即消失，而是先消
失一部分，另一部
分逐渐消失，这
材
考料 试物
科理 目性
能
材
试 学料
卷 类
A
生 班
09
型 级级
1-4
注意：1、答案 一律写在答题 纸；
2、不抄 题，写清题号；
3、考试 结束后交回试 题！
三、名词解释
西安 科技 大学 2011— 2012 学年 第2 学期 考试 试题 （卷）
学院： 材料科 学与工 程学院 班级： 姓名： 学号：
———装 订 线 ———————— 装订线以内不 准作任何标记 ———————— 装 订 线———
（每题3分，共15 分）： 1、费米能： 2、顺磁体： 3、魏得曼-弗兰 兹定律： 4、因瓦效应： 5、弛豫模量： 四、简答题（每 题6分，共30 分）： 1、阐述导体、半 导体和绝缘体的 能带结构特点。 2、简述温度对金 属电阻影响的一 般规律及原因。 3、何谓材料的热 膨胀？其物理本 质是什么？ 4、物质的铁磁性 产生的充要条件 是什么？ 5、内耗法测定 α-Fe中碳的扩散 （迁移）激活能H 的方法和原理。 五、论述题（每 题10分，共10 分）： 1、铁磁性材料的 技术磁化过程分 为哪几个阶段， 请用简图表示， 在图中标出自发
的。 （ ） 10、宏观
上，弹性 模量E代表 材料对弹 性正应变 的抗力； 微观上E表 征原子间 的结合 力。（ ）
1.命题时请尽量采 用计算机录入，手 写稿必须字迹工 整、清晰可辩。审 批由系主任负责； 2.考试科目应与教 学计划保持一致， 不能用简写或别 称。考试性质为“考 试”或“考查”； 3.试卷类型注明 A\B\C\D等字样，考 试地点注明“雁 塔”或“临潼”； 4.试题（卷）内容 不要超出线格范 围，以免影响试题 印制和教师评分。
、 和。
6、原子间结合
力越大，金属熔点
越高，切变模量G
，位错运动阻力越
大，塑性抗力越
大，硬度越高，因
而热膨胀系数
。
7、固体的导热
包括电子、声子和
光子导热，对纯金
属而言，
是主要机制；在合
金中
的作
用要加强，而在绝
缘体内几乎只存在
一种形式。
8、列举三种你
所知道的热分析方
法： 、
、
。
9、材料去除应
力后，应变并不立
（每题2
分，共20
分）：
1、点缺陷
试 考 学 材料
卷 类 型
A
试 地 点
临 潼
生 班 级
09级 1-4
成 绩
引起的剩余 电阻率变化 远比线缺陷 的影响 大。( ) 2、由于晶格 热振动的 加剧，金 属和半导 体的电阻 率均随温 度的升高 而增大。 （） 3、P型半导 体以电子导 电为主，而 N型半导体 以空穴导电 为主。（ ） 4、温度升 高，铁磁性 材料的饱和 磁化强度 MS、剩磁 Br、矫顽力 HC均降 低。 （ ） 5、抗磁体 的磁化率或
一、 填空题（每空 1分，共25分）：
1、量子自由电 子理论与经典自由
电子理论的主要区
别在于
，而能带理论是在
量子自由电子学说
的基础上充分考虑
了
的结
果。
2、按对外电场
的响应方式，材料
的电学性能可分为
和
。
3、电介质的极
化包括
、
和
。
4、超导体的两
个基本特性是
和
。
5、材料的磁性
来源于原子磁矩。
原子磁矩包括
五、论述题（每题10分，共10分）： 答：第一部分（OA）是可逆磁化过程：可逆是指磁场减少到零时，M 沿原曲线减少到零，在可逆磁化阶段，磁化曲线是线性的，没有剩磁和 磁滞。在金属软磁材料中，此阶段以可逆壁移为主。 第二部分（AB）是不可逆磁化阶段：此阶段内，M随磁化场急剧地增 加，M与H曲线不再是线性。此阶段中，若把磁场减少到零，M不再沿 原曲线减少到零，而出现剩磁，这种现象成为磁滞，巴克豪森指出，这 一阶段由许多M的跳跃性变化组成，是畴壁的不可逆跳跃引起的。 第三部分（BC）是磁化矢量的转动过程：第二阶段结束后，畴壁消 失，整个铁磁体成为一个单畴体，但其内部磁化强度方向还与外磁场方 向不一致。在这一阶段内随磁化场进一步增大，磁矩逐渐转动到与外磁 场一致的方向，当磁化到S点时，磁体已磁化到技术饱和，这时的磁化 强度称饱和磁化强度Ms。 第四部分自C点以后，M-H曲线已近似于水平线，而M-H曲线大体上成 为直线，自C点继续增大外磁，Ms还稍有增加，这一过程称为顺磁磁化 过程。
材
考料 试物
科理 目性
能
考吕
试 性 质
考 查
命 题
海 燕
审 批
种现象叫
。材料在恒
变形的条件
下，随着时
间的延长，
弹性应力逐
渐
的现象称
为应力松
弛。
10、由
于固体内部
的原因使
消耗的现象

称为“内
耗”。内耗
的表现形式
有很大差
异，其中线
性滞弹性内
耗表现为只
与
有
关，而完全
与频率无关
只与振幅有
关的内耗称
为
。
二、是非题
相同，而不随金属的不同而改变。 4、因瓦效应：材料在一定温度范围内所产生的膨胀系数值低于正常规 律的膨胀系数值的现象。 5、弛豫模量：教材P200 四、简答题（每题6分，共30分）： 1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。 答：①导体中含有未满带，在外场的作用下，未满带上的电子分布发生 偏移，从而改变了原来的中心堆成状态，占据不同状态的电子所形成的 运动电流不能完全抵消，未抵消的部分就形成了宏观电流；②绝缘体不 含未满带，满带中的电子不会受外场的作用而产生偏离平衡态的分布， 而一些含有空带的绝缘体，也因为禁带间隙过大，下层满带的电子无法 跃迁到空带上来形成可以导电的未满带，所以绝缘体不能导电；③ 本 征半导体的情况和绝缘体类似，区别是其禁带能隙比较小，当受到热激 发或外场作用时，满带中的电子比较容易越过能隙，进入上方空的允 带，从而使材料具有一定的导电能力；④掺杂半导体则是通过掺入异质 元素，从而提供额外的自由电子或者额外的空穴以供下层电子向上跨 越，使得跨越禁带的能量变低，电子更加容易进入上层的空带中，从而 具有导电能力。
磁化强度MS，并 用文字简单说明 各阶段的含义。
材料物理性能 A卷答案
一、 填空题（每空1分，共25分）： 1、电子运动服从量子力学原理 周期性势场 2、导电性能 介电性能 3、电子极化 原子（离子）极化 取向极化 4、完全导电性（零电阻） 完全抗磁性 5、电子轨道磁矩 电子自旋磁矩 原子核自旋磁矩 6、越大 越小 7、电子导热 声子导热 声子导热 8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析 （TG） 9、弹性后效 降低（减小） 10、机械能 频率 静滞后型内耗 二、是非题（每题2分，共20分）： 1、√ 2、 × 3、× 4、√ 5、× 6、√ 7、× 8、× 9、× 10、√ 三、名词解释（每题3分，共15分）： 1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的 球面。特别有意义的是E=EF的等能面，它被称为费米面，相应的能量成 为费米能。 2、顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动 使得材料没有磁性，当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物 质显示弱磁场，这样的磁体称顺磁体。 3、魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎
2、简述温度对金属电阻影响的一般规律及原因。 答：无缺陷理想晶体的电阻是温度的单值函数，如果在晶体中存在少量 杂质和结构缺陷，那么电阻与温度的关系曲线将要变化。 在低温下，电子-电子散射对电阻的贡献显著，其他温度电阻取决于电 子-声子散射。 3、何谓材料的热膨胀？其物理本质是什么？ 答：①热膨胀：材料在加热和冷却过程中，其宏观尺寸随温度发生变化 的现象。 ②物理本质：在非简谐近似下，随温度增加，原子热振动不仅振幅和频 率增加，其平衡位置距平均尺寸也增加，即导致振动中心右移，原子间 距增大，宏观上变现为热膨胀。 4、物质的铁磁性产生的充要条件是什么？ 答：(1) 原子中必须有未填满电子的内层，因而存在未被抵消的自旋磁 矩。 (2) 相邻原子间距a与未填满的内电子层半径r之比大于3，即a/r＞3。 5、内耗法测定α-Fe中碳的扩散（迁移）激活能H的方法和原理。 答：参考教材P-211
西安 科技 大学 2011— 2012学 年第 2学 期考 试试
题 （卷）
学院： 材料科 学与工 程学院 班级： 姓名： 学号：
———装 订 线 ———————— 装订线以内不 准作任何标记 ———————— 装 订 线———
者与温度无 关，或者随 温度变化产 生很大变 化。 （ ） 6、导温系数 反映的是 温度变化 过程中材 料各部分 温度趋于 一致的能 力。 （） 7、一级相 变时，体积 和热焓无明 显变化，而 摩尔定压热 容为无限 大。 （ ） 8、自由电 子对摩尔定 容热容的贡 献与点阵振 动相比微不 足道。（ ） 9、磁畴壁 的迁移过程 是通过原子 扩散完成