42电介质的损耗材料物理性能
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1. 影响弹性模量的因素包括:原子结构、温度、相变。
2. 随有温度升高弹性模量不一定会下降。
如低碳钢温度一直升到铁素体转变为奥氏体相变点,弹性模量单调下降,但超过相变点,弹性校模量会突然上升,然后又呈单调下降趋势。
这是在由于在相变点因为相变的发生,膨胀系数急剧减小,使得弹性模量突然降低所致。
3. 不同材料的弹性模量差别很大,主要是因为材料具有不同的结合键和键能。
4. 弹性系数Ks 的大小实质上代表了对原子间弹性位移的抵抗力,即原子结合力。
对于一定的材料它是个常数。
弹性系数Ks 和弹性模量E 之间的关系:它们都代表原子之间的结合力。
因为建立的模型不同,没有定量关系。
(☆)5. 材料的断裂强度:a E th /γσ=材料断裂强度的粗略估计:10/E th =σ6. 杜隆-珀替定律局限性:不能说明低温下,热容随温度的降低而减小,在接近绝对零度时,热容按T 的三次方趋近与零的试验结果。
7. 德拜温度意义:① 原子热振动的特征在两个温度区域存在着本质差别,就是由德拜温度θD 来划分这两个温度区域:在低θD 的温度区间,电阻率与温度的5次方成正比。
在高于θD 的温度区间,电阻率与温度成正比。
② 德拜温度------晶体具有的固定特征值。
③ 德拜理论表明:当把热容视为(T/θD )的两数时,对所有的物质都具有相同的关系曲线。
德拜温度表征了热容对温度的依赖性。
本质上,徳拜温度反应物质内部原子间结合力的物理量。
8. 固体材料热膨胀机理:(1) 固体材料的热膨胀本质,归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
(2) 晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。
随着温度升高,热缺陷浓度呈指数增加,这方面影响较重要。
9. 导热系数与导温系数的含义:材料最终稳定的温度梯度分布取决于热导率,热导率越高,温度梯度越小;而趋向于稳定的速度,则取决于热扩散率,热扩散率越高,趋向于稳定的速度越快。
即:热导率大,稳定后的温度梯度小,热扩散率大,更快的达到“稳定后的温度梯度”(☆)10. 热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力,故又称为抗热震性。
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。
材料物理性能题库 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN《材料物理性能》题库一、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。
18.奈尔点是指。
19.磁畴畴壁的厚度是由交换能与的平衡决定的。
20.在弹性范围内,当应力方向与铁磁性金属磁致伸缩为同向时,则应力对磁化有作用,反之起作用。
21.从微观上分析,光与固体材料的相互作用,实际上是光子与固体材料中的原子、离子与电子的相互作用,这种作用有两个重要的结果是与。
材料物理性能名词解释1、thermal equilibrium state热力学平衡态(热动平衡):一个系统处于不变的外界条件下,经过一定的时间后系统达到的一个宏观性质不随时间变化的状态。
2、thermal motion热运动:物质中原子和分子不停的无规则运动状态。
3、theramal system热力学系统:研究的宏观物体(气体、固体)4、crystallization结晶:液态金属转变为固态金属形成晶体的过程。
5、melting point熔点:固态急速向液态转变的温度。
6、statistical regularity统计规律性:由大量微观粒子组成的整体,表现出与机械运动规律不同的另一种规律性。
7、lattice vibration晶格热振动:晶体中原子以平衡位置为中心不停的振动的现象。
8、phonon声子:晶格振动的能量是量子化的,以hv为单元来增加能量,这种能量单元称为声子。
9、heat capacity热容量:物质分子或原子热运动的能量Q随温度T的变化率。
10、molar specific heat capacity 摩尔热容:1mol物质的热容量,单位J/K·mol11、specific heat capacity比热容:单位质量的热容量。
10、heat capacity at constant volume pressure 定压热容:若加热过程中物体的体积不变,则其所测得的热容量为定压热容。
11、定容热容12、thermal expansion热膨胀:材料的长度或体积在不加压力时随温度的升高而变大的现象。
13、thermal conduction热传导:材料中的热量自动从高温区传向低温区的现象。
15、thermal conductivity热导率:在单位梯度温度下单位时间内通过材料单位垂直面积的热量。
14、heat flux or thermal flux density 能流密度:单位时间内通过材料单位处置面积的热量。
《材料物理性能》测试题1、利用热膨胀曲线确定组织转变临界点通常采取的两种方法是: 、2、列举三种你所知道的热分析方法: 、 、3、磁各向异性一般包括 、 、 等。
4、热电效应包括 效应、 效应、 效应,半导体制冷利用的是 效应。
5、产生非线性光学现象的三个条件是 、 、 。
6、激光材料由 和 组成,前者的主要作用是为后者提供一个合适的晶格场。
7、压电功能材料一般利用压电材料的 功能、 功能、 功能、 功能或 功能。
8、拉伸时弹性比功的计算式为 ,从该式看,提高弹性比功的途径有二: 或 ,作为减振或储能元件,应具有 弹性比功。
9、粘着磨损的形貌特征是 ,磨粒磨损的形貌特征是 。
10、材料在恒变形的条件下,随着时间的延长,弹性应力逐渐 的现象称为应力松弛,材料抵抗应力松弛的能力称为 。
1、导温系数反映的是温度变化过程中材料各部分温度趋于一致的能力。
( )2、只有在高温且材料透明、半透明时,才有必要考虑光子热导的贡献。
( )3、原子磁距不为零的必要条件是存在未排满的电子层。
( )4、量子自由电子理论和能带理论均认为电子随能量的分布服从FD 分布。
( )5、由于晶格热振动的加剧,金属和半导体的电阻率均随温度的升高而增大。
( )6、直流电位差计法和四点探针法测量电阻率均可以消除接触电阻的影响。
( )7、 由于严格的对应关系,材料的发射光谱等于其吸收光谱。
( )8、 凡是铁电体一定同时具备压电效应和热释电效应。
( )9、 硬度数值的物理意义取决于所采用的硬度实验方法。
( )10、对于高温力学性能,所谓温度高低仅具有相对的意义。
( )1、关于材料热容的影响因素,下列说法中不正确的是 ( )A 热容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。
材料物理性能名词解释1、thermal equilibrium state热力学平衡态(热动平衡):一个系统处于不变的外界条件下,经过一定的时间后系统达到的一个宏观性质不随时间变化的状态。
2、thermal motion热运动:物质中原子和分子不停的无规则运动状态。
3、theramal system热力学系统:研究的宏观物体(气体、固体)4、crystallization结晶:液态金属转变为固态金属形成晶体的过程。
5、melting point熔点:固态急速向液态转变的温度。
6、statistical regularity统计规律性:由大量微观粒子组成的整体,表现出与机械运动规律不同的另一种规律性。
7、lattice vibration晶格热振动:晶体中原子以平衡位置为中心不停的振动的现象。
8、phonon声子:晶格振动的能量是量子化的,以hv为单元来增加能量,这种能量单元称为声子。
9、heat capacity热容量:物质分子或原子热运动的能量Q随温度T的变化率。
10、molar specific heat capacity 摩尔热容:1mol物质的热容量,单位J/K·mol11、specific heat capacity比热容:单位质量的热容量。
10、heat capacity at constant volume pressure 定压热容:若加热过程中物体的体积不变,则其所测得的热容量为定压热容。
11、定容热容12、thermal expansion热膨胀:材料的长度或体积在不加压力时随温度的升高而变大的现象。
13、thermal conduction热传导:材料中的热量自动从高温区传向低温区的现象。
15、thermal conductivity热导率:在单位梯度温度下单位时间内通过材料单位垂直面积的热量。
14、heat flux or thermal flux density 能流密度:单位时间内通过材料单位处置面积的热量。
2、弹性模量E随原子间距R的减小,近似的存在以下关系:E=k/R m3、并联:E=E A S A/S+E B S B/S 串联:1/E=L A/E A L+L B/E B L4、弹性系数Ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。
对于一定的材料它是个常数,它代表了对原子间弹性位移的抵抗力,即原子结合力。
5、影响裂纹扩展的因素:①首先应使作用应力不超过临界应力,这样裂纹就不会扩展。
②其次在材料中设置吸收能量的机构也阻碍裂纹扩展。
③此外,人为地在材料中造成大量极微细的裂纹(小于临界尺寸)也能吸收能量,阻止裂纹扩展。
6、杜隆-珀替定律——元素的热容定律:恒压下元素的原子摩尔热容为25J/(K*mol),即3R7、热膨胀:物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。
8、固体材料的热膨胀机理:①固体材料的热膨胀本质,归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
②晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。
9、影响金属热导率的因素:①温度的影响②晶粒大小的影响③立方晶系的热导率与晶向无关;非立方晶系的热导率表现出各向异性④杂质将强烈影响热导率10、影响无机非金属材料热导率的因素:温度的影响;化学组成的影响;显微结构的影响:a.结晶构造的影响b.各向异性晶体的热导率c.多晶体与单晶体的热导率d.非晶体的热导率11、热稳定性:是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力,故又称抗热震性。
12、晶体和非晶体热导率曲线比较:①在不考虑光子导热的贡献的任何温度下λ非晶体<λ晶体。
②高温时,非晶体的热导率和晶体的热导率比较接近。
③两者的λ-T曲线的重大区别在于非晶体的λ-T曲线无λ的峰值点m。
13、热应力引起的材料断裂破坏,还涉及材料的散热问题,散热使热应力得以缓解。
与此有关的因素包括:材料的热导率λ;传热的途径;材料表面散热速率14、提高材料抗热冲击断裂性能的措施:①提高材料强度、减小弹性模量,使σ/E提高;②提高材料的热导率,使R、提高;减小材料的热膨胀系数;③减小表面热传递系数;减小产品厚度15、光子与固体材料相互作用,实际上是光子与固体材料中的原子、离子、电子等的相互作用,出现以下两重要结果:①电子极化;②电子能态转变。
〈〈材料物理性能〉〉基础知识点一,基本概念:1.摩尔热容: 使1摩尔物质在没有相变和化学反应的条件下,温度升高1K所需要的热量称为摩尔热容.它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
2.比热容:质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下,温度升高1K所需要的热量称为比热容。
它反映材料从周围环境吸收热量的能力。
3.比容:单位质量(即1kg物质)的体积,即密度的倒数(m3/kg)。
4.格波:由于晶体中的原子间存在着很强的相互作用,因此晶格中一个质点的微振动会引起临近质点随之振动.因相邻质点间的振动存在着一定的位相差,故晶格振动会在晶体中以弹性波的形式传播,而形成“格波”。
5.声子(Phonon): 声子是晶体中晶格集体激发的准粒子,就是晶格振动中的简谐振子的能量量子。
6.德拜特征温度: 德拜模型认为:晶体对热容的贡献主要是低频弹性波的振动,声频支的频率具有0~ωmax分布,其中,最大频率所对应的温度即为德拜温度θD,即θD=ћωmax/k。
7.示差热分析法(Differential Thermal Analysis,DTA ):是在测定热分析曲线(即加热温度T与加热时间t的关系曲线)的同时,利用示差热电偶测定加热(或冷却)过程中待测试样和标准试样的温度差随温度或时间变化的关系曲线ΔT~T(t),从而对材料组织结构进行分析的一种技术。
8.示差扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC): 用示差方法测量加热或冷却过程中,将试样和标准样的温度差保持为零时,所需要补充的热量与温度或时间的关系。
9.热稳定性(抗热振性):材料承受温度的急剧变化(热冲击)而不致破坏的能力.10.塞贝克效应:当两种不同的导体组成一个闭合回路时,若在两接头处存在温度差则回路中将有电势及电流产生,这种现象称为塞贝克效应。
11.玻尔帖效应:当有电流通过两个不同导体组成的回路时,除产生不可逆的焦耳热外,还要在两接头处出现吸热或放出热量Q的现象。