期末复习题 1. 填空（20） 2. - 方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。 3、固体材料热膨胀的本质是晶格结构中粒子间的平均距离随着温度的升高而增大。 4． 栅波之间的相互作用力越强，即声子之间碰撞的概率越大，相应的平均自由程越小，热导率越低。 5、介电材料中的压电性、铁电性和热电性是由于相应的压电性、铁电性和热电性是没有对称中心的晶体。 6． 复介电常数由实部和虚部两部分组成。 实部与常用的介电常数一致，虚部代表电介质中的能量损失。 ． 当磁化强度 M 为负时，固体呈现反磁性。 8. 电子磁矩由电子轨道磁矩和自旋磁矩组成。 9、无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。 10． 广义胡克定律适用于各向异性非均匀材料。 11． 假设某种玻璃的光反射损失为m。 若连续透过x块平板玻璃，则透过部分为I0·(1-m)2x。 12. 对于具有中心贯穿裂纹的大薄板，几何形状系数 Y =

。 13、假设电介质中带电粒子的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷和负电荷的位移矢量为l，则偶极矩为ql。 14． 裂纹扩展的驱动力是物体中储存的弹性应变能的减少量大于或等于因裂纹而形成两个新表面所需的表面能。 15、微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体沿整个界面同时被拉开的结果，而是裂纹扩展的结果。 16、考虑散热的影响，材料允许的最大温差可用第二热应力因子来表示。 17、当温度不太高时，固体材料中的热传导形式主要是声子热传导。 18． 在应力分量的表示方法中，应力分量σ和τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。 19、磁滞回线的存在是判断晶体是否为铁电体的重要依据。 20. 原子磁矩的来源是轨道磁矩、电子自旋磁矩和原子核磁矩。 物质的磁性主要是由电子的自旋磁矩引起的。 21、根据格里菲斯的微裂纹理论，材料的断裂强度并不取决于裂纹的数量，而是取决于裂纹的大小。 即最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定了材料的断裂强度。 22、复合材料热膨胀滞后的原因是不同相间或晶粒不同方向的膨胀系数差异很大，产生较大的内应力，使坯体产生微裂纹。 23. 晶体发生塑性变形的主要方式是滑移和孪生。 24. 铁电体是在外部电场作用下具有自发极化和电滞回线的晶体。 25、自发磁化的本质是电子之间的静电交换相互作用。 2.术语解释 (20)自发极化：极化不是由外部电场引起的，而是由极性晶体的内部结构特征引起的，使得晶体中的每个晶胞都存在固有的电偶极矩。 这种极化的极化机制是自发极化。 非弹性：当应力作用于实际固体时，固体变形的产生和消除需要一定的时间。 这种与时间相关的弹性称为迟弹性。 晶格波：原子在晶格点处的热振动可以描述为类似于机械波传播的结果。 这种波称为格子波。 晶格波的一个特点是它的传播介质不是连接介质，而是由原子和离子组成。 等形成晶格。 电介质：是指在电场作用下能建立极化的任何物质。 电偶极子：指两个符号相反、大小相等、距离很近但相距较远的电荷。

蠕变（缓慢变形）：固体材料的应变在保持恒定应力的同时随时间增加的现象。 它与塑性变形不同，塑性变形通常发生在应力超过弹性极限之后。 当应力小于弹性极限时，只要应力长期作用，也会发生蠕变。

压电效应：当没有对称中心的晶体受外力沿一定方向变形时，晶体内部会发生极化材料物理，同时在其相对的两个表面上会出现正负电荷。 当外力去除后，它会恢复到不带电的状态。 这种现象称为正压电效应。 当力的方向改变时，电荷的极性也会改变。 相反，当向不具有对称中心的晶体的偏振方向施加电场时，晶体也会发生变形。 去除电场后，晶体的变形消失。 这种现象称为逆压电效应或电致伸缩。 现象。

电致伸缩：当在没有对称中心的晶体的偏振方向上施加电场时英语作文，晶体会发生变形。 去除电场后，晶体的变形消失。 这种现象称为电致伸缩或逆电致伸缩。 压电效应。

铁电体：在外电场作用下具有自发极化和电滞回线的晶体。

3、问答（每题5分，共20分）

2.简述位移极化和弛豫极化的特点。

答：位移极化是一种弹性瞬时极化，不消耗能量；

弛豫极化与热运动有关。 完成这种极化需要一定的时间，并且是无弹性的，从而消耗一定的能量。

3.铁磁性和铁电性的本质区别是什么？

答： ⑴ 铁电性是由离子位移引起的，铁磁性是由原子取向引起的。

⑵ 铁电性发生在不对称晶体中，铁磁性发生在亚价电子的非平衡自旋中。

铁电体的居里点是由晶体相变引起的，铁磁性的居里点是由于原子的随机振动破坏了原子间的“交换”效应，从而导致自发磁化消失而引起的。

4、为什么金属材料的导热系数较大，而非金属材料的导热性能不如金属材料？

答：固体中的热传导主要是通过晶格振动和自由电子运动的晶格波来实现的。 由于金属中存在大量的自由电子，且电子很轻，因此可以快速传递热量。 虽然晶格振动也有助于金属热传导，但作用很小。 非金属晶体的晶格中，如一般离子晶体，自由电子很少材料物理，晶格振动是其主要的导热机制。 因此，金属通常比非金属材料具有更大的导热率。

6． 如果您想减少由多片玻璃组成的镜头系统的光反射损失，可以采取哪些常见方法？ 为什么？

答：由多片玻璃组成的透镜系统通常粘合在一起，其折射率与玻璃的折射率相似。 这样，除了最外表面和最内表面具有玻璃和空气的相对折射率外，所有内部界面均由玻璃制成。 并且胶水的相对折射率较小，从而大大降低了界面处的反射损耗。

7. 解释大多数无机结晶固体的热容如何随温度变化。

答：根据德拜热容理论，当高于德拜温度θD时，热容趋于恒定（25J/（K·mo1）），当低于θD时，热容与T3成正比。因此，不同材料的θD不同。无机材料的热容与材料结构关系不大，对于大多数氧化物和碳化物来说，热容从低温时的较低值增加到1273K左右，约为25J/K。 ·mol.值随着温度进一步升高，热容量基本保持不变。

8.介电损耗的描述方法有哪些？ 其本质是否一致？

答：损耗角正切、损耗因子、损耗角正切的倒数、损耗功率、等效电导率和复介电常数的复数项。 对于材料的同一现象有多种方法。 即，实际电介质的电流相位滞后于理想电介质的电流相位。 因此它们的本质是相同的。

9、简述提高陶瓷材料抗热震断裂性能的措施。

答：（1）提高材料的强度sf，降低弹性模量E。（2）提高材料的导热系数。 (3)降低材料的热膨胀系数。 (4)降低表面传热系数h。 (5)降低产品的有效厚度rm。

10. 为什么只有一些由不完整壳层的原子组成的材料具有铁磁性？

未填充壳层中含有原子的物质包括顺磁性物质和有序磁性物质。 由于顺磁性物质中的原子发生不规则的热振动，原子磁矩排列无序，在宏观上不表现出磁性； 有序磁性物质包括反铁磁性物质、亚铁磁性物质和铁磁性物质。 物质中磁序原子排列形成的磁矩是平行和反平行方向交替排列，它们的磁矩完全或部分抵消。 因此，只有一些具有相同磁矩（或自旋电子）方向的有序磁性材料才是铁磁性的。

4.论述题：（本题有两题，共20分）

2.解释下图中各个参数、数字和曲线的含义。

答：Bs——饱和磁感应强度。 当外部磁场H增大到一定程度时，B值将不再上升，这是该材料磁化强度的极限。

Br——残余磁感应强度。 当外部磁场降至0时，材料仍保留磁性，其强度为Br。

Hc——矫顽力（矫顽磁场强度），表示材料保持磁化和抵抗退磁的能力。 根据这个尺寸，可以区分软磁体和硬磁体。

µ——磁导率（=B/H），表示材料传导和通过磁力线的能力。

Oabc段代表了材料从宏观非磁性到磁性的磁化过程； 该段代表材料在外部磁场中磁化、退磁和再磁化的过程。 由于退磁过程滞后于磁化曲线，因此该曲线也称为磁滞回线。 这条曲线围成的空间有明确的物理意义，即曲线围成的面积越大，矫顽力（Hc）越大，所需的矫顽场强越大，磁化所需的能量也越大。 磁性材料越“硬”； 反之，曲线包围的面积越小，磁性材料越“软”。

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2. 用固体能带理论解释什么是导体、半导体和绝缘体，并用图表说明。

答：根据能带理论，并不是晶体中所有的电子、也不是所有的价电子都参与传导。 只有导带中的电子或价带顶部的空穴才能参与传导。 从下图可以看出，导体中的导带和价带之间不存在限制区域。 电子进入导带不需要能量，因此导电电子的浓度很大。 在绝缘体中，价带和导通周期之间存在较宽的禁带Eg。 当电子从价带移动到导带时，需要从外部提供能量来激发电子，实现电子从价带到导带的跃迁。 因此，导带通常导电。 电子浓度很小。

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半导体和绝缘体具有相似的能带结构，但半导体的禁带更窄（Eg更小），使得电子跃迁更容易。

5.计算题（每题5分，共20分）

8、康宁1723玻璃（铝硅酸盐玻璃）性能参数如下：λ=0.021J/(cm﹒s﹒℃)； α=4.6×10-6/℃； σp=7.0Kg/mm2，E=/mm2，μ=0.25。 找出第一和第二个抗热震断裂因素。

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