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1. 材料在使用的过程中,将对不同的温度做出反应,表现出不同的热物理性能,这些物理性能称为材料的热学性能。2. 声频支可以看成是相邻原子具有相同的振动方向,光频支可以看成相邻原子振动方向相反。3. 当固体材料一端的温度比另一端高时,热量会从热端自动地传向冷端,这个现象称为热传导。4. 各质点热运动时动能总和就是该物体的热量。5. 晶格振动的弹性波称为格波。6. 如果振动着的质点中包含频率甚低的格波,质点彼此之间的位相差不大,则格波类似于弹性体中的应变波,称为“声频支振动”;格波中频率甚高的振动波,质点彼此之间的位相差很大,邻近质点的运动几乎相反时,频率往往在红外光区,称为“光频支振动”。7. 固体中的导热主要是由晶格振动的格波和自由电子的运动来实现的。8. 与原子中价电子的能量相对应的能带,叫价带; 最靠近价带而能量较高的能带叫导带。9. 电子电导的特征是具有霍尔效应,离子电导的特征是存在电解效应。10. 掺入施主杂质的半导体称为 n 型半导体;掺入受主杂质的半导体称为 P 型半导体。11. 固有电导载流子由晶体本身热缺陷弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷提供。12. 全带中每一能级都被都被两个电子占据的能带,叫满带;所属各能级上没电子的能带,叫空带。13. 超导体,是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零,同时物质内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。14. 导带中的电子导电和价带中的空穴导电同时存在,称为本征电导;这类载流子只由半导体晶格本身提供,所以叫本征半导体;它的特点是:载流子电子和空穴的浓度是相等的。15. 正压电效应的本质是因为机械作用引起了晶体介质的极化,从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷。 16. 原子磁矩有 3 个来源:电子轨道磁矩;电子自旋磁矩;原子核磁矩。17. 所谓极化,就是在压电陶瓷上加一个强直流电场,使陶瓷中的电畴沿电场方向取向排列,只有经过极化工序处理的陶瓷才能显示压电效应。18. 质点间结合力愈强,热膨胀系数愈小。19. 在四价的半导体硅单晶中掺如三价的杂质硼后,形成的是 P 型半导体。20. 低温下,杂质电导起主要作用;高温下,本征电导起主要作用。21. 氧化性气体吸附于 n 型半导体,都会使载流子数目减少而表现出元件电导率降低的特性。22. 惰性气体的磁矩为零,只能产生抗磁矩。23. 具有小 Hc 值,高 值得瘦长磁滞回线的材料属于软磁材料。24. 铁磁性金属溶入抗磁性元素或弱磁性元素时,固溶体的饱和磁化强度 Ms 随溶质组元含量的增加而升高。25. 在 PZT 中添加软性添加物,它们可使陶瓷弹性柔顺常数增高,矫顽场降低,kp 增大。26. 两个相邻电畴的自发极化在垂直于畴壁的方向的分量相等。27. 自发极化主要是由晶体中某些离子偏离了平衡位置造成的。28. 化合物分子热容等于构成该化合物各元素原子热容之和。29. 传热过程中物体内各处的温度随时间而变化,叫不稳定传热。30. 在四价的半导体硅单晶中掺入五价的杂质砷后,形成的是 n 型半导体。31. 加工硬化使金属的原子间距增大而密度减小,从而使材料的抗磁性减弱。32. 铁磁性金属溶入强顺磁性元素时,如溶质组元含量较低时,使 Ms 增加,含量高时则使 Ms 降低。33. 极化电场越高,促使电畴取向排列的作用越大,极化就越充分。34. 还原性气体吸附于 p 型半导体气敏材料,都会使载流子数目减少而表现出元件电导率降低的特性。35. 人工老化的目的,是为了加速自然老化过程,以便在尽量短的时间内,达到足够的相对稳定阶段。36. 陶瓷制品表面的釉的热膨胀系数要小于陶瓷胚体的热膨胀系数。37. 利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导。38. 由杜隆一珀替定律可知,热容是与温度 T 无关的常数。39. 具有阴离子吸附性质的气体称为氧化性气体。40. 温度对顺磁性影响很大,对抗磁性一般没什么影响。41. 所谓磁化过程是本身具有自发磁化,并不是由外界向物质提供磁化的过程。42. 具有对称中心的晶体不具有压电效应。43. 铁电陶瓷中存在自发极化,但是宏观并不显示极性。44. BaTiO3120 ,晶体无铁电性;BaTiO 3120 ,晶体有铁电性。45. 反铁电体一般宏观无剩余极化强度,但在很强的外电场作用下,能诱导成铁电相46. 什么是交换能?交换能与铁磁性之间的关系是什么?产生铁磁性的必要条件是什么?(磁学性能)交换能:根据键合理论可知,原子相互接近形成分子时,电子云互相重叠,电子要相互交 换。对于过渡族金属原子的 3d 状态与 4s 态能量相差不大,因此它们的电子云也将重叠,引起了 3d 层与 4s 层的电子可以相互交换位置,这种交换产生一种交换能,此交换能有可能迫使相邻原子自旋磁矩产生有序排列(或同向排列起来) 。交换能与铁磁性的关系:由这种“交换”作用所产生的“交 换能”积分常数与晶格的原子间距有密切关系。当距离很大时,积分常数接近于零。随着距离的减小,相互作用有所增加,积分常数为正值,就呈现出铁磁性。当原子间距 a 与未被填满的电子壳层半径 r 之比大于 3 时,交换能为正值,交换能积分常数为负值,为反铁磁性。产生铁磁性的条件:(1)原子内部要有未填满的电子壳层(原子本征磁矩不为 0)(2)a/r 之比大于 3 使 A 为正,即指的是要有一定的晶体结构。47. 什么是超导体?超导体所必须具备的两个特征是什么?简述磁悬浮列车的结构和工作原理。 (电学性能)超导体(Superconductor),是指当某种物质冷却到低温时电阻突然变为零,同时物质 内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。两个基本的特征:超导电性:指材料在低温下失去电阻的性质完全抗磁性:指超导体处于外界磁场中,磁力线无法穿透,超导体内的磁通为零。磁悬浮列车的结构和工作原理:两个互相平行的线圈,当两者电流方向相同时就互相吸引,反之互相排斥,如果把许多电流方向相反的线圈分别安装在列车和轨道上,列车就会悬浮起来;同样在列车和轨道的适当位置分别安装许多电流方向相同的线圈,由于相互吸引,可使列车前进。磁悬浮列车就是根据这一简单原理设计制成的。将上述线圈改用超导线圈,就得到一种损耗小,功率大的超导磁悬浮列车了。1超导电磁体:它主要由超导电线圈和容纳它的超低温容器构成;2.悬浮装置 3. 推进装置 4导向装置48.利用能级生成理论理论对气敏原理进行解释。 (电学性能)SnO2 和 ZnO 等 n 型半导体表面,当吸附还原性气体时,此还原性气体就把其电子给予半导体,而以正电荷与半导体相吸着。进入到 n 型半导体内的电子,束缚少数 载流子空穴,使空穴与电子的复合率降低。这实际上是加强了自由电子形成电流的能力,因而元件的电阻值减小。与此相反,若 n 型半导体元件吸附氧化性气体,气体将以负离子形式吸着,而将其空穴给予半导体,结果是使导带电子数目减少,而使元件电阻值增加。49.影响电滞回线的因素有哪些?(压电性能与铁电性能)1) 温度对电滞回线的影响:铁电畴在外电场作用下的“转向” ,使得陶瓷材料具有宏观剩余极化强度,即材料具有“极性” 。通常把这种工艺过程称为“人工极化” 。 (a)极化温度 :影响电滞回线的形状矫顽场强和饱和场强随温度升高而降低。(b)环境温度: 影响电畴运动的难易程度;对材料的晶体结构有影响。因此使材料内部自发极化发生改变,尤其是在相界处(晶型转变温度点)变化最为显著。例如,BaTiO3 在居里温度附近,电滞回线逐渐闭合为一直线(铁电性消失)。2) 极化时间和极化电压对电滞回线的影响:电畴转向需要一定的时间,时间适当长一点,极化就可以充分些。极化电压加大,电畴转向程度高,剩余极化变大。3) 晶体结构对滞回线的影响:同一种材料,单晶体和多晶体的电滞回线是不同的。单晶体的电滞回线很接近于矩形,Ps 和 Pr 很接近;陶瓷的电滞回线中 Ps与 Pr 相差较多,表明陶瓷多晶体不易成为单畴,即不易定向排列。50.画图说明顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性之间的区别。 (磁学性能)本征铁磁性材料:在某一宏观尺寸大小的范围内,原子磁矩的方向趋于一致,此范围称为磁畴(一般为 12 微米,每个磁畴可以看作是具有一定自发磁化强度的小永磁体) ,这种铁磁性称为完全铁磁性。亚铁磁性:大小不同的原子磁矩反平行排列,二者不能完全抵消,相对于外磁场表现出一定的磁化作用,称此种铁磁性为亚铁磁性(铁氧体) 。反铁磁性:反铁磁性,由于交换作用,相邻晶胞中的单电子自旋反向排列,引起相邻磁矩反向排列,在铁电性材料中有反铁电性。无外磁场作用时,材料中的原子磁矩无序排列,材料不表现宏观磁性,受到外磁场作用时,原子磁矩能通过旋转而沿外场方向择优取向,表现出宏观磁性,这种磁性叫顺磁性。51.分别画出 0oC,60 oC 和 130oC 的电滞曲线,并标出 Ps、Pr 和 Ec。 (压电性能与铁电性能)自发极化强度 Ps剩余极化强度 Pr矫顽电场强度 Ec52.解释一下质点非线性(非对称性)热振动的原因。 (热学性能)53.什么是 PTC 效应?BaTiO 3 陶瓷产生 PTC 效应的条件是什么?怎样实现BaTiO3 陶瓷晶粒的半导化?(电学性能)PTC 效应(正温度系数 Positive Temperature Coefficient) PTC 现象电阻率随温度上升发生突变,增大几个数量级的现象,为 PTC 现象。BaTiO3 陶瓷产生 PTC 效应的条件:晶粒充分半导化;晶界具有适当绝缘性BaTiO3 陶瓷晶粒的半导化:1.掺杂施主金属离子:在高纯 BaTiO3 中,用离子半径与 Ba 2+相近而电价比 Ba 2+ 高的金属离子置换其中的 Ba 2+离子。或用离子半径与 Ti 4+相近而电价比 Ti 4+高的金属离子置换其中的 Ti 4+离子则可使BaTiO3 陶瓷半导化,形成的半导体称为价控半导体。掺杂的结果使 BaTiO3 晶格中分别出现 Me 3+ 和 Me 5 + ,由于电荷中性的要求, BaTiO3 晶格中易变价的 Ti 4+一部分变为 Ti 3+,即 Ti 4+ e,因被 Ti 4+俘获的电子处于亚稳态,在受到热和电场能激励时,如同半导体的施主起着载流子的作用,因而使 BaTiO3 具有半导性。2.强制还原(化学计量比偏离)
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