材料物理性能习题

《材料物理性能》思考题

第一章热学性能

1.1 概述

1、材料的热学性能包括、、和等。

2、什么是格波？

3、若三维晶体由N个晶胞组成，每个晶胞中含有S个原子，则晶体中格波数为个，格波支数为个。

4、受热晶体的温度升高，实质是晶体中热激发出的声子的增加。

5、举例说明某一材料热学性能的具体应用。

1.2 热容

1、什么是比热容和摩尔热容（区分：定压摩尔热容和定容摩尔热容）？

3、固体热容的经验定律和经典理论只适用于高温，对低温不适用！

4、由德拜模型可知，温度很低时，固体的定容摩尔热容与温度的三次方成正比（德拜T3定律）。

5、金属热容由热容和热容两部分组成。

6、自由电子对热容的贡献在极高温和极低温度下不可忽视，在常温时与晶格振动热容相比微不足道！

7、一级相变对热容的影响特征是什么？

8、影响无机材料热容的因素有哪些？

9、对于隔热材料，需使用低热容（如轻质多孔）隔热砖，便于炉体迅速升温，同时降低热量损耗。

10、什么是热分析法？DTA、DSA和TG分别是哪三种热分析方法的简称？举例说明热分析法的应用。

1.3 热膨胀

1、什么是线或体膨胀系数？

2、固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中随温度升高而增大。

3、材料的热膨胀来自原子的非简谐振动。

4、材料热膨胀的物理本质可用曲线或曲线来解释。

5、熔点较高的金属具有较低的膨胀系数。

6、结构对称性较低的单晶体，其膨胀系数具有各向异性，不同的晶向有不同的线膨胀系数。一般来说，弹性模量高的方向将有较小的膨胀系数，反之亦然。（如石墨：平行于C轴方向的热膨胀系数大于垂直于C轴方向的热膨胀系数。）

7、举例说明一级相变对材料膨胀性能的影响。

8、钢的不同组织比容从大到小的顺序为：马氏体、渗碳体、铁素体、珠光体、奥氏体。

9、通常陶瓷制品表面釉层与坯体热膨胀系数的大小关系如何？为什么？

1.4 热传导

1、什么是热导率？

2、固体材料热传导主要有、和三种微观机制，不同材料导热机制有何区别？

3、对于声子热导而言，热阻来源于声子扩散过程中的各种（如声子的碰撞、点缺陷的散射、晶界的散射和位错的散射等）。

4、对于同一种物质，多晶体、单晶体和非晶体的热导率的大小关系如何？

5、请综合分析非晶体的热导率与温度的关系。

6、综合分析影响无机材料热导率的因素。

1.5 热稳定性

1、什么是材料的热稳定性？。

2、材料抗热冲击损坏的两大类型为和。

3、什么是热应力？材料的热应力主要来源于哪三个方面？

4、抗热应力损伤性正比于断裂表面能，反比于应变能的释放率。

5、写出第一、第二和第三热应力断裂抵抗因子的表达式，并指出其中各参数的物理意义。

6、对于密实性陶瓷、玻璃等脆性材料，提高其抗热冲击断裂性能的措施有哪些？