1、題目分為三部分：1、填空題（20 個空，每空 0.5 分）主要都是基本概念等等；2、簡答題（4 題，共 30 分）主要是一些基本概念的應用；3、綜合題（1 題，共 10 分）包括實驗現象的解釋和簡單的公式推導。基本概念：一、電學性能1.金屬中電阻產生的根本原因當電子波通過一個理想晶體點陣時（0K），它將不受散射；只有在晶體點陣完整性遭到破壞的地方（包括靜畸變和動畸變），電子波才受到散射（不相干散射）。2.電阻率與溫度之間的關系總的來說，金屬的溫度越高，電阻也越大。在極低溫度（2K）時，電阻率與溫度成 2 次方關系T(2/3) D 時，電阻率正比于溫度Ppt 黏貼3.馬P=p+p(T)定律式中：

2、p(T)是與溫度有關的電阻率；p是與雜質、點缺陷、位錯有關的電阻率。根據馬定律，在高溫時金屬的電阻率基本取決于 p(T)，而在低溫時取決于 p；根據馬定律，低溫時用電阻法研究金屬冷加工更為合適；根據馬定律，在極低溫度下，純金屬電阻率主要由其缺陷（包括雜質原子）決定，即剩余電阻率 p決定；根據馬定律，低濃度固溶體的電阻率表達式可以寫成 P=p+p0，其中 p0 表示固溶體溶劑組元電阻率，p為剩余電阻率，p=Cp，此處 C 是雜質原子含量，p 表示雜質原子為 1%（原子百分數）時引起的附加電阻率。4.缺陷對電阻率的影響雖然晶界、位錯、空位和脫位原子等缺陷對電阻都有貢獻，其中以空位的貢獻為最大。淬火

3、也能使金屬產生缺陷，特別是當淬火溫度較高時，金屬的空位濃度相當高，淬火可以將這些空位凍結下來，使電阻有顯著的提高。5.形成固溶體時電阻率的變化形成固溶體合金時，一般的表現是電阻增高。即使是低電阻率的金屬溶于高電阻率的金屬中也有同樣的效果；原因：（1）溶劑的點陣受溶質原子的影響發生靜畸變，從而增大了電子波的散射。（2）另一方面，電阻的增高還與組元之間的化學作用有關；在二元合金所形成的連續固溶體中，電阻的增大和成分之間呈曲線關系，通常，在等于 50處出現極大值。6.有序合金的電阻率異類原子使點陣的周期場遭到破壞而使電阻增大，而固溶體的有序化則有利于改善離子電場的規整性，從而減少電子的散射。有序化使

4、組元之間化學作用加強，導致傳導電子數目減少。在上述兩種相反作用的影響下，電場對稱性增加使電阻下降起著主要作用，所以有序化表現是電阻降低。二、熱學性能7.相變對熱容的影響液態金屬的熱容比固態的大。一級相變加熱至臨界點時熱焓曲線出現躍變，熱容曲線發生不連續變化。二級相變（第二類轉變）是在一個溫度范圍內逐步完成的。8.鋼中各相的熱膨脹系數鋼的組織中各種相的平均線膨脹系數：奧氏體最大，其次是珠光體，鐵素體，滲碳體，而馬氏體最小。（密度、熱膨脹系數均與比容相反）所以當淬火獲得馬氏體時，鋼的體積將增大。通常鋼的平均線膨脹系數大約為（1025）10-6 K-1。9.合金成分和相變對熱膨脹系數的影響合金成分：

5、組成合金的溶質元素及含量對合金的熱膨脹的影響極為明顯。對于大多數合金來說，當合金形成均一的單相固溶體，則合金的膨脹系數一般是介于組元的膨脹系數之間，符合相加律 的規律。若金屬固溶體中加入過渡族元素，則固溶體的膨脹系數變化就沒有規律性。比如，對于純鐵來講，加入 Mn、Sn 使變大，加入 Cr、V 能使變小。而當合金形成多相合金時，主要取決于組成相的性質和數量。固溶于鐵素體中的合金元素和滲碳體將使下降；形成合金碳化物的合金元素將使上升。相變：金屬的多型性轉變屬于一級相變，它將伴隨比容的突變，相應的膨脹系數l 將有不連續變化，其轉變點將為無限大。屬于一級相變中的同素異構轉變，將變大。二級相變中是連續

6、轉變。屬于二級相變的有序無序轉變，在其相變點處膨脹系數曲線上有拐點，如Au-50%Cu 合有序結構加熱至 300 度，有序結構開始破壞，450 度完全變為無序結構。在這段溫度區間，膨脹系數增加很快。這是有序合金原子間結合力增強的結果。10.鐵磁性轉變對熱膨脹的影響一般情況，膨脹系數和熱容隨溫度變化的特征基本一致（低溫時隨 T3 變化），但對于鐵磁性金屬和合金如鐵、鈷、鎳及其某些合金，膨脹系數隨溫度的變化曲線上，將出現附加的膨脹峰，這些變化稱為反常熱膨脹。其中鎳和鈷的熱膨脹峰向上為正，稱為正反常；而鐵的熱膨脹峰向下為負，稱為負反常。鐵鎳合金也具有負反常的膨脹特性。三、彈性模量及內耗性能11.彈性

7、模量與德拜特征溫度、等的關系當DT1（低溫），則 ET4。不同材料的彈性模量溫度系數是不同的，低的輕金屬和合金的較大，即彈性模量隨溫度升高而下降的幅度大。（注意：升到高溫后，溫度對彈性模量的影響急劇增加，原因是金屬變形引起彈性模量大幅下降）12.相變對彈性模量的影響（見后）13.固溶體對合金彈性模量的影響溶質原子加入造成點陣畸變降低溶質原子阻礙位錯運動升高溶質原子與溶劑原子結合力大-升高14.內耗的測試方法（見后）四、磁學性能15.物質的磁性分類1.10-6 數量級。它們在磁場中受微弱斥力。金抗磁體。磁化率為甚小的負數，大屬中有一半簡單金屬是抗磁體。根據與溫度的關系，抗磁體可分為：1 經典抗磁

8、體，它的不隨溫度變化，如 Cu、Ag、Hg、Au、Zn 等。2 反常抗磁體，它的隨溫度變化，且其大小是前者的 10100 倍，如鎵、鉍、鎵、銻、錫、銦、銅一鋯合金中的等。順磁體。磁化率為正值，大10-310-6 數量級。根據與溫度的關系可分為： 1 正常順磁體，其隨溫度變化符合T 關系，如，金屬鉑、鈀、奧氏體不銹鋼、稀土金屬等。2與溫度無關的順磁體，例如鋰、鈉、鉀、銣等金屬。鐵磁體。在較弱的磁場作用下，就能產生很大的磁化強度。是很大的正數，且與外磁場呈非線性關系變化。具體金屬有鐵、鈷、鎳等。鐵磁體在溫度高于某臨界溫度后變成2.3.溫度或點，常用 Tc 表示。順磁體。此臨界溫度稱為4.亞鐵磁體。

9、這類磁體有些像鐵磁體礦，但值沒有鐵磁體那樣大。通常所說的磁鐵礦（Fe3O4）、鐵氧體等屬于亞鐵磁體反鐵磁體。這類磁體的是小的正數，在溫度低于某溫度時，它的磁化率同磁場取向有關；高于這個溫度，其行為像順磁體。具體材料有一 Mn、鉻，還有如氧化鎳、氧化錳等。5.16.何謂自發磁化自發磁化理論：鐵磁性的本質1.在鐵磁體存在很強的分子場，在其作用下，在一定尺寸范圍的區域（磁疇）內原子固有磁矩趨于同向平行排列，產生自發磁化。各自發磁化小區域（磁疇）的磁化方向各不相同，其磁性彼些相互抵消，所以對外并不顯示磁化。2.3.物質相鄰原子的電子之間存在一種來源于靜電的相互交換作用由于這種交換作用對系統能量的影響，

10、迫使各原子的磁矩平行或反平行。17.何謂技術磁化（見后）主要概念內容的應用，以及對實測結果來進行解釋和分析所對應的現象。1、馬這個定律定律的應用，合金電阻由兩部分組成：一是溶劑的電阻，它隨著溫度升高而增大；二是溶質引起的附加電阻，它與溫度無關，只與溶質原子的濃度有關。2、解釋和分析熱容溫度曲線或 DSC 曲線書 p216（圖 5.3 解釋）DSC 處：峰包含面積=轉變熱效應3、通過熱膨脹曲線來繪制 CCT 曲線書 p2492514、解釋鐵磁性材料的技術磁化過程。技術磁化過程：在外加磁場對磁疇的作用過程，也就是外加磁場把各個磁疇的磁矩方向轉到外磁場方向（或近似外磁場方向）的過程。技術磁化是通過兩

11、種方式進行：磁疇壁的遷移和磁疇的旋轉磁化曲線和磁滯回線是技術磁化的結果。區：可逆磁化過程（磁場減少到零時，M、B 沿原曲線減少到零），磁化曲線是線性的，沒有剩磁和磁滯。以可逆壁移為主區：不可逆，非線性，有剩磁、磁滯，由許多的 M、B 的跳躍性變化組成（III）區：磁化矢量的轉動過程，B 點時，壁移，為單疇體。但 M 與 H的方向不一致。再增加外場，磁矩逐漸轉動，趨于一致，至 S 點達到技術飽和5、何謂材料的內耗，弛豫型內耗的特征是什么？內耗（或阻尼）是指在必定的外部前提下（如溫度、頻率、振幅等），材料缺陷和原子運動所引起的機械振動能量的耗散，它對材料中缺陷的動力學行為相當感。弛豫型內耗是線性滯

12、彈性內耗中的一種典型，它表現為只與加載頻率有關，與振幅無關。6、相變對彈性模量的影響由于相變（包括有序轉變、磁性轉變和超導態轉變），金屬與合金的彈性模量將出現反常的變化，見上圖。圖中的鐵、鈷彈性磨練反常拐點與相變有關，而鎳的反常拐點同磁性轉變有關。鐵加熱到 910時發生轉變，彈性模量反常增高（出現拐點），冷卻時發生 轉變；E 反常降低。當鈷加熱到 480時，六方晶系鈷轉變為立方晶系的鈷，此時彈性模量也出現反常升高的拐點，冷卻時轉變是在 400進行的。超導體轉變：Nb-Ti 合超導態轉變為正常態時，彈性模量降低。7、表征材料內耗有哪些物理量，之間的關系如何？1.時常通過衰減振動時的振幅對數減縮量

13、 來確定內耗1/Q=/式中 An 為第 n 次振動的振幅；An+1 為第 n+1 次振動的振幅。2超聲波在固體中的衰減系數超聲波按下列公式衰減：A（x）=A0exp（-x）由此，超聲波衰減系數=ln（A1/A2）/(x2-x1)(m) (式中，A1 和 A2 分別表示在 x1 和 x2 處的振幅)3.計算阻尼系數或阻尼對于高阻尼合金常用阻尼系數 或阻尼比 S.D.C 表示內耗，即%=S.D.C%=W/W內耗量度之間的相互轉換=2=2Q-1=2tan=2/(式中，為超聲波波長)8、材料彈性的物理本質在物理學上，彈性是指物體在外力作用下發生形變，當外力撤消后能恢復原來大小和形狀的性質。彈性模量的物

14、理本質是標志原子間結合力的大小。9、體心立方結構金屬中的 Snoek 內耗峰產生的機制、特征，測試方法及應用。克峰定義體心立方晶體中間隙原子引起的內耗產生機制 p408以-Fe 為例-Fe 里的間隙原子指的是碳原子，處于鐵原子之間。碳原子通常在晶胞的棱邊上或面心處，即（1/2,0,0）,(0,1/2,0)或（0,0,1/2）和(1/2,1/2,0)。若沿 Z 方向施加拉力，則沿 Z 方向的間隙位置能量比其他方向都低，因此碳原子便從受壓的方向跳到 Z 方向的位置上，于是便產生了溶質原子應力感生有序化，此時對應于應力產生的應變就有弛豫現象。當晶體在這個方向上受交變應力作用時，間隙原子就在這些位置上來回跳動，且應變于應力，導致能量損耗。含有少量碳或氮的-Fe 固溶體，用 1Hz 的頻率測量其內耗，在室溫（2040 度）附近，得到的弛豫型內耗峰，就是克峰。特征 p409只有在適宜的頻率下能夠產生克峰。在交變應力頻率很高時，間隙原子來不及跳躍，即不能產生弛豫現象，故不能引起內耗；而當交變應力頻率很低時，這是一種接近靜態完全弛豫過程，應力和應變滯后線面積為零，也不產生內耗。測試方法低頻扭擺法法超聲衰減法應用 p420p4211.確定碳和氮在固溶體中的濃度。由于碳、氮原子在-Fe 固溶體中所引起的弛豫內耗峰高度同這些在-Fe 固溶體中的濃度有關。因為碳、