蘭大材料科學基礎-10-12-13-14年真題

2010年材料科學基礎2012年材料科學基礎有某些特定的能量值。后來發(fā)現(xiàn)波爾模型有明顯的局限性，他不能解釋有些與電子有關的現(xiàn)象，波動力學模型解決了這些問題。波動力學模型中，把電子看作既具有類似波的特性，又具有類似粒子的特性，這個模型不在把電子作為在分立軌道上運動的粒子來處理，而把電子的位置看成電子在核外不同地方出現(xiàn)的幾率。2、解釋熱塑性塑料韌性變形時的分子結構變化。答：變形前兩個折疊片晶和片晶之間的非晶材料；變形初始階段，非晶區(qū)域內(nèi)的分子鏈伸出，沿著載荷方向互相滑移，片晶僅僅移動；然后片晶翻轉，使得折疊鏈沿著拉伸軸排列；進一步形變，片晶分裂，碎片之間通過分子鏈任然相連；碎片和連接鏈都沿著拉伸方向取向。3、解釋替換擴散與間隙擴散機制。答：空位擴散機制包含原子從正常晶格位置向相鄰空晶位或空位換位。間隙擴散包含原子從間隙位置向相鄰空隙位置的遷移。4、解釋并畫出下列兩種材料的能帶圖，指出受主與施主能級，a)P-型半導體b)n-型半導體。5、解釋孿晶與孿晶界，并說明機械孿晶與退火孿晶的區(qū)別。答：孿晶是指兩個晶體（或一個晶體的兩部分）沿一個公共晶面（即特定取向關系）構成鏡面對稱的位向關系，這兩個晶體就稱為"孿晶"，此公共晶面就稱孿晶面。機械孿晶與退火孿晶的區(qū)別：首先，兩個的形成條件不同，一個是在機械力作用下產(chǎn)生，一個是在退火熱處理時候產(chǎn)生。其次產(chǎn)生的晶體結構不同，人們在典型的FCC晶體結構的金屬中發(fā)現(xiàn)退火孿晶，而在BCC和HCP金屬中觀察到機械孿晶。6、在工程中，工程師在檢測橋梁或混凝土結構時候時，發(fā)現(xiàn)有裂紋會在裂紋尖端打一個小孔，什么作用（為什么）?答：裂紋尖端打一個小孔，其作用是在裂紋尖端產(chǎn)生一個壓應力使裂紋收緊，阻止裂紋的進一步擴展。7、磁性的產(chǎn)生有什么方式，為什么會有鐵磁性和亞鐵磁性答：運動的帶電粒子產(chǎn)生磁力。鐵磁性是一種材料的磁性狀態(tài)，具有自發(fā)性的磁化現(xiàn)象。鐵磁性的原理可由兩個量子力學描述的現(xiàn)象成功的預測：自旋和泡利不相容原理。在無外加磁場的情況下，磁疇內(nèi)由于相鄰原子間電子的交換作用或其他相互作用。使它們的磁矩在克服熱運動的影響后，處于部分抵消的有序排列狀態(tài)，以致還有一個合磁矩的現(xiàn)象。當施加外磁場后，其磁化強度隨外磁場的變化與鐵磁性物質(zhì)相似。亞鐵磁性與反鐵磁性具有相同的物理本質(zhì)，只是亞鐵磁體中反平行的自旋磁矩大小不等，因而存在部分抵消不盡的自發(fā)磁矩，類似于鐵磁體。鐵氧體大都是亞鐵磁體。8、說明LASER來源哪里？laser的工作原理。答：LASERLightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation激光器，受激輻射式光頻放大器。組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發(fā)，會從高能級跳到（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發(fā)它的光相同性質(zhì)的光，而且在某種狀態(tài)下，能出現(xiàn)一個弱光激發(fā)出一個強光的現(xiàn)象。這就叫做“受激輻射的光放大”。二、計算題與設計題;1-5各10分，6題20分1、FCC固溶體最大間隙位置是在（1/2,0,0）（0,1/2,0）（0,0,1/2）處，計算間隙大小。解：已知FCC固溶體最大間隙位置是在（1/2,0,0）（0,1/2,0）（0,0,1/2）處，可知最大間隙是八面體間隙。根據(jù)公式：r===0.414R2、乙烯分子量15000，求聚合度解：已知=15000g/mol，=2（12.01g/mol）+4（1.01g/mol）=28.06g/mol則nn===5353、電容V=1500，Q=4X10-5c，l=2X10-2（a）求真空填充時的電容板面積（b）中間填氧化鋁時（介電常數(shù)9）的電容板的面積解：根據(jù)公式C=ε0=A==60.26m2C=εrε0=A==6.70m24、一個ZnS摻雜材料帶隙能1.4ev，問在什么條件下能發(fā)生躍遷λ解：這些伴隨吸收的激發(fā)只有在光子能量大于ZnS摻雜材料帶隙能1.4ev時才能發(fā)生，也就是說，hν＞Eg或則λ＜==885nm5、計算FCC晶體中（a）晶胞中的原子個數(shù)，晶格a（b）原子相關數(shù)（c）原子尺寸（d）堆垛因子數(shù)解：在FCC晶包中，含有4個原子。相關數(shù)為12，4R=a所以R=AFP===0.746、一復合材料，用硼纖維作成的6360-Al，其中硼纖維直徑d=12.5mm，在其外面刷一層鎢W后直徑是107mm