無機材料物理性能復習資料.doc

無機材料物理性能復習一、名詞解釋塑性形變：指一種在外力移去后不能恢復的形變延展性：材料在經(jīng)受塑性形變而不破壞的能力稱為材料的延展性黏彈性：一些非晶體和多晶體在受到比較小的應力作用時可以同時表現(xiàn)出彈性和粘性，這種現(xiàn)象稱為黏彈性滯彈性：對于實際固體，彈性應變的產(chǎn)生與消除都需要有限的時間，無機固體和金屬表現(xiàn)出的這種與時間有關的彈性稱為滯彈性蠕變：當對黏彈性體施加恒定壓力0時，其應變隨時間增加而增加。這種現(xiàn)象叫蠕變，此時彈性模量Ec也將隨時間而減小Ec（t）=0/（t）弛豫：如果施加恒定應變0，則應力將隨時間而減小，這種現(xiàn)象叫弛豫。此時彈性模量Er也隨時間降低Er=（t）/0Grffith微裂紋理論：實際材料中總是存在許多細小的裂紋或缺陷；在外力作用下，這些裂紋和缺陷附近產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象；當應力到達一定程度時，裂紋的擴展導致了材料斷裂。（為什么某物質(zhì)尖端易斷？）攀移運動：位錯在垂直于滑移面方向的運動稱為攀移運動。 熱容：描述材料中分子熱運動的能量隨溫度而變化的一個物理量，定義為使物體溫度升高1K所需要外界提供的能量。德拜熱容理論（德拜三次方定律）：在高于德拜溫度D時，熱容趨于常數(shù)25 J/(molK)，而在低于D時熱容則與T3成正比。熱穩(wěn)定性：是指材料承受溫度急劇變化而不破壞的能力，又稱抗熱震性?？篃釠_擊斷裂性能：材料發(fā)生瞬時斷裂，抵抗這類破壞的性能為抗熱沖擊損傷性能：在熱沖擊循環(huán)作用下，材料表面開裂、剝落，并不斷發(fā)展，最終破裂或變質(zhì)，抵抗這類破壞的性能為本征電導（固有電導）：晶體點陣中基本離子的運動，稱為電介質(zhì)的極化：電介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生束縛電荷，也是電容器貯存電荷能力增強的原因。居里溫度：是指材料可以在鐵磁體和順磁體之間改變的溫度，即鐵磁體從鐵磁相轉(zhuǎn)變成順磁相的相變溫度。也可以說是發(fā)生二級相變的轉(zhuǎn)變溫度。低于居里點溫度時該物質(zhì)成為鐵磁體，此時和材料有關的磁場很難改變。當溫度高于居里點溫度時，該物質(zhì)成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。二、填空晶體中的塑性形變有兩種方式：滑移和孿晶滑移系統(tǒng)包括滑移方向和滑移面影響粘度的因素：溫度、時間、組成影響熱導率的因素：溫度、顯微結(jié)構(gòu)、化學組成、反射分為：全反射、漫反射、鏡面反射載流子: 電子、空穴、正離子、負離子、空位金屬材料電導的載流子是自由電子無機非金屬材料電導的載流子可以是電子、電子空穴、或離子、離子空位、非金屬材料按其結(jié)構(gòu)狀態(tài)可以分為晶體材料與玻璃態(tài)材料雜質(zhì)半導體：n型半導體（五價元素原子取代四價原子），p型半導體（三價元素原子取代四價原子）超導特性：完全抗磁性在超導體內(nèi)永遠保持磁感應強度為零邁斯納效應與零電阻現(xiàn)象是超導體的兩個基本特性提高材料透明度：細：細化晶粒 密：減小氣孔 純：減少雜質(zhì)勻：個方向均勻，減少散射 ?。何諏由⑸鋵雍穸缺?平：吸收層減少界面反射提高材料韌性：細：細化晶粒 密：減小氣孔 純：減少雜質(zhì) 勻：受力均勻三、簡答or論述高溫蠕變曲線階段（）oa在外力作用下發(fā)生瞬時彈性形變（）ab蠕變減速階段。特點是應變速率隨時間遞減，其規(guī)律可表示為 （）bc 穩(wěn)定蠕變階段。特點是蠕變速率幾乎保持不變，即 （4）cd加速蠕變階段。 特點是應變率隨時間增加而增加，最后到d點斷裂。影響蠕變的因素（1）溫度： 溫度升高，蠕變增大。因為 升高，位錯運動和晶界錯動加快，擴散系數(shù)增大。（2）應力：蠕變隨應力增加而增大，若對材料施加壓應力，則增加了蠕變的阻力。 （）顯微結(jié)構(gòu)的影響： 氣孔率增加，蠕變率增大。晶粒越小，蠕變率越大。 玻璃相含量高,蠕變率增大；玻璃相對蠕變的影響取決于玻璃相對晶相的濕潤程度，不濕潤完全濕潤。（4）組成：組成不同的材料其蠕變行為不同。即使組成相同，單獨存在和形成化合物，其蠕變行為不一樣。 （5）晶體結(jié)構(gòu)：共價鍵結(jié)構(gòu)程度增加，擴散及位錯運動降低，抗蠕變性能就較好。 滑移和攀移的區(qū)別：滑移通過剪應力作用在一定滑移系統(tǒng)上進行，與外力有關，而攀移是通過擴散進行的，與晶體中的空位和間隙原子的濃度及擴散系數(shù)等有關。熱膨脹機理：質(zhì)點偏離平衡位置時由于斥力與引力變化不同，使得引力大于斥力，隨著溫度升高，振幅增大，產(chǎn)生的熱振動越劇烈，宏觀上表現(xiàn)為熱膨脹。金屬非金屬晶體滑移難易的比較：金屬由一種離子組成，金屬鍵無方向性，結(jié)構(gòu)簡單，滑移系統(tǒng)多，非金屬組成復雜，共價鍵或離子鍵有方向，結(jié)構(gòu)復雜，滑移系統(tǒng)少。為什么采用折射率和玻璃相近的膠將玻璃粘起來？除了最外和最內(nèi)的表面是玻璃和空氣的相對折射率外，內(nèi)部各界面都是玻璃和膠較小的折射率，從而大大減小了界面的反射損失。固體材料熱傳導的微觀機理（micro-mechanism）氣體導熱質(zhì)點間直接碰撞；金屬導熱自由電子間碰撞；固體導熱晶格振動（格波）聲子碰撞，并且格波分為聲頻支和光頻支兩類。 提高抗熱沖擊斷裂性能的措施1提高材料強度，減小彈性模量E，使/E提高。2提高材料的熱導率，使 R提高。3減小材料的熱膨脹系數(shù) 。4減小表面熱傳遞系數(shù) h。5減小產(chǎn)品的有效厚度。 提高材料透光性的措施1提高原材料純度2摻加外加劑：目的是降低材料的氣孔率，氣孔由于相對折射率的 關系，其影響程度遠大于雜質(zhì)等其它結(jié)構(gòu)因素。3工藝措施：采取熱壓法比普通燒結(jié)法更便于排除氣孔，因而是獲得透明陶瓷較為有效的工藝，熱等靜壓法效果更好。閃電，打火機產(chǎn)生的原因：當施加于電解質(zhì)上的電場強度或電壓增大到一定程度時，電解質(zhì)就由介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)，這一突變現(xiàn)象稱為電解質(zhì)的擊穿。電滯現(xiàn)象與電滯回線（以鈦酸鋇為例）磁滯現(xiàn)象與磁滯回線鐵電體的物理效應：壓電效應、熱釋電效應、電致伸縮效應、光學效應壓電效應：正壓電效應、逆壓電效應正壓電效應（順壓電效應）：某些電介質(zhì)，當沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的一定表面上產(chǎn)生電荷，當外力去掉后，又重新恢復不帶電狀態(tài)的現(xiàn)象。當作用力方向改變時，電荷極性也隨著改變。逆壓電效應（電致伸縮效應）：當在電介質(zhì)的極化方向施加電場，這些電介質(zhì)就在一定方向上產(chǎn)生機械變形或機械壓力，當外加電場撤去時，這些變形或應力也隨之消失的現(xiàn)象。熱釋電效應：溫度引起自發(fā)極化強度發(fā)生變化,從而在它們的兩端產(chǎn)生異號的束縛電荷,這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應。電致伸縮效應：在壓電體中外電場還可以引起另一種類型的應變，其大小與場強成比例，當外場反向時應變正負亦反號。后者是壓電效應的逆效應，不是電致伸縮。外電場所引起的壓電體的總應變?yōu)槟鎵弘娦c電致伸縮效應之和 超導態(tài)的臨界參數(shù) （TC、JC、HC ）溫度（TC）超導體必須冷卻至某一臨界溫度以下才能保持其超導性。臨界電流密度（JC）通過超導體的電流密度必須小于某一臨界電流密度才能保持超導體的超導性。臨界磁場（HC）施加給超導體的磁場必須小于某一臨界磁場才能保持超導體的超導性。 四、計算元素的熱容定律杜隆一珀替定律：恒壓下元素的原子熱容為Cp=25 J/(molK)表3.1 部分輕元素的原子熱容: 另一個是化合物的熱容定律柯普定律： 化合物分子熱容等于構(gòu)成該化合物各元素原子熱容之和。理論解釋：C=nici。其中，ni化合物中元素i的原子數(shù)；ci元素 i 的摩爾熱容。 【一克物質(zhì)的熱容稱為比熱容單位是J/（gK），一摩爾無知的熱容稱為摩爾熱容單位是J/(molK)】氣孔的彈性模量在兩相系統(tǒng)中，假定組成材料的兩相具有相同的泊松比，在外力作用下兩相的應變相同，根據(jù)力的平衡條件，可得到（上限模量Eu）Eu=E1V1+E