材料性能学题库

一、填空题1、晶体中的塑性变形有两种基本方式：滑移和孪晶。2、影响弹性模量的因素有晶体结构、温度、复相。3、一各向异性材料，弹性模量E=109pa，泊松比u=0.2，则其剪切模量G=（）。4、裂纹有三种扩展方式或类型：掰开型，错开型和撕开型。其中掰开型是低应力断裂的主要原因。5、弹性模量E是一个只依赖于材料基本成份的参量，是原子间结合强度的一个标志，在工程中表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度。.6、无机材料的热冲击损坏有两种类型：抗热冲击断裂性和抗热冲击损伤性。7、从对材料的形变及断裂的分析可知，在晶体结构稳定的情况下，控制强度的主要参数有三个：弹性模量，裂纹尺寸和表面能。8、根据材料在弹性变形过程中应力和应变的响应特点,弹性可以分为理想弹性和非理想弹性两类。9、Griffith微裂纹理论从能量的角度来研究裂纹扩展的条件,这个条件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。（2分）10、在低碳钢的单向静拉伸试验中，整个拉伸过程中的变形可分为弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形以及不均匀集中塑性变形4个阶段。11、一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受4500N的轴向拉力。如直径拉伸成2.4mm，问：设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，拉伸后的长度为27.13cm；在此拉力下的真应力为9.95×108Pa、真应变为0.082；在此拉力下的名义应力为9.16×108Pa、名义应变为0.085。12、热量是依晶格振动的格波来传递的,格波分为声频支和光频支两类.13．激光的辐射3个条件：(1)形成分布反转，使受激辐射占优势；(2)具有共振腔，以实现光量子放大；(3)至少达到阀值电流密度，使增益至少等于损耗。14、杜隆—伯替定律的内容是：恒压下元素的原子热容为25J/Kmol。15、在垂直入射的情况下，光在界面上的反射的多少取决于两种介质的相对折射率。16、实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质，也就是说其电阻都不是无穷大，在外电场的作用下，总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流，我们把这种微小电流称为漏导电流。17、在电场作用下，电介质的介质损耗是或者（或者按有关概念回答）。17、热击穿的本质是介质在电场中极化，介质损耗发热，当热量在材料内积累,材料温度升高，当出现永久性损坏。18、导电材料中载流子是离子、电子和空位。19、金属材料电导的载流子是自由电子，而无机非金属材料电导的载流子可以是电子、电子空穴，或离子、离子空位。20、晶体的离子电导可以分为离子固有电导／或本征电导和杂质电导两大类。21、电子电导的特征是具有霍尔效应效应，离子电导的特征是具有电解效应。22、晶体中热阻的主要来源是声子间碰撞引起的散射.23、将两种不同金属联成回路，如果两接点处温度不同，在回路中会产生三种热电效应，分别为帕尔帖效应、汤姆逊效应和赛贝克效应。24、当一根金属导线两端温度不同时，若通以电流，则在导线中除产生焦耳热外，还要产生额外的吸放热现象，这种热电现象称为汤姆逊效应。25、如在两根不同的金属丝之间串联进另一种金属，只要串联金属两端的温度相同,则回路中产生的总热电势只与原有的两种金属的性质有关,而与串联入的中间金属无关，这称为中间金属定律。26、电场周期破坏的来源是：晶格热振动、杂质的引入、位错、裂缝等。22．在半导体材料中，载流子散射主要有两方面的原因：电离杂质散射和晶格振动散射。27、本征半导体硅的禁带宽度是1.14eV，它能吸收的辐射的最大波长为1087.6nm。(普朗克恒量h＝6.63×10-34J·s，1eV＝1.6×10-19J)23、超导体的两个基本特性是完全导电性和完全抗磁性。26、材料由正常态转变为超导态的温度称为临界温度。24、所谓的123材料的化学式为YBa2Cu3O7-δ。24、介质的极化有两种基本形式：松弛极化和位移式极化。25、BaTiO3电介质在居里点以下存在电子位移极化、离子位移极化、离子松弛极化和自发极化四种极化机制.26、电介质的击穿形式有电击穿，热击穿和化学击穿三种形式。29、对介质损耗的主要影响因素是频率和温度。29、物质的磁性是由电子的运动产生的.30、材料磁性的本源是材料内部电子的循轨和自旋运动。31、材料的抗磁性来源于电子循轨运动时受外加磁场作用所产生的抗磁矩。19、下两图(a)与(b)中，(a)图是n型半导体的能带结构图，(b)图是p型半导体的能带结构图。二、选择题1．滑移是在（D）作用下，在一定滑移系统上进行的。(A)．压应力(B).拉应力(C).正应力(D).剪应力2.在结晶的陶瓷中，滞弹性弛豫最主要的根源是残余的(B)。(A).晶相(B).玻璃相(C).气相(D).液相3.对于理想弹性材料,在外载荷作用下,哪个说法是不正确的(B)(A).应力和应变服从虎克定律;(B).应变对于应力的响应是非线性的;(C).应力和应变同相位;(D).应变是应力的单值函数.4.裂纹的扩展方式有几种，其中(A)扩展是低应力断裂的主要原因。(A).掰开型(B).错开型(C).撕开型(D).裂开型5.下列各参数中,不是材料本征参数的是(D)(A).KIC(平面应变断裂韧性)(B).E(弹性模量)(C).γ(表面能)(D).R(电阻)6.下列硬度实验方法中不属于压入法的是(D)(A).肖式硬度(B).维式硬度(C).布式硬度(D).莫式硬度7.下列硬度实验方法中属于动载压入法的是(C)(A).布式硬度(B).洛式硬度(C).肖式硬度(D).维式硬度8.下列说法中是描述德拜模型的是(D)(A).晶体中每个原子都是一个独立的振子;(B).原子之间彼此无关;(C).所有原子都以相同的频率振动;(D).考虑晶体中原子的相互作用.9.下列说法正确的是(A)(A).硬度是描述材料软硬程度的一种力学性能;(B).晶体中热阻的主要来源是原子间碰撞引起的散射;(C).硬度有统一的意义,物理意义和含义相同;(D).各硬度之间有固定的换算关系.10.下列极化形式中不消耗能量的是(B).(A).转向极化(B).电子位移式极化(C).离子松弛极化(D).电子松弛极化11．图中所示为几种典型材料在室温下的力—伸长曲线，其中哪条曲线是陶瓷—玻璃类材料的力—伸长曲线。(D)(A)．曲线1(B).曲线2(C).曲线5(D).曲线412、下列叙述正确的是（A）（A）一条形磁介质在外磁场中被磁化，该介质一定为顺磁质；（B）一条形磁介质在外磁场中被磁化，该介质一定为抗磁质；（C）一条形磁介质在外磁场中被磁化，该介质一定为铁磁质；D）顺磁质，抗磁质，铁磁质在外磁场中都会被磁化。13、一种磁介质的磁化率,108.96则它是（B）（A）铁磁质；（B）抗磁质；（C）顺磁质；（D）无法判断，若要判断，还须另外条件。三、名词解释1、包申格效应——金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%），而后再同向加载，规定残余伸长应为增加，反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。2、塑性——材料的微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。3、硬度——材料表面上不大体积内抵抗变形或破裂的能力，是材料的一种重要力学性能。4、应变硬化——材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大，形变应力不断提高的现象。5、弛豫——施加恒定应变，则应力将随时间而减小，弹性模量也随时间而降低。6、蠕变——当对粘弹性体施加恒定应力，其应变随时间而增加，弹性模量也随时间而减小。7、压电性——某些晶体材料按所施加的机械应力成比例地产生电荷的能力。8、电解效应——离子的迁移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。9、逆压电效应——某些晶体在一定方向的电场作用下，则会产生外形尺寸的变化，在一定范围内，其形变与电场强度成正比。10、压敏效应——指对电压变化敏感的非线性电阻效应，即在某一临界电压以下，电阻值非常高，几乎无电流通过；超过该临界电压(敏压电压)，电阻迅速降低，让电流通过。11、热释电效应——晶体因温度均匀变化而发生极化强度改变的现象。12、光电导——光的照射使材料的电阻率下降的现象。13、磁阻效应——半导体中，在与电流垂直的方向施加磁场后，使电流密度降低，即由于磁场的存在使半导体的电阻增大的现象。14、光伏效应——指光照使不均匀半导体或半导体与金属组合的不同部位之间产生电位差的现象。15、电介质——在外电场作用下，能产生极化的物质。16、极化——介质在电场作用下产生感应电荷的现象。17、电介质极化——在外电场作用下，电介质中带电质点的弹性位移引起正负电荷中心分离或极性分子按电场方向转动的现象。18、电子位移极化(也叫形变极化)——在外电场作用下，原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极化叫电子位移极化，也叫形变极化。19、离子位移极化——离子晶体在电场作用下离子间的键合被拉长，导致电偶极矩的增加,被称为离子位移极化。20、松弛极化——当材料中存在着弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点时，热运动使这些松弛质点分布混乱，而电场力图使这些质点按电场规律分布，最后在一定温度下，电场的作用占主导，发生极化。这种极化具有统计性质，叫作松驰极化。松驰极化是一种不可逆的过程，多发生在晶体缺陷处或玻璃体内。21、电介质的击穿——电介质只能在一定的电场强度以内保持绝缘的特性。当电场强度超过某一临界值时，电介质变成了导体，这种现象称为电介质的击穿，相应的临界电场强度称为介电强度或击穿电场强度。22、偶极子（电偶极子）——正负电荷的平均中心不相重合的带电系统23、介质损耗——将电介质在电场作用下，单位时间消耗的电能叫介质损耗。24、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。25、铁磁体——主要特点:在较弱的磁场内,铁磁体也能够获得强的磁化强度,而且在外磁场移去,材料保留强的磁性.原因:强的内部交换作用,材料内部有强的内部交换场,原子的磁矩平行取向,在物质内部形成磁畴26、机电耦合系数——压电材料中产生的电能和输入的机械总能量之比的平方。27、铁电体——能够自己极化的非线性介电材料，其电滞回路和铁磁体的磁滞回路形状相近似。28、软磁材料——容易退磁和磁化(磁滞回线瘦长),具有磁导率高,饱和磁感应强度大,矫顽力小,稳定型好等特性。29、磁致伸缩——铁磁物质磁化时，沿磁化方向发生长度的伸长或缩短的现象。30、霍尔效应——沿试样x轴方向通入电流I（电流密度JX），Z轴方向加一磁场HZ，那么在y轴方向上将产生一电场Ey。31、固体电解质——固体电解质是具有离子导电性的固态物质。这些物质或因其晶体中的点缺陷或因其特殊结构而为离子提供快速迁移的通道,在某些温度下具有高的电导率(1～106西门子/厘米),故又称为快离子导体。四、简答题1、试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？（8分）答：韧性断裂和脆性断裂的区别在于：前者在断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形，后者无宏观塑性变形；前者断裂过程缓慢，而后者为快速断裂过程；前者断口呈暗灰色，纤维状，后者齐平光亮，呈放射状或结晶状。（6分）脆性断裂的危险性在于断裂前不产生明显的宏观塑性变形，无明显前兆。（2分）2、试分析应如何选择陶瓷制品表面釉层的热膨胀系数，可以使制品的力学强度得以提高。（6分）答：一般陶瓷用品，选择釉的膨胀系数适当地小于坯体的膨胀系数时，制品的力学强度得以提高。（2分）原因：（1）釉的膨胀系数比坯小，烧成后的制品在冷却过程中表面釉层的收缩比坯体小，使釉层中存在压应力，均匀分布的预压应力能明显地提高脆性材料的力学强度。同时，这一压应力也抑制釉层微裂纹的发生，并阻碍其发展，因而使强度提高；（2分）2）当釉层的膨胀系数比坯体大，则在釉层中形成张应力，对强度不利，而且过大的张应力还会使釉层龟裂。（1分）另：釉层的膨胀系数不能比坯体小太多，否则会使釉层剥落，造成缺陷。（1分）3、下图为典型的低碳钢拉伸时的力---伸长曲线。试根据该图回答以下问题：(12分)(1)整个拉伸过程