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历年《功能材料》期末考试题总结及答案

历年《功能材料》期末考试题总结
1.简述贮氢合金(储氢材料)的贮氢原理及其潜在应用。

答:贮氢材料在室温和常压条件下能迅速吸氢(H2)并反应生成氢化物,使氢以金属氢化物的形式贮存起来,在需要的时候,适当加温或减小压力使这些贮存着的氢释放出来以供使用。

可用于氢的贮存或运输、催化剂、发展镍氢电池、静态压缩机、热泵、温度传感器控制器等。

2.简述形状记忆合金的形状记忆原理和条件。

答:每片马氏体形成时都伴有形状的变化。

这种合金在单向外力作用下,其中马氏体顺应力方向发生再取向,即造成马氏体的择优取向。

当大部分或全部的马氏体都采取一个取向时,整个材料在宏观上表现为形变。

将变形马氏体加热到As 点以上,马氏体发生逆转变,因为马氏体晶体的对称性低,转变为母相时只形成几个位向,甚至只有一个位向——母相原来的位向。

尤其当母相为长程有序时,更是如此。

当自适应马氏体片群中不同变体存在强的力学偶时,形成单一位向的母相倾向更大。

逆转变完成后,便完全回复了原来母相的晶体,宏观变形也完全恢复。

一般地说,形成有序晶格和热弹性马氏体相变是形状记忆合金的基本条件。

5.简述非晶合金的性能优势和缺点。

答:高强度,良好的软磁性及耐腐蚀性能。

其缺点主要表现在两方面,一是由于采用急冷法制备材料,使其厚度受到限制;二是热力学上不稳定,受热有晶化倾向。

解决的办法主要是采取表面非晶化及微晶化。

8.从热力学和结晶学角度,如何提高合金的非晶形成能力。

答:(l)组元原子半径差超过10%(尺寸效应),可以构成更紧密的无序堆积,更小的流动性。

(2)组元元素的电负性有一定的差异(合金化效应),差异过大易形成稳定的化合物,过小不易形成非晶体。

(3)一般处于相图上的共晶或包晶点成分附近,因而熔点较低,结构复杂。

(4)提高非晶态的玻璃化温度Tg,使合金更容易直接过冷到玻璃化温度Tg以下而不结晶。

(5)增大熔体的粘度和结构的复杂性,提高原子迁移的激活能,使其难于结晶。

(6)降低非均匀形核率。

10.何谓塞贝克效应和帕尔帖效应?两者有什么关系?
答:塞贝克效应(Seebeck effect):由于两种不同半导体的温度差异而引起两种物质间的电压差的热电现象,又称作第一热电效应。

珀尔帖效应(Peltier effect):电流流过两种不同导体的界面时,将从外界吸收热量,或向外界放出热量的现象,又称作第二热电效应。

珀尔帖效应可以视为塞贝克效应的反效应
12.具有压电性的晶体为什么不一定具有热释电性?
答:热释电体必须有唯一极轴,而压电体则不要求;还有热释电体的热释电效应是因温度变化而引起的
15.简述软磁材料的特性。

答:高的磁导率和磁感应强度;矫顽力和磁滞损耗低;电阻率较高;反复磁化和退磁时产生的涡流损耗小
18.超导现象的三大临界条件
答:临界温度Tc、临界电流Ic、临界磁场Hc
19.永磁材料的结构特征
答:其矫顽磁力较大,磁滞回线较宽。

27.例举生活中的常见的功能材料(十种以上)
答:手术刀、声光控电灯、手机内置天线、变色眼镜、人造骨骼、特种钢、功能玻璃、打火机、太阳能电池板、热敏陶瓷。

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