《材料物理性能》思考题
第一章热学性能
1.1 概述
1、材料的热学性能包括、、和等。

2、什么是格波？
3、若三维晶体由N个晶胞组成，每个晶胞中含有S个原子，则晶体中格波数为个，格波支数为个。

4、受热晶体的温度升高，实质是晶体中热激发出的声子的增加。

5、举例说明某一材料热学性能的具体应用。

1.2 热容
1、什么是比热容和摩尔热容（区分：定压摩尔热容和定容摩尔热容）？
3、固体热容的经验定律和经典理论只适用于高温，对低温不适用！
4、由德拜模型可知，温度很低时，固体的定容摩尔热容与温度的三次方成正比（德拜T3定律）。

5、金属热容由热容和热容两部分组成。

6、自由电子对热容的贡献在极高温和极低温度下不可忽视，在常温时与晶格振动热容相比微不足道！
7、一级相变对热容的影响特征是什么？
8、影响无机材料热容的因素有哪些？
9、对于隔热材料，需使用低热容（如轻质多孔）隔热砖，便于炉体迅速升温，同时降低热量损耗。

10、什么是热分析法？DTA、DSA和TG分别是哪三种热分析方法的简称？举例说明热分析方法的应用。

1.3 热膨胀
1、什么是线或体膨胀系数？
2、固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中随温度升高而增大。

3、材料的热膨胀来自原子的非简谐振动。

4、材料热膨胀的物理本质可用曲线或曲线来解释。

5、熔点较高的金属具有较低的膨胀系数。

6、结构对称性较低的单晶体，其膨胀系数具有各向异性，不同的晶向有不同的线膨胀系数。

一般来说，弹性模量高的方向将有较小的膨胀系数，反之亦然。

（如石墨：平行于C轴方向的热膨胀系数大于垂直于C轴方向的热膨胀系数。

）
7、举例说明一级相变对材料膨胀性能的影响。

8、钢的不同组织比容从大到小的顺序为：马氏体、渗碳体、铁素体、珠光体、奥氏体。

9、通常陶瓷制品表面釉层与坯体热膨胀系数的大小关系如何？为什么？
1.4 热传导
1、什么是热导率？
2、固体材料热传导主要有、和三种微观机制。

3、对于声子热导而言，热阻来源于声子扩散过程中的各种（如声子的碰撞、点缺陷的散射、晶界的散射和位错的散射等）。

4、对于同一种物质，多晶体、单晶体和非晶体的热导率的大小关系如何？
5、请综合分析Al2O3单晶体的热导率与温度的关系。

6、请综合分析非晶体的热导率与温度的关系。

7、综合分析影响无机材料热导率的因素。

1.5 热稳定性
1、什么是材料的热稳定性？
2、材料抗热冲击损坏的两大类型为和。

3、什么是热应力？材料的热应力主要来源于哪三个方面？
4、抗热应力损伤性正比于断裂表面能，反比于应变能的释放率。

5、写出第一、第二和第三热应力断裂抵抗因子的表达式，并指出其中各参数的物理意义。

6、对于密实性陶瓷、玻璃等脆性材料，提高其抗热冲击断裂性能的措施有哪些？
《材料物理性能》思考题
第二章电学性能
2.1 电导的物理现象
1、材料的导电现象，其微观本质是。

2、无机材料与金属导体中的载流子种类有什么区别?
3、什么是电子电导和离子电导?
4、电子电导的特征是具有效应，离子电导的特征是存在效应。

5、什么是载流子的迁移率？
6、写出电导率的基本表达式，并指出其中各参数分别代表什么意义。

2.2 离子电导
1、离子电导有和两种类型。

2、什么是本征离子电导和杂质离子电导?
3、杂质离子电导载流子的浓度决定于杂质的种类和数量。

4、对于本征离子电导而言，电导活化能包括缺陷形成能和迁移能两部分。

5、通常熔点高的晶体，结合力大，相应活化能高，电导率低。

6、离子晶体要具有离子电导的特性，必须具备以下两个条件：（1）电子载流子的浓度小；（2）离子晶格缺陷浓度大并参与电导。

7、区别迁移数与迁移率。

8、固体电解质：具有离子电导的固体物质称为固体电解质。

9、试举例说明固体电解质在储能和传感器方面的应用。

2.3 电子电导
1、电子电导的载流子是或。

2、在电子电导的材料中，电子的非弹性碰撞引起是电子运动受阻的原因。

3、电子载流子两大主要的散射机制是和。

4、在孤立的原子中，电子占据一定的能级，这些能级由主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数等四个量子数确定。

5、电子的共有化，使得单个原子的电子能级分裂成一系列相互之间能量差极微的能级，即形成了。

6、结合晶体的能带理论区别导体、半导体和绝缘体。

7、根据能带理论，晶体中并非所有电子或价电子都参与导电，只有中的电子或顶部的空穴才能参与导电。

8、区别本征电子电导和杂质电子电导。

9、区别n型半导体和p型半导体。

10、分别画出n型和p型半导体的能带结构图，并说明n型和p型半导体的形成过程。

11、价控半导体陶瓷：用不同于晶格离子价态的杂质取代晶格离子，形成局部能级，使绝缘体实现半导化而成为导电陶瓷。

2.4 半导体陶瓷的物理效应
1、哪些效应属于半导体陶瓷的物理效应?
2、什么是压敏电阻效应?（ZnO压敏电阻）
3、区别PTC热敏电阻效应和NTC热敏电阻效应。

4、什么是光生伏特效应？。