無機材料物理性能的題目庫

1、實用標準文案無機材料物理性能題庫一、填空題1、晶體中的塑性變形有兩種基本方式：滑移 和 李晶 。2、影響彈性模量的因素有 晶體結構、溫度、復相。3、一各向異性材料，彈性模量 E=109pa,泊才&比u=0.2,則其剪切模量G=()。4、裂紋有三種擴展方式或類型：掰開型 ， 錯開型 和 撕開型 。其中掰開二是低應力斷裂的主要原因。5、彈性模量E是一個只依賴于材料基本成份的參量， 是原子間結合強度 的一個標 志，在工程中表征材料對 彈性變形 的抗力,即材料的 剛度 。.6、無機材料的熱沖擊損壞有兩種類型：抗熱沖擊斷裂性和抗熱沖擊損傷性。7、從對材料的形變及斷裂的分析可知，在晶體結構穩(wěn)定的情況下，控

2、制強度的主要 參數(shù)有三個：彈性模量,裂紋尺寸和表面能 。8、根據(jù)材料在彈性變形過程中應力和應變的響應特點，彈性可以分為 理想彈性 和非理想彈性兩類。9、Griffith微裂紋理論從能量的角度來研究裂紋擴展的條件,這個條件是物體內(nèi)儲存的彈性應變能的降低大于等于由于開裂形成兩個新表面所需的表面能。(2分)10、在低碳鋼的單向靜拉伸試驗中，整個拉伸過程中的變形可分為彈性變形、屈服變形、均勻塑性變形以及不均勻集中塑性變形 4個階段。11、- 25cm長的圓桿，直徑2.5mm承受4500N的軸向拉力。如直徑拉伸成 2.4mm 問：設拉伸變形后，圓桿的體積維持不變，拉伸后的長度為27.13 cm ;在此拉

3、力下的真應力為 9.95 X 108 Pa 、真應變?yōu)?0.082;在此拉力下的名義應力為9.16 X108 Pa 、名義應變?yōu)?0.085 。12、熱量是依晶格振動的格波來傳遞的，格波分為 聲頻支 和 光頻支 兩類.13.激光白輻射3個條件：(1)形成分布反轉(zhuǎn),使受激輻射占優(yōu)勢:(2)具有共振腔， 以實現(xiàn)光量子放大:(3)至少達到閥值電流密度，使增益至少等于損耗。14、杜隆一伯替定律的內(nèi)容是：包壓下元素的原子熱容為25J/Kmol 。15、在垂直入射的情況下，光在界面上的反射的多少取決于兩種介質(zhì)的相對折射率。18、導電材料中載流子是 離子、 電子 和空位。19、金屬材料電導的載流子是自由電子

4、，而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。20、晶體的離子電導可以分為離子固有電導/或本征電導和 雜質(zhì)電導兩大類。21、電子電導的特征是具有霍爾效應 效應,離子電導的特征是具有 電解效應。22、晶體中熱阻的主要來源是聲子間碰撞引起的散射.23、將兩種不同金屬聯(lián)成回路，如果兩接點處溫度不同，在回路中會產(chǎn)生三種熱電 效應，分別為 帕爾帖效應 、 湯姆遜效應 和賽貝克效應 。24、當一根金屬導線兩端溫度不同時，若通以電流，則在導線中除產(chǎn)生焦耳熱外，還要產(chǎn)生額外的吸放熱現(xiàn)象，這種熱電現(xiàn)象稱為湯姆遜效應。25、如在兩根不同的金屬絲之間串聯(lián)進另一種金屬，只要串聯(lián)金屬兩端的溫度相

5、同, 則回路中產(chǎn)生的總熱電勢只與原有的兩種金屬的性質(zhì)有關，而與串聯(lián)入的中間金屬無關，這稱為中間金屬定律。26、電場周期破壞的來源是：品格熱振動、雜質(zhì)的引入、位錯、裂縫等。19、下兩圖（a）與（b）中，（a）圖是n型半導體的能帶結構圖,（b）圖是p型半導體 的能帶結構圖。22.在半導體材料中，載流子散射主要有兩方面的原因：電離雜質(zhì)散射 和 晶格振動散射。27、本征半導體硅的禁帶寬度是1.14eV ,它能吸收的輻射的最大波長為1087.6nm 。（普朗克恒量 h =6.63 x 10-34J s, 1eV = 1.6 x 10-19J）23、超導體的兩個基本特性是完全導電性和完全抗磁性。26、材料

6、由正常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢B(tài)的溫度稱為臨界溫度。24、所謂的123材料的化學式為YBaCg-2。24、介質(zhì)的極化有兩種基本形式：松弛極化和位移式極化。25、BaTiQ電介質(zhì)在店里點以下存在電子位移極化、離子位移極化、離子松弛極化和自發(fā)極化四種極化機制.16、實際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質(zhì)，也就是說其電阻都不是無窮大，在外電場的作用下，總有一些帶電粒子會發(fā)生移動而引起微弱的電流，我們把這種微小電流稱為 漏導電流。17、在電場作用下，電介質(zhì)的介質(zhì)損耗是 oE2或者5tg 6 （或者按有關概念回答）。17、熱擊穿的本質(zhì)是介質(zhì)在電場中 極化，介質(zhì)損耗發(fā)熱，當熱量在材料內(nèi)積累，材 料溫度升高，當出

7、現(xiàn)永久性損壞。26、電介質(zhì)的擊穿形式有電擊穿 ,熱擊穿 和 化學擊穿三種形式。29、對介質(zhì)損耗的主要影響因素是 頻率 和 溫度。29、物質(zhì)的磁性是由電子 的運動產(chǎn)生的.30、材料磁性的本源是材料內(nèi)部電子的循軌 和 自旋運動。31、材料的抗磁性來源于電子循軌運動時受外加磁場作用所產(chǎn)生的抗磁矩。二、選擇題1 .滑移是在（D）作用下，在一定滑移系統(tǒng)上進行的。（A）.壓應力（B）. 拉應力（C）.正應力 （D）. 剪應力2 .在結晶的陶瓷中，滯彈性弛豫最主要的根源是殘余的（B）。（A）.晶相（B）.玻璃相 （C）. 氣相（D）.液相3 .對于理想彈性材料，在外載荷作用下，哪個說法是不正確的（B）（A）

8、 .應力和應變服從虎克定律；（B） .應變對于應力的響應是非線性的；（C） .應力和應變同相位；（D） .應變是應力的單值函數(shù).4 .裂紋的擴展方式有幾種，其中（A）擴展是低應力斷裂的主要原因。（A）.掰開型（B）. 錯開型（C）. 撕開型（D）. 裂開型5 .下列各參數(shù)中，不是材料本征參數(shù)的是（D）（A）. K ic（平面應變斷裂韌性）（B）. E（彈性模量）（C）. 丫（表面能）（D）.R（電阻）6 .下列硬度實驗方法中不屬于壓入法的是（D）精彩文檔7.（A）.肖式硬度（B）.維式硬度（C）.卜列硬度實驗方法中屬于動載壓入法的是布式硬度（D）.英式硬度8.9.10.(A).（A）.布式硬度

9、（B）.洛式硬度（C）.卜列說法中是描述德拜模型的是（D）(A).(B).(C).(D).(C)肖式硬度（D）.維式硬度晶體中每個原子都是一個獨立的振子原子之間彼此無關；所有原子都以相同的頻率振動；考慮晶體中原子的相互作用.卜列說法正確的是（A）(A).(B).(C).(D).硬度是描述材料軟硬程度的一種力學性能晶體中熱阻的主要來源是原子間碰撞引起的放射硬度有統(tǒng)一的意義，物理意義和含義相同；各硬度之間有固定的換算關系.卜列極化形式中不消耗能量的是（B）.轉(zhuǎn)向極化 （B）.電子位移式極化（C）.離子松弛極化（D）. 電子松弛極11.圖中所示為幾種典型材料在室溫下的力一伸長曲線，其中哪條曲線是陶瓷

10、一玻璃類材料的力一伸長曲線0曲線2(C).(A).曲線 1(B).曲線5(D).曲線412、下列敘述正確的是（A） 一條形磁介質(zhì)在外磁場中被磁化，該介質(zhì)一定為順磁質(zhì);(B) 一條形磁介質(zhì)在外磁場中被磁化，該介質(zhì)一定為抗磁質(zhì)；(C) 一條形磁介質(zhì)在外磁場中被磁化，該介質(zhì)一定為鐵磁質(zhì)；(D)順磁質(zhì)，抗磁質(zhì)，鐵磁質(zhì)在外磁場中都會被磁化。13、一種磁介質(zhì)的磁化率翟=-9.8父10”則它是 ( b )(A)鐵磁質(zhì)；(B)抗磁質(zhì)；(C)順磁質(zhì)；(D)無法判斷，若要判斷，還須另外條件。三、名詞解釋(D) -包中格效應 金屬材料經(jīng)預先加載產(chǎn)生少量塑性變形(殘余應變小于4% ,而后再同向加載，規(guī)定殘余伸長應為增

11、加，反向加載，規(guī)定殘余伸長應力降低的現(xiàn)象。2、塑性一一材料的微觀結構的相鄰部分產(chǎn)生永久性位移，并不引起材料破裂的現(xiàn)象。3-硬度一一材料表面上不大體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力，是材料的一種重要力學 性能。4-應變硬化一一材料在應力作用下進入塑性變形階段后，隨著變形量的增大，形變 應力不斷提高的現(xiàn)象。5-弛豫一一施加恒定應變，則應力將隨時間而減小，彈性模量也隨時間而降低。6-蠕變當對粘彈性體施加恒定應力，其應變隨時間而增加，彈性模量也隨時間 而減小。7-壓電性某些晶體材料按所施加的機械應力成比例地產(chǎn)生電荷的能力。8、電解效應一一離子的遷移伴隨著一定的質(zhì)量變化， 離子在電極附近發(fā)生電子得失， 產(chǎn)生新的

12、物質(zhì)。9-逆壓電效應一一某些晶體在一定方向的電場作用下，則會產(chǎn)生外形尺寸的變化，在一定范圍內(nèi)，其形變與電場強度成正比。10、塑敏效應一一指對電壓變化敏感的非線性電阻效應， 即在某一臨界電壓以下，電 阻值非常高，幾乎無電流通過；超過該臨界電壓(敏壓電壓)，電阻迅速降低，讓電流 通過。11-熱釋電效應一一晶體因溫度均勻變化而發(fā)生極化強度改變的現(xiàn)象。12-光電導一一光的照射使材料的電阻率下降的現(xiàn)象。13-磁阻效應一一半導體中，在與電流垂直的方向施加磁場后，使電流密度降低，即 由于磁場的存在使半導體的電阻增大的現(xiàn)象。14、光伏效應一一指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位之間產(chǎn)生電 位差的現(xiàn)

13、象。15-電介質(zhì)在外電場作用下，能產(chǎn)生極化的物質(zhì)。16-極化一一介質(zhì)在電場作用下產(chǎn)生感應電荷的現(xiàn)象。17、電介質(zhì)極化在外電場作用下，電介質(zhì)中帶電質(zhì)點的彈性位移引起正負電荷中心分離或極性分子按電場方向轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象。18、 電子位移極化（也叫形變極化）在外電場作用下，原子外圍的電子云相對 于原子核發(fā)生位移形成的極化叫電子位移極化，也叫形變極化。19、離子位移極化 離子晶體在電場作用下離子間的鍵合被拉長，導致電偶極矩 的增加，被稱為離子位移極化。20、松弛極化當材料中存在著弱聯(lián)系電子、 離子和偶極子等松弛質(zhì)點時，熱運動 使這些松弛質(zhì)點分布混亂，而電場力圖使這些質(zhì)點按電場規(guī)律分布， 最后在一定溫度 下，

14、電場的作用占主導，發(fā)生極化。這種極化具有統(tǒng)計性質(zhì)，叫作松馳極化。松馳極 化是一種不可逆的過程，多發(fā)生在晶體缺陷處或玻璃體內(nèi)。21、電介質(zhì)的擊穿一一電介質(zhì)只能在一定的電場強度以內(nèi)保持絕緣的特性。 當電場強 度超過某一臨界值時，電介質(zhì)變成了導體，這種現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的擊穿，相應的臨界 電場強度稱為介電強度或擊穿電場強度。22-偶極子（電偶極子）正負電荷的平均中心不相重合的帶電系統(tǒng)23-介質(zhì)損耗一一將電介質(zhì)在電場作用下，單位時間消耗的電能叫介質(zhì)損耗。24、電磁體一一原子內(nèi)部存在永久磁矩，無外磁場，材料無規(guī)則的熱運動使得材料沒有 磁性.當外磁場作用，每個原子的磁矩比較規(guī)則取向，物質(zhì)顯示弱磁場。25-鐵磁

15、體一一主要特點：在較弱的磁場內(nèi)，鐵磁體也能夠獲得強的磁化強度，而且在 外磁場移去，材料保留強的磁性.原因：強的內(nèi)部交換作用，材料內(nèi)部有強 的內(nèi)部交換場，原子的磁矩平行取向，在物質(zhì)內(nèi)部形成磁疇26-機電耦合系數(shù)一一壓電材料中產(chǎn)生的電能和輸入的機械總能量之比的平方。27、電電體一一能夠自己極化的非線性介電材料， 其電滯回路和鐵磁體的磁滯回路形狀相近似。28、軟磁材料一一容易退磁和磁化（磁滯回線瘦長），具有磁導率高，飽和磁感應強度大 矯頑力小，穩(wěn)定型好等特性。29、磁致伸縮一一鐵磁物質(zhì)磁化時，沿磁化方向發(fā)生長度的伸長或縮短的現(xiàn)象。30、霍爾效應一一沿試樣x軸方向通入電流I （電流密度JX）, Z軸方

16、向加一磁場HZ, 那么在y軸方向上將產(chǎn)生一電場Ey。31、軟體電解質(zhì)一一固體電解質(zhì)是具有離子導電性的固態(tài)物質(zhì)。 這些物質(zhì)或因其晶體 中的點缺陷或因其特殊結構而為離子提供快速遷移的通道 ，在某些溫度下具有高的電 導 率（1106西門子/厘米），故又稱為快離子導體。四、簡答題1、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區(qū)別，為什么說脆性斷裂最危險？ （8分）答：韌性斷裂和脆性斷裂的區(qū)別在于：前者在斷裂前及斷裂過程中產(chǎn)生明顯宏觀塑性 變形，后者無宏觀塑性變形；前者斷裂過程緩慢，而后者為快速斷裂過程；前者斷口 呈暗灰色，纖維狀，后者齊平光亮，呈放射狀或結晶狀。（6分）脆性斷裂的危險性在于斷裂前不產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形

17、，無明顯前兆。（2分）2、試分析應如何選擇陶瓷制品表面釉層的熱膨脹系數(shù)，可以使制品的力學強度得以提高。（6分）答：一般陶瓷用品，選擇釉的膨脹系數(shù)適當?shù)匦∮谂黧w的膨脹系數(shù)時， 制品的力學強 度得以提高。（2分）原因：（1）釉的膨脹系數(shù)比坯小，燒成后的制品在冷卻過程中表面釉層的收縮比坯體 小，使釉層中存在壓應力，均勻分布的預壓應力能明顯地提高脆性材料的力學強度。同時，這一壓應力也抑制釉層微裂紋的發(fā)生，并阻礙其發(fā)展，因而使強度提高；（2分）（2）當釉層的膨脹系數(shù)比坯體大，則在釉層中形成張應力，對強度不利，而且過大的張應力還會使釉層龜裂。（1分）另：釉層的膨脹系數(shù)不能比坯體小太多， 否則會使釉層剝落，

18、造成缺陷。（1分）3、下圖為典型的低碳鋼拉伸時的力一伸長曲線。試根據(jù)該圖回答以下問題：（12分）（1）整個拉伸過程中的變形可分為哪四個階段？（2） 如該曲線的橫坐標為應變e ,縱坐標為應力* 則從曲線中可讀出：比例極限, 彈性極限，屈服點，抗拉強度，分別將各參數(shù)在圖中標出。（3）彈性比功如何計算，如何提高材料的彈性比功。答：（1）整個拉伸過程中的變形可分為哪四個階段：彈性變形、屈服變形、均勻塑性變形和不均勻集中塑性變形。（4分）（2）見圖（4分）（3）定義：材料在彈性變形過程中吸收變形功的能力， 又稱為彈性比能或應變比能, 表小材料的彈性好壞。（2分）提高材料的彈性比功的途徑：提高e；降低E

19、（2分） 4、試從晶體的勢能曲線分析在外力作用下塑性形變的位錯運動理論。答：理想中的原子處于周期性勢場中， 一維單原子鏈的勢能曲線如圖，如果在晶體中 存在位錯，則在位錯處的原子處于亞穩(wěn)定狀態(tài)， 即原子仍處于勢阱中，但其能量高于 格點上原子的能量，有位錯的一維單原子鏈的勢能曲線如圖， 位錯運動所需的能量要 小于格點上原子的運動，如果有外力的作用，則使位錯運動的能量進一步降低， 更有 利于位錯的運動。5、玻璃是無序網(wǎng)絡結構，不可能有滑移系統(tǒng)，呈脆性，但在高溫時又能變形，為什么？ 答：正是因為非長程有序，許多原子并不在勢能曲線低谷；有一些原子鍵比較弱，只需較小的應力就能使這些原子間的鍵斷裂； 原子躍

20、遷附近的空隙位置，引起原子位移 和重排。不需初始的屈服應力就能變形-粘性流動。6、為什么常溫下大多數(shù)陶瓷材料不能產(chǎn)生塑性變形、而呈現(xiàn)脆性斷裂？答：陶瓷多晶體的塑性形變不僅取決于構成材料的晶體本身，而且在很大程度上 受晶界物質(zhì)的控制。因此多晶塑性形變包括以下內(nèi)容：晶體中的位錯運動引起塑變； 晶粒與晶粒間晶界的相對滑動；空位的擴散；粘性流動。在常溫下，由于非金屬晶體 及晶界的結構特點，使塑性形變難以實現(xiàn)。又由于在材料中往往存在微裂紋，當外應 力尚未使塑變以足夠的速度運動時，此應力可能已超過微裂紋擴展所需的臨界應力， 最終導致材料的脆斷。7、影響塑性形變的因素有哪些？并對其進行說明。答：晶體結構和鍵

21、型本征因素：晶粒內(nèi)部的滑移系統(tǒng)相互交截、晶界處的應力集中、晶粒大小和分布； 外來因素：晶界作為點缺陷的源和阱，易于富積雜質(zhì)，沉淀有第二相。特別當含 有低熔點物質(zhì)時，多晶材料的高溫塑性滑移首先發(fā)生在晶界。（雜質(zhì)在品界的彌散、品界處的第二相、晶界處的氣孔。8、斷裂能包括哪些內(nèi)容？答：熱力學表面能：固體內(nèi)部新生單位原子面所吸收的能量。塑性形變能：發(fā)生 塑變所需的能量。相變彈性能：晶粒彈性各向異性、第二彌散質(zhì)點的可逆相變等特性， 在一定的溫度下，引起體內(nèi)應變和相應的內(nèi)應力。結果在材料內(nèi)部儲存了彈性應變能。 微裂紋形成能：在非立方結構的多晶材料中，由于彈性和熱膨脹各向異性，產(chǎn)生失配 應變，在晶界處引起內(nèi)

22、應力。當應變能大于微裂紋形成所需的表面能， 在晶粒邊界處 形成微裂紋。9、什么是裂紋的快速擴展？答：按照微裂紋脆斷理論，材料的斷裂強度不是取決于裂紋的數(shù)量，而是決定于 裂紋的大小，即由最危險的裂紋尺寸（臨界裂紋尺寸）決定材料的斷裂強度。當裂紋 由成核生長和亞臨界擴展發(fā)展到臨界尺寸，此時 K1的數(shù)值也隨著裂紋的擴展增長到 K1c的數(shù)值。至此裂紋的擴展從穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)入動態(tài)，出現(xiàn)快速斷裂?；蛄鸭y尖端屈服區(qū)附近足夠大的內(nèi)應力達到了足以撕開原子問鍵，導致固體沿著原子面發(fā)生解理。10、克服材料脆性和改善其強度的關鍵是什么？答：提高材料的斷裂能，便于提高抵抗裂紋擴展的能力；減小材料內(nèi)部所含裂紋 缺陷的尺寸，以減緩

23、裂紋尖端的應力集中效應。11、說明K和Kc的異同。（5分）答：兩者的不同點：K:應力強度因子，是一個力學參量，表示裂紋體中裂紋尖端的應力場強度的大小， 綜合反映了外加應力和裂紋位置、長度對裂紋尖端應力場強度的影響，與裂紋類型有 關，而和材料無關；（2分）Kc：平面應變斷裂韌性，是材料的力學性能指標，決定于材料的成分、組織結構等內(nèi)在因素，而與外加應力及試樣尺寸等外在因素無關。（2分）兩者的相同點：兩者均是材料力學性能的描述，單位一致，計算公式基本一致。（1分）12、材料的彈性模數(shù)主要取決于什么因素？無機非金屬材料的彈性模數(shù)受什么因素影 響最嚴重？ （ 5分）答：材料的彈性模數(shù)主要取決于六個方面：

24、（3分）一、鍵合方式和原子結構；二、晶體結構；三、化學成分；四、微觀組織；五、溫度；六、加載條件和負載持續(xù)時間。其中，無機非金屬材料的彈性模數(shù)主要受微觀組織影響最嚴重。（2分）13、簡述提高無機材料強度，改進材料韌性的措施。（10分）答：1、微晶、高密度與高純度2 、提高抗裂能力與預加應力3 、化學強化4 、相變增韌5、彌散增韌14、根據(jù)抗熱沖擊斷裂因子對熱穩(wěn)定性的影響， 分析提高抗熱沖擊斷裂性能的措施。（10 分）答：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6/E提高-提高材料的柔韌性, 能吸收較多的彈性應變能而不致開裂，提高了熱穩(wěn)定性。（2）、提高材料的熱導率入

25、；（3）、減小材料的熱膨脹系數(shù)a;（4）、減小材料的表面熱傳遞系數(shù)h;（5）、減小產(chǎn)品的有效厚度。15、什么是相變增韌？利用ZrQ由四方轉(zhuǎn)變成單斜相的相變過程可以改善陶瓷材料的 斷裂韌性，簡述其機理。答：相變增韌是利用多品多相陶瓷中某些相在不同溫度下發(fā)生相變從而增韌的效果.（4分）ZrQ由四方轉(zhuǎn)變成單斜相的相變過程中，體積增加3-5%, （2分）這體積效應使得 材料內(nèi)部產(chǎn)生應力或者微裂紋。（2分）當材料受到外力作用時，材料內(nèi)部因為應力 集中或者微裂紋可以部分或者全部抵抗外力作用，從而改善材料的斷裂韌性。（2分）16、請定性介紹陶瓷受球形壓力作用時， 壓痕應力場下材料中裂紋的形成至材料斷裂 的過

26、程。答：壓痕裂紋可能起源于試樣上原有的裂紋，也可能是在壓頭加載時產(chǎn)生的。（2分）陶瓷受球形壓力作用，先產(chǎn)生彈性形變，抵抗部分外加應力；然后產(chǎn)生塑性變形。（2分）當彈性變形和塑性形變都不能夠完全抵抗外加作用力時，材料形成誘發(fā)裂紋，首先是應力集中點成核。（2分）一個給定的裂紋能否充分發(fā)展成臨界狀態(tài)的裂紋，取 決于其尺度、位置和其與張應力軸的相對取向，即在能量方面它應該具有足夠克服阻 礙裂紋發(fā)展的初級勢壘的條件，滿足 Griffith 裂紋擴展理論。（2分）裂紋擴展分成 穩(wěn)態(tài)的裂紋擴展過程（當應變能釋放率足以支付斷裂表面能增量， 原子鍵的破壞就會 發(fā)生）和動態(tài)的裂紋擴展過程（原子鍵的破壞過程呈分段的

27、連續(xù)性），最后材料斷裂。（2分）17、提高無機材料透光性的措施有哪些？答:（1）提高原料的純度（2）添加外加劑：一方面這些質(zhì)點將降低材料的透光率，但由于添加這些外加劑將可以降低材料的氣孔，從而提高材料的透光率（3）工藝措施：采用熱壓法比普通燒結法更容易排除氣孔，即降低氣孔，將晶粒定向排列將可以提高材料的透光率18、TiO2廣泛應用于不透明搪瓷釉。其中的光散射顆粒是什么？顆粒的什么特性使這 些釉獲得高度不透明的品質(zhì)？ （ 5分）答：其中的光散射顆粒是 TiO2 （2分），該顆粒不與玻璃相互作用，且顆粒與基體材 料的相對折射率很大，再加上顆粒尺寸與光的波長基本相等， 則使釉獲得高度不透明 的品質(zhì)（

28、3分）。19、試分析討論為什么氧化鋁（Al 2C3）陶瓷能制成透明及T管，而金紅石（TiO*瓷則 不能做成透明陶瓷？（已知：a- Al 2Q晶體的no = 1.760 , ne = 1.768 ; TiO2晶體的 no = 2.854 , ne = 2.567 ,同時設有200個晶界加以討論）答：主要受晶粒排列方向的影響嚴重：如果材料中存在雙折射現(xiàn)象，則與晶軸成不同角度的方向上，折射率不相同。在多晶材料中，晶粒的不同取向均產(chǎn)生反射及散射損失。如以兩個相鄰晶粒的光軸相互垂直加以討論分析。設光線沿左晶粒的光軸方向射入，則在左晶粒中只存在常光折 射率，右晶粒的光軸垂直于左晶粒的光軸，也就垂直于晶界處

29、的入射光，由于雙折射現(xiàn)象，還有非常光折射率存在。兩晶粒的相對折射率不為1,此時將導致反射和折射損失。如相鄰晶粒的取向彼此垂直，則晶界面的反射系數(shù)：（3分）對于氧化鋁瓷：R= 1768/1.760-1 /1.768/1.760 1 2 -5.14 10“對于金紅石瓷： R = 2854/2.567-1 / 2.584/2.567 1 2 =0.0028設有200個晶界，則除去晶界反射損失后，剩余光強為：對于氧化鋁瓷：（1 -R）200 =（1 -5.14 10-）200 =0.99897對于金紅石瓷：（1R）200 =（1 0.0028）200 =0.5708 損失較大，（3分）止匕外，對于氧化

30、鋁瓷 n2i=1.0045,接近于1,散射損失不大，而對于金紅石瓷 1=1.1112,較大，則也會引起較大的散射損失。（2分）故：氧化鋁（ALQ）陶瓷能制成透明或T管，而金紅石（TiO2）瓷則不能做成透明陶瓷。19、（1）鐵氧體按結構分有哪六種主要結構？ （2）半導體激光器中，與激光輻射相關 的三個能級躍遷過程是什么？答：（1）6 種：尖晶石型、石榴石型、磁鉛石型、鈣鈦礦型、鈦鐵礦型和鴇青銅型。（2）和激光發(fā)射有關的躍遷過程是：吸收，自發(fā)輻射和受激輻射。已是基態(tài)，E2是激發(fā)態(tài)，電子在這二個能級中躍遷有能量變化。在自發(fā)輻射時，h的能量相同，但其位相和傳播方向等各不相同， 而在受激輻射時，h y1

31、2的所有特性如能量，位相和 傳播方向等都相同。20、金屬、半導體的電阻隨溫度的升高如何變化？說明原因。答：金屬的電阻隨溫度的升高而增大 （1分），半導體的電阻隨溫度的升高而減小 （1 分）。對金屬材料，盡管溫度對有效電子數(shù)和電子平均速率幾乎沒有影響，然而溫度 升高會使離子振動加劇，熱振動振幅加大，原子的無序度增加，周期勢場的漲落也 加大（2分）。這些因素都使電子運動的自由稱減小，散射幾率增加而導致電阻率增 大（1分）。而對半導體當溫度升高時，滿帶中有少量電子有可能被激發(fā)到上面的空帶中去 （1分），在外電場作用下，這些電子將參與導電（1分）。同時，滿帶中由于少了一 些電子，在滿帶頂部附近出現(xiàn)了一

32、些空的量子狀態(tài)，滿帶變成了部分占滿的能帶（2分），在外電場作用下，仍留在滿帶中的電子也能夠起導電作用（1分）。21、雜質(zhì)原子使純金屬的電導率如何變化？說明原因答：雜質(zhì)原子使純金屬的電導率下降（2分），其原因是：溶質(zhì)原子溶入后，在固溶 體內(nèi)造成不規(guī)則的勢場變化（1分），嚴重影響自由電子的運動（2分）22、何謂雙堿效應？以&Q Li 2。氧化物為例解釋產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。答：雙堿效應是指當玻璃中堿金屬離子總濃度較大時（占玻璃組成2530%）,堿 金屬離子總濃度相同的情況下，含兩種堿金屬離子比含一種堿金屬離子的玻璃電導率 要小。當兩種堿金屬濃度比例適當時，電導率可以降到很低。這種現(xiàn)象的解釋如下：K2

33、Q Li 2。氧化物中，K+和Li +占據(jù)的空間與其半徑有關， 因為（晨ru+）,在外電場作用下，一價金屬離子移動時，Li +離子留下的空位比K+留下的空位小，這樣K+只能通過本身的空位。Li +進入體積大的K+空位中，產(chǎn)生應力， 不穩(wěn)定，因而也是進入同種離子空位較為穩(wěn)定。這樣互相干擾的結果使電導率大大下 降。此外由于大離子K不能進入小空位，使通路堵塞，妨礙小離子的運動，遷移率 也降低。23、何謂壓堿效應？解釋產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因。答：壓堿效應是指在含堿破璃中加入二價金屬氧化物，特別是重金屬氧化物，使玻璃的電導率降低，相應的陽離子半徑越大，這種效應越強。壓堿效應現(xiàn)象的解釋：這是由于二價離子與玻璃

34、中氧離子結合比較牢固，能嵌 入玻璃網(wǎng)絡結構，以致堵住了遷移通道，使堿金屬離子移動困難，因而電導率降低。 如用二價離子取代堿金屬離子，也得到同樣效果。24、表征超導體性能的三個主要指標是什么？ （6分）答：超導體性能的三個主要指標為：臨界轉(zhuǎn)變溫度Tc,即成為超導態(tài)的最高溫度；（2分）臨界磁場HC,即能破壞超導態(tài)的最小磁場，HC的大小與超導材料的性質(zhì)有關；（2分）臨界電流密度Jc,即材料保持超導狀態(tài)的最大輸入電流。（2分）25、何謂塞貝克效應？其實質(zhì)及產(chǎn)生的原因是什么 ？答：當兩種不同的金屬或合金 A、B聯(lián)成閉合回路，且兩接點處溫度不同，則回路中 將產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象稱塞貝克效應。其實質(zhì)在于兩種金

35、屬接觸時會產(chǎn)生接觸電勢差。 這種接觸電勢差是由于兩種金屬 中電子逸出功不同及兩種金屬中電子濃度不同所造成的。26、（1）什么是西貝克（Seeback）效應？它是哪種材料的基礎。（2）超導體二個基本性 能指標”零電阻及其臨界轉(zhuǎn)變溫度”和“完全抗磁性及臨界磁場強度”是什么 ？答：（1）西貝克（Seeback）效應是溫差電動勢效應-廣義地，在半導體材料中，溫度 和電動勢可以互相產(chǎn)生.實際上是材料的熱和電之間轉(zhuǎn)化，可以指導人們在熱電之間 建立相互聯(lián)系，是熱電材料的基礎。（2）零電阻及其臨界轉(zhuǎn)變溫度：在超導體環(huán)路中感生一電流，在一段時間內(nèi)電流 下降是I=I oexp（-（R/L） 2）, R:環(huán)路電阻值

36、，L:環(huán)路自感，I :觀察時間內(nèi)感生電流，若 R1026C?cm,可以認為是零電阻.這時候的溫度是由正常導電態(tài)轉(zhuǎn)變成超導體的溫度 -臨界轉(zhuǎn)變溫度.完全抗磁性和臨界磁場強度：在超導體處在磁場中，超導體在表面形成屏蔽電 流，使得外加的磁場被排斥在超導體之外.當屏蔽電流到達一定值，超導體就被破壞， 成為導體.27、請11述PTC象的機理。答：PTC現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)以來，有各種各樣的理論試圖說明這種現(xiàn)象。其中， Heywang 理論能較好地說明PTC現(xiàn)象。該理論認為n型半導體陶瓷的晶界上具有表面能級， 此 表面能級可以捕獲載流子，從而在兩邊晶粒內(nèi)產(chǎn)生一層電子耗損層，形成肖特基勢壘。 這種肖特基勢壘的高度與介電

37、常數(shù)有關。在鐵電相范圍內(nèi)，介電系數(shù)大，勢壘低。當 溫度超過店里點，根據(jù)居里-外斯定律，材料的介電系數(shù)急劇減少，勢壘增高，從而 引起電阻率的急劇增加。28、何謂空間電荷？陶瓷中產(chǎn)生空間電荷的原因有哪些？答：在電場作用下，不均勻介質(zhì)的正負間隙離子分別向負正極移動，引起瓷體內(nèi)各點離子密度變化，即出現(xiàn)電偶極矩，在電極附近積聚的離子電荷就是空間電荷。實際上，除了介質(zhì)的不均勻性以外，晶界、相界、晶格畸變、雜質(zhì)等缺陷區(qū)都可成為 自由電荷（間隙離子、空位、引入電子等）運動的障礙。在這些障礙處，自由電荷積 聚形成空間電荷，同理，宏觀不均勻性，如夾層、氣泡等部位也能形成空間電荷。29、介質(zhì)損耗的形式有哪些？答：（

38、1）電導（漏導）損耗（1分）（2）極化損耗（1分）（3）電離損耗（1分）（4）結構損耗（1分）（5）宏觀結構不均勻的介質(zhì)損耗（1分）30、絕緣材料有哪些主要損壞形式，并分別加以解釋。（5分）答：絕緣材料的損壞形式主要為擊穿，包括電擊穿、熱擊穿和化學擊穿三種。（2分）電擊穿：材料的電擊穿是一個“電過程”，即僅有電子參加。是在強電場作用下，原 來處于熱運動狀態(tài)的少數(shù)“自由電子”的定向運動加速而產(chǎn)生“雪崩”現(xiàn)象，導致介 質(zhì)擊穿，電擊穿是瞬間完成的。（1分）熱擊穿：絕緣材料在電場下工作，由于各種形式的損耗，部分電能轉(zhuǎn)變成熱能，使材料被加熱，當溫度超過一定限度時，材料出現(xiàn)燒裂、熔融等現(xiàn)象，喪失絕緣能力。

39、（1分）化學擊穿：絕緣材料在高溫、潮濕、高電壓或腐蝕性環(huán)境下工作，由于電解、腐蝕、 氧化、還原等原因而導致喪失絕緣能力。（1分）31、化學擊穿有哪兩種機理？答：一種是在在直流和低頻交變電壓下，由于離子式電導引起電解過程，材料中發(fā) 生電還原作用（2分），使材料的電導損耗急劇上升（1分），最后由于強烈發(fā)熱成為 熱化學擊穿（1分）；另一種化學擊穿是當材料中存在封閉氣孔時，由于氣體的游離放出的熱量使器件溫度迅速上升（2分），變價金屬在高溫下氧化物還原（2分），使材料電子式電導大大增加（1分），電導的增加反過來又使器件強烈發(fā)熱，導致最終擊穿（1分）。32、闡述溫度對電擊穿、熱擊穿和化學擊穿各有什么影響？

40、答：溫度對電擊穿影響不大（1分），因為在電擊穿過程中，電子的運動速度、粒子 的電離能力等均與溫度無關（1分），因此在電擊穿的范圍內(nèi)溫度的變化對 E穿沒有什 么影響（1分）;溫度對熱擊穿影響較大（1分），首先溫度升高使材料的漏導電流增大（1分）， 這使材料的損耗增大，發(fā)熱量增加，促進了熱擊穿的產(chǎn)生（1分）。止匕外，環(huán)境的溫 度升高使元器件內(nèi)部的熱量不容易散發(fā)，進一步加大了熱擊穿的傾向（1分）；溫度使材料的化學反應加速（1分），促使材料老化，從而加快了化學擊穿的進程（1分）33、為什么說所有的物質(zhì)都是磁介質(zhì)？ （ 5分）答：材料磁性的本源是材料內(nèi)部電子的循軌和自旋運動（2分）。而物質(zhì)的磁性是由電子

41、的運動產(chǎn)生的（1分）。任何物質(zhì)都是由電子和原子核組成的，所以說所有的物質(zhì)都是磁介質(zhì)（2分）o34、下圖為鐵磁性材料的典型磁滯回線，試根據(jù)該圖回答以下問題：（13分）（1）從圖中分別讀出飽和磁感應強度、矯頑力、剩余磁感應強度；（3分）（2）什么是磁滯效應？應如何計算磁滯損耗？ （4分）（3）根據(jù)磁滯回線的形狀，可將磁性材料分為哪兩種材料，并分別說明這些材料的主要性能標志。（6分）答：（1）飽和磁感應強度為Bs,矯頑力為Hc,剩余磁感應強度為Br； （3分）（2）磁滯效應是指鐵磁材料的磁感應強度的變化總是落后于磁場強度的變化，是鐵磁材料的重要特性之一。（2分）磁滯損耗的計算：磁滯回線所包圍的面積即

42、為磁化一周所產(chǎn)生的能量損耗，亦為磁滯損耗。（2分）（3）根據(jù)磁滯回線的形狀，可將磁性材料分為軟磁材料和硬磁材料。（2分）軟磁材料的主要性能標志：磁滯回線細小，高導磁率、高的磁感應強度、小的剩余磁 感應強度、低的矯頑力、低的磁滯損耗。（2分）硬磁材料的主要性能標志：磁滯回線寬肥，具有高的矯頑力、高的剩余磁感應強度、 高的磁能積等。（2分）35、試說明材料產(chǎn)生鐵磁性的條件。（8分）答：材料產(chǎn)生鐵磁性的條件：有未被抵消的自旋磁矩；（4分）自旋磁矩自發(fā)地同向排列，產(chǎn)生自發(fā)磁化。（4分）1 .設條件應力為*真實應力為 S,試證明S（7o2 .材料的彈性模數(shù)主要取決于什么因素？無機非金屬材料的彈性模數(shù)受什

43、么因素影響最嚴重？5 .根據(jù)抗熱沖擊斷裂因子對熱穩(wěn)定性的影響，分析提高抗熱沖擊斷裂性能的措施。7 .物質(zhì)中為什么會產(chǎn)生抗磁性？9 .鐵磁性材料中為什么會形成磁疇？10 .試畫出P型與n型半導體接合前后的能帶結構。11 .分析p-n結的電整流作用。13 .降低材料介質(zhì)損耗的措施。14 . 一入射光以較小的入射角i和折射角r穿過一透明玻璃板。證明透過后的光強系 數(shù)為（1-m） 2。設玻璃對光的衰減不計。17 .什么是超塑性，產(chǎn)生超塑性需具備哪些條件？18 .彈性變形的特點及其本質(zhì)是什么？19 .理想彈性材料應符合哪些條件？20 .產(chǎn)生超塑性的條件是什么？五、計算題1、通常純鐵的 丫 s = 2 J

44、/m 2, E = 2 X 10 5 MPa, ao = 2.5 乂 10-10 m,試求其理論斷裂強度。（8分） 答：根據(jù)理想晶體脆性斷裂理論強度公式:561/210 _4_=4 10 (Pa) =4 10 MPa2M105 M106 M2一40l 2.5父10 J2、一陶瓷含體積百分比為 95%勺Al2O （E=380GPa和5%勺玻璃相（E=84GPa,計算上限及下限彈性模數(shù)。（12分）答：陶瓷的上限彈性模數(shù)：（6分）E 上=EfVf + Em1Vm =380M95%+84x5% = 365(GPa)陶瓷的下限彈性模數(shù)：（6分）EfEm1-=323(GPa)95% 5%)十380843、

45、已知TiO2陶瓷介質(zhì)的體積密度為4.24g/cm3,分子量為79.9 ,該介質(zhì)的化學分子 式表達為 AB, aeA=0.2722l0-24cn3, aeB=2.762l0-24cm 試用克莫方程計算該介 質(zhì)在可見光頻率下的介電系數(shù)，實測 2=7.1 ,請對計算結果進行討論。答：克莫方程為：（r-1）/（；r+2）=三ni /3 0在光頻下，僅有電子位移對介電常數(shù)有影響，在金紅石晶體中有兩種原子，其中 一個鈦原子、兩個氧原子，并由國際單位制換算成厘米克秒制單位，此時克一一英方程可寫為：（立-1）/（黨 +2）= 4 n （not eTi4+2n aeO2-） /3n=（ P/M）6.02 210

46、23通過計算可得：立=11.3與實測立=7.3進行比較，有較大的差別，其原因主要是 在推導克一一莫方程時，忽略了影響局部電場中的E3,而E3=0,僅適用于分子間作用很弱的氣體、非極性液體、非極性固體、具有適當對稱性的立方型結構固體。而金 紅石為四方型結構，由于其結構與組成的特點，其E3對局部電場的貢獻不能被忽略。4、有一材料E =2乂1011 N/m2 , Vs=8N/m,試計算在7 M107 N / m2的拉應力作用 下，該材料的臨界裂紋長度。（4分）c =_11 一= 0.208 10 (m)2 2 108n 父(7父107 2則該臨界裂紋長度為0.416mm.5、有一構件，實際使用應力6

47、為1.30Gpa,有以下兩種鋼待選:1/2甲鋼：6 ys=1.95GPa, Kc=45MPa m1/2乙鋼：（T ys=1.56GPa, Kc=75MPa m試根據(jù)傳統(tǒng)設計及斷裂力學觀點分析哪種鋼更安全，并說明原因.（6分）（已知：Y=1.5, 最大裂紋尺寸為1mm）答：根據(jù)傳統(tǒng)設計觀點：（7 *安全系數(shù)0屈服強度甲鋼的安全系數(shù)：n=（rys/（7=1.95/1.30=1.5乙鋼的安全系數(shù)：n=（T ys/（7=1.56/1.30=1.2可見，選擇甲鋼比乙鋼安全。（2分）但是，根據(jù)，構件的脆性斷裂是裂紋擴展的結果，所以應Ig計算KI是否超過KIC。據(jù)計算，Y=1.5,設最大裂紋尺寸為1mm則由

48、K1 =丫仃n算出：（1分）6甲鋼的斷裂應力：（T c= 45 10 =1.34GPa （1分）1.5 0.001/2乙鋼的斷裂應力：（T c= 75*10 =2.24GPa （1分）1.5,0.001/2可見，甲鋼不安全，會導致低應力脆性斷裂；乙鋼安全可靠?？梢?，兩種設計方法得出截然相反的結果。按斷裂力學觀點設計，既安全可靠， 又能充分發(fā)揮材料的強度，合理使用材料。而按傳統(tǒng)觀點，片面地追求高強度，其結 果不但不安全，而且還埋沒了乙鋼這種非常合用的材料。 （1分）六、綜合問答題（20分）1、請以含有無氣孔、5崛璃相（該玻璃相從溫度1000c開始軟化，1100c完全變成 液相）的氧化鋁陶瓷為例子

49、，說明：（1）該陶瓷分別在1050七和1150c時，受不斷 增加的應力作用時，陶瓷材料變形到斷裂的變化過程。（2）在恒定應力作用（該應力在室溫是陶瓷材料彈性變形的極限應力）下，在 1050c時，影響該氧化鋁陶瓷高溫 蠕變的因素有那些？（3）你認為提高這種氧化鋁陶瓷抗熱沖擊斷裂性能的措施。答：（1）在1050c，該陶瓷含有5峨化玻璃相。（1分）受不斷增加的應力作用時， 陶瓷材料先產(chǎn)生彈性形變，抵抗部分外加應力。（1分）由于材料有5峨化玻璃相；然后產(chǎn)生粘彈性的塑性變形。（1分）當彈性變形和塑性形變都不能夠完全抵抗外加 作用力時，材料形成誘發(fā)裂紋，直到裂紋擴展，材料斷裂。（1分）在1150c時，該陶

50、瓷含有5%ft璃相轉(zhuǎn)變成液相。（1分）受不斷增加的應力作用 時，陶瓷材料先產(chǎn)生彈性形變，抵抗部分外加應力。 （1分）由于材料有5%!相，材 料中有一定的塑性變形。（1分）當彈性變形和塑性形變都不能夠完全抵抗外加作用力時，材料形成誘發(fā)裂紋，直到裂紋擴展，材料斷裂。（1分）材料中液相之間的作用力比固相大，材料在固相部分斷裂；（1分）材料中液相之間的作用力比固相小，材料在液相部分斷裂。（1分）（2）在恒定應力作用（該應力在室溫是陶瓷材料彈性變形的極限應力）下，在1050c時，影響該氧化鋁陶瓷高溫蠕變的因素有那些 ？晶粒尺寸：不同的晶粒尺寸范圍決定了不同的蠕變機理起控制速率的作用。當晶粒比較大，蠕變速

51、率受晶格機理控制，當晶粒比較小，情況相對 復雜，二種晶界機理和品格機理都可能起作用（1分）固溶合金原子：固溶合金原子對蠕變行為的影響首先取決于控制蠕 變的機理，即受固溶原子分布狀態(tài)的影響，其次也可能改變品界的應力指數(shù)， 改變材料蠕變的機理。固溶合金原子可以提高或者降低材料的蠕變速率 （1分）亞結構的形成：位錯、晶界等不同亞結構的形成（1分）晶界剪切：晶界的滑移（1分）第二相物質(zhì)：在材料的晶界上存在的第二相，其性質(zhì)將決定材料高溫蠕變的形式或者機理（1分）（3）提高這種氧化鋁陶瓷抗熱沖擊斷裂性能的措施：提高材料強度減少彈性模量E,提高仃/E。實質(zhì)是提高材料的柔韌性（1分）提高材料的熱導率兒，使得R

52、:提高（1分）減少材料的熱膨脹系數(shù)：（1分）減少表面熱傳遞系數(shù)h （1分）減少產(chǎn)品的有效厚度（1分）2、請論述量子自由電子導電理論與經(jīng)典導電理論的異同點。答：（1）經(jīng)典電子理論：經(jīng)典理論認為，在金屬晶體中，離子構成了晶格點陣，并形成一個均勻的電場（2分），價電子是完全自由的，稱為自由電子（1分），他們 彌散分布于整個點陣之中，就像氣體分子充滿整個容器一樣，因此稱為“電子氣（2分）自由電子的運動遵循經(jīng)典力學氣體分子的運動規(guī)律，自由電子之間及它們與正離子之間的相互作用僅僅是類似于機械碰撞而已（2分）。在沒有外加電場作用時，金屬中的自由電子沿各個方向運動的幾率相同，因此 不產(chǎn)生電流（1分）。當對金屬

53、施加外電場時，自由電子沿電場方向作加速運動，從 而形成電流（1分）。在自由電子定向運動過程中，要不斷地與正離子發(fā)生碰撞，使電子受阻，這就 是產(chǎn)生電阻的原因（2分）。（2）量子自由電子理論：和經(jīng)典電子理論一樣，量子自由電子理論同樣認為金 屬中正離子形成的電場是均勻的，價電子與離子間沒有相互作用，且為整個金屬所有， 可以在整個金屬中自由運動（3分）。但這一理論認為，金屬中每個原子的內(nèi)層電子 基本保持著單個原子時的能量狀態(tài)（2分），而所有價電子卻按量子化規(guī)律具有不同 的能量狀態(tài)，即具有不同的能級（2分）。該理論認為，電子具有波粒二象性（2分）, 3、何謂p-n結的光生伏特效應？利用這一效應,解釋太陽

54、能電池的工作原理.（15 分）答：p-n結的光生伏特效應：指光照使不均勻半導體或半導體與金屬組合的不同部位 之間產(chǎn)生電位差的現(xiàn)象。如果用能量比半導體禁帶寬度還大的光照射 p-n結，半導體吸收光能，電子從價 帶激發(fā)至導帶，價帶中產(chǎn)生空穴。P區(qū)的電子向n區(qū)移動，n區(qū)的空穴向p區(qū)移動， 結果產(chǎn)生電荷積累，p區(qū)帶正電，n區(qū)帶負電，從而產(chǎn)生了電位差。這和費米能級的 彎曲相對應，若p-n結兩側被覆歐姆接觸電極，與外電路相連就有電流通過。注：用能帶圖說明太陽能電池的工作原理n光生伏特效應七、分析題（共8分）1、試分析討論為什么氧化鋁（A12Q）陶瓷能制成透明燈管，而金紅石（TiO2）瓷則 不能做成透明陶瓷？

55、（已知：口- Al 203晶體的no = 1.760 , ne = 1.768 ; TiO2晶體的 no = 2.854 , ne = 2.567 ,同時設有200個晶界加以討論） 答：主要受晶粒排列方向的影響嚴重：如果材料中存在雙折射現(xiàn)象，則與晶軸成不同角度的方向上，折射率不相同。在 多晶材料中，晶粒的不同取向均產(chǎn)生反射及散射損失。如以兩個相鄰晶粒的光軸相互垂直加以討論分析。設光線沿左晶粒的光軸方向射入，則在左晶粒中只存在常光折射 率，右晶粒的光軸垂直于左晶粒的光軸，也就垂直于晶界處的入射光，由于雙折射現(xiàn)象，還有非常光折射率存在。兩晶粒的相對折射率不為1,此時將導致反射和折射損失。如相鄰晶粒的取向彼此垂直，則晶界面的反射系數(shù)：（3分）對于氧化鋁瓷：R = 1-1.768/1.760-1 /1.768/1.760 1 2 =5.14 10對于金紅石瓷.R =2.854/2.567-1 / 2.584/2.567 1 F = 0.0028設有200個晶界，則除去晶界反射損失后，剩余光強為：對于氧化鋁瓷：（1 巾00 =（1 - 5.14 10”） 200 :。99897對于金紅石瓷：（1_R） 200 =（1 _0.0028）200 =0.5708 損失較大，（3分）止匕外，對于氧化鋁瓷 n21=1