体内产生的磁场正好和外磁场抵消，导致超导体内部磁场为零，即具有完全抗磁性这种想象就是迈斯纳效应。
磁功能材料：指利用材料的磁性能和磁效应实现对能量及信息进行转换、储存或改变能量状态等功能作用的材料。
形状记忆效应：是指将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。
压电效应：某些电介质当沿一定方向对其施力而变形时内部产生极化现象，同时在它的表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后又恢复不带电的状态，这种现象称为正压电效应；在介质极化方向施加电场时电介质会产生形变，这种效应又称逆压电效应。
光生伏特效应：光照射半导体PN结时，会在PN结处产生电子-空穴对，在PN结内建电场的作用下，空穴被扫向P区，电子被扫向N区，从而在PN结两侧产生光生电动势，这一现象称为光生伏特效应，简称光伏效应。
压阻效应：对半导体施加应力时，除了产生形变外，同时也改变了半导体载流子的分布和运动状态，导致材料宏观电阻率发生变化。
这种由外力作用引起材料电阻率变化的现象称为压阻效应。
磁阻效应：若给通以电流的金属或半导体材料薄片施加与电流垂直或平行的外磁场，则其电阻值就增加。
这种现象称为磁滞电阻变化效应，简称磁阻效应。
光致变色：光致变色是指一个化合物A，在适当波长的光辐照下。
可进行特定的化学反应或物理效应，获得产物B，由于结构的改变导致其吸收光谱（颜色）发生明显的变化，而在另一波长的光照射或热作用下，产物B又能恢复到原来的形式。
光电信息功能材料复习知识点光电信息功能材料复习知识点1.材料分类：物理功能材料，化学功能材料，⽣物功能材料，功能转换材料2.功能材料：具有优良的光、电、磁、热、声学、⼒学、化学和⽣物学功能及其相互转化的功能，被⽤于⾮结构⽬的具有特定功能的材料。
3.现在是材料的功能设计时代4.光电信息材料：指?⽤于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器、光电转换器、光电显?⽰、光信息处理和存储装置、光通信等）的材料5.功能材料按照功能的显⽰过程可以分为⼀次功能材料和⼆次功能材料（有能量形式变化）6.薄膜制备⽅法：物理⽓相沉积PVD，化学⽓相沉积CVD，溶液镀膜法7.溅射：直流，射频，磁控，离⼦束8.离⼦镀：结合真空蒸镀和溅射的特点9.新的CVD：?⾦属有机化合物化学?⽓相淀积（MOCVD）；等离?⼦增强化学?⽓相沉积（PECVD)10.薄膜的⽣长模式可以归结为以下三种形式：岛状⽣长模式；层状⽣长模式；层岛复合⽣长模式（浸润性区别）11.粉体材料制备⽅法：（1）机械粉碎法（2）⽓体蒸发法（3）溶液法（4）激光合成法（5）等离⼦体合成法（6）射线辐照合成法（7）溶胶-凝胶法12.纳⽶陶瓷的制备：制粉，成型，烧结13.外光电效应：指物质受光照后⽽激发的电⼦逸出物质的表⾯，在外电场作⽤下形成真空中的光电⼦流。
这种效应多发⽣于⾦属和⾦属氧化物14.内光电效应：指受光照⽽激发的电⼦在物质内部参与导电，电⼦并不逸出光敏物质表⾯15.内光电效应之光电导效应：半导体内部价带原⼦吸收光⼦的能量跃迁到导带，半导体内部载流⼦数⽬增多，电导率增加的效应16.内光电效应之光⽣伏特效应：半导体吸收光⼦产⽣电⼦空⽳对，并且在PN结内建电场的作⽤下形成光电压17.GaN是的蓝光半导体激光器材料18.ZnSe是?⼀种蓝绿光半导体激光器材料19.红光半导体激光器材料主要有InGaAlP和InGaP/GaAsP等20.光电⼦集成电路OEIC：把光器件和电⼦器件都集成在同⼀基⽚上的集成电路21.标准测试条件：AM1.5地⾯太阳光谱辐照度分布光源辐照度：1000W/m2，测试温度：25±2°C22.暗电流(ID)是指器件在反偏压条件下,没有⼊射光时产⽣的反向直流电流23.Rsh对光电流的影响较⼩，⽽对开路电压的影响较⼤24.Rs对开路电压的影响⼏乎没有，但对短路电流却有很⼤的影响25.温度上升，硅电池的开路电压降低，短路电流增⼤26.太阳光伏系统：⼀般我们将光伏系统分为独⽴系统、并?⽹系统和混合系统27.Ge、Si、InP、GaAs的禁带宽度在室温下分别为0.66eV、1.12 eV、1.35eV、1.42 eV28.硅料制备：改良西门⼦法；硅烷法——硅烷热分解法；流化床法29.多晶硅是⽣产单晶硅的直接原料。
功能材料学功能材料学是材料科学的一个重要分支，主要研究材料的功能性能及其应用。
功能材料是指具有特殊功能或特殊性能的材料，广泛应用于能源、环境、电子、信息、生物医学等领域。
功能材料学的研究对象包括纳米材料、薄膜、多功能复合材料等，通过材料的结构设计和工艺控制，实现材料的特殊功能。
功能材料学的研究内容主要包括以下几个方面：1. 材料的功能性能研究：功能材料具有特殊的物理、化学、机械等性能，如导电、磁性、光学、催化等性质。
功能材料学的研究目的是分析材料的功能性能并探索其形成机制，为材料的设计和合成提供理论依据。
2. 材料的结构设计：材料的功能性能与其微观结构密切相关，功能材料学通过微观结构的设计和控制，实现材料的特殊功能。
例如，在纳米材料中引入特定的结构或界面，可以改善材料的电子传输性能或催化活性。
3. 材料的工艺控制：功能材料的性能往往受到材料的制备工艺的影响，因此功能材料学致力于研究材料的制备方法，探索合适的工艺参数，以实现目标材料的预期功能。
例如，采用溶胶-凝胶法、磁控溅射等制备方法可以得到纳米材料和薄膜材料。
4. 材料的应用研究：功能材料的最终目的是实现在各种领域的应用。
功能材料学通过对材料的性能与应用的关系进行研究，开发新型的应用领域，并提出改进现有应用的策略。
例如，利用具有导电性能的纳米材料制备柔性电子器件，实现在可穿戴设备、柔性屏幕等领域的应用。
功能材料学的发展对于推动科技进步和解决现实问题具有重要意义。
随着科技的不断进步和社会的发展需求，人们对材料的功能性能提出了更高的要求。
功能材料学不断深化对功能材料的理解，不断研究材料的新性能和新应用，为我们创造更加美好的生活和未来做出巨大贡献。
信息材料基础重点总结（苏桦）1：什么是信息材料？答：是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能而使用的材料。
2：信息材料的分类及其功能。
答：一按材料功能分：A 信息探测材料。
对电、磁、光、声等变化或化学物质敏感的材料。
B 信息传输材料。
对电子信息传输的材料。
C 信息存储材料。
包括磁存储材料、光存储材料、磁光存储材料等。
D 信息处理材料。
包括对各种电子信息的处理、加工以及转换，使其发挥相应的功能的材料。
二按材料种类分：A 半导体信息材料。
B信息功能陶瓷材料。
C 有机信息材料。
D 信息薄膜材料3：氧化物法的优缺点。
（相对于固相反应烧结法）答：优点：工艺成熟、成本低廉，适合于批量化大生产。
缺点：材料成分容易偏析，性能难以精确控制。
4：信息功能陶瓷的制备工艺流程及各个流程的作用。
答：流程：配料→混合球磨（第一次球磨）→湿磨料烘干→混合料预压→预烧→破碎→二次球磨→造粒→成型→烧结→测试各流程作用：（1）一次球磨：混合均匀以利于烧结时固相反应完全。
（2）预烧：使各种氧化物初步发生化学反应，减少烧结时产品的收缩率。
（3）二次球磨：将预烧料碾磨成一定颗粒尺寸的粉体，使粉体粒径分布较窄，以利于成型。
（4）造粒：提高成型效率与产品质量。
（5）烧结：烧结过程影响到固相反应的程度及最后的相组成、密度、晶粒大小等，这都将不同程度影响着产品的电磁性能。
5：软化学法的优缺点。
答：优点：可以将粒子尺寸控制在相当的范围内，使均匀性达到亚微米级、纳米级甚至分子、原子级水平。
缺点：工艺复杂，成本高，有空气污染。
（目前，在电子陶瓷制备中，应用最多的软化学法是溶胶-凝胶法。
）6：溶胶-凝胶法的主要原理及工艺流程。
答：原理：将易于水解的金属化合物在溶液中与水发生水解反应，形成均匀的溶胶；加入一定的其它成分，在一定的温度下溶胶经水解和缩聚过程而逐渐凝胶化；凝胶再经干燥、灼烧等后续热处理，最后得到所需的原料。
工艺流程：配方确定→原料混合（经温度时间控制，PH值调整）→形成溶胶→形成干凝胶→超细纳米粉末→造粒、成型、烧结。
信息功能材料信息是一切行为的基础，没有信息就没有行动。
信息功能材料是指通过信息传递和处理来实现某种特定功能的材料。
信息功能材料的应用范围非常广泛，包括但不限于通信设备、传感器、智能材料等。
本文将就信息功能材料的定义、特点和应用进行探讨。
首先，信息功能材料是指能够传递、处理和存储信息的材料。
它们可以通过各种物理、化学和生物学的机制来实现信息的传递和处理。
例如，某些材料可以通过改变电场、磁场或光场的特性来传递信息；而另一些材料则可以通过化学反应或生物学过程来处理信息。
这些材料可以是传统的金属、陶瓷、塑料等，也可以是新型的纳米材料、生物材料等。
其次，信息功能材料具有多种特点。
首先，它们具有高度的敏感性和响应性，能够对外界的信息变化做出快速的响应。
其次，它们具有可调控性和可编程性，能够根据需要对信息进行精确的控制和编程。
再次，它们具有高度的集成性和互连性，能够实现多种信息处理功能的集成和互联。
最后，它们具有高度的稳定性和可靠性，能够长期稳定地传递和处理信息。
最后，信息功能材料在各个领域都有着重要的应用。
在通信领域，信息功能材料可以用于制造高性能的光纤、微波器件和天线，从而实现高速、高效的信息传输。
在传感领域，信息功能材料可以用于制造高灵敏度、高精度的传感器，从而实现对各种物理、化学和生物信息的快速、准确的检测和监测。
在智能材料领域，信息功能材料可以用于制造具有自感知、自诊断、自修复功能的智能材料，从而实现对外界环境的智能响应和适应。
综上所述，信息功能材料是一种能够传递、处理和存储信息的材料，具有高度的敏感性、可调控性、集成性和稳定性，广泛应用于通信、传感、智能材料等领域。
随着信息技术的不断发展和进步，信息功能材料的应用前景将会更加广阔。
希望本文的介绍能够对信息功能材料有所了解，为相关领域的研究和应用提供一些参考。
材料概论复习题01·Thick sheets of flat glass is made by a special float process. 02·Excessive contents of MgO can lead to destructive(毁灭性的) expansion of hardened concrete.03·As the carbon content of steel increases,steel becomes less ductile(柔软的),i.e.,more brittle.04·Magnesium(镁) is hexagonal-close-packed(六方密堆积) in structure.05·In the case of good glass forming materials like SiO2,GeO2 or B2O3, the required rate of cooling of the melts is remarkably low because the maximum crystallization velocities in these materials are themselves very low.06·Dark color of Portland cement is caused by ferrite phase(铁素体),formation of which must be avoided in a white cement.07· In a body-centred cell,there are two particles per elementary cell. 08·Fracture toughness(断裂韧性) is a generic term for measures of resistance to extension of a crack.09·Anisotropy(各向异性) of properties is mainly observed in monocrystalline(单晶) solids.10· Elastomers(橡胶) are the group of polymers that can easily undergo very11· The favorable characteristic of graphite is best lubricity(润滑性). 12·Stiffness(刚度) is expressed by the modulus of elasticity(弹性),also called Young’s modulus.13·When a liquid id=s cooled from a high temperature to its melting temperature,(Tm),it generally solidifies to a crystalline product.14·There are four particles per elementary cell in a face-centred cell. 15·When carbon is mostly in the form of graphite spheroids(球状石墨) and is produced during solidification by inoculating(对金属溶液进行孕育处理) the cast iron with an element such as magnesium while it is still in the ladle(铸勺),the cast iron exhibits very ductile property.16·Titanium is used in high-speed aircraft for its high strength at high temperatures.17·Magnesium is the lightest of all structural metals.18·There are four main aspects materials science and technology: synthesis, manufacturing and processing, composition and structure,properties and performance.19·The silica structure is the basic structure for glass and ceramics. 20·Glasses are coloured with added oxides or halides(卤化物) and made to change their colours or become darker on exposure or light or heat. 21·Traditional fabrication techniques of ceramic contain Hydroplastic22·The term bulk density is used in this instance to refer to a ceramic’s porosity and the fact that most ceramics contain both a crystalline and a noncrystalline phase.翻译1·Glass when newly formed, with a perfect surface, is very strong about five times as strong as steel. This may seem strange, but theoretically glass should be very strong because of the nature of its interatomic bonds. In practice the strength is very much less than the theoretical value. One of the main causes of this loss of strength is the presence of surface defects, such as those caused by chemical corrosion or mechanical abrasion. These flaws can be very small but because glass is rigid they act to concentrate any applied stress over only a few interatomic bonds at the apex of the crack. Under these conditions the strong bonds break and fracture occurs.玻璃刚成型时有着完美的表面，强度是钢的5倍，这看起来或许很奇怪，但由于本身原子间价键的性质，玻璃理论强度应该很大，实际强度却比理论强度低很多。
1．按照用途材料可以分为哪两类？给出这两类材料的定义和特点。
举例说明这两类材料在国民经济中的地位。
结构材料:通常是指利用其力学性能制造机器和工程结构中构件的材料。
传统材料,产量大,附加值低,技术较成熟,劳动密集,转移出发达国家.钢铁能力 曾经的国力的标志. 钢铁工业为制造各种机械设备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。
钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。
故在一定意义上说，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济发达的程度.功能材料:通常是指利用材料的物理、化学和生物学等性能制造具有电、磁、光、声、热、生物等功能器件的材料。
新材料,品种多,附加值高,技术发展快,技术密集,集中在发达国家.功能材料—现代社会中起主导作用的材料.标志—功能材料是信息技术、生物技术、可再生能源技术、空间技术等现代社会支柱产业的基础. 2．材料科学与工程学科从那几个方面来进行材料研究的？材料科学工作者基本的工作思路是什么？举例说明未来材料科学的发展趋势。
加工，结构，性能。
首先，我们要确定产品的应用以及它的工作环境，再考虑所选材料需要有怎样的性能，从而来确定哪些材料符合要求以及通过怎样的加工方法使所选材料最终能变成所需的产品。
加工完成之后，还要对产品进行测评，如果没有达到所需的要求，就要改进加工方法，最终使产品满足实际的应用。
未来材料的发展趋势：微型化（纳米结构材料具有独特的特性），智能材料，（使飞机隐形的材料，抗震的材料），环境友好型材料（可生物降解，光降解的塑料），以及受大自然启迪设计出的各种材料。
3．什么是电传导？金属和离子晶体的电导机制是怎样的，二者的本质区别？电传导中涉及带电粒子的定向运动，固体中的电子或溶液中的正、负离子在电场（由电势差产生）的作用下发生定向移动，而传递能量。
在金属中携带电荷的载流子是电子，在电场力的作用下，电子的定向迁移形成电流。
称为电子传导。
在离子晶体中，携带电荷的载流子是离子，因此称为离子传导。
离子电导和电子电导有本质的区别。
离子电导的运动伴随明显的质量变化有些离子在电极附近有电子得失，因而产生新的物质，也就是说发生了化学反应。
电子电导的特征是具有霍尔效应。
其产生是由于电子在磁场作用下产生横向位移的结果。
离子质量比电子大的多，在磁场作用下不呈现横向位移，因而离子电导不呈现霍尔效应。
4．什么是霍尔效应，那些材料可以用于霍尔传感器，其基本原理是什么？在半导体上通以电流并把它放在磁场中，如果磁场与电流的方向相垂直，则在磁场的作用下，载流子（电子或空穴）的运动方向发生偏转。
这样，在垂直于电流和磁场的方向上就会形成电荷积累，出现电势差。
这一现象称为霍尔效应。
半导体材料可以用于霍尔传感器，其电阻率和载流子的迁移率都比较大。
霍尔传感器是根据霍尔原理制成的。
5．超导的定义是什么？物质处于超导态的主要条件是什么？指出超导体的三个重要指标及意义。
超导体的主要应用有那些，主要是应用了超导体的那方面性能？什么叫高温超导体，那些材料属于高温超导体？在一定温度下金属突然失去电阻的现象称为超导现象或超导电性。
物质处于超导态的条件：①材料的电阻为零（仪器检测值）；②具有完全抗磁性。
超导体的三个重要指标：J c （临界电流密度）、H c (临界磁场强度)和T c (临界转变温度)。
三者越高，则材料的应用价值越高。
大电流应用即超导发电、输电和储能；电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等；抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆。
高温超导体通常是指在液氮温度（77 K）以上超导的材料。
高温超导体五大家族：稀土214家族，稀土123家族，铋超导家族，铊超导家族，汞超导家族。
6．简述半导体pn结整流、pn结晶体管以及金属－氧化物－硅场效应晶体管的功能及工作原理。
ＰＮ结的单向导电性,外加正向电压:在外电场作用下，多子将向ＰＮ结移动，结果使空间电荷区变窄，内电场被削弱，扩散运动起主要作用。
结果，Ｐ区的多子空穴将源源不断的流向Ｎ区，而Ｎ区的多子自由电子亦不断流向Ｐ区，这两股载流子的流动就形成了ＰＮ结的正向电流。
外加反向电压:在外电场作用下，多子将背离ＰＮ结移动，结果使空间电荷区变宽，内电场被增强，漂移运动起主要作用。
因少子浓度很低，反向电流远小于正向电流。
晶体管由三个端点组成：源极、栅极和漏极。
在n型晶体管中，当栅极带正电时，p型硅中的电子被吸引到栅极下面的地方，从而在源极和漏极之间形成一个电子通道。
当漏极带正电时，电子就会从源极流向漏极。
这时，晶体管处于通的状态。
如果栅极的电压消失，那么电子就不会被吸引到源极与漏极之间的区域。
电路一断，晶体管就处于断的状态.7．什么是材料的介电常数和介电损耗？介质材料的极化机制有那些？介电常数随频率增加会发生怎样的变化，为什么？具有铁电性能的介质材料为什么具有较高的介电常数？答：介电常数是衡量电介质材料储存电荷能力的参数，通常又叫介电系数和电容率，是材料的特征参数。
介电损耗是指电介质在交变电场中,由于消耗部分电能而使电介质本身发热的现象。
极化机制有电子位移、离子位移、固有偶极矩取向极化三种。
当外加电场频率很低时，介质的各种极化都能跟上外加电场的变化，此时不存在极化损耗，介电常数达到最大，当频率逐渐升高时，取向极化在某一频率开始跟不上外电场的变化，对介电常数的贡献逐渐减小，因而，介电常数逐渐减小，当外加电场频率很高时，介电常数仅由位移极化决定而变得更小。
材料的介电常数与材料的极化有着紧密的关系，具有铁电性能的介质材料因为其特有的晶体结构而具有自发极化，有于其本身较高的电极化强度而使它的介电常数也较高。
8．铁电性和压电性的定义？铁电材料和压电材料的主要特点是什么，举例说明铁电和压电材料的主要应用及性能依据？答：在一些电介质晶体中，晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化，晶体的这种性质叫铁电性；压电性是指某些介质的单晶体，当受到定向压力或张力的作用时，能使晶体垂直于应力的两侧表面上分别带有等量的相反电荷的性质。
若应力方向反转时，则两侧表面上的电荷易号。
铁电材料其特点是不仅具有自发极化，而且在一定温度范围内，自发极化偶极矩能随外施电场的方向而改变。
压电材料的主要特点具有压电效应及逆压电效应。
典型铁电材料有：钛酸钡（BaTiO3）、磷酸二氢钾(KH2PO4)等，应用于电子陶瓷元器件，超声波仪器等等，对铁电材料的应用主要是利用它们的热释电性、电光性能以及高介电常数。
压电材料因为其压电效应而广泛应用于传感器元件中，同时压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。
PZT压电陶瓷(锆钛酸铅)。
9．什么是热膨胀和热传导，主要机制分别是什么？答：热膨胀通常是指外压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。
热从物体温度较高的一部分沿着物体传到温度较低的部分的方式叫做热传导。
热膨胀机制：当温度上升时原子间的距离也会增加，晶体中两相邻原子间的势能是原子核间距离的函数,势能曲线是一条非对称曲线。
热传导机制：热在固体材料中的传递是靠格波的振动（声子）和自由电子的热运动。
10．简述磁矩的起源，铁磁性、亚铁磁性、抗磁性和顺磁性定义；软磁材料和硬磁材料的特点及应用。
答：磁矩的起源：材料宏观上的磁特性是一系列单个电子产生磁矩的集合。
在原子中，电子因绕原子核运动而具有轨道磁矩；电子还因自旋具有自旋磁矩。
铁磁性是指物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限值的现象。
亚铁磁性是指在无外加磁场的情况下，磁畴内由于相邻原子间电子的交换作用或其他相互作用，使它们的磁矩在克服热运动的影响后，处于部分抵消的有序排列状态，以致还有一个合磁矩的现象。
当施加外磁场后，其磁化强度随外磁场的变化与铁磁性物质相似。
抗磁性是指在受到外加磁场作用时，物质获得反抗外加磁场的磁化强度的现象。
顺磁性是指在磁场作用下，物质中相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上与磁场强度方向一致的定向排列的现象。
软磁材料具有低的矫顽力和高磁导率，易于磁化，也易于退磁，广泛应用于电工设备和电子设备中，应用最多的软磁材料是铁硅合金以及各种软磁铁氧体等。
硬磁材料磁滞回线较宽，具有较大的矫顽力，磁化后不易退磁而能长期保留磁性，其典型代表是钡铁氧BaFe12O19。
硬磁材料不仅可用作电讯器件如录音器、电话机及各种仪表的磁铁，而已在医学、生物和印刷显示等方面也得到了应用。
居里点也称居里温度或磁性转变点，是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。
11．什么是材料的光学性能？从能带角度分析金属、半导体和绝缘体光学性能的异同？在可见光范围，说明金属、半导体和绝缘体的透明性及能带宽度。
答：材料的光学性能指材料在电磁波辐射尤其在可见光作用下所表现出来的各种性能。
金属中，相邻分子轨道间能级差很小，没有禁带，它可以吸收所有低频谱的电磁辐射，呈现不透明性。
半导体中存在禁带，但禁带宽度不大，只要入射声子的能量大于禁带宽度，就可被吸收，呈现不透明性。
绝缘体的禁带宽度很大，不能吸收可见光，呈现透明性。
12．氧化铝材料透明程度与那些因素有关，为什么？答：氧化铝材料的透明程度与其内在的结构有关。
如晶界，相结构和有孔性。
单晶氧化铝是透明的；多晶低空隙氧化铝是半透明的；多晶高空隙氧化铝是不透明的。
13．激光的定义及应用。
简述半导体激光和红宝石激光的形成原理。
答：激光是由受激发射的光放大产生的辐射。
应用有激光焊接，激光切割，激光治疗可以用于手术开刀，光通信等。
半导体激光的形成原理是,通过一定的激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用。
激励方式主要有三种,即电注入式,光泵式和高能电子束激励式。
红宝石激光的形成原理是以红宝石为工作物质，在Xe（氙）灯照射下，红宝石晶体中原来处于基态E1的粒子，吸收了Xe灯发射的光子而被激发到E3能级。
粒子在E3能级的平均寿命很短（约10-9秒）。
大部分粒子通过无辐射跃迁到达激光上能级E2。
粒子在E2能级的寿命很长，可达3×10-3秒。
所以在E2能级上积累起大量粒子，形成E2和E1之间的粒子数反转，此时晶体对频率ν满足hν＝E2—E1的光子有放大作用，即对该频率的光有增益。
14．太阳能电池和发光二级管的工作原理。
太阳能电池的最高转换效率达到多少，主要影响因素是什么？答：光生伏特效应：当具有p－n结的半导体受到光照时（hγ≥Eg ），其中电子和空穴的数目增多，在结的局部电场作用下，p区的电子移到n区，n区的空穴移到p区，这样在结的两端就有电荷积累，形成电势差。
