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 得分 一 二 三 四 总分 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。
铁电体 热 电 体 压 电 体 介 电 体 介电体包括压电体 压电体包括热电体 热电体包括铁电体
2．简述半导体的分类。
（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．简述热应力产生的原因（举例说明）。
（1）多相复合材料中各相热膨胀系数不同 （2）内部存在温度梯度
（3）机械约束
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 ??T?100? 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．简述提高无机材料透光性的措施有哪些？
（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。
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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？
1.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。
2.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。
??0?2q?U?6．离子迁移率 试分析影响离子迁移率的主要因素是什么? ????exp??0?，
E6kT?kT? 影响离子迁移率的主要因素是与晶体结构有关(δ、U0、ν0 ) ， T
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。
软磁性材料可用于制作线圈 继电器等，硬磁性材料可用于制作助听器，矩磁性材料可用于制作“记忆”元件
8．说出四种无机材料的韧化机制。
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） 相变增韧 微裂纹增韧 裂纹弯折和弯曲增韧 裂纹分支增韧 韧性颗粒增韧 复合增韧机制
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。
f根据 =1082oC ………… 3分 ?Tmax?S?SR?
???1???1E?0.31rmh10.31rmh??f?1???R????R?100.6(cm.s)E?第 2 页（共5页） 2008年12月
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。
n?1? m?????0.076 …………2分 ?n?1?2 I?I0(1?m)2e?(??s)d ………………………….2分 0.85I0?(1?0.076)2I0e?(??s).10 ……………
?1??s?0.04cm7?1 ………………………..1分
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。
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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。
典型铁电体的极化曲线和电滞回线： Ps－饱和极化强度 （1分） Pr－剩余极化强度 （1分） Ec－矫顽场强 （1分） 绘图（2分）
用有关机制进行解释造成P—E非线性关系的原因：（5分）
极化曲线和电滞回线是材料内部电畴运动的宏观表现。P—E非线性关系的原因主要其内部存在着大量的局部电畴。
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