1、一、填空題每空1分,共12分二、名詞解釋題每題5分,共20分三、問答題(每題8分,共48分四、計算題(共20分,每題10分彈性模量E的本質上限和下限彈性模量及有氣孔陶瓷的E金屬、非金屬晶體塑性變形難易程度不同的機理材料的理論強度微裂紋強度關于微裂紋強度公式的4個討論Griffith關于裂紋擴展的能量判據線性斷裂力學判據KI=KIC應力強度因子、斷裂韌性(物理意義、區別、聯系應力、應力強度因子克服材料脆性和改善其強度的措施及機理格波的分類熱容理論的發展(經典、愛因斯坦、德拜晶態固體熱容規律熱膨脹的本質熱膨脹機理熱膨脹系數滯后現象、原因比較同一組成的單晶、多晶、非晶態物質的熱導率抗熱震性概念、陶瓷

2、材料在熱沖擊下的損壞類型抗熱沖擊斷裂和抗熱沖擊損傷因子與、E關系為何相反?熱穩定性評價因子及其適用條件.載流子、離子電導、電子電導及物理效應離子晶體中有什么電導機制?離子晶體里的離子都是載流子?載流子的遷移率的物理意義電導率的微觀本質離子電導率與溫度關系關于離子載流子電導活化能的計算絕緣體、半導體、導體的能帶結構電介質半導化:雜質缺陷、本征缺陷;價控半導體(結合例題玻璃電導特點降低玻璃電導的措施電極化、偶極子、電偶極矩、質點的極化率、局部電場、極化強度等的概念克勞修斯-莫索蒂方程的使用范圍、意義、討論電介質的基本極化機制及區別介電損耗的形式降低陶瓷介質的tg 方法本征擊穿與熱擊穿影響電介質擊穿

3、強度下降的因素(結合例子畫出鐵電體的電滯回線,各物理量的物理意義 不同類型磁性的磁化率大小作業1:無機非金屬材料為什么常溫下不容易產生塑性變形? 位錯運動是在滑移面上進行的,而無機材料的滑移系統較少。 無機材料的h較高,v 較小。 大多數無機材料是多晶材料,一個晶粒里有可能發生滑移,周圍晶粒對這種滑移有約束作用,滑移到晶界時就會停止。 無機材料所需分剪應力特別大,當分剪應力還未達到所需分剪應力時,無機材料就可能發生斷裂。作業2:比較同一組成的單晶、多晶、非晶態無機材料的熱導率隨溫度的變化。(1對于晶體,在低溫下,僅考慮聲子間的碰撞,因此晶體的熱導率于溫度在低溫時有一峰值,在高溫晶體的熱導率不隨

4、溫度發生變化。但隨著溫度繼續升高,光子傳熱不可忽略,而光子的熱導率與溫度的三次方呈正比,因此熱導率隨溫度提高而增大。(2對于同組成的多晶體由于晶粒尺寸小、晶界多、缺陷多、晶界處雜質多,對聲子散射大,因此同一種物質多晶體的熱導率總比單晶小。(3對于非晶態相,可以把其看作直徑為幾個晶格間距的極細晶粒組成的多晶體。因此其平均自由程很小,而且幾乎不隨溫度發生變化,因此熱導率僅隨熱容發生變化。(4單晶和非晶態的熱導率隨溫度變化的關系如圖所示.非晶體的聲子導熱系數在所有溫度下都比晶體小;兩者在高溫下比較接近;兩者曲線的重大區別在于晶體有一峰值。 作業3:抗熱沖擊斷裂和抗熱沖擊損傷因子與、E 關系為何相反?

5、 原因在于二者判據不同。 前者以強度-應力為判據,認為材料中熱應力達到抗張強度極限后,材料就產生開裂,一旦有裂紋成核,就導致材料的完全破壞. 后者從斷裂力學的觀點出發以應變能-斷裂能為判據。認為在實際材料中都存在一定的大小、數量的微裂紋,在熱沖擊作用下,這些裂紋產生、擴展以及蔓延的程度與材料存在彈性應變能和裂紋擴展的斷裂表面能有關.作業4:共引入了哪幾個熱穩定性評價因子,簡要說明它們的適用條件.熱應力斷裂抵抗因子對一般的玻璃第一熱應力斷裂抵抗因子 ,若恰好達到材料強度,則出現開裂破壞. 第二熱應力斷裂抵抗因子把熱應力因子認為只與Tmax 有關有些過于簡單,考慮了表面熱傳遞系數 h 和熱導率等散熱因素,使表征材料熱穩定性的理論更接近實際情況.第三熱應力斷裂抵抗因子 主要用于確定材料所能允許的降溫時的最大冷卻速率兩個抗熱應力損傷因子R ''' 、 R ''''用于比較具有相同斷裂表面能的材料。 用于比較具有不同斷裂表面能的材料。 (1f a p p