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材料物理性能试题1从物理本质上叙述晶体中电子能量结构的导带、价带和禁带产生的原因，并利用能带理论的初步知识说明材料的一些物理性质(举一例即可)答：晶体的能带结构与该晶体结构和势能函数决定具有空能级允带的电子是自由的，称为导带，可以在外电场作用下导电导体（金属）能带中一定有未满带，称为价带、导带半导体，绝缘体中能量最高的满带叫价带能量最低的空带叫导带禁带：离子所造成的势场是不均匀的，能量存在周期性变化，有能隙。称作禁带。k=n/a和k=2/（为电子波长），可以得到2a=n，即。响铃原子的背向散射波干涉相长，使入射波遭到全反射而不能进入晶体内部，应此在自由电子准连续能谱中形成禁带。导电行，半导体、太阳能电视电池2表征超导体性能的三个主要指标是什么?目前氧化物超导体应用的主要弱点是什么?答：临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度。主要弱点是临界电流密度低。3铂线300K时电阻率为1×10-7Ω·m，假设铂线成分为理想纯。试求1000K时的电阻率。T07722221111(1)1+T1+T51102.27101+1+2.2TmTT解：4试说明压电体、热释电体、铁电体各自在晶体结构上的特点。答：压电晶体的结构是不具有对称中心。铁电晶体也具有压电性，它的晶体结构也不具有对称中心；铁电体一定是离子性晶体，是具有自发极化的一种压电体，但并不是所有的压电体都是铁电体。热释电体也是一种压电体，晶体结构同样不具有对称中心；温度变化可以引起极化强度改变，但不一定所有的压电体都是热释电体，有的铁电体也是热释电体。总之，压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。5工厂中发生“混料”现象。假如某钢的淬火试样，又经不同回火后混在一起了。可用何法将每个不同温度回火、淬火试样区分开来（不能损伤试样）。答：磁性能分析：淬火钢在回火过程中，马氏体和残余奥氏体都要发生分解而引起饱和磁化强度的变化。在回火过程中残余奥氏体分解的产物都是铁磁相，会引起饱和磁化强度的升高，而马氏体分解析出的碳化物是弱铁磁相，会引起饱和磁化强度的降低。回火第一阶段（20～200℃），从马氏体中析出了碳化物，饱和磁化强度较淬火态低；回火第二阶段（200～300℃），残余奥氏体分解的回火贝氏体是强铁磁相，引起饱和磁化强度的剧烈升高，超出了θ相和γ相由于临近居里点造成的饱和磁化强度下降；回火第三阶段（300～350℃），θ相和γ相转变为顺磁相，饱和磁化强度降低；回火第四阶段（350～500℃），由于γ相与铁作用生成Fe3C，饱和磁化强度较淬火态低。电阻法：马氏体和奥氏体分解过程中会引起电阻的变化，在不同的回火阶段，其电阻，随着温度的逐渐升高电阻逐渐减小。热膨胀法：80～160℃发生体积收缩，主要是由于碳化物的析出，导致马氏体的正方度下降；230～280℃体积膨胀，残余奥氏体分解造成；260～360℃体积收缩，说明马氏体继续分解为铁素体和碳化物的混合物。6试分析材料导热机理。金属、陶瓷和透明材料导热机制有什么区别?答：热传导过程就是材料内部的能量传输过程。固体中的导热包括电子导热、声子导热和光子导热。7表征金属原子间结合力强弱的常用物理参数由哪些？并说明这些参数间的关系。答：熔点、抗拉强度、弹性模量、线膨胀系数、硬度等8已知某三元状态图的一角(如下图)，需要测定固解体的溶解度曲线。(1)可用哪几种物性测试方法测量?(2)它们共同的原理是什么？(3)以一个具体性能指标为例说明其测量方法(简要说明并绘图)。答：(1)(2)(3)9使用双原子模型说明材料热膨胀的物理本质。答：根据波恩的双原子模型得到原子位能与间距的关系曲线，如图所示。随着温度升高，原子能量增大，原子将偏离r0的位置而发生振动。当温度为T1时，振动原子总能量为E1，振动位置从a到b，位能沿ab变化。当r=r0时，位能最小，动能最大；当r=a或r=b时，位能最大，动能为零。a、b是振动的极限位置。a，b不对称于r0，a，b的几何中心r1在r0右侧位置，即原子间距增大了。同理，在T2时，平均原子间距为r2。温度越高，原子间距位移越大。在宏观上体现出体积或者长度的变化。