中国地质大学（北京） 2008年秋季学期 第 页（共5页） 2008年12月 1 课程号： 0302053 《材料物理A》期末考试试卷（A）

考试形式：闭卷考试 考试时间：120分钟 班号 学号 姓名 得分 题号 一 二 三 四 总分 得分

一、填空题（每小题3分，共30分） 1．根据断裂前发生塑性形变的情况，大体上可把材料的断裂方式分为 断裂和 断裂，其中 断裂具有很大的危险性!

2．影响无机热导率的因素有温度， 、 、 等。 3．光的 使物体呈现出不同的颜色，光的 使人们能看到自身不发光物体的存在。 4．采用 实验可以确定材料是电子导电，采用 实验可以确定材料是离子导电。 5．离子晶体中的电导主要是离子电导，离子电导分为： 和 两大类，其中 高温时显著。 6．铁电陶瓷只有经过极化处理才能显示压电效应，影响极化的三个因素包括 ， ， 。

7．物质的磁性主要由 引起。铁磁性来源于原子未被抵消 的 和 。 8．不受外力的情况下，如（图1）所示给出了两种材料内部原子间的结合力与其距离之间的关系，其中

21，根据图中所给条件，试判别这两种材料的杨

氏模量1E 2E的关系（填大于、小于或等于）。 图1 中国地质大学（北京） 2008年秋季学期 第 页（共5页） 2008年12月 2 9．离子晶体在弱电场的作用下，离子的迁移率与 无关，与 和 有关。

10．掺杂半导体中影响电子电导率的主要因素是 、 和 。 二、简答题（每小题5分，共40分） 1．简述铁电体、压电体、热电体、介电体的关系。

2．简述半导体的分类。 本征半导体,其载流子

3．简述热应力产生的原因（举例说明）。

4．简述提高无机材料透光性的措施有哪些？ 5．本征离子电导的导电离子（载流子）主要由什么缺陷提供？其载流子浓度： n＝Nexp(E/2kT)中E 的物理意义是什么？ 中国地质大学（北京） 2008年秋季学期

第 页（共5页） 2008年12月 3 6．离子迁移率 ，试分析影响离子迁移率的主要因素是什么?

7．画出软磁、硬磁及矩磁材料的磁滞回线。并简单说明硬磁材料的应用。

8．说出四种无机材料的韧化机制。 三、计算题（共20分） 1．（5分）一部热机部件由反应烧结氮化硅制成，其热导率λ=0.184J/(cm.s.℃)，其厚度=120mm。如果表面热传递系数h=0.05 J/(cm2.s.℃),假设形状因子S=1，R=547℃,估算可兹应用的热冲击最大允许温差。

2．（5分）一透明Al2O3板厚度为1mm，折射率n=1.76，用以测定光的吸收系数。如果光通过板厚之后，其强度降低了15%，计算吸收及散射系数的总和。

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kTUkTqE020exp

6



中国地质大学（北京） 2008年秋季学期

第 页（共5页） 2008年12月 4 3．（10分）有一无机绝缘长方形薄片材料，长为a，宽为b，若采用直流四探针法测其绝缘电阻，相邻电极间的距离均为L。 （1）请画出测量试件体电阻和表面电阻的接线电路图。 （2）若采用200V直流电源测出试件的表面电阻为100MΩ，试计算该材料的表面电阻率。

四、综述题（共10分） 绘出典型铁电体的极化曲线和电滞回线，说明其主要参数的物理意义和造成P—E非线性关系的原因。 中国地质大学（北京） 2008年秋季学期

第 页（共5页） 2008年12月 5 附：基本公式 1． 第一、第二和第三热断裂抵抗因子分别为

2． 介质对光吸收的一般规律： 3．光散射方程：

4．反射系数(m) ：

5．费米分布函数： 1]/)exp(1[)(kTEEEff 6．体电阻率的理论表达式： 体电阻率的实验表达式： 7．薄圆片式样表面电阻率表达式：

8．导带中导电电子的浓度： 价带中空穴的浓度： 9．滑移面上F方向的应力为 ： 10．理论断裂强度：aEm 11．格利菲斯裂纹断裂强度：cEc 12．胡克定律：E



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AFAFcoscos/中国地质大学（北京） 2008年秋季学期

第 页（共5页） 2008年12月 6 课程号： 0302053 《材料物理A》期末考试试卷（A）标准答案

考试形式：闭卷考试 考试时间：120分钟 一、填空题（每小题3分，共30分） 1. 延性 (韧性)、脆性，脆性 2. 温度、显微结构、化学组成、气孔 3. 选择性吸收，反射 4. 霍尔效应，电解效应 5. 固有离子电导（本征电导），杂质离子电导，本征离子电导 6. 极化电场、极化温度、极化时间 7. 电子的自旋磁矩，自旋磁矩，自发磁化

8. 21EE

9. 外加电场，温度和晶体结构（00、、U） 10. 温度，杂质，缺陷 二、简答题（每小题5分，共40分） 1．铁电体、压电体、热电体、介电体之间的关系如右图所示。 2．简述半导体的分类。（4分） （1） 本征半导体：载流子：电子和空穴 （2） 杂质半导体 i. n 型半导体：掺入施主杂质的半导体。载流子：多余的电子 ii. p 型半导体：掺入受主杂质的半导体（空穴半导体）。载流子：空穴 3．热应力产生的原因 （1）由于各相热膨胀系数不同 （2）内部存在温度梯度 例如一块平板玻璃： 将其从373K的沸水中掉入273K冰水浴中，则表面层趋于 100T 的收缩，而内层并无收缩。在这种情况下，材料内部由于收缩不一样，存

在温度梯度，从而产生了内应力。 4．提高无机材料透光性的措施有 （1）提高原材料纯度 （2）掺加外加剂 （3）提高工艺措施。采取比普通烧结法更好的热压法和热等静压法，效果更好。 5．本征离子电导的导电离子（载流子）主要由晶体的热缺陷所提供。 其载流子浓度：n＝Nexp(E/2kT)中E 的物理意义是缺陷形成能，离解一阳离子和一阴离子达到表面所需要的能量。

6．影响离子迁移率的主要因素是与晶体结构有关(δ、U0、ν0 ) ， T

铁电体 热 电 体

压 电 体

介 电 体 中国地质大学（北京） 2008年秋季学期

第 页（共5页） 2008年12月 7 7．软磁、硬磁及矩磁材料的磁滞回线分别是

8．相变增韧、微裂纹增韧、裂纹偏折和弯曲增韧、裂纹分支增韧、桥联与拔出增韧、延性颗粒增韧、残余热应力增韧、电畴翻转增韧、复合韧化机制。（以上任意4种） 三、计算题（共20分，其中1、2题各5分，3题10分）

1．解：根据 =1082ºC ………… 3分 …………… 2分 2． 076.0112nnm …………2分

dsemII)(20)1(



………………………….2分

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

……………

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………………………..1分

3． (1)

………………………..

2分 2分 (2)LLLLVI2121112 ……. 3分 LRLVI2112 …………. 3分

).(6.1001scmRERf





hrRShrESTmmf31.0131.011max

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

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