无机材料物理性能.docxVIP

填空题形变的弹性常数：弹性模量E、弹性常数K、塑性形变类型：滑移和孪晶。位错运动的类型：滑移和位错攀移、混合位错。弹性模量测定纵波，剪切模量测定横波。材料的强度取决于裂纹的尺寸，其依据是格里菲斯微裂纹理论。同一种材料：抗压强度大于抗弯强度抗拉强度。引起裂纹的原因：①晶体微观结构中存在缺陷；②材料表面的机械损伤与化学腐蚀；③热应力形成裂纹；④气体逸出形成裂纹，⑤内部和表面的温差引起热应力，导致裂纹；⑥温度变化时有晶形转变和材料会因体积变化而引起裂纹。影响强度的外界因素：使用温度、应力、气氛、式样的形状大小；内在因素（本质因素或性能因素）弹性模量、热膨胀系数、导热性、断裂能。对同一种材料颗粒越小，强度越高，其原因是尺寸效应。增韧材料的理论：裂纹尖端的应力再分配，延缓裂纹扩展速率，增加裂纹扩展阻力；采取措施：①增韧相；②形变增韧；③纤维增韧。两种振动：简谐和非简谐振动；解释热膨胀：非简谐振动。热导率组成、结构越复杂，热导率越低。比较三氧化二铝、镁铝尖晶石、莫来石、氧化铝的热导率：氧化镁三氧化二铝尖晶石莫来石、纯净物含杂质的、石英玻璃软玻璃。金刚石热导率高的原因：原子量小、密度小、化学键是共价键，结合力大，弹性模量大，故声子的平均自由程大和运动速率快，根据λ=Cv×V×1/3可知热导率极高。热传导：光子、声子、电子导热。 声子在运动中受到散射的机制：声子和声子间碰撞，声子声子-晶界，声子-位错，声子-点缺陷。 导热率：金属冰有机物。热膨胀系数：有机物金属冰。热膨胀系数用非简谐振动解释。导电的载流子:（电子，离子）/（电子、正负离子、空穴）。无机非金属材料考虑表面电阻的原因：其体积小，表面积大，表面电阻占优势。薄膜为什么考虑表面电阻：体积小，表面积大。介电常数的微观机制：极化/位移极化，松弛极化；极化机制：位移极化、松弛极化。极化强度是单位体积的点偶极距的总和，或单位面积内的束缚电荷总量。击穿现象：热击穿、电击穿。介电损耗原因：漏导电流、松弛电流、电容电流。无机非金属导电材料依据载流子的种类可分为电子导体和离子导体。 电子导体的载流子是电子和空穴；离子导体的载流子是正负离子。电介层的介电常数分为实部和虚部，直接测试得到的是介电常数的实部，损耗在正切值与介电常数的实部和虚部的关系tanδ=εr/εr。实际材料都是裂纹体，这些裂纹起源于位错运动、机械损伤、化学腐蚀和热应力。简答题胡克定律的物理意义。答：对于足够小的形变。应力与应变呈线性关系，系数为弹性模量E，即σ=εx E。弹性系数总共有36个，根据例顺关系、对成性可减少一半独立关系。说明抗弯、抗压、抗拉强度的大小。抗压抗弯抗拉。 原因：材料越长，则出现危险裂纹的机会就越多，材料越小，则强度越高，即所谓的尺寸效应。由于弯曲试件，横截面积有一小部分受到最大拉应力，因而弯曲试件强度比拉伸试件强度高。氧化锆的增韧措施答：①颗粒大小，越小，越容易增韧；②杂质，加入杂质，化学自由能变小，形变动力小；③增韧相的分布，体积分布。体积分数越高，增韧效果越好，但过高，会导致微裂纹的合并，降低增韧效果，甚至恶化材料的性能，体积分数需控制在最佳值。举例说明热容的应用。答：热容是物体在升高1K时所吸收的热量。 举例：①水的热容比较大，在同样的受热或冷却的情况下，水的温度变化小一些；冬季供热用的加热器、暖水袋、用水冷却 ②保温砖热导率，不同材料的热导率变化规律。答：热导率是指当温度垂直向下梯度为1摄氏度每米时，单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量，反映物质的热传导能力。 不同材料的组成结构越复杂，热导率越低。金属和本征半导体的电阻率随温度变化σ=nqu简述：金属电导率随温度升高而降低，本征半导体电导率随温度上高而升高，根据电导率公式σ=nqu，①对于金属，随着温度升高，载流子浓度n不变电荷量q也变化不大，但金属晶格振动加剧，声子个数增加，声子对电子的散射增加，其迁移率减小，因此电导率随温度升高而减小。②对于本征半导体，随着温度升高，其电子和空穴浓度呈指数次方增加，因此，其电导率升高。降低含晶多相陶瓷接电损耗的途径有哪些？答：通过分析，降低材料接介电损耗应从降低材料的点到电导损耗和极化损耗方面考虑。尽量选择结构紧密的晶体为主晶体；主晶相形成连续固溶体。在改善主晶相性能时，尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体，这样弱联系离子少可避免损耗显著增大；尽量减少玻璃相。如果为了改善工艺性能需要引入转移玻璃相时，应采用中和效应和压抑效应，以降低玻璃相的损耗；防止产生多晶转变，因为多晶转变时晶格缺陷多，电性能下降，损耗增多；选择合适的烧成气氛，含钛陶瓷不宜在还原气氛中烧成，烧成过程中，升温速率应合适，防止产生急冷急热；为了减小气孔率，必须控制好烧结温度。影响无机材料抗热震断裂性能的主要因素有哪些？答：①强度σ；②弹性模量E；③膨