材料物理性能试题及其答案

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。

材料物理性能A 试卷答案及评分标准一、是非题（1分×10=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、磁后效应：处于外电场为H0的磁性材料，突然受到外磁场的跃迁变化到H1，则磁性材料的磁感应强度并不是立即全部达到稳定值，而是一部分瞬时到达，另一部分缓慢趋近稳定值，这种现象称为磁后效应。

2、塑性形变：是指在超过材料的屈服应力作用下产生形变，外应力移去后不能恢复的形变。

无机材料的塑性形变，远不如金属塑性变形容易。

3、未弛豫模量：测定滞弹性材料的形变时，如果测量时间小于τε、τσ，则由于随时间的形变还没有机会发生，测得的是应力和初始应变的关系，这时的弹性模量叫未驰豫模量。

4、介质损耗：由于导电或交变场中极化弛豫过程在电介质中引起的能量损耗，由电能转变为其他形式的能，统称为介质损耗。

5、光频支振动：光频支振动：格波中频率甚高的振动波，质点间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。

6、弹性散射：散射前后，光的波长（或光子能量）不发生变化的散射。

7、德拜T3定律：当温度很低时，即T<<θD，c v=1939.7(T/θD)3j.K-1.mol-1，即当T→0 K时，c v∝T3→0。

8、BaTiO3半导体的PTC现象：价控型BaTiO3半导体在晶型转变点附近，电阻率随温度上升发生突变，增大了3~4个数量级的现象。

三、简答题（5分×5=25分，任选5题。

注意：请在所选题前打“√”）1、（1）构成材料元素的离子半径；（2）材料的结构、晶型；（3）材料存在的内应力；（4）同质异构体。

2、（1）透过介质表面镀增透膜；（2）将多次透过的玻璃用折射率与之相近的胶将它们黏起来，以减少空气界面造成的损失。

)（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.缺陷:该理论高估了自由电子对金属导电能力的贡献值，实际上并不是所有价电子都参与了导电。

（？把适用于宏观物体的牛顿定律应用到微观的电子运动中，并且承认能量的连续性)3、自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为？自由电子近似下，电子的本证波函数是一种等幅平面行波，即振幅保持为常数;电子本证能量E 随波矢量的变化曲线 是一条连续的抛物线.4、根据自由电子近似下的量子导电理论解释：准连续能级、能级的简并状态、简并度、能态密度、k 空间、等幅平面波和能级密度函数.n 决定，并且其能量值也是不连续的，能级差与材料线度L ²成反比,材料的尺寸越大，其能级差越小，作为宏观尺度的材料,其能级差几乎趋于零，电子能量可以看成是准连续的。

西 安 科 技 大 学 2011—2012学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：———装 订 线————————装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记————————装 订 线———西 安 科 技 大 学 2011—2012 学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：———装 订 线————————装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记————————装 订 线———材料物理性能 A卷答案一、填空题（每空1分，共25分）：1、电子运动服从量子力学原理周期性势场2、导电性能介电性能3、电子极化原子（离子）极化取向极化4、完全导电性（零电阻）完全抗磁性5、电子轨道磁矩电子自旋磁矩原子核自旋磁矩6、越大越小7、电子导热声子导热声子导热8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析（TG）9、弹性后效降低（减小）10、机械能频率静滞后型内耗二、是非题（每题2分，共20分）：1、√2、×3、×4、√5、×6、√7、×8、×9、×10、√三、名词解释（每题3分，共15分）：1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的球面。

特别有意义的是E=E F的等能面，它被称为费米面，相应的能量成为费米能。

2、顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动使得材料没有磁性，当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物质显示弱磁场，这样的磁体称顺磁体。

3、魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。

4、因瓦效应：材料在一定温度范围内所产生的膨胀系数值低于正常规律的膨胀系数值的现象。

5、弛豫模量：教材P200四、简答题（每题6分，共30分）：1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。

大学《材料物理性能》复习核心知识点、习题库及期末考试试题答案解析目录《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题） (1)《材料物理性能》复习核心知识点 (15)清华大学《材料物理性能》期末考试试题及答案解析 (25)上海交通大学《材料物理性能》期末考试试题 (31)《材料物理性能》习题库（填空、判断、选择、简答计算题）一、填空1．相对无序的固溶体合金，有序化后，固溶体合金的电阻率将。

2．马基申定则指出，金属材料的电阻来源于两个部分，其中一个部分对应于声子散射与电子散射，此部分是与温度的金属基本电阻，另一部分来源于与化学缺陷和物理缺陷而与温度的残余电阻。

3．某材料的能带结构是允带内的能级未被填满，则该材料属于。

4．离子晶体的导电性主要是离子电导，离子电导可分为两大类，其中第一类源于离子点阵中基本离子的运动，称为或，第二类是结合力比较弱的离子运动造成的，这些离子主要是，因而称为。

在低温下，离子晶体的电导主要由决定。

5．绝缘体又叫电介质，按其内部正负电荷的分布状况又可分为，，与。

6．半导体的导电性随温度变化的规律与金属，。

在讨论时要考虑两种散射机制，即与。

7．超导体的三个基本特性包括、与。

金属的电阻8．在弹性范围内，单向拉应力会使金属的电阻率；单向压应力会使率。

9．某合金是等轴晶粒组成的两相机械混合物，并且两相的电导率相近。

其中一相电导率为σ1，所占体积分数为φ，另一相电导率为σ2，则该合金的电导率σ = 。

10．用双臂电桥法测定金属电阻率时，测量精度不仅与电阻的测量有关，还与试样的的测量精度有关，因而必须考虑的影响所造成的误差。

11．适合测量绝缘体电阻的方法是。

12．适合测量半导体电阻的方法是。

13．原子磁矩包括、与三个部分。

14．材料的顺磁性来源于。

15．抗磁体和顺磁体都属于弱磁体，可以使用测量磁化率。

16．随着温度的增加，铁磁体的饱和磁化强度。

17．弹性的铁磁性反常是由于铁磁体中的存在引起所造成的。

无机材料物理性能试题及答案It was last revised on January 2, 2021无机材料物理性能试题及答案无机材料物理性能试题及答案一、填空题（每题2分，共36分）1、电子电导时，载流子的主要散射机构有中性杂质的散射、位错散射、电离杂质的散射、晶格振动的散射。

2、无机材料的热容与材料结构的关系不大，CaO和SiO2的混合物与CaSiO3的热容-温度曲线基本一致。

3、离子晶体中的电导主要为离子电导。

可以分为两类：固有离子电导（本征电导）和杂质电导。

在高温下本征电导特别显着，在低温下杂质电导最为显着。

4、固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越小。

5、电流吸收现象主要发生在离子电导为主的陶瓷材料中。

电子电导为主的陶瓷材料，因电子迁移率很高，所以不存在空间电荷和吸收电流现象。

6、导电材料中载流子是离子、电子和空位。

7. 电子电导具有霍尔效应，离子电导具有电解效应，从而可以通过这两种效应检查材料中载流子的类型。

8. 非晶体的导热率（不考虑光子导热的贡献）在所有温度下都比晶体的小。

在高温下，二者的导热率比较接近。

9. 固体材料的热膨胀的本质为：点阵结构中的质点间平均距离随着温度升高而增大。

10. 电导率的一般表达式为∑=∑=iiiiiqnμσσ。

其各参数n i、q i和i的含义分别是载流子的浓度、载流子的电荷量、载流子的迁移率。

11. 晶体结构愈复杂，晶格振动的非线性程度愈大。

格波受到的散射大，因此声子的平均自由程小，热导率低。

12、波矢和频率之间的关系为色散关系。

13、对于热射线高度透明的材料，它们的光子传导效应较大，但是在有微小气孔存在时，由于气孔与固体间折射率有很大的差异，使这些微气孔形成了散射中心，导致透明度强烈降低。

14、大多数烧结陶瓷材料的光子传导率要比单晶和玻璃小1～3数量级，其原因是前者有微量的气孔存在，从而显着地降低射线的传播，导致光子自由程显着减小。

15、当光照射到光滑材料表面时，发生镜面反射 ；当光照射到粗糙的材料表面时，发生 漫反射 。

南京理工大学课程考试答案及评分标准22/(2)ω=k m如果某材料极化过程中没有任何弛豫，则在交变电场下没有介电损耗。

22/(2k m22/E dk为波矢。

对于上述色散关系，ħk. 因此粒子的速度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，较好的方向性，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内运动；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。

在较低磁场范围内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方向一致。

较高磁场范围内，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内部的应力、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内耗，图1为在连续加热过程中测得的内耗－温度曲线，测量时应力频率为1ω，现改用另一频率2ω测定这一内耗，且21ωω>，内耗峰的位置将发生变化，请示意的画出这一内耗峰位置变化的情况，并解释原因。

答：内耗峰向高温推移。

（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）。

《材料物理性能》习题解答材料物理性能习题与解答吴其胜盐城工学院材料工程学院2007，3目录1 材料的力学性能 (2)2 材料的热学性能 (12)3 材料的光学性能 (17)4 材料的电导性能 (20)5 材料的磁学性能 (29)6 材料的功能转换性能 (37)1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：根据题意可得下表由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。

1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm ，受到应力为1000N 拉力，其杨氏模量为3.5×109 N/m 2，能伸长多少厘米?解：拉伸前后圆杆相关参数表体积V/mm 3 直径d/mm 圆面积S/mm 2 拉伸前1227.2 2.5 4.909 拉伸后1227.22.44.524 1cm 10cm40cmLoad Load)(0114.0105.310101401000940000cm E A l F l El l ==??===?-σε0816.04.25.2ln 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 lε名义应变)(99510524.445006MPa A F T =?==-σ真应力1-3一材料在室温时的杨氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。

解：根据可知：1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。

证：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。

材料物理考试题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量E表示材料的哪种性质？A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 弹性变形能力D. 塑性变形能力答案：C2. 下列哪种材料属于半导体材料？A. 铜B. 石墨C. 硅D. 铁答案：C3. 材料的断裂韧性KIC的单位是？A. PaB. Pa·m^0.5C. Pa·m^1.5D. Pa·m^2答案：B4. 材料的硬度通常是指材料的哪种性质？A. 塑性B. 韧性C. 弹性D. 脆性答案：B5. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 铝合金B. 铜合金C. 陶瓷D. 钢答案：C6. 材料的疲劳寿命与哪种因素有关？A. 材料的强度B. 材料的韧性C. 材料的硬度D. 所有选项答案：D7. 材料的热膨胀系数表示材料在温度变化时体积变化的哪种性质？A. 线性变化B. 面积变化C. 体积变化D. 密度变化答案：C8. 材料的屈服强度是指材料在哪种应力状态下的应力值？A. 单轴拉伸B. 单轴压缩C. 多轴拉伸D. 多轴压缩答案：A9. 材料的断裂韧性KIC与材料的哪种性质无关？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 硬度D. 密度答案：D10. 材料的疲劳强度通常是指材料在哪种循环应力下的应力值？A. 单轴拉伸B. 单轴压缩C. 多轴拉伸D. 多轴压缩答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的____是指材料在受到外力作用时，能抵抗永久变形的能力。

答案：屈服强度2. 材料的____是指材料在受到外力作用时，能抵抗断裂的能力。

答案：断裂韧性3. 材料的____是指材料在受到外力作用时，能抵抗弹性变形的能力。

答案：弹性模量4. 材料的____是指材料在受到外力作用时，能抵抗塑性变形的能力。

答案：屈服强度5. 材料的____是指材料在受到外力作用时，能抵抗疲劳破坏的能力。

答案：疲劳强度6. 材料的____是指材料在受到外力作用时，能抵抗硬度变化的能力。

材料物理性能习题与解答材料的热学性能2-1 计算室温(298K ）及高温(1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值，并请和按杜龙-伯蒂规律计算的结果比较。

（1） 当T=298K ，Cp=a+bT+cT —2=87。

55+14.96*10-3*298—26.68*105/2982=87.55+4.46-30。

04=61.97 *4。

18J/mol.K（2） 当T=1273K,Cp=a+bT+cT -2=87。

55+14.96＊10-3*1293—26.68＊105/12732=87.55+19。

34-1。

65=105.24*4。

18J/mol 。

K=438.9 J/mol 。

K据杜隆—珀替定律：（3Al 2O 3.2SiO 4)Cp=21*24。

94=523。

74 J/mol.K2—2 康宁1723玻璃（硅酸铝玻璃）具有下列性能参数：λ=0.021J/(cm.s.℃）； α=4。

6＊10-6/℃;σp=7.0Kg/mm 2.E=6700Kg/mm 2，μ=0.25。

求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。

第一冲击断裂抵抗因子：E R f αμσ)1(-= =66610*8.9*6700*10*6.475.0*10*8.9*7-=170℃ 第二冲击断裂抵抗因子：E R f αμλσ)1(-='=170＊0.021=3.57 J/(cm 。

s)2-6 NaCl 和KCl 具有相同的晶体结构,它们在低温下的Debye 温度θD 分别为310K 和230K ，KCl 在5K 的定容摩尔热容为3。

8＊10-2J/(K 。

mol ）,试计算NaCl 在5K 和KCl 在2K 的定容摩尔热容。

2-7 证明固体材料的热膨胀系数不因为含均匀分散的气孔而改变.3 材料的光学性能3—1．一入射光以较小的入射角i 和折射角r 通过一透明明玻璃板,若玻璃对光的衰减可忽略不计，试证明明透过后的光强为（1-m)2解：ri n sin sin 21=W = W’ + W'’ m WW W W m n n W W -=-=∴=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=1'1"11'22121其折射光又从玻璃与空气的另一界面射入空气则()21'"1"'"m W W m W W -=∴-= 3-2 光通过一块厚度为1mm 的透明Al 2O 3板后强度降低了15％,试计算其吸收和散射系数的总和。

一、填空题(共20小题,每小题1分,共20分)1. 导体材料、绝缘材料；2. 剩余电阻，极低温度；3. 下降，升高；4. 极化强度，偶极矩；5. 透过，吸收；6. 三次方规律，常数24.9 J/(mol·k )；7. 位移，旋转；8. 电子轨道磁矩、电子自旋磁矩；9. 离子半径、结构、晶型和非晶态；10. V Tm-V0/V0=C、越小二、选择题(共10小题,每小题2分,共20分)。

1.B；2.B；3.A；4.A；5.B；6.C；7.C；8.D；9.A；10. A三、简答题(共20分)1. 答：导体能带特点是存在未满价带，或者满价带与导带相接或重合，有令电子定向移动的空间，导电性能好。

（2分）半导体的能带由满价带与空导带组成，价带与导带间存在一定宽度的禁带，在受到光、热、电等外激发时价带电子可跃迁至导带从而导电，导电性有一定的局限性；对于杂质半导体而言其杂质能级处于价带与导带之间，电子或空穴的跃迁相对容易实现，其实用性好于本征半导体。

（2分）绝缘体能带由满价带与空导带组成，且价带与导带之间存在能隙较宽的禁带（通常大于0.5ev），电子跃迁所需能量大，载流子数目少，不易导电。

（2分）2. 答：金属固溶体形成K状态时电阻率反常升高，在进行冷加工后，电阻率下降。

（2份）原因在于金属固溶体形成K状态时存在溶质原子的偏聚区域，其成分与基体不同，短程有序；偏聚区域尺寸小至几个纳米，与电子波的波长相当，能够强烈的散射电子，导致电阻率反常增大。

（2分）3. 答：自发磁化的物理本质在于磁矩的定向排列，形成磁畴，显现磁性。

（3分）充要条件是原子具有未填满电子的壳层；相邻原子核间距R与参与交换的电子层半径r之比R/r>3，即交换积分A>0。

（3分）4.答：红宝石常常被用作激光发射器工作（激活）介质（2分），由于其具备了粒子数反转的能级结构条件（2分）。

四、计算题(共40分)。

1.解：根据马西森定律ρ=ρT+ρ’且ρT=αT （5分）则有ρ1=αT1+ ρ’ ρ2=αT2+ ρ’ρ1-ρ2=α(T1-T2) α=1.35×10-11 1/o C （5分）得ρ’=ρ1-αT1=9.96×10-7Ω · m （5分）2. 解：已知I=I0e-αx （5分）则0.1= e-0.42x （3分）得x=5.48cm （2分）3. 解：由魏德曼-弗兰兹定律知k/σ=L0T （2分）则k=L0Tσ=L0T/ρ （5分）且ρT=ρ0(1+αT)=1.32×10-5Ω · m（5分）代入得k=1.25w/(m· k) （3分）。

材料性能学考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料的弹性模量最大？A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 玻璃C. 高强度钢D. 纤维素3. 下列哪种材料的硬度最大？A. 黄金B. 铅C. 钨D. 铝A. 弹性B. 塑性C. 粘性D. 耐磨性5. 下列哪种材料的导电性最好？A. 铜B. 铁C. 铅D. 硅6. 下列哪种材料的比热容最大？A. 水泥B. 橡胶C. 铝D. 钨7. 下列哪种材料的密度最小？A. 聚乙烯B. 钢铁C. 铜D. 铅A. 导热性B. 热膨胀系数C. 弹性模量D. 抗压强度9. 下列哪种材料的耐腐蚀性最好？A. 铝B. 铁C. 铜镍合金D. 钢铁A. 耐候性B. 耐腐蚀性C. 热稳定性D. 抗压强度二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的性能主要包括______性能、______性能和______性能。

2. ______是指材料在受力过程中，产生变形后去掉外力仍能恢复原状的性质。

3. 材料的______是指材料在断裂前能承受的最大应力。

4. ______是指材料抵抗局部变形的能力，如压痕、刮擦等。

5. 材料的______是指材料在高温或低温环境下保持性能稳定的能力。

6. ______是指材料在受到腐蚀介质作用时，抵抗腐蚀破坏的能力。

7. 材料的______是指材料在受到冲击载荷作用时，吸收能量并产生变形而不破坏的能力。

8. ______是指材料在受到重复应力或循环应力作用时，抵抗疲劳破坏的能力。

9. 材料的______是指材料在受到电磁场作用时，产生电流的能力。

10. ______是指材料在单位长度、面积或体积内，质量的大小。

三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料力学性能的定义及其主要内容。

2. 简述材料物理性能的定义及其主要内容。

3. 简述材料环境性能的定义及其主要内容。

四、论述题（每题15分，共30分）1. 论述影响材料性能的主要因素。

期末复习题参考答案一、填空1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。

如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。

2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。

3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。

4．格波间相互作用力愈强，也就是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。

5．电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是由于相应压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。

6．复介电常数由实部和虚部这两部分组成，实部与通常应用的介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。

7．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。

8．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。

•（1-m）2x。

9．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I10．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子Y= 。

11．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。

12．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。

13.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。

14．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。

15．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。

16．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。

17．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。

18．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。

而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。

19. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。

材料无机材料物理性能考试及答案材料无机材料物理性能考试及答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：无机材料物理性能试卷一．填空（１×２０＝２０分）1．CsCl结构中，Ｃs+与Cl-分别构成＿＿＿＿格子。

２．影响黏度的因素有＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿.３.影响蠕变的因素有温度、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿.４．在＿＿＿＿、＿＿＿＿的情况下，室温时绝缘体转化为半导体。

５．一般材料的＿＿＿＿远大于＿＿＿＿。

６．裂纹尖端出高度的＿＿＿＿导致了较大的裂纹扩展力。

７．多组分玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿。

８．介电常数显著变化是在＿＿＿＿处。

９．裂纹有三种扩展方式：＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。

１０．电子电导的特征是具有＿＿＿＿。

二.名词解释（4×4分=16分）1.电解效应2.热膨胀3.塑性形变4.磁畴三.问答题（3×8分=24分）1.简述晶体的结合类型和主要特征：2.什么叫晶体的热缺陷？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？3.无机材料的蠕变曲线分为哪几个阶段，分析各阶段的特点。

4.下图为氧化铝单晶的热导率与温度的关系图，试解释图像先增后减的原因。

四，计算题（共20分）1.求熔融石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm，弹性模量值从60到75GPa。

（10分）2.康宁1273玻璃(硅酸铝玻璃)具有下列性能参数：=0.021J/(cm ·s ·℃)；a=4.6×10-6℃-1；σp=7.0kg/mm2，E=6700kg/mm2，v=0.25。

求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。

（10分）无机材料物理性能试卷答案一．填空。

（１×２０＝２０分）１，简立方、２，温度、时间、熔体的结构与组成３，应力、晶体的组成、显微结构４，掺杂、组分缺陷５，抗压强度、抗张强度６，应力集中７，电导损耗、松弛损耗、结构损耗、８，居里点９，张开型、滑开型、撕开型１０，霍尔效应二.名词解释1.电解效应：离子电导的特征是存在电解效应，离子的前一伴随着一定的质量变化，离子在电极附近发生电子得失，产生新的物质，这就是电解现象。

材料物理性能复习题第一章1、C v 、C p 和c 的定义Cv ：加热过程中体积不变，供给热量只需满足升高1K 时物体内能增加，不必再以做功形式传输出去，这种条件下的热容为定容热容。

Cv=△U/△TCp ：加热过程中压力不变，体积自由膨胀，升高1K 供给物体的热量，除了满足内能增加，还要补充对外做功的损耗，这种条件下的热容称为定压热容。

Cp=（△H/△T ）p ，H=U+pVc ：1kg 物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需的热量称为比热容。

C pm 和C vm 的关系，实际测量得到的是何种量？C pm =c p M ，C Vm =c V M ，C pm -C Vm = αV 2V m T K ，αV 为体膨胀系数，Vm 为摩尔体积，K 为三向静力压缩系数。

实际测量得到C pm 再算出C Vm 。

Cvm 与温度（包括ΘD ）的关系高温区C Vm 变化平缓；低温区C Vm ∝T ³；接近0K 时C Vm ∝T ；0K 时C Vm =0。

德拜温度θD 越高，C Vm 越小。

T>>θD 即高温时，C Vm =3R ，R 为摩尔气体常数，R=8.315J/(mol ·K)。

T<<θD 即低温时，CVm ∝T ³。

自由电子对金属热容的贡献常温时自由电子热容微不足道。

极高温下电子像金属晶体离子那样显著参加到热运动中，因此在III 温区热容继续上升而不趋于一渐近线；极低温下，电子热容不像离子热容那样急剧减小，因而起主导作用。

合金热容的计算合金热容是每个组成元素热容与其质量分数的乘积之和，即C=∑X i C i n i=1。

2、哪些相变属于一级相变和二级相变？其热容等的变化有何特点？一级相变：相变时有相变潜热(焓)和体积突变，并使热容为无限大。

如液－固相变，同素异构转变，珠光体转变等。

二级相变：焓随温度的升高而逐渐增大，在靠近转变点时焓明显增大，使热容达到最大值。

大一材料物理试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的热膨胀系数是指在一定温度范围内，单位长度的材料在温度变化1摄氏度时的相对变化量。

下列材料中，热膨胀系数最大的是（）。

A. 钢B. 铜C. 铝D. 玻璃2. 根据材料的导电性能，材料可以分为导体、半导体和绝缘体。

下列材料中，属于半导体的是（）。

A. 银B. 硅C. 橡胶D. 石墨3. 材料的硬度是指材料抵抗外力作用下产生塑性变形的能力。

下列材料中，硬度最高的是（）。

A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 橡胶4. 材料的断裂韧性是指材料在受到外力作用下，抵抗裂纹扩展的能力。

下列材料中，断裂韧性最大的是（）。

A. 玻璃B. 橡胶C. 陶瓷D. 钢5. 材料的疲劳是指材料在循环加载作用下，经过一定次数的应力循环后发生断裂的现象。

下列材料中，疲劳寿命最长的是（）。

A. 钢B. 铜C. 铝D. 钛合金6. 材料的蠕变是指材料在恒定应力作用下，随时间发生塑性变形的现象。

下列材料中，蠕变速率最小的是（）。

A. 钢B. 铜C. 铝D. 钛合金7. 材料的弹性是指材料在外力作用下发生形变，外力去除后能够恢复原状的能力。

下列材料中，弹性模量最大的是（）。

A. 木材B. 塑料C. 陶瓷D. 钢8. 材料的塑性是指材料在外力作用下发生形变，外力去除后不能恢复原状的能力。

下列材料中，塑性最好的是（）。

A. 玻璃B. 橡胶C. 陶瓷D. 钢9. 材料的导热性是指材料传导热量的能力。

下列材料中，导热性最好的是（）。

A. 木材B. 铜C. 橡胶D. 陶瓷10. 材料的热导率是指单位时间内，单位面积的材料在单位温差下传导的热量。

下列材料中，热导率最大的是（）。

A. 木材B. 铜C. 橡胶D. 陶瓷二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，其单位为_________。

2. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用下，从弹性变形转变为塑性变形时的应力值，其单位为_________。