材料物理性能试题
1从物理本质上叙述晶体中电子能量结构的导带、价带和禁带产生的原因，并利用能带理论的初步知识说明材料的一些物理性质(举一例即可) 答：晶体的能带结构与该晶体结构和势能函数决定
具有空能级允带的电子是自由的，称为导带，可以在外电场作用下导电 导体（金属）能带中一定有未满带，称为价带、导带
半导体，绝缘体中能量最高的满带叫价带能量最低的空带叫导带
禁带：离子所造成的势场是不均匀的，能量存在周期性变化，有能隙。称作禁带。k=n?/a和k=2?/?（?为电子波长），可以得到2a=n?，即。响铃原子的背向散射波干涉相长，使入射波遭到全反射而不能进入晶体内部，应此在自由电子准连续能谱中形成禁带。 导电行，半导体、太阳能电视电池
2 表征超导体性能的三个主要指标是什么?目前氧化物超导体应用的主要弱点是什么? 答：临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度。 主要弱点是临界电流密度低。
3 铂线300 K时电阻率为1×10-7Ω·m，假设铂线成分为理想纯。试求1000 K时的电阻率。
解：?T??0(1??T)
?21+?T21+?T25???2??1??1?10?7??2.27?10?7??m?11+?T11+?T12.24 试说明压电体、热释电体、铁电体各自在晶体结构上的特点。
答：压电晶体的结构是不具有对称中心。铁电晶体也具有压电性，它的晶体结构也不具有对称中心；铁电体一定是离子性晶体，是具有自发极化的一种压电体，但并不是所有的压电体都是铁电体。热释电体也是一种压电体，晶体结构同样不具有对称中心；温度变化可以引起极化强度改变，但不一定所有的压电体都是热释电体，有的铁电体也是热释电体。总之，压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。
5 工厂中发生“混料”现象。假如某钢的淬火试样，又经不同回火后混在一起了。可用何法将每个不同温度回火、淬火试样区分开来（不能损伤试样）。
答：磁性能分析：淬火钢在回火过程中，马氏体和残余奥氏体都要发生分解而引起饱和磁化强度的变化。在回火过程中残余奥氏体分解的产物都是铁磁相，会引起饱和磁化强度的升高，而马氏体分解析出的碳化物是弱铁磁相，会引起饱和磁化强度的降低。回火第一阶段（20～
200℃），从马氏体中析出了碳化物，饱和磁化强度较淬火态低；回火第二阶段（200～300℃），残余奥氏体分解的回火贝氏体是强铁磁相，引起饱和磁化强度的剧烈升高，超出了θ相和γ相由于临近居里点造成的饱和磁化强度下降；回火第三阶段（300～350℃），θ相和γ相转变为顺磁相，饱和磁化强度降低；回火第四阶段（350～500℃），由于γ相与铁作用生成Fe3C，饱和磁化强度较淬火态低。
电阻法：马氏体和奥氏体分解过程中会引起电阻的变化，在不同的回火阶段，其电阻，随着温度的逐渐升高电阻逐渐减小。
热膨胀法：80～160℃发生体积收缩，主要是由于碳化物的析出，导致马氏体的正方度下降；230～280℃体积膨胀，残余奥氏体分解造成；260～360℃体积收缩，说明马氏体继续分解为铁素体和碳化物的混合物。
6 试分析材料导热机理。金属、陶瓷和透明材料导热机制有什么区别?
答：热传导过程就是材料内部的能量传输过程。固体中的导热包括电子导热、声子导热和光子导热。
7表征金属原子间结合力强弱的常用物理参数由哪些？并说明这些参数间的关系。 答：熔点、抗拉强度、弹性模量、线膨胀系数、硬度等
8 已知某三元状态图的一角(如下图)，需要测定固解体的溶解度曲线。 (1)可用哪几种物性测试方法测量? (2)它们共同的原理是什么？
(3)以一个具体性能指标为例说明其测量方法(简要说明并绘图)。
答：(1) (2) (3)
9 使用双原子模型说明材料热膨胀的物理本质。
答：根据波恩的双原子模型得到原子位能与间距的关系曲线，如图所示。随着温度升高，原子能量增大，原子将偏离r0的位置而发生振动。当温度为T1时，振动原子总能量为E1，振动位置从a到b，位能沿ab变化。当r=r0时，位能最小，动能最大；当r=a或r=b时，位能最大，动能为零。a、b是振动的极限位置。a，b不对称于r0，a，b的几何中心r1在r0右侧位置，即原子间距增大了。同理，在T2时，平均原子间距为r2。温度越高，原子间距位移越大。在宏观上体现出体积或者长度的变化。