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【材(cai)料基礎】材(cai)料性能(neng)要點釋義 發布時間:2018-06-20   瀏覽量:3188次
01、材料單向(xiang)靜拉伸的力(li)學性能

1、名詞解釋:

銀紋:銀紋是(shi)高分(fen)子材(cai)(cai)料在變形過程中產生(sheng)的一種(zhong)缺陷(xian),由于(yu)它(ta)的密(mi)度(du)低,對光線的反射能(neng)力很高,看起來呈銀色,因而得名。銀紋產生(sheng)于(yu)高分(fen)子材(cai)(cai)料的弱結構或缺陷(xian)部位。

超塑性:材料在一定條件下(xia)呈現(xian)(xian)非常(chang)大的伸長率(約1000%)而(er)不發生縮頸和斷裂的現(xian)(xian)象,稱為超塑(su)性。晶(jing)界滑(hua)動(dong)產生的應(ying)變εg在總應(ying)變εt中所(suo)占比例一般在50%~70%之(zhi)間,這表明晶(jing)界滑(hua)動(dong)在超塑(su)性變形中起了主要作用。

脆性斷裂:材料斷裂前(qian)基本(ben)上不產(chan)生明顯的宏觀塑性變(bian)形(xing),沒有(you)明顯的預兆,往往表現(xian)為(wei)突然發生的快(kuai)速斷裂過程(cheng),因而具有(you)很(hen)大的危(wei)險性。

韌性斷裂:材料斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)前及斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)過程(cheng)中產(chan)生明顯宏觀塑性(xing)變形的斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)過程(cheng)。韌性(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)時一般(ban)裂(lie)(lie)(lie)紋擴展過程(cheng)較慢,而(er)且消耗大量(liang)塑性(xing)變形能。

解理斷裂:在(zai)正應(ying)力(li)作用下(xia),由于原子(zi)間結合鍵(jian)的(de)破壞引起(qi)的(de)沿特定(ding)晶(jing)面發生(sheng)的(de)脆性穿晶(jing)斷裂稱(cheng)為解(jie)理(li)(li)斷裂。(解(jie)理(li)(li)臺(tai)階、河流(liu)花樣和舌狀花樣是(shi)解(jie)理(li)(li)斷口(kou)的(de)基本微觀特征。)

剪切斷裂:剪切(qie)斷(duan)裂(lie)是(shi)材(cai)料在切(qie)應力作用下沿滑(hua)(hua)移面滑(hua)(hua)移分(fen)離而造(zao)成的斷(duan)裂(lie)。(微孔聚集型斷(duan)裂(lie)是(shi)材(cai)料韌性斷(duan)裂(lie)的普通(tong)方式。其斷(duan)口(kou)在宏(hong)觀上常呈現(xian)暗灰色、纖維(wei)狀,微觀斷(duan)口(kou)特(te)征花樣則是(shi)斷(duan)口(kou)上分(fen)布大量(liang)“韌窩”。)

2、試述韌性斷裂與脆性斷裂的區別,為什么說脆性斷裂最危險?

應力類型,塑性變形程(cheng)度(du)、有(you)無預兆、裂紋擴(kuo)展(zhan)快慢。

3、斷裂強度σc與抗拉強度σb有何區別?

若斷(duan)裂前不發(fa)生(sheng)(sheng)塑性(xing)變(bian)形(xing)或塑性(xing)變(bian)形(xing)很小,沒有(you)縮頸(jing)(jing)產(chan)生(sheng)(sheng),材(cai)料發(fa)生(sheng)(sheng)脆性(xing)斷(duan)裂,則σc=σb。若斷(duan)裂前產(chan)生(sheng)(sheng)縮頸(jing)(jing)現象,則σc與σb不相等。

4、格里菲斯公式適用哪些范圍及在什么情況下需要修正?

格(ge)里菲斯公式只適用于(yu)含有微裂紋的脆性(xing)(xing)固體,如(ru)玻(bo)璃、無機晶體材料(liao)(liao)(liao)、超高強鋼等。對于(yu)許多工程結構材料(liao)(liao)(liao),如(ru)結構鋼、高分子材料(liao)(liao)(liao)等,裂紋尖端會產生較(jiao)大(da)塑性(xing)(xing)變(bian)形,要消耗(hao)大(da)量塑性(xing)(xing)變(bian)形功。因此,必須對格(ge)里菲斯公式進行修正。



02、材料(liao)單向靜拉伸的力學性能(neng)


1、應力狀態軟性系數;

τmax和σmax的比值稱為,用α表(biao)(biao)示。α越(yue)大(da),最(zui)大(da)切應(ying)力(li)(li)分量越(yue)大(da),表(biao)(biao)示應(ying)力(li)(li)狀態越(yue)軟,材料越(yue)易(yi)于產生塑性變形(xing)。反之(zhi),α越(yue)小,表(biao)(biao)示應(ying)力(li)(li)狀態越(yue)硬,則材料越(yue)容易(yi)產生脆性斷裂

2、如何理解塑性材料的“缺口強化”現象?

在有(you)缺口條件下,由(you)于(yu)(yu)出現了三向應(ying)(ying)力(li),試樣的屈服應(ying)(ying)力(li)比單(dan)向拉(la)伸時(shi)要高(gao),即產(chan)生(sheng)了所謂缺口“強(qiang)化”現象。我們不能(neng)把“缺口強(qiang)化”看作是強(qiang)化材(cai)料的一種手段,因缺口“強(qiang)化”純粹是由(you)于(yu)(yu)三向應(ying)(ying)力(li)約束(shu)了材(cai)料塑性變形所致。此時(shi)材(cai)料本身的σs值并未發生(sheng)變化。

3、試綜合比較單向拉伸、壓縮、彎曲及扭轉試驗的特點和應用范圍。

單向(xiang)拉伸時,正應(ying)力(li)(li)分(fen)量較大(da),切應(ying)力(li)(li)分(fen)量較小(xiao),應(ying)力(li)(li)狀態較硬(ying),一般適(shi)用于塑(su)性變形抗(kang)力(li)(li)與切斷抗(kang)力(li)(li)較低的所謂塑(su)性材料的試(shi)驗。

壓縮:單向(xiang)壓縮(suo)的應(ying)力狀態(tai)軟性(xing)系(xi)數a=2,壓縮(suo)試驗主(zhu)要用于(yu)脆性(xing)材料。

彎曲:彎曲加載時不存在如拉(la)伸時的所謂試(shi)樣偏斜對(dui)試(shi)驗結果的影響。彎曲試(shi)驗時,截面(mian)上的應力分布也(ye)是表(biao)面(mian)上應力最大,故可靈敏(min)地反映材(cai)料的表(biao)面(mian)缺陷(xian)。

扭轉試驗:扭轉的(de)應力狀態(tai)軟性系數較拉伸(shen)的(de)應力狀態(tai)軟性系數高,故可用(yong)來測定那些在拉伸(shen)時呈現脆性的(de)材料的(de)強度和(he)塑性。

扭(niu)轉試驗時試樣截面(mian)的(de)應力分(fen)布為表面(mian)最大,故對材料表面(mian)硬(ying)化及表面(mian)缺陷的(de)反映(ying)十分(fen)敏感。

扭轉(zhuan)試(shi)驗時正(zheng)應力(li)與切(qie)應力(li)大(da)致相等;切(qie)斷(duan)(duan)斷(duan)(duan)口(kou),斷(duan)(duan)面和試(shi)樣軸(zhou)線垂直,塑性材料常為這(zhe)種斷(duan)(duan)口(kou)。正(zheng)斷(duan)(duan)斷(duan)(duan)口(kou),斷(duan)(duan)面和試(shi)樣軸(zhou)線約成45°角,這(zhe)是(shi)正(zheng)應力(li)作用的結果,脆(cui)性材料常為這(zhe)種斷(duan)(duan)口(kou)。

4、試比較布氏硬度與維氏硬度試驗原理的異同,并比較布氏、洛氏和維氏硬度試驗的優缺點和應用范圍。 

維氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)的(de)(de)試驗原理與(yu)布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)基(ji)本相似,也是根據壓痕單(dan)位面積所(suo)承受的(de)(de)載(zai)荷(he)來計算(suan)硬(ying)度(du)(du)(du)值(zhi)的(de)(de)。所(suo)不同的(de)(de)是維氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)試驗所(suo)用(yong)的(de)(de)壓頭(tou)是兩相對面夾角(jiao)為136°的(de)(de)金剛(gang)石四棱錐體。布氏(shi)硬(ying)度(du)(du)(du)采用(yong)的(de)(de)為淬火鋼(gang)球(qiu)或硬(ying)質(zhi)合金球(qiu)。

布氏硬度(du)試驗的優點:壓(ya)痕面積較(jiao)大,其硬度(du)值能反映(ying)材料(liao)在較(jiao)大區域內各(ge)組成相的平均(jun)性能,且試驗數據穩定,重復性高。因此,布氏硬度(du)檢驗最適(shi)合測定灰鑄鐵(tie)、軸承合金等材料(liao)的硬度(du)。

布氏硬度試驗的缺點:因壓(ya)痕(hen)直徑(jing)較(jiao)大,一般不宜在成(cheng)品(pin)件上(shang)直接進行檢驗;此外,對硬度不同(tong)的(de)材料需要更換壓(ya)頭直徑(jing)和載(zai)荷,同(tong)時(shi)壓(ya)痕(hen)直徑(jing)的(de)測量也比較(jiao)麻煩。

洛氏硬度試驗的優點:操作簡便迅速;壓痕小,可對工件直接進行檢驗;缺點:因壓痕較小,代表性差(cha);用不同標尺測得(de)的(de)硬(ying)度值既不能直(zhi)接進(jin)行(xing)比較,又不能彼此互換。

維氏硬度試驗具有很多優點:測量精確可靠;可以(yi)任意選擇載(zai)荷。此(ci)外,維(wei)氏(shi)(shi)(shi)硬(ying)度也不(bu)存在洛氏(shi)(shi)(shi)硬(ying)度那種(zhong)不(bu)同(tong)標(biao)尺的(de)(de)硬(ying)度無法(fa)統一的(de)(de)問題,而且(qie)比(bi)洛氏(shi)(shi)(shi)硬(ying)度所測試件厚度更薄。維(wei)氏(shi)(shi)(shi)硬(ying)度試驗的(de)(de)缺(que)點(dian):其(qi)測定方法(fa)較麻煩,工(gong)作效率低,壓痕面(mian)積小,代表(biao)性差,所以(yi)不(bu)宜用于成批生(sheng)產的(de)(de)常(chang)規檢(jian)驗。



03、材料(liao)的沖擊韌性(xing)及低溫脆性(xing)


1、低溫脆性;韌脆轉變溫度。

體心(xin)立方(fang)或某些密排六方(fang)的晶(jing)(jing)體金(jin)(jin)屬及合金(jin)(jin),尤其是(shi)工程上常用的中、低(di)強度結(jie)構鋼,當試驗(yan)溫(wen)度低(di)于某一(yi)溫(wen)度tk(韌脆(cui)轉變溫(wen)度)時,材料由韌性(xing)狀(zhuang)態(tai)變為脆(cui)性(xing)狀(zhuang)態(tai),沖擊吸收功明顯(xian)下降,斷裂機理(li)由微孔(kong)聚集變為穿晶(jing)(jing)解(jie)理(li),斷口(kou)特征由纖維狀(zhuang)變為結(jie)晶(jing)(jing)狀(zhuang),這就是(shi)低(di)溫(wen)脆(cui)性(xing)。

2、試說明低溫脆性的物理本質及其影響因素。

在韌脆(cui)轉變(bian)溫度(du)以下,斷裂強度(du)低于屈服強度(du),材料在低溫下處于脆(cui)性狀態。

A.晶體結構的影響

體(ti)心立(li)方金屬(shu)及(ji)其(qi)合(he)(he)金存在(zai)低溫(wen)(wen)脆(cui)性,面心立(li)方金屬(shu)及(ji)其(qi)合(he)(he)金一(yi)般(ban)不存在(zai)低溫(wen)(wen)脆(cui)性。體(ti)心立(li)方金屬(shu)的低溫(wen)(wen)脆(cui)性可(ke)能和遲屈服現象有(you)密(mi)切關(guan)系。

B.化學成分的影響:間隙溶質元素含量增加,高階能(neng)下降,韌脆轉變溫(wen)度(du)提高。

C.顯微組織的影響:細化晶粒和組織可使材料韌性(xing)增加(jia)。

D. 溫度的影響:比較復雜(za),在(zai)一(yi)定溫度范(fan)圍內出現脆性(藍脆)

E.加載速率的影響:提(ti)高加載(zai)速率如同降低溫度(du),使材料脆性增(zeng)大,韌脆轉(zhuan)變(bian)溫度(du)提(ti)高。

F.試樣形狀和尺寸的影響:缺口曲率半徑越小(xiao),tk越高

3、細化晶粒提高韌性的原因?

晶界是裂紋擴展(zhan)的阻力(li);晶界前塞(sai)積的位錯(cuo)數減少(shao),有利于降(jiang)低應力(li)集中;晶界總(zong)面積增(zeng)加,使晶界上(shang)雜質濃度減少(shao),避免產生沿晶脆性斷裂。



04、材料(liao)的(de)斷裂(lie)韌性


1、低應力脆斷;

大型機件常常在工作應力并不(bu)高,甚(shen)至遠低于屈服極限的情況下,發生脆(cui)性斷裂現象,這就(jiu)是所謂的低應力脆(cui)斷。

2、說明下列符號的名稱和含義:KIc;JIc;GIc;δc。

KⅠC(裂紋(wen)體中裂紋(wen)尖(jian)端的應力應變場強度因子)為平(ping)面應變斷裂韌度,表(biao)示材料(liao)在平(ping)面應變狀態下抵(di)抗裂紋(wen)失穩擴展的能力。

JⅠc(裂紋(wen)尖端區的應變(bian)能(neng))也稱為斷裂韌度,但(dan)它表示材料抵抗裂紋(wen)開(kai)始擴(kuo)展的能(neng)力。

GIc表示(shi)材料(liao)阻(zu)止(zhi)裂紋失穩擴展時單位面積所消耗(hao)的(de)能(neng)量。

δc(裂紋(wen)張開位移)也稱(cheng)為材料的斷裂韌度,表示(shi)材料阻止(zhi)裂紋(wen)開始擴展的能(neng)力。

3、說明KI和KIc的異同。

KⅠ和KⅠC是(shi)兩個不同的(de)概念,KⅠ是(shi)一個力學參量,表示裂紋(wen)體中裂紋(wen)尖端(duan)的(de)應(ying)力應(ying)變場強度的(de)大小,它決(jue)定于(yu)外加應(ying)力、試樣尺寸和裂紋(wen)類型,而和材(cai)料無關。但KⅠC是(shi)材(cai)料的(de)力學性能指標,它決(jue)定于(yu)材(cai)料的(de)成分、組織結(jie)構等內在國素,而與外加應(ying)力及試樣尺寸等外在因素無關。

KⅠ和KⅠC的關(guan)系與σ和σs的關(guan)系相同,KⅠ和σ都(dou)是(shi)力學參(can)量(liang),而KⅠC和σs都(dou)是(shi)材料的力學性能(neng)指標(biao)。



05、材料的疲勞性能


1、疲勞破壞的特點?

⑴該破(po)壞是一種潛藏的突(tu)發性(xing)破(po)壞,在疲勞破(po)壞前均不會發生(sheng)明(ming)顯的塑性(xing)變(bian)形,呈(cheng)脆性(xing)斷裂。

⑵疲(pi)勞破(po)壞(huai)屬低應力循環延時斷裂(lie)。

⑶疲勞對缺陷(xian)(xian)(缺口、裂紋及組織(zhi))十(shi)分敏感,即對缺陷(xian)(xian)具有(you)高度的選樣性(xing)。

⑷ 可按不同方法對(dui)疲(pi)(pi)勞形式分類。按應力(li)狀態分,有彎曲(qu)疲(pi)(pi)勞、扭轉(zhuan)疲(pi)(pi)勞、拉壓疲(pi)(pi)勞、接觸疲(pi)(pi)勞及復(fu)合疲(pi)(pi)勞;按應力(li)高(gao)(gao)低(di)和斷裂(lie)壽命分,有高(gao)(gao)周疲(pi)(pi)勞和低(di)周疲(pi)(pi)勞。

2、疲勞斷口的幾個特征區?

疲勞源、疲勞裂紋擴(kuo)展區、瞬斷區

3、試述σ-1和ΔKth的異同。

σ-1 (疲(pi)(pi)勞強(qiang)度)代表的是光滑試樣(yang)的無限(xian)(xian)壽命疲(pi)(pi)勞強(qiang)度,適用(yong)于(yu)傳統(tong)的疲(pi)(pi)勞強(qiang)度設(she)計(ji)和(he)校(xiao)核(he);△Kth (疲(pi)(pi)勞裂紋(wen)擴展門檻值(zhi))代表的是裂紋(wen)試樣(yang)的無限(xian)(xian)壽命疲(pi)(pi)勞性能,適于(yu)裂紋(wen)件的設(she)計(ji)和(he)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度校(xiao)核(he)。



06、材料的磨損性能


1、磨損有幾種類型?說明它們的表面損傷形貌。

粘(zhan)著磨損(sun)(sun)(sun)、磨料磨損(sun)(sun)(sun)、腐(fu)蝕(shi)磨損(sun)(sun)(sun)及麻點(dian)疲(pi)勞磨損(sun)(sun)(sun)(接觸疲(pi)勞)

粘著磨損:磨(mo)損表(biao)(biao)面(mian)特征(zheng)是機件表(biao)(biao)面(mian)有(you)大小不等的結(jie)疤。

磨料磨損:摩擦面上有擦傷(shang)或因明顯犁皺形成的溝槽。

接觸疲勞:接觸表面出(chu)現(xian)許多凹坑(keng)(麻坑(keng)),有的凹坑(keng)較深(shen),底部有疲勞裂(lie)紋(wen)擴展(zhan)線的痕跡

2、“材料愈硬,耐磨性愈高”的說法對嗎?為什么?

正確。因為磨損量(liang)都與(yu)硬度成反比(bi)。

3、試從提高材料疲勞強度、接觸疲勞強度、耐磨性的觀點出發,分析化學熱處理時應注意的事項。

增加表面強度和硬度的同時(shi),提高表面表層殘余(yu)壓應力。



07、材(cai)料的高溫性能


1、解釋下列名詞:

約比溫度:T/Tm

蠕變:就(jiu)是(shi)材料在(zai)長時(shi)間的恒溫(wen)、恒載(zai)荷(he)作用下緩慢地產(chan)生塑性變形(xing)的現象。

持久強度:是材料在一(yi)定的溫度下和規定的時間內(nei),不(bu)發生蠕變斷裂的最(zui)大(da)應力。

蠕變極限:它表示材料對高溫蠕(ru)變(bian)變(bian)形的抗力。

松弛穩定性:材料抵抗應力松弛的能力稱為松弛穩定性。

2、總結材料的蠕變變形及斷裂機理。

材料的(de)(de)蠕變(bian)變(bian)形(xing)機理主要有位錯滑(hua)移、原子擴散和(he)晶界滑(hua)動,對于高分(fen)子材料還有分(fen)子鏈(lian)段沿(yan)外力的(de)(de)舒展。

晶(jing)間斷裂是蠕變斷裂的普遍形式,高(gao)溫低應力(li)下情況更(geng)是如(ru)此,這是因為溫度(du)升高(gao),多晶(jing)體晶(jing)內及晶(jing)界(jie)強(qiang)度(du)都隨之(zhi)降低,但(dan)后者(zhe)降低速率更(geng)快(kuai),造成高(gao)溫下晶(jing)界(jie)的相對強(qiang)度(du)較低的緣(yuan)故。

晶(jing)界斷裂有兩種模型:一種是晶(jing)界滑動和應力集中模型;另一種是空(kong)位聚集模型。

3、試述高溫下金屬蠕變變形和塑性變形機理的差異。

金屬的塑性變形機理為:滑移和孿生。

金屬的蠕變變形機理為:位(wei)錯(cuo)滑移、擴(kuo)散(san)蠕變(bian)、晶界滑動。

在(zai)(zai)高(gao)溫(wen)下,由于溫(wen)度的(de)(de)升高(gao),給原子和(he)空位(wei)提供了熱激活的(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)(neng)(neng),使得位(wei)錯可(ke)以克服某(mou)些(xie)障礙得以運動,繼續(xu)產生(sheng)(sheng)蠕變(bian)變(bian)形;在(zai)(zai)外力作用下,晶體內部產生(sheng)(sheng)不(bu)(bu)均勻應力場,原子和(he)空位(wei)在(zai)(zai)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)位(wei)置具有不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)勢能(neng)(neng)(neng)(neng),它們會由高(gao)勢能(neng)(neng)(neng)(neng)位(wei)向低勢能(neng)(neng)(neng)(neng)位(wei)進行定向擴(kuo)散。



08、材料(liao)的熱(re)學(xue)性(xing)能

1、試分析影響材料熱容的因素?

對于固體材(cai)料,熱容(rong)與材(cai)料的組織結構(gou)關系不大(da);一(yi)級相變(bian)(bian),熱容(rong)曲線發生不連續變(bian)(bian)化(hua),熱容(rong)為(wei)無限(xian)大(da)。二級相變(bian)(bian)是在一(yi)定(ding)溫度范圍逐步完成,熱容(rong)相應達有限(xian)極大(da)值。

2、試解釋為什么玻璃的熱導率常常低于晶態固體幾個數量級。

非晶(jing)(jing)態材料的(de)熱導率(lv)較小(xiao),這是(shi)因為非晶(jing)(jing)態為近程有序結(jie)構,可以近似地把它(ta)看(kan)成是(shi)晶(jing)(jing)粒很小(xiao)的(de)晶(jing)(jing)體來討論。晶(jing)(jing)粒尺寸小(xiao)、晶(jing)(jing)界多,聲子(zi)更(geng)易受(shou)到(dao)散(san)射(she),所(suo)以熱導率(lv)就小(xiao)得多。


09、材料(liao)的磁學(xue)性能

1、物質中為什么會產生抗磁性?

在磁(ci)場作(zuo)用下,物質(zhi)內(nei)部電(dian)子的循軌(gui)運動產(chan)生(sheng)抗磁(ci)性(xing)。

2、抗磁與順磁磁化率在金屬研究中有哪些主要應用?

確(que)定合(he)(he)金(jin)相圖中的最大(da)(da)溶(rong)(rong)解度(du)(du)(du)(du)曲線(xian):根據單相固溶(rong)(rong)體的順(shun)磁性(xing)比兩相混合(he)(he)組織的順(shun)磁性(xing)為高(gao)且混合(he)(he)物的順(shun)磁性(xing)與合(he)(he)金(jin)成分之間呈直(zhi)線(xian)關系的規律(lv),便可以定出合(he)(he)金(jin)在某一溫度(du)(du)(du)(du)下的最大(da)(da)溶(rong)(rong)解度(du)(du)(du)(du)及合(he)(he)金(jin)溶(rong)(rong)解度(du)(du)(du)(du)曲線(xian)。

研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)鋁合金的(de)分解;研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)材料的(de)有序無序轉(zhuan)變、同素異構轉(zhuan)變與確定再結晶溫度等。

3、試說明材料產生鐵磁性的條件。

金屬要具(ju)有鐵磁(ci)(ci)性,它(ta)的原子只有未被(bei)抵(di)消自旋磁(ci)(ci)矩(ju)還不夠,還必(bi)須(xu)使自旋磁(ci)(ci)矩(ju)自發地(di)同相(xiang)排列,產生自發磁(ci)(ci)化。

4、試說明軟磁材料、硬磁材料的主要性能標志。

軟磁材料的磁滯(zhi)回線(xian)(xian)瘦小,具(ju)有(you)高(gao)導(dao)磁與低Hc等特(te)性(xing)。硬(ying)磁材料的磁滯(zhi)回線(xian)(xian)肥(fei)大(da),具(ju)有(you)高(gao)的Hc、Br與(BH)m等特(te)性(xing)。


10、材料的電學性能

1、試說明量子自由電子導電理論與經典導電理論的異同。

金屬(shu)中(zhong)正離子形成的(de)電場是均勻的(de),價電子與離子間沒有相互作用,且為整個金屬(shu)所有,可以在整個金屬(shu)中(zhong)自由運動。

量子(zi)(zi)自(zi)由電(dian)子(zi)(zi)理(li)論認為金(jin)屬中(zhong)每(mei)個(ge)原子(zi)(zi)的內(nei)層電(dian)子(zi)(zi)基本保持著單(dan)個(ge)原子(zi)(zi)時的能量狀態(tai),而(er)所(suo)有(you)價電(dian)子(zi)(zi)卻按量子(zi)(zi)化規(gui)律具(ju)有(you)不同的能量狀態(tai),即具(ju)有(you)不同的能級。

能帶理論(lun)也認(ren)為金(jin)屬(shu)(shu)中的(de)價電(dian)子(zi)(zi)是(shi)(shi)公有(you)化和能量是(shi)(shi)量子(zi)(zi)化的(de),所不同的(de)是(shi)(shi),它(ta)認(ren)為金(jin)屬(shu)(shu)中由離子(zi)(zi)所造(zao)成的(de)勢場不是(shi)(shi)均勻的(de),而(er)是(shi)(shi)呈周(zhou)期(qi)變(bian)化的(de)。

2、為什么金屬的電阻因溫度升高而增大,而半導體的電阻卻因溫度的升高而減小?

溫度(du)升高會(hui)使(shi)離子振動(dong)加劇,熱振動(dong)振幅加大(da),原(yuan)子的(de)無序度(du)增(zeng)加,使(shi)電子運動(dong)的(de)自由(you)程減(jian)小,散射幾率增(zeng)加而導致電阻率增(zeng)大(da)。

半導體(ti)的(de)導電(dian)(dian)(dian),主要是由(you)(you)電(dian)(dian)(dian)子和(he)空(kong)穴造成(cheng)的(de)。溫度增(zeng)加(jia),使電(dian)(dian)(dian)子動(dong)能增(zeng)大,造成(cheng)晶體(ti)中自由(you)(you)電(dian)(dian)(dian)子和(he)空(kong)穴數(shu)目增(zeng)加(jia),因而使電(dian)(dian)(dian)導率升高,電(dian)(dian)(dian)阻下降(jiang)。

3、表征超導體性能的3個主要指標是什么?

(1)臨界轉(zhuan)變溫度Tc

(2)臨界磁場Hc

( 3 ) 臨(lin)界(jie)電流密度Jc

4、簡要論述電阻測量在金屬研究中的應用。

測量電阻(zu)率的變化來研究金屬與(yu)合(he)金的組織(zhi)結構(gou)變化

( 1 )測量固溶(rong)體的溶(rong)解(jie)度曲線

( 2 )測定(ding)形(xing)狀記(ji)憶合金中的相(xiang)變溫度

5、半導體有哪些導電敏感效應?

熱敏(min)(min)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)、光敏(min)(min)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)、壓敏(min)(min)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)(電壓敏(min)(min)感(gan)和壓力敏(min)(min)感(gan))、磁(ci)敏(min)(min)效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)(霍爾效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying)和磁(ci)阻效(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)應(ying)(ying))等(deng)。

6、絕緣材料有哪些主要損壞形式?

電擊穿(chuan)、熱擊穿(chuan)和化學擊穿(chuan)


11、材料(liao)的光學性能

1、簡述線性光學性能的概念以及有哪些基本參量。

線性光(guang)(guang)學性能(neng):單一(yi)頻率(lv)的光(guang)(guang)入射到(dao)非(fei)吸收的透(tou)明介(jie)質(zhi)中(zhong)時,其頻率(lv)不(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)任何變化;不(bu)同頻率(lv)的光(guang)(guang)同時入射到(dao)介(jie)質(zhi)中(zhong)時,各光(guang)(guang)波之間不(bu)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)相互耦合,也不(bu)產生(sheng)(sheng)(sheng)新的頻率(lv);當兩束光(guang)(guang)相遇(yu)時,如(ru)果(guo)是相干(gan)光(guang)(guang),則產生(sheng)(sheng)(sheng)干(gan)涉,如(ru)果(guo)是非(fei)相干(gan)光(guang)(guang),則只有光(guang)(guang)強(qiang)疊(die)加,即服(fu)從線性疊(die)加原理。

折(zhe)射、色(se)散、反射、吸收、散射等

2、試分析制備透明金屬制品的可行性?

不(bu)可(ke)行,因為金屬對(dui)可(ke)見光的(de)吸收很強烈,這是(shi)因為金屬的(de)價電子處于未滿帶,吸收光子后即呈激發態,用不(bu)著(zhu)躍遷到(dao)導(dao)帶即能發生碰撞而發熱。

3、簡述產生非線性光學性能的條件。

入射光為強光

晶體的對稱性要求

位相匹配


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