材料物理性能答案

資料物理性能答案資料物理性能答案/資料物理性能答案第一章：資料電學性能怎樣評論資料的導電能力？怎樣界定超導、導體、半導體和絕緣體資料？用電阻率ρ或電阻率σ評論資料的導電能力。按資料的導電能力（電阻率），人們往常將資料區(qū)分為：（1）絕緣體108（.m）（）半導體102108.m）（2（）導體10-8102.m）（327（4）超導體10（.m）2、經(jīng)典導電理論的主要內(nèi)容是什么？它怎樣解說歐姆定律？它有哪些限制性？金屬導體中，其原子的所有價電子均離開原子核的約束成為自由電子，而原子核及內(nèi)層約束電子作為一個整體形成離子實。所有離子實的庫侖場構成一個均勻值的等勢電場，自由電子就像理想氣體相同在這個等勢電場中運動。假如沒有外面電場或磁場的影響，必定溫度下此中的離子實只好在定域作熱振動，形成格波，自由電子則能夠在較大范圍內(nèi)作隨機運動，并時時與離子實發(fā)生碰撞或散射，此時定域的離子實不可以定向運動，方向隨機的自由電子也不可以形成電流。施加外電場后，自由電子的運動就會在隨機熱運動基礎上疊加一個與電場反方向的均勻重量，形成定向漂移，形成電流。自由電子在定向漂移的過程中不停與離子實或其余缺點碰撞或散射，從而產(chǎn)生電阻。JE，電導率σ=（此中μ=，為電子的漂移遷徙率，表示單位場強下電子的漂移速度），它將外加電場強度和導體內(nèi)的電流密度聯(lián)系起來，表示了歐姆定律的微觀形式。缺點：該理論高估了自由電子對金屬導電能力的貢獻值，實質(zhì)上其實不是所有價電子都參加了導電。（？把適用于宏觀物體的牛頓定律應用到微觀的電子運動中，而且認可能量的連續(xù)性）3、自由電子近似下的量子導電理論怎樣對待自由電子的能量和運動行為？自由電子近似下，電子的本證波函數(shù)是一種等幅平面行波，即振幅保持為常數(shù)；電子本證能量E隨波矢量的變化曲線是E（k)一條連續(xù)的拋物線。4、依據(jù)自由電子近似下的量子導電理論解說：準連續(xù)能級、能級的簡并狀態(tài)、簡并度、能態(tài)密度、k空間、等幅平面波和能級密度函數(shù)。準連續(xù)能級：電子的本征能量是量子化的，其能量值由主量子數(shù)n決定，而且其能量值也是不連續(xù)的，能級差與資料線度L2成反比，資料的尺寸越大，其能級差越小，作為宏觀尺度的資料，其能級差幾乎趨于零，電子能量能夠當作是準連續(xù)的。能級的簡并狀態(tài)：把同一能級下?lián)碛卸喾N能態(tài)的現(xiàn)象稱為能級的簡并狀態(tài)。簡并度：把同一能級下的能態(tài)數(shù)目稱為簡并度。能態(tài)密度：對于某一個電子系統(tǒng)，在k空間內(nèi)單位體積內(nèi)能態(tài)的數(shù)目或倒易節(jié)點數(shù)稱為波矢能態(tài)密度。ρ=V/(2π)3，含自旋的能態(tài)密度應為2ρ空間：假如使用波矢量k的三個重量k1,k2,k3為單位矢量修建坐標系，則每個能態(tài)在該坐標中都是一個整數(shù)點，對于準連續(xù)的能級，此坐標系中的每個整數(shù)點都代表一個能態(tài)。人們把此坐標系常數(shù)稱為k空間或狀態(tài)空間。等幅平面波：量子導電理論中在自由電子近似下用來描繪電子運動行為的本征波函數(shù)，其波幅保持為常數(shù)。-1-能級密度函數(shù)：電子的波矢能態(tài)函數(shù)對其能量的散布函數(shù)，能夠以為是在單位能量寬度上的能態(tài)散布，表31達式為：NVdZ/dE(V/42)(2m/2)2E25、自由電子近似下的等能面為何是球面？倒易空間的倒易節(jié)點數(shù)與不含自旋的能態(tài)數(shù)是何關系？為何自由電子的波矢量是一個倒易矢量？①因為在k空間內(nèi)，能量的大小僅與波矢k的長度有關，而與波矢的方向沒關，所以所有等長的波矢均代表一個相同的能級，所以代表同一能級的所有狀態(tài)點在k空間中應散布在以坐標原點為中心、以k為半徑的球面（等能面）上。②倒易空間的倒易節(jié)點數(shù)=不含自旋的能態(tài)數(shù)③在波矢的計算中利用周期性界限條件、歐拉公式以及倒易矢量關系式獲取以下關系式kNak2N2ak3Na3011123lπ假如令li為隨意整數(shù)，則kii2Naii依據(jù)倒易矢量定義令b2/a,則波矢量可寫成iilπl(wèi)πl(wèi)3πl(wèi)1l2l3k222b2b3Na1N2a2N3a3N1b1N2N31這樣就很簡單證了然電子波的波矢量k就是晶格對應的倒易空間的倒易矢量。6、自由電子在同意能級的散布按照何種散布規(guī)律？何為費米面和費米能級？何為有效電子？價電子與有效電子有何關系？怎樣依據(jù)價電子濃度確立原子的費米半徑？①同意能級中的電子在各能態(tài)的散布按照費米--狄拉克統(tǒng)計散布規(guī)律。其散布函數(shù)為：1，此中E為電子的能量,EF為費米能量或化學勢，kB為波爾茲曼常數(shù)，T為絕f(E)exp[(EEF)/kBT]1對溫度。散布函數(shù)的物理意義表示：T溫度下，能量為E的能態(tài)被電子占有的概率為f（E），其圖形如圖：絕對零度時（基態(tài)），E<EF的能級的各能態(tài)被電子占有，f(E)=1；E<EF的能級能態(tài)則全空著，f(E)=0；E<EF時，f（E）發(fā)生陡直的變化。T溫度下（T>0的激發(fā)態(tài)），散布函數(shù)在費米能量周邊的陡直程度降落了，散布對應的能量范圍約為EF周邊kBT區(qū)間?？梢姕囟仍礁撸⒉甲兓鶎哪芰糠秶綄?。但E=EF時，f(E)恒等于1/2.這類變化的物理本質(zhì)為：本來處于費米面以下周邊費米能級的一部分電子因為遇到kBT能量的熱激發(fā)而能夠躍遷到費米面以上-2-能區(qū)。②費米面和費米能：按自由電子近似，電子的等能面在k空間是對于原點對稱的球面。特別存心義的是E=EF的等能面，它被稱為費米面，相應的能量成為費米能。③有效電子：能量位于費米面周邊的部分價電子，當它們遇到某種能量的激發(fā)而躍遷到同意電子存在的不滿態(tài)能區(qū)時，才能成為真實意義上的自由電子，我們把這些自由電子稱為有效電子。④價電子是有可能超出費米面而參加導電的所有電子的會合，屬于原子中比較活躍的電子，有效電子屬于價電子，不過它超出了費米面而進入了未滿能帶而能夠參加導電。⑤費米半徑和價電子濃度N的關系：11kFN(一維空間）kF(32N)3(三維空間）kF(2N)2(二維空間）7、自由電子的均勻能量與溫度有何種關系？溫度怎樣影響費米能級？依據(jù)自由電子近似下的量子導電理論，試剖析溫度怎樣影響資料的導電性。①溫度高升，自由電子的均勻能量高升。②溫度高升時，因為部分電子被激發(fā)，費米半徑減小，資料原子的費米面稍微降落，但在很大的溫度范圍內(nèi)，可近似以為不受溫度影響。③對于自由電子，溫度上漲使其能量提升，運動速度加快，但均勻的溫度場只好使其作方向隨機的熱運動，只有不均勻的溫度場才能使其產(chǎn)生定向漂移；對于費米面以下湊近費米面的價電子，溫度場能促使其激發(fā)，能增添資料的有效電子數(shù)目；對于離子，增添溫度則明顯提升其熱振動的振幅和頻次，即增添聲子的數(shù)目，其成效是極大地增添了離子實對電子的散射幾率；此外還可能改變晶格周期場和電子的有效質(zhì)量。整體上材料的電阻率隨溫度增添而增添，但資料不一樣，溫度范圍不一樣，兩者的有關規(guī)律不一樣。8、自由電子近似下的量子導電理論與經(jīng)典導電理論在歐姆定律的微觀解說方面有何異同點？相同：都以自由電子作為電能傳輸?shù)妮d流子。不一樣：經(jīng)典導電理論以為原子核外的所有價電子都參加了導電，而量子導電理論則是經(jīng)過費米能級和費米面這一觀點將價電子區(qū)分為兩種狀態(tài)，而且以為只有超出費米面之上的價電子（有效電子）才能夠參加導電。9、何為能帶理論？它與近自由電子近似和緊約束近似下的量子導電理論有何關系？①在電子能量散布狀態(tài)中，假如考慮晶格周期勢場對其的作用，那么電子的本證波函數(shù)就會變?yōu)橐环N由晶格周期勢場調(diào)制的調(diào)幅平面波，而且在必定特定的能量地點上發(fā)生了斷裂，即在k軸上出現(xiàn)了不一樣意電子存在的中斷點，資猜中這些不一樣意電子存在的能隙就是所謂的禁帶，而同意電子存在的能區(qū)被稱為允帶，相應的理論也被稱為能帶理論。②能帶理論與近自由電子近似和緊約束近似下的量子導電理論的差異僅在于晶格周期勢函數(shù)采納不一樣的近似，使得晶格周期勢場的起伏程度不一樣，晶格周期勢場無起伏時稱為自由電子近似，晶格周期勢場起伏不大時稱為近自由電子近似，晶格周期勢場起伏很大時稱為緊約束近似。10、孤立原子互相湊近時，為何會發(fā)生能級分裂和形成能帶？禁帶的形成規(guī)律是什么？何為資料的能帶構造？①能級分裂：將N個原子漸漸湊近，原子之間的互相作用漸漸加強，各原子上的電子受其余原子（核）的影響；最外層電子的波函數(shù)將會發(fā)生重疊，簡并會排除，原孤立原子能級分裂為N個靠得很近的能級；原子靠得越近，波函數(shù)交疊越大，分裂越明顯。②能帶形成：當兩個原子湊近時，核外電子的交互作用漸漸加強，最外面的價電子最初產(chǎn)生交互作用，電子的能級發(fā)生交疊。因為越是處于外層的電子，其能量越高，能級量子數(shù)越大，所以這類能級交疊第一發(fā)生在價電子層，因為遇到泡利不相容原理的限制，能級固然發(fā)生交疊，但此中能態(tài)不可以重疊，而且原子數(shù)目越多，-3-這類交疊區(qū)的能級密度就越高，這類交疊結果使很多能級齊集到一同形成了能帶。③本征能量的函數(shù)的中斷點出此刻布里淵區(qū)的界面處，能級中斷必定是在這些地點，可是資猜中這些地點并不必定出現(xiàn)禁帶，能隙的寬度等于晶格周期勢函數(shù)的傅立葉睜開式中相應項的系數(shù)的二倍，當能級的中斷寬度達到必定程度而使得大部分電子不可以夠超越時，便形成了禁帶。④資料的能帶構造是指能帶的詳細構成形式，包含構成、擺列方式、能級差和費米能級在此中地點等。11、在布里淵區(qū)的界面周邊，費米面和能級密度函數(shù)有何變化規(guī)律？哪些條件下會發(fā)生禁帶重疊或禁帶消逝現(xiàn)象？試剖析禁帶的產(chǎn)生原由。①費米面變化規(guī)律：考慮到晶格周期勢場影響時，費米面在與布里淵區(qū)界面的交界處不連續(xù)，費米面有可能穿越布里淵區(qū)，受布里淵區(qū)的界面的影響，費米面的形狀會發(fā)生畸變，這類影響和畸變程度隨兩個面間距的減小而加劇。②能級密度函數(shù)變化規(guī)律：假如取等厚度球殼為k空間的微元體積，在布里淵區(qū)以內(nèi)，隨球半徑的增添球殼體積增添（同體積條件下球形表面積最?。磫挝荒芰咳菁{的能態(tài)數(shù)增添，N（E）達到最大值，等能面半徑持續(xù)增添，其表面面就漸漸接觸第一布里淵區(qū)的界面，球殼表面面就會破裂，從而也會使整個球殼變得千瘡百孔，支離破裂，k空間等厚度球殼微元體的體積就會逐漸減小，該階段N（E）曲線會明顯降落。當部分球殼穿越第一布里淵區(qū)進入第二布里淵區(qū)后，N（E）曲線會從頭上漲。③禁帶不出現(xiàn)或禁帶重疊：受晶體構造要素的影響，能帶的重疊能夠使禁帶消逝；晶格周期勢場傅立葉睜開級數(shù)的系數(shù)為零，禁帶消逝；多原子原胞（復式格子）晶體，因基元散射時的構造消光而使禁帶消逝。④禁帶產(chǎn)生原由：本征能量出此刻布里淵區(qū)界面處中斷造成了禁帶的產(chǎn)生。禁帶不出現(xiàn)的原由：（Ⅰ）受晶體構造要素影響，能帶的重疊能夠使禁帶消逝。（Ⅱ）晶格周期勢場傅立葉睜開級數(shù)的系數(shù)為零，禁帶消逝。（Ⅲ）多原子原胞（復式格子）晶體，因基元散射時的構造消光而使禁帶消逝。12、在能帶理論中，自由電子的能量和運動行為與自由電子近似下有何不一樣？能帶理論中，自由電子的波函數(shù)由等幅平面波變?yōu)榫Ц裰芷趧輬稣{(diào)制的調(diào)幅平面波，電子的本征能量不再是連續(xù)的拋物線，而是在晶格的布里淵區(qū)界面處出現(xiàn)中斷，本來準連續(xù)的能級此刻變?yōu)榱擞稍蕩Ш徒麕嫵傻哪軒嬙?，這使得自由電子不可以在各個能級上自由地超越和改動，而一定越過禁帶才能抵達不一樣的能級中，這需要外界供給額外的能量，資料的能帶構造以及費米面在能帶中的地點要素必定會影響電子的激發(fā)躍遷行為，從而影響資料的導電性。13、自由電子的能態(tài)或能量與其運動速度和加快度有何關系？何為電子的有效質(zhì)量？其物理實質(zhì)是什么？①能量處于k狀態(tài)的電子運動速度等于波矢為k電子波的流傳速度，其運動速度取決于能量對波矢量的商數(shù)或許偏導數(shù)（前者為相速度，后者為群速度）。②電子有效質(zhì)量m*定義為：由dv1d2E.F對照于牛頓運動方程aF得：（m*)11d2Edt2m2dk2dk2③電子的有效質(zhì)量是對電子本征質(zhì)量的一種修正，為的是在計算中將電子遇到的外場作用和晶格周期場對電子綜合作使勁綜合在一同考慮，從而折算為電子的質(zhì)量變化，方便計算和表達。引入電子有效質(zhì)量觀點完好是為了讓電子在晶格周期場中的運動規(guī)律仍擁有牛頓定律的形式而把晶格周期場對電子的作使勁折換成其質(zhì)量變化，或許說電子的有效質(zhì)量中包含了晶格周期場對電子作使勁的影響。電子有效質(zhì)量的變化實質(zhì)上反映了晶格周期場對電子運動速度、加快度和能量的影響。-4-14、試剖析、論述導體、半導體（本征、混雜）和絕緣體的能帶構造特色。①導體中含有未滿帶，在外場的作用下，未滿帶上的電子散布發(fā)生偏移，從而改變了本來的中心堆成狀態(tài)，占有不一樣狀態(tài)的電子鎖形成的運動電流不可以完好抵消，未抵消的部分就形成了宏觀電流；②絕緣體不含未滿帶，滿帶中的電子不會受外場的作用而產(chǎn)生偏離均衡態(tài)的散布，過大，基層滿帶的電子沒法躍遷到空帶上來形成能夠?qū)щ姷奈礉M帶，

而一些含有空帶的絕緣體，所以絕緣體不可以導電；

也因為禁帶空隙③本本征半導體的狀況和絕緣體近似，差異是其禁帶能隙比較小，當遇到熱激發(fā)或外場作用時，滿帶中的電子比較簡單超出能隙，進入上方空的允帶，從而使資料擁有必定的導電能力；④混雜半導體則是經(jīng)過摻入異質(zhì)元素，從而提供額外的自由電子或許額外的空穴以供基層電子向上超越，使得超越禁帶的能量變低，電子更為簡單進入上層的空帶中，從而擁有導電能力。15、能帶論對歐姆定律的微觀解說與自由電子近似下的量子導電理論有何異同點？自由電子近似下的量子導電理論中那些能量低于費米能且遠離費米面的價電子，因其四周的能態(tài)都是滿態(tài)，其行動其實不自由，不可以導電，只有能量位于費米面周邊的部分價電子才能夠參加導電，成為有效電子，資料的導電能力主要取決于這些有效電子的運動狀態(tài)與能量散布。能帶理論基礎與之近似，不一樣的是能帶理論在此基礎上還引入了能量散布斷裂和禁帶對自由電子能量和運動狀態(tài)散布的影響，資料能帶構造對其電導率的影響則主要經(jīng)過電子散布狀態(tài)改變的難易程度來反應。16、解說原胞、基矢、基元和布里淵區(qū)的含義原胞：一種表征晶體構造的最小單元，每個原胞中只好包含一個點陣節(jié)點（基元），原胞也是一個平行六面體?；福涸南噜徣齻€棱邊的單位矢量?；壕О兴墓?jié)點，能夠是單個原子，也能代表多個同種或不一樣種的原子。布里淵區(qū)：在倒易空間以某倒格點為坐標原點，作所有倒格矢的垂直均分面，倒易空間被這些平面包圍和分割成很多的多面體地區(qū)，這些地區(qū)被稱為布里淵區(qū)。17、試指出影響資料導電性的內(nèi)外要素和影響規(guī)律，并剖析其原由。①內(nèi)在要素：原子構造、晶體構造和晶格的完好性原子構造決定了其核外電子的組態(tài)，從而決定了電子的價態(tài)散布，以及能夠參加導電的自由電子數(shù)目；晶體構造能夠影響能帶構造和晶格作用處的狀況；晶格中存在缺點時，資料導電能力降落。②外在要素：溫度場、電場、磁場溫度能夠增大自由電子的能量，金屬的電阻跟著溫度的高升而增大；

但同時也會使得原子中自由電子的運動狀態(tài)變得更為無序，整體上來講，電場能夠使電子發(fā)生定向漂移，磁場能夠改變電子的自旋狀態(tài)，從而改變其散布。18、資料電阻的測試方法有哪幾種？各有何特色？電橋法、直流電位差法、直流四探針法電橋法的特色是測試精度較高，但連線電阻難于除去；直流電壓差法的特色之一是對連線電阻無要求，可用于高、低溫條件下的溫度的電阻丈量；直流探針法檢測速度較快。19、簡述用電阻法測繪固溶度曲線的原理和方法。原理：固溶體的電阻率隨成分非線性變化而多相合金的電阻率成分線性變化。方法：①取幾構成分密集變化的電阻剖析試件；②分別在不一樣溫度Ti下測試其電阻，也可將該溫度下長時間保溫的樣品迅速激冷至室溫，而后在室溫下測試其電阻；③對各Ti繪制的電阻率--固溶度曲線；④確立各Ti曲線上曲線與直線的交點成分αi和相應的溫度；⑤在T—B％繪出各αi，并連結成曲線。-5-資料力學性能—熱學性能1、簡述資料熱容的定義，為何說資料的等容熱容CV的物理實質(zhì)是資料內(nèi)能隨溫度的變化率常常需附帶無相變、無化學反響和不過體積功的條件？CV和CP的實質(zhì)差異是什么？對實質(zhì)資料進行熱剖析時，如有相變發(fā)生，為何其CP中還可以反響相變的熱效應？①熱容指必定量物質(zhì)在規(guī)定條件下溫度每變化一度（或K）所汲取或放出的熱量。②當系統(tǒng)處于一般狀況時，δQ=dU-∑Yidyi-∑μidni，其熱容中將包含更多的能量要素惹起的熱效應，只有在資猜中無相變、無化學反響和不過體積功的條件下才有δQ=dU，從而CV=δQ/dT=dU/dT,其等容熱容CV的物理實質(zhì)是資料內(nèi)能隨溫度的變化率。CV=δQ/dT=dU/dT，Cp=δQ/dT=dH/dT，它們的實質(zhì)差異在于Cp中包含了其余熱效應。④因為Cp包含了相變等除內(nèi)能之外的其余變化所產(chǎn)生的熱效應。2、微觀上怎樣認識資料內(nèi)能的構成？答：內(nèi)能是資料內(nèi)部微觀粒子運動能量總和的統(tǒng)計均勻值。3、簡述杜隆—珀替經(jīng)典熱容理論模型和結果，評論其限制性。①理論模型：把構成晶體點陣的基元近似成獨立粒子和理想氣體，并只考慮其均勻動能和勢能，沒有考慮原子振動形成的格波。②結果：CV=?E/?T=3R③限制性：模型太簡化，結果僅反應當T＞ΘD時C→3R，且Cv與溫度沒關，對單原子氣體的實驗結果是，Vm比較切合的。4、解說何為晶格熱振動、格波和色散關系？何為簡諧近似和非簡諧近似？怎樣界定連續(xù)介質(zhì)和非連續(xù)介質(zhì)？色散關系式的個數(shù)怎樣確立？色散與非色散介質(zhì)中格波的相速度和群速度有何差異？①晶格熱振動就是晶體中的原子在熱能驅(qū)動下在其均衡地點周邊進行的一種微振動。因為原子之間的互相作用，這類振動以行波的形式在晶格中流傳，形成格波。格波的頻次ω與波矢q之間的關系稱為色散關系。②簡諧近似是指將晶格熱振動近似為一個簡諧振動的模型，資猜中原子的總作用勢能Un只好取到u2mn項，假如按非簡諧近似Un常取到u3mn項。③假如格波波長λ遠遠大于原子間距a，則以為是連續(xù)介質(zhì)，不然需按非連續(xù)介質(zhì)辦理。④色散關系的個數(shù)由單胞原子數(shù)P決定。如單原子原胞P=1，則只有一種色散關系式。⑤非色散介質(zhì)中相速度與群速度相等，而色散介質(zhì)中不相等。5、解說何為晶格振動模式？格波的波矢數(shù)和模式數(shù)怎樣確立？為何晶體中有3PN種振動模式（或格波）？①振動模式：因為頻次和波矢是一種波的主要特色參量，晶體中一種格波就有一組（ω，q）與之相對應，我們把它定義為一種振動模式。②格波波矢個數(shù)等于其倒易空間的倒易節(jié)點數(shù)，也等于晶格的原胞數(shù)N。一維單原子原胞的振動模式數(shù)等于格波數(shù)N，一維多原子原胞（設其原胞內(nèi)有P個原子）的振動模式數(shù)為PN，三維多原子原胞的振動模式數(shù)為3PN。③因為原子熱振動的位移擁有3個自由度，所以晶體中總合會有3PN種振動模式或格波。6、對晶格熱振動進行正則坐標變換的意義是什么？依據(jù)量子力學，線性諧振子的能量表達式-6-是什么？答：經(jīng)過正則坐標變換，原空間中3PN個振動模式（格波）或有互相作用的振動節(jié)點在新坐標系就被等效成為3PN個獨立的簡諧振子。求晶體晶格振動的總能量也轉變?yōu)榍?PN個獨立簡諧振子能量之和的問題。依據(jù)量子力學，頻次為ωl的線性諧振子的本征能量為:εl=（?+nl）hl，nl=0,1,2,3...7、何為聲子？對一個線性諧振子，聲子的種類、聲子的數(shù)目及其數(shù)目的增減各代表什么物理意義？為何聲子數(shù)目擁有統(tǒng)計均勻值？它與溫度有何關系？①格波（或等效諧振子）能量變化的最小單元②一種聲子代表一種格波即一種振動模式。

hl被稱為聲子。當一種振動模式l處于其能量本征態(tài)時，稱這類振動模式有nl個聲子，即用一種聲子的數(shù)目表征該簡諧振子能量高低。聲子數(shù)目增減表示諧振子能量的起伏變化。③因為必定溫度下，振動能量存在著起伏，所以聲子數(shù)目擁有統(tǒng)計均勻值。④溫度高升，聲子數(shù)目增添。8、解說何為格波模式密度或模式密度函數(shù)？簡述模式密度函數(shù)的求取方法。模式密度為在單位頻次范圍內(nèi)的振動模式（或格波）數(shù)，即g(ω)=dn/dω，dn表示頻次在ω～ω+dω范圍內(nèi)的振動模式（或格波）數(shù)。求取方法就是求導數(shù)9、簡述與晶格熱振動有關的等容熱容的求解方法，并分別說明愛因斯坦理論和德拜理論的近似方法和成效特色，你對兩種理論的結果有何評論？①晶格熱振動的總能量等于3PN個簡諧振子振動能量之和，E=依據(jù)麥克斯韋-波爾茲曼統(tǒng)計散布規(guī)律和積分中值定理求得T溫度下nl的統(tǒng)計均勻值，得晶格熱振動的總能量而后求該函數(shù)對溫度的導函數(shù)即可獲取。②愛因斯坦假定所有諧振子有相同頻次，即能量相同，而且頻次與波矢q沒關。該結果除在高溫時Cv→3R外，多半狀況下與實驗結果有較大偏差。德拜假定晶體為連續(xù)介質(zhì)，格波等效為彈性波（主要考慮此中聲頻支），并以為縱波與兩支橫波流傳速度均等于V。德拜晶格熱振動熱容理論在解說金屬熱容實驗現(xiàn)象方面是成功的，特別在低溫下，理論結果與實驗數(shù)據(jù)切合的特別好。但隨溫度增添，德拜熱容理論的偏差會愈來愈大。10、自由電子對晶體等容熱容有何貢獻？該熱容隨溫度怎樣變化？自由電子平等容熱容的貢獻此貢獻在低溫區(qū)對熱容的貢獻很小，但在極低平和高溫下不容忽視，造成理論熱容值在極低平和高溫下雨實驗結果出現(xiàn)偏差的根來源因就是未考慮自由電子的能量。11、實質(zhì)資料的等壓熱容往常由哪些部分構成？又遇到哪些要素的影響？有什么影響規(guī)律？①實質(zhì)資料的等壓熱容包含等容熱容部分和資料除內(nèi)能之外的其余變化所產(chǎn)生的熱效應。②遇到溫度、晶體構造和成分以及相變的影響。溫度高升，資料的熱容增大。晶體構造能夠改變資料恢復系數(shù)β、基元構成和原子間距，從而改變色散關系和睦振子數(shù)目；化學成分還可以夠決定原子質(zhì)量M和各樣原z數(shù)目及比率，也能夠影響資料的Cv值及變化規(guī)律。一級相變以致等壓熱容出現(xiàn)不連續(xù)奇怪，二級相變以致等壓熱容出現(xiàn)連續(xù)奇怪。-7-12、一級相變、二級相變怎樣界定？為何一級相變、二級相變在相變溫度點其熱容曲線會出現(xiàn)差異？①在相變點，一級相變的特色是：兩相化學位連續(xù)；兩相化學位一階偏導數(shù)有突變；二級相變的特色是：兩相化學位和化學位一階偏導數(shù)連續(xù)；兩相化學位二階偏導數(shù)存在突變。②一級相變在相變點處其化學位的一階偏導數(shù)不連續(xù)，其二階偏導數(shù)必定不存在，所以其等壓熱容在相變點出現(xiàn)中斷奇怪。二級相變的化學位一階偏導數(shù)在相變點連續(xù)，而二階偏導數(shù)在相變點不連續(xù)，故其等壓熱容在相變點出現(xiàn)連續(xù)奇怪。13、解說差熱剖析（DTA）、差示掃描量熱剖析（DSC）；畫出45﹟鋼由室溫加熱到Ac3+30～50℃,保溫后再空冷到室溫全過程的（DTA）曲線，剖析該曲線的形成原由，標出各特色溫度點，并說明其發(fā)生的相變。①差熱剖析：熱差剖析是按必定程序控制實驗溫度變化，并及時監(jiān)測處于同一條件下樣品與標準樣品（參比物）的溫度差與溫度或時間的關系從而對試樣的組織構造進行剖析的一種技術。②差示掃描量熱剖析：在程序控制溫度條件下，丈量輸入到試樣的功率差和參比物與溫度或時間關系的一種測試剖析技術。③T1為液相線溫度，T2為共晶溫度。因為共晶合金在凝結過程中，當有固相從液相中析出和發(fā)生共晶轉變時，往常伴有必定的熱效應產(chǎn)生，示差熱電偶便將這些熱效應惹起的溫差以熱電勢的形式記錄下來。14、何謂資料的熱膨脹？其物理實質(zhì)是什么？為何熱膨脹系數(shù)能反映原子結協(xié)力的大??？為何簡諧振動近似沒法說明熱膨脹的物理實質(zhì)？①熱膨脹：資料在加熱和冷卻過程中，其宏觀尺寸隨溫度發(fā)生變化的現(xiàn)象。②物理實質(zhì)：在非簡諧近似下，隨溫度增添，原子熱振動不單振幅和頻次增添，其均衡地點距均勻尺寸也增添，宏觀上變現(xiàn)為熱膨脹。③因為原子偏離均衡地點的距離Un與原子間作使勁有關。④因為簡諧近似下，原子的互相作用勢能睜開函數(shù)近取到位移的二次項，該勢能函數(shù)是對于原子均衡地點對稱的。說明原子只以其均衡地點為中心振動，溫度增添時振幅和頻次增添。但微觀上原子的均衡間距不發(fā)生變化，宏觀上晶體尺寸不改變。相變、合金化、晶體構造的不一樣以及晶體缺點都會影響資料的熱膨脹特征。①熱膨脹曲線在一級相變點中斷奇怪，在二級相變點連續(xù)變化。②合金化對膨脹系數(shù)的影響很復雜，必定近似下的共性有：單相連續(xù)固溶體的膨脹系數(shù)其量值往常在兩組元膨脹系數(shù)之間；固溶體從無序向有序轉變膨脹系數(shù)常降低；兩組元形成化合物膨脹系數(shù)一般比形成固溶體低；多相合金的膨脹系數(shù)與各相的膨脹系數(shù)、彈性模量E和體積分數(shù)有關；鐵磁合金中易出現(xiàn)膨脹失常現(xiàn)象。③晶體構造與原子間距、恢復力系數(shù)有關，影響原子結協(xié)力，也造成膨脹系數(shù)各向異性；晶體缺點損壞晶體構造的完好性，使膨脹系數(shù)增添。-8-試畫出亞共析、共析、過共析碳鋼由室溫到奧氏體化溫度遲緩加熱和冷卻過程的一般和示差光學膨脹曲線，剖析曲線的形成原由，標出各特色溫度點，并說明其發(fā)生的相變和組織轉變。一般示差簡述由熱膨脹剖析方法測繪過冷奧氏體等溫轉變曲線的原理和方法，并說明為何由膨脹曲線能獲取組織轉變量曲線？對不完好轉變又怎樣辦理？原理：利用熱膨脹測試剖析資猜中的組織或相轉變的原理是假定試樣的體積膨脹量與此中的組織或相變量成正比。即相或組織轉變量（%）=（發(fā)生的膨脹量/總膨脹量）×該相或組織在最后組織中的百分數(shù)方法：為了測繪等溫或連續(xù)轉變曲線，一定第一把各試樣在等溫或連續(xù)冷卻條件下測得的膨脹曲線變換為相應的轉變量-時間曲線，而后再繪制等溫或連續(xù)轉變曲線。解說溫度場、溫度梯度、熱通量、導熱系數(shù)、熱阻、導溫系數(shù)。①溫度場：指物體內(nèi)溫度隨空間和時間的散布規(guī)律。②溫度梯度：溫度沿其等溫面法向的變化率，方向指向溫度增添方向。③熱通量（熱流密度）：指單位時間內(nèi)經(jīng)過單位法向面積的熱量。④導熱系數(shù)：對于導熱性質(zhì)各向同性的資料，有q=-λ·gradT，此中比率因子λ稱為導熱系數(shù)或熱導率。單位：W/(m·K)⑤熱阻：定義W=1/λ為熱阻，單位：m·K/W⑥導溫系數(shù)：α=λ/ρc，單位：（㎝）2/S，表征資料傳熱的快慢程度。此中ρ為資料密度，c為資料比熱。資料導熱的物理實質(zhì)是什么？有哪幾種導熱體制？微觀上它們的導熱系數(shù)有何不一樣？影響導熱的要素有哪些？實質(zhì)：熱傳導是熱量（能量）在溫度梯度驅(qū)動下的定向運輸過程。體制：熱量的載運者能夠是自由電子（電子導熱）、格波（聲子導熱）和電磁波（光子導熱等）。影響要素：原子構造、晶體構造、成分、組織及晶體構造完好性。-9-第三章：資料的磁學性能1復習磁場、磁場強度、磁化強度、磁感覺強度（磁通量密度）、磁化率、磁導率等觀點及它們的關系。①磁場：任何磁極和運動電荷（或電流）都能在其四周產(chǎn)生磁場，磁場的特征是能使此中的磁介質(zhì)磁化，對在此中運動的電荷或載流導體產(chǎn)生作使勁并對它們做功。②磁感覺強度B：表征不一樣介質(zhì)中磁場強弱和方向的物理量。③磁場強度H：任何介質(zhì)中，磁場中某點處的磁感覺強度與該點磁導率的比值被定義為該點的磁場強度。除去了磁介質(zhì)對磁場強弱的影響。④磁化強度M：。：，此中，為該磁介質(zhì)的磁化率。磁導率r：r=1+定義為資料的相對磁導率，簡稱磁導率。關系為：簡述環(huán)電流與磁矩的關系、電子的循軌磁矩與其角動量（動量矩）的關系、電子的自旋磁矩與其自旋角動量的關系；說明主量子數(shù)、軌道角量子數(shù)、軌道磁量子數(shù)（空間量子數(shù)）、自旋量子數(shù)、自旋磁量子數(shù)及其取值范圍。環(huán)電流與磁矩的關系：軌道磁矩：可見軌道磁矩正比于其角動量而方向相反。電子自旋磁矩：電子自旋角動量（自旋動量矩）：可見其大小成正比，方向相反主量子數(shù)：主量子數(shù)的n的取值為1，2，3...等正整數(shù)角量子數(shù)：L只好取小于n的非負整數(shù)：l=0,1,2,3(n-1)磁量子數(shù)：自旋量子數(shù)：ms=1/2孤立原子的總磁矩與其核外電子的循軌磁矩和自旋磁矩是什么關系？?原子的總磁矩是由原子核外未被電子填滿的殼層上的所有電子的軌道磁矩和自旋磁矩-10-及其組合形式。解說什么是抗磁性、順磁性和鐵磁性物質(zhì)?？勾判裕勾刨|(zhì)），10-6～10-4數(shù)目級，與m、H,T沒關順磁性（順磁質(zhì)）數(shù)值在10-5～10-2量級，m與H沒關，但與T有關。鐵磁性（鐵磁質(zhì)），101～106數(shù)目級，m與H呈非線性關系，與溫度有關。簡述物質(zhì)的順磁性和抗磁性是怎樣產(chǎn)生的？它們都遇到哪些要素的影響？vv物質(zhì)順磁性的產(chǎn)生主假如由各原子和離子實的磁矩J和各自由電子的自旋磁矩S在外磁場中的取向過程中造成的。簡述鐵磁質(zhì)磁化曲線和磁滯回線的特色，解說節(jié)余磁感覺強度和矯頑力；何謂磁位能，它與哪些要素有關？怎樣降低系統(tǒng)的磁位能？1）磁化曲線是磁介質(zhì)的磁化強度M（或磁感覺強度B）隨外磁場強度H的變化曲線，分為靜態(tài)磁化曲線和動向磁化曲線（磁滯回線）。鐵磁質(zhì)的磁化曲線的特色:①鐵磁質(zhì)的靜態(tài)磁化曲線按磁化強度M隨外磁場H的變化規(guī)律大概可分為三個階段。第一階段磁化強度隨外磁場遲緩增添；撤掉外磁場，磁化強度恢復為原始值（可逆磁化）。第二階段磁化強度隨外磁場強度增添而迅速增添；去除外磁場，磁化強度不可以完好恢復至原始狀態(tài)（不行逆磁化或有剩磁）。第三階段磁化強度又隨外磁場強度增添而遲緩增添并趨于飽和狀態(tài)。②磁滯回線的形狀與磁場強度和磁場強度的變化頻次及變化波形有關；頻次一準時，隨交變磁場強度幅值的減小，磁滯回線的形狀漸漸趨近于變?yōu)闄E圓形；隨頻次增添，磁滯回線體現(xiàn)橢圓形的磁場強度幅值的范圍擴大，且各磁場強度幅值下回線的矩形比增大。2）磁滯回線中，外磁場H減小為零時，鐵磁質(zhì)所擁有的磁感覺強度為節(jié)余磁感覺強度Br，簡稱為剩磁；為使剩磁降低為零而施加的反向外磁場強度Hc，稱為矯頑力。v4)外磁場H與鐵磁質(zhì)的互相作用能為磁位能EHvvJ0HcosEHJ0H5）某處某磁矩的磁位能與外磁場強度H，該處的磁導率，該磁矩J的大小和磁矩與外磁場的夾角θ有關。6）使更多的磁矩轉向與外磁場一致的方向能降低系統(tǒng)磁位能。-11-7解說磁各向異性、易磁化方向和難磁化方向，簡述什么是磁各向異性能和磁化功？它們有何關系？怎樣降低系統(tǒng)的磁各向異性能？1）外磁場對鐵磁單晶體的磁化，在不一樣的晶向上，磁化的難易程度各不相同，這類現(xiàn)象為磁各向異性。容易磁化的晶向為易磁化方向，難磁化的晶向犯難磁化方向。2）磁化功是磁介質(zhì)磁化過程中，外磁場對其所做的功。3）磁介質(zhì)在磁化過程中，外磁場對其所做的功轉變?yōu)榇沤橘|(zhì)系統(tǒng)的內(nèi)能，沿不一樣晶向磁化而增添的系統(tǒng)內(nèi)能為各向異性能Ek。磁各向異性能能夠用不一樣晶向的磁化功表示。4）磁介質(zhì)的磁化盡可能優(yōu)先選擇易磁化方向進行。解說磁致伸縮、磁致伸縮系數(shù)和磁彈性能。怎樣降低系統(tǒng)的磁彈性能？1）磁致伸縮指磁介質(zhì)被磁化時，其尺寸和形狀發(fā)生改變的現(xiàn)象。2）磁致伸縮系數(shù)：磁致伸縮系數(shù)l(ll)l0或v(vv)v。000磁致伸縮系數(shù)的量值為106~103；能夠是正當，也能夠是負值。磁致伸縮系數(shù)隨磁場強度H的變化因材料而異，存在各向異性和磁飽和現(xiàn)象。3）磁介質(zhì)磁化時，當磁致伸縮遇到應變阻力，磁化功中一定額外增添一部分用于戰(zhàn)勝這類應變阻力，所額外增添的部分以磁彈性能形式進入磁介質(zhì)系統(tǒng)的內(nèi)能中。4）盡量防止磁致伸縮現(xiàn)象。9、簡述形狀各向異性、退磁場強度、退磁因子、退磁能和它們的關系。怎樣降低系統(tǒng)的退磁能？1）磁介質(zhì)的外面幾何形狀影響其磁化的現(xiàn)象叫磁化的形狀各向異性。v2）出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原由是鐵磁介質(zhì)被磁化時，其內(nèi)部會出現(xiàn)退磁場Hd，用以阻擋外磁場對它的磁化。vv此中N為形狀退磁因子，與鐵磁質(zhì)的幾何形狀、vHdvNM能否存在磁極有關，Hd的方向總v是與M或H相反。vEd。3）退磁場Hd與鐵磁質(zhì)的互相作用能為退磁能EdvvHdMcos( )HdMHdMd(Ed)HddM所以鐵磁質(zhì)的退磁能為EdMM1NM2HddMNMdM002（N0），4）為降低系統(tǒng)的退磁能，鐵磁質(zhì)磁化時盡可能形成關閉磁回路，此時因其形狀退磁因子趨于零其退磁能也趨于零。10簡述Wiss鐵磁性假說的主要內(nèi)容，說明物質(zhì)自覺磁化形成鐵磁質(zhì)的條件；為何互換積分常數(shù)A能決定原子磁矩的磁有序構造？原子間距為何能影響互換積分常數(shù)A？居里溫度Tc以上，鐵磁質(zhì)為何轉變?yōu)轫槾刨|(zhì)?Wiss鐵磁性假說的主要內(nèi)容：①鐵磁質(zhì)內(nèi)部存在很強的分子場，在該分子場的作用下，原子磁矩趨勢于同方向平行擺列。——分子場假說。②鐵磁質(zhì)內(nèi)散布有若干原子磁矩同向平行擺列的小地區(qū)（磁疇），各磁疇的磁化方向隨機散布，相互抵消，-12-整體對外不顯磁性?！女牸僬f。2）物質(zhì)自覺形成鐵磁質(zhì)的條件：①原子構造條件（必需）：要求構成物質(zhì)的原子（或離子）總磁矩J0，即存在未被抵消的軌道、自旋磁矩，特別是②晶體構造條件（充分）：互換積分常數(shù)A＞0。v互換能：EvAPPcosAPPexs1s2s1s2

0。A為互換積分常數(shù)，取決于電子運動狀態(tài)的波函數(shù)和兩原子間距。3）若A0，當0時(Eex)minAPs1Ps2cos(0)APs1Ps2此時，兩電子自旋磁矩同向平行擺列互換能最低。若A0，當時(Eex)minAPs1Ps2cos( )APs1Ps2此時兩電子自旋磁矩反向平行擺列互換能最低。4）在Wiss假說中，使原子磁矩同方向平行擺列的“分子場”，其實是晶體內(nèi)相鄰原子間電子自旋的互換作用，是一種量子效應。當相鄰兩原子互相湊近，核外電子云互相重疊，其電子自旋角動量產(chǎn)生一種互換作用，與其相對應的能量為互換能。改變原子間距，能改變兩原子電子云互相重疊的程度，影響相鄰電子自旋角動量互換作用，從而影響互換積分常數(shù)A。5）當溫度高升至居里溫度時，晶體的ar3d6，相鄰電子自旋角動量的交互作用已很弱，互換積分常數(shù)A趨于零，故鐵磁質(zhì)轉變?yōu)轫槾刨|(zhì)。何謂磁疇？簡述鐵磁質(zhì)磁疇構造特色，并指出磁疇構造和磁疇壁構造的決定要素；磁疇壁的實質(zhì)是什么？有幾種種類？磁疇指鐵磁質(zhì)內(nèi)部自覺磁化至飽和狀態(tài)（原子磁矩同向平行擺列）的小地區(qū)。磁疇構造是對磁疇的形態(tài)、尺寸、取向、疇壁種類、疇壁厚度及其構成形式的一種描繪，近似金屬資料的組織，所以也稱磁疇組態(tài)。磁疇構造的特色：a）磁疇分為主疇和副疇，主疇一般都為大而長的片狀或棱柱狀，往常沿晶體易磁化方向；副疇多為短而小的三角形，不可以保證都出此刻易磁化方向；b）相鄰磁疇經(jīng)過主疇、副疇和磁疇壁組合形成自己關閉的磁回路；）相鄰磁疇之間是磁疇壁，它是自旋磁矩改變方向的過渡區(qū)；d）磁疇的尺度往常小于晶粒，疇壁不可以穿越晶界。磁疇是自覺磁化的結果，但決定磁疇構造的倒是系統(tǒng)中的各樣能量要素。決定磁疇構造的要素以下能量要素決定磁疇的構造。其原則是使系統(tǒng)的內(nèi)能最低?；Q能最低：偏向于讓所有自旋磁矩同方向平行擺列，形成磁單疇。退磁能最低：偏向于讓所有磁疇均形成關閉磁回路。磁彈性能最低：偏向于形成多半量、小尺寸、多方向、應變自恰的磁疇構造。磁各向異性能最低：偏向于讓所有磁化方向均處于易磁化晶向。上述各樣能量要素都希望自己所引發(fā)的能量在系統(tǒng)總能量中所占比率盡可能低，但它們所偏向的磁疇構造卻常常是互相矛盾的。各樣能量要素經(jīng)矛盾運動，最后結果是形成的磁疇構造必定是使系統(tǒng)總的能量處于最低狀態(tài)。-13-（4）磁疇壁是相鄰磁疇之間自旋磁矩轉向的過渡區(qū)。有兩種種類。Blooh壁：疇壁內(nèi)所有自旋磁矩變向的轉軸垂直于壁面。Neel壁：疇壁內(nèi)所有自旋磁矩變向的轉軸平行于壁面。其厚度和種類主要由互換能和磁各向異性能決定1）互換能：疇壁越厚，互換能越低,自然磁疇壁厚度增添，涉及的過渡原子總數(shù)會增添，這會改變總的疇壁能及其構成。2）磁各向異性能：疇壁越薄，磁各向異性能越低。但最后的疇壁厚度必定使系統(tǒng)總疇壁能最低。何謂鐵磁質(zhì)的技術磁化？其磁化過程中磁疇構造的變化規(guī)律是什么？1）鐵磁質(zhì)的技術磁化是指鐵磁質(zhì)在外磁場作用下對外顯示磁性的過程。2）磁化過程中磁疇構造的變化規(guī)律：在Ⅰ階段，M隨H的增添而遲緩增添，去除外磁場后，無剩磁；在鐵磁質(zhì)內(nèi)部，磁化經(jīng)過疇壁的可逆遷徙（疇壁近鄰區(qū)磁矩轉向）使其內(nèi)部與外磁場H成銳角的疇區(qū)面積增添。在Ⅱ階段，M隨H的增添而迅速增添，H去除后有剩磁，此時，因為外磁場H較大，磁疇壁在遷徙過程中克服了某些位壘，從而造成磁疇壁的不行逆遷徙；在鐵磁質(zhì)內(nèi)，與外磁場H成銳角的疇區(qū)面積進一步擴大，有可能形成單調(diào)磁疇。在Ⅲ階段，隨H的增添，M又遲緩增添并趨于飽和；在鐵磁質(zhì)內(nèi)部，整個單調(diào)磁疇經(jīng)過磁化方向向外磁場H方向旋轉來進一步使M增添。磁疇壁遷徙的阻力有哪些？為何它們能影響磁疇壁遷徙？磁疇壁遷徙的阻力主要有：①不均勻的應力場。不均勻的應力場表示磁介質(zhì)內(nèi)存在局部應力區(qū)，局部應力區(qū)必定與遷移經(jīng)過該處的磁疇壁經(jīng)過彈性應變產(chǎn)生能量上的交互作用，造成疇壁能隨遷徙地點變化而起伏的現(xiàn)象，以下圖。在遷徙距離內(nèi)（由a→b），這類作用有三種可能：a）應力區(qū)使疇壁能增添疇壁經(jīng)過該地區(qū)時因磁致伸縮而惹起疇壁內(nèi)的彈性應變與該地區(qū)的應力狀態(tài)不一致，應力區(qū)相當于能量起伏的“波峰”。若磁疇壁位于應力區(qū)以前，則一定依靠外磁場做功，才能使磁疇壁抵達此位壘頂部的亞穩(wěn)地點,總之一定依靠外磁場做功才能使磁疇壁經(jīng)過該地區(qū)。b）應力區(qū)使疇壁能降低疇壁經(jīng)過該地區(qū)時因磁致伸縮而惹起疇壁內(nèi)的彈性應變與該地區(qū)的應力狀態(tài)一致，應力區(qū)相當于能量起伏的“波谷”，對磁疇壁擁有“釘扎”作用，也需要外磁場額外做功才能讓疇壁走開該處。）應力區(qū)不改變磁疇壁的疇壁能此時相當于無交互作用。②夾渣或雜質(zhì)對鐵磁質(zhì)而言，夾渣或雜質(zhì)主要指磁和磁化特征不一樣的異類物質(zhì)。當疇壁經(jīng)過此類異質(zhì)物時，相同會與疇壁產(chǎn)生交互作用使疇壁能增高或降低，造成疇壁經(jīng)過時的“位壘”或“釘扎”。-14-何為動向磁特征？磁場頻次和場強幅值對動向下磁滯回線的形狀有何種影響規(guī)律？復數(shù)磁導率的實部和虛部各有什么物理含義？1）動向磁特征是指鐵磁質(zhì)在交變磁場作用下的特征。2）①頻次必定，隨交變磁場強度幅值的減小，磁滯回線的形狀漸漸趨近于變?yōu)闄E圓形。②隨頻次增添，磁滯回線體現(xiàn)橢圓形的磁場強度幅值的范圍擴大，且各磁場強度幅值下回線的矩形比BriBmi增大。3）%BH(BmHm)eii此中實部(BmHm)cos為彈性磁導率，表征磁性資料儲藏能量的能力。虛部(BmHm)sin為消耗（或粘滯）磁導率，表征磁性資料磁化一周的能量消耗狀況。資料磁性的影響要素有哪些？影響規(guī)律是什么？1）溫度①溫度增添，系統(tǒng)的熱運動能量（kBT）增添，它阻擋或損壞原子磁矩或自旋磁性的有序性，對順磁性、鐵磁性磁化過程均有不利影響；②溫度增添，原子（或離子）熱振動振幅增添（熱振動）、原子均勻間距增大（熱膨脹），從而能改變原子間電子自旋磁矩的互換積分常數(shù)和互換能，損壞鐵磁質(zhì)的自覺磁化條件。2）應力若規(guī)定：0表示磁致伸長，0表示磁致縮短；0，表示拉應力，0，表示壓應力，則：,同號，有益磁化；,異號，不利磁化。3）資料的不完好性（雜質(zhì)、缺點、冷變形加工硬化、晶界數(shù)目等）資料不完好性濃度的增添，均增添資料的磁化阻力，使磁化變得困難。4）織構因為鐵磁質(zhì)磁化時陪伴有磁各向異性能和磁彈性能的改變，所以人們能夠采納某種工藝舉措，使鐵磁質(zhì)的易磁化晶向擇優(yōu)取向，形成所需的織構組織，并同時盡量降低其磁彈性能，從而提升資料的磁性能。比如，通過冷加工或控制軋制工藝，可獲取軋制織構（主假如易磁化方向的擇優(yōu)取向）；而經(jīng)過磁場中退火工藝可獲得磁織構（主假如易磁化方向和內(nèi)應力的兩重擇優(yōu)取向）。5）資料的成分與組織（合金化）資料的成分、組織對其磁化的影響特別復雜，很難總結其廣泛規(guī)律。16對多相合金，其飽和磁化強度Ms與各構成相的Msi和體積分數(shù)Vi有何關系？該關系有何應用？怎樣用磁性剖析法剖析淬火鋼中節(jié)余奧氏體的相對量？1）對于多相合金，其飽和磁化強度MS與其各構成相的MSi和體積分數(shù)Vi擁有線性關系，即MSVViMSi2）能夠利用此關系用磁性剖析法進行定量金相剖析。3）對于碳鋼和低合金鋼，淬火后只有馬氏體M和節(jié)余奧氏體A。MSVMSMVMMSAVA此中：MS,MSM,MSA分別是待測試樣、純馬氏體和純節(jié)余奧氏體的飽和磁化強度；V,VM,VA分別是它們的體積。因為奧氏體為順磁體，MSA0，則上式變?yōu)镸SMSMVMV節(jié)余奧氏體的體積分數(shù)A(%)(VVM)V(MSMMS)MSM100%。-15-有兩種方法可獲取MSM值①標準試樣：用同種資料，淬火后冷辦理，再進行回火，以獲取盡可能為單調(diào)純馬氏體組織，而后測定其飽和磁化強度作為MSM。②計算：MSM172074WCWC為鋼的含碳量（要求WC1.2%）當鋼中除馬氏體M、節(jié)余奧氏體A外還有其余碳化物時，設它們的體積分數(shù)分別為：MVMV、AVAV、cmVcmV，MAcm1A(MSMMS)MSM100%cm此中：MSM可用標準樣品測定，cm用萃取法或定量金相法確立，待測試樣的MS可用前述磁性丈量方法測得。第五章：資料的彈性與內(nèi)耗何謂資料的彈性？彈性模量的物理意義是什么？哪些要素影響資料的彈性模量？資料的靜態(tài)彈性模量和動向彈性模量有何差異？1）給資料施加外力，資料會發(fā)生變形，外力去除后資料能恢還原狀的性質(zhì)稱為資料的彈性。2）宏觀上，E代表資料對彈性正應變的抗力；微觀上E表征原子間的結協(xié)力。3）影響要素（1）原子構造和晶體構造：原子構造不一樣，價電子層和能帶構造不一樣，直接影響原子間互相作用勢能，再加上晶體構造不一樣，原子間距和近鄰原子數(shù)都不一樣，也對原子的互相作用勢能和恢復力系數(shù)有影響，E對晶體構造十分敏感。2）溫度：溫度經(jīng)過熱膨脹或熱振動，影響原子間距，從而影響彈性模量；此外，溫度還可以明顯降低原子位移的阻力。3）電、磁場：對于介電質(zhì)和鐵磁質(zhì)，電場、磁場能分別惹起電致伸縮、磁致伸縮，再加上熱膨脹、外力等要素的復合作用，也會影響彈性模量。4）變形速率和弛豫時間：因為應變在微觀上常與原子遷徙、位錯運動、晶界滑移等體制有關，而這些微觀運動是需要時間來達成的，所以，宏觀上的變形速率、弛豫時間等要素也能影響Ｅ。4）由資料的單向拉伸實驗和應力、應變曲線獲取的彈性模量，往常被稱為靜態(tài)彈性模量。由共振頻次法和超聲法測得的彈性模量為動向彈性模量。靜態(tài)模量大多低于動向模量，這是因為靜態(tài)測試彈性模量（1）測試時的應變速率太低，過程中簡單產(chǎn)生應變弛豫現(xiàn)象；（2）測試時應力太大，很難保證微觀上不發(fā)生塑性變形。何謂理想彈性體？實質(zhì)彈性體在彈性范圍內(nèi)存在哪些非彈性現(xiàn)象？什么是資料的內(nèi)耗現(xiàn)象？解說動滯后和靜滯后。1）嚴格切合虎克定律的資料被稱為理想彈性體，要求資料同時知足三條標準：線性、剎時性、獨一性。2）實質(zhì)彈性體在彈性范圍內(nèi)存在的非彈性現(xiàn)象有：①線性②剎時性③獨一性理想彈性√√√非線性彈性×√√線性滯彈性√×√線性粘彈性√××剎時范性×√×-16-3）資料的內(nèi)耗是指資料在彈性范圍內(nèi)因為其內(nèi)部各樣微觀要素的原由以致機械能漸漸轉變?yōu)闉橘Y料內(nèi)能的現(xiàn)象。4）動滯后：線性滯彈性和線性粘彈性都不知足剎時性，即存在應變滯后應力的現(xiàn)象，所以都會產(chǎn)生內(nèi)耗，而且這類應變滯后效應與加載速率或頻次關系親密。假如加載的速率特別遲緩或頻次很低，這類滯后效應就不會出現(xiàn)，所以，又把這類滯后稱為動滯后。5）靜滯后：剎時范性知足剎時性，此類彈性體應變滯后應力是剎時動向發(fā)生的，不依靠于加載速率或頻次，僅與應力大小有關。再遲緩的速率或頻次，滯后現(xiàn)象也存在。什么是粘、滯彈性的靜態(tài)響應特征？解說恒應力下的應變弛豫，恒應變下應力弛豫，未弛豫模量Eu，充分弛豫模量ER，動向模量E，恒應力下的應變弛豫時間和恒應變下應力弛豫時間。①響應特征是指施加或去除應力（或應變）載荷時，應變（或應力）的剎時表現(xiàn)行為，所謂靜態(tài)是指施加的是靜態(tài)載荷。②恒應力下的應變弛豫（彈性蠕變）給滯彈性體施加應力0，并保持不變，其總應變?yōu)椋?(t)0是與應力同時出現(xiàn)（同相位）的剎時應變；(t)是落伍于應力、與時間有關的滯后（弛豫）應變（彈性蠕變）。同理，卸載時，應變的恢復會發(fā)生相反的過程，往常被稱為彈性后效。相應的彈性模量變化為：Eu00為未弛豫模量ER0為充分弛豫模量E0(t)為動向模量EREEu為恒應力下的應變弛豫時間2）恒應變下的應力弛豫現(xiàn)象（彈性應力廢弛）在上述加載過程中，假如保持應變0不變，經(jīng)過一準時間后，此中的應力將會發(fā)生變化。d0dt此中的為恒應變下的應力弛豫時間。自然，卸載時也會發(fā)生相反的過程。4.什么是粘、滯彈性的動向響應特征？圖示說明總應變ε中哪部分是應力同位相的彈性應變1？哪部分是滯后應變中與應力同位相的重量1？哪部分是滯后應變中滯后應力/2位相的重量ε″2？這些應變或與復模量、未弛豫模量、充分弛豫模量、模量損失和內(nèi)耗有什么關系？所謂動向響應特征指應力隨時間周期性變化時，應變滯后應力的表現(xiàn)行為。1是與應力同相位的應變。（與時間沒關）1是滯后應變中與應力同相位的重量。（與時間有關）2是滯后應變中滯后應力/2相位的重量（與時間有關）1代表著模量的損失效應，2代表內(nèi)耗。-17-為何滯、粘彈性資料應變相對于應力的滯后角能代表其內(nèi)耗費？為何EuER等式建立？書上151頁，答案暫不明確。第二個答案是廣義胡克定律推到，見P151.6.試證明對滯彈性（弛豫）內(nèi)耗，其內(nèi)耗與應變振幅的大小沒關、( )1是內(nèi)耗有最大值、并剖析其原由。當時，載荷變化速率太高，克制了弛豫過程的出現(xiàn)，而使當()1時，載荷