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本课程起止时间为:2021-09-14到2022-01-16

【作业】第一章 绪论 绪论作业

1、 问题:举例说明材料四要素之间的关系
评分规则: 【 充分理解材料四要素都包括什么,四要素之间的联系,以及所列举的例子是否能说明它们四要素之间的关系。

【作业】第二章 材料热学性能 材料的热导率:作业题

1、 问题:晶体与非晶体导热的差别
评分规则: 【 非晶体的导热系数(不计光子导热的贡献),都比晶体小,k非 < k晶
高温时,两者的k比较接近, k非 与 k晶接近
非晶体导热系数曲线与晶体导热系数曲线的一个重大区别是:没有导热系数的峰值点m,说明非晶体物质的声子平均自由行程在几乎所有温度范围内均接近常数

【作业】第二章 材料热学性能 材料的热稳定性:作业题

1、 问题:分析影响材料热稳定性的热应力来源
评分规则: 【 因热胀冷缩受到限制而产生的热应力。假设有一根均质各向同性固体杆受到均匀的加热和冷却,即杆内不存在温度梯度,如果这根棒的两端不被夹持,能自由地膨胀或收缩,那么,杆内不会产生热应力;但如果杆的轴向运动受到两端刚性夹持的限制,则杆内就会产生热应力
因温度梯度而产生热应力:固体加热或冷却时,内部的温度分布与样品的大小和形状以及材料的热导率和温度变化速率有关。当物体中存在温度梯度时,就会产生热应力。因为物体在迅速加热或冷却时,外表的温度变化比内部快,外表的尺寸变化比内部大,因而邻近体积单元的自由膨胀或自由压缩便受到限制,于是产生热应力
(2)多相复合材料因各相膨胀系数不同而产生的热应力这一点可以认为是第一种情况的延伸,只不过不是由于机械力限定了材料的热膨胀或收缩,而是由于结构中各相膨胀收缩的相互制约而产生的热应力

【作业】第二章 材料热学性能 材料的热膨胀:作业题

1、 问题:阐述热膨胀的微观机理(不用画图)
评分规则: 【 作用力曲线
1质点在平衡位置两侧受力不对称,即合力曲线的斜率不等。
2当r<ro时,曲线的斜率较大;当r > ro时,曲线的斜率较小。
3即:斥力随位移增大的很快,而吸引力随位移增大的较慢。
4因此,质点振动的平衡位置不在ro处,而是向右移动,相邻质点的平均距离增加。
作用能曲线在双原子模型中,当原子处于平衡位置时,原子具有的点阵值最小,按照泰勒级数展开得出作用能曲线方程。晶体热振动不是左右振动的线性振动,而是非线性振动。如果是左右线性振动,原子围绕平衡位置振动,左右两边振幅相等,温度升高只能使振幅增大,但平均位置不变,故不会产生热膨胀

【作业】第二章 材料热学性能 材料的热学性能测验题:作业题

1、 问题: 分析影响材料热稳定性的热应力来源
评分规则: 【 因热胀冷缩受到限制而产生的热应力。假设有一根均质各向同性固体杆受到均匀的加热和冷却,即杆内不存在温度梯度,如果这根棒的两端不被夹持,能自由地膨胀或收缩,那么,杆内不会产生热应力;但如果杆的轴向运动受到两端刚性夹持的限制,则杆内就会产生热应力
因温度梯度而产生热应力:固体加热或冷却时,内部的温度分布与样品的大小和形状以及材料的热导率和温度变化速率有关。当物体中存在温度梯度时,就会产生热应力。因为物体在迅速加热或冷却时,外表的温度变化比内部快,外表的尺寸变化比内部大,因而邻近体积单元的自由膨胀或自由压缩便受到限制,于是产生热应力
这一点可以认为是第一种情况的延伸,只不过不是由于机械力限定了材料的热膨胀或收缩,而是由于结构中各相膨胀收缩的相互制约而产生的热应力

第二章 材料热学性能 材料的热学性能测验题:热膨胀测验题

1、 问题:以下关于热膨胀系数描述正确的是
选项:
A:材料的热膨胀系数直接影响其热稳定性
B:热膨胀系数不可能为负值
C:结构上高度各项异性的材料,其热膨胀系数都很大
D:热膨胀系数只有线膨胀系数
答案: 【材料的热膨胀系数直接影响其热稳定性

2、 问题:材料的热膨胀系数是一个与温度无关的常数
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

3、 问题:石英玻璃的热膨胀系数小于多晶石英;3.物质的熔点越高,热膨胀系数越小
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

4、 问题:材料的热容和热膨胀随着温度的升高呈现类似的变化规律
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

5、 问题:石英玻璃的热膨胀系数小于多晶石英
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

第二章 材料热学性能 材料的热学性能测验题:热导率测验题

1、 问题:以下关于固体材料热传导的描述正确的是
选项:
A:稳态热传导时材料各处的温度仅d是位置的函数
B:非稳态热传导时材料各处的温度即是时间的函数可是位置的函数
C:非稳态热传导时考虑了棒与环境的热量交换
D:在相同加热和冷却条件下,密度和热容相似的材料热导率越高,材料各处的温差越小
答案: 【稳态热传导时材料各处的温度仅d是位置的函数;
非稳态热传导时材料各处的温度即是时间的函数可是位置的函数

2、 问题:杂质的引入会增加晶体的热导率
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

3、 问题:黄铜的热导率系数大于铜
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

4、 问题:表面散热速率越高越有利于材料的热稳定
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

5、 问题:导温系数越小,愈有利于材料的热稳定
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

【作业】第三章 材料的导电性能 材料的导电性能:作业题

1、 问题:分析离子电导中离子的扩散机制
评分规则: 【 离子电导是在电场作用下离子的扩散现象,离子扩散机制主要有:空位扩散;间隙扩散;亚晶格间隙扩散。
空位扩散:金属离子留下的空位作为载流子的扩散运动为代表
间隙扩散:间隙离子作为载流子的直接扩散,即从某一个间隙位置扩散到另一个间隙位置。一般间隙扩散比空位扩散需要更多的能量,扩散很难进行
亚晶格间隙扩散:某一间隙离子取代附近的晶格离子,被取代的晶格离子进入晶格间隙,从而产生离子移动。这种扩散运动由于晶格变形小,比较容易产生

第三章 材料的导电性能 材料的导电性能:测验题

1、 问题: 以下关于阳离子空穴型的非化学计量化合物的阐述错误的是
选项:
A:金属氧化物MnO,FeO,CoO,NiO等由于氧过剩,通常可以写为M 1- δ O
B:这些金属氧化物在过氧气氛下,部分二价阳离子可以俘获一个空穴,形成弱束缚空穴
C:通过热激活,弱束缚的空穴极易被释放而参与电导,成为p型半导体
D:阳离子空位(负电中心)叫做F-心,F-心也称为色心
答案: 【阳离子空位(负电中心)叫做F-心,F-心也称为色心

2、 问题:以下关于本征电导描述错误的是
选项:
A:本质电导是指导带中的电子导电和价带中的空穴导电同时存在
B:本征导电的载流子电子和空穴的浓度不等 
C:本征电导的载流子不一定全部是由半导体晶格本身提供
D:低温下,杂质半导体的本征电导起主要作用
答案: 【本征导电的载流子电子和空穴的浓度不等 ;
本征电导的载流子不一定全部是由半导体晶格本身提供;
低温下,杂质半导体的本征电导起主要作用

3、 问题:迁移率反映了材料导电载流子种类对导电贡献 
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

4、 问题:当金属导电电子的自由程同试样尺寸是同一数量级时,电导率急剧增加
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

5、 问题:添加La2O3的BaTiO3原料在空气中煅烧后形成的是n型半导体
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

第二章 材料热学性能 材料的热学性能测验题:热容测验题

1、 问题:以下关于德拜温度的描述正确的包括
选项:
A:德拜温度与材料结合键的强度有关
B:德拜温度与材料的弹性模量有关
C:德拜温度与材料的熔点有关
D:当温度升高到德拜温度后,所有材料的热容都不会随着温度的升高而变化
答案: 【德拜温度与材料结合键的强度有关;
德拜温度与材料的弹性模量有关;
德拜温度与材料的熔点有关

2、 问题:同一种材料的比定压热容数值大于比定容热容
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

3、 问题:材料平均热容的精确性随着温度区间的增大而降低
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

4、 问题:同一种材料的比热容在不同温度下都是相同的
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【错误

5、 问题:材料单位体积的热容随着气孔率的增加而降低
选项:
A:正确
B:错误
答案: 【正确

第四章 材料的介电性能 材料的介电性能:介质损耗测验题

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