2008材料物理性能B答案.doc

08《材料物理性能》（B卷） 参考答案及评分标准 一、填空（27分） 固体无机材料的物理性能主要包括力（可用机械性能代替）、热、光、电、磁、辐照（或写成辐射）、介电、声等方面的性能（3分每空0.5分，写出其中六个即可）。 超导体的三个性能指标分别是指：临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度（3分）。 3、导热的微观机制有：电子热导和声子热导（也可写作电子导热和声子导热）（2分） 4、光子通过固体会发生反射、折射、透过、吸收现象（4分）； 5、原子本征磁矩包括电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩　（2分）； 6、顺磁性产生的基本条件：一、具有奇数个电子的原子或点陈缺陷，二、内壳层未被填满的原子或离子，这样使原子的固有磁矩不为零（3分）； 7、钛酸钡（BaTiO3）具有哪些介电性：压电性、热释电性、铁电性（3分）； 8、热应力的来源：因热胀冷缩而产生的热应力、因温度梯度而产生热应力和多相复合材料因各相膨胀系数不同而产生的热应力（3分）； 9、热膨胀来自于　原子的非简谐振动　（2分）； 10、光磁记录时可以采用　居里温度　和　补偿温度　两种不同温度下的写入方式（2分）； 二、概念理解（23分） 克尔效应（4分）：一束线偏振光在磁化了的介质表面反射时， 反射光将成为椭圆偏振光，且以椭圆的长轴为标志的偏振面相对于入射线的偏振面将旋转一定的角度。光入射面与介质磁化方向的关系可分为极向克尔效应、横向克尔效应和纵向克尔效应。 移峰效应与展宽效应（4分）移峰效应：在铁电体中引入某种添加物使生成固溶体，以改变原来的晶胞参数和离子间的相互联系，使其居里温度向低温或高温方向移动的效应。展宽效应：为了提高铁电体材料在浑浊范围的介电常数，通常是采用移峰效应，把铁电体的居里温度室常温附近，但铁电体在居里点附近的介电常数随温度的变化率太大，不能用来制造要求比较稳定的电容器。为减少居里点处介电常数随温度的变化率，常在铁电陶瓷中加入某种添加剂，使居里点展宽展宽，从而使介电常数随的变化比较平缓 滞弹性（3分）:实际团体材料的应变产生与消除需要有限时间。无机材料(含金属)的这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 自发磁化强度（3分）在铁磁体中，具有固有磁矩的原子或离子之间存在着一种量子作用力（交换力），使这些离子的固有磁矩都趋向一致，因此即使没有外磁场，也有磁化强度存在，称为自发磁化强度。 退磁场与退极化场（4分）1、退极化场，当电介质极化后，在其表面形成了束缚电荷，这些束缚电荷形成一个新的电场，由于与电场方向相反，故称为退极化场。2、退磁场：当铁磁体表面出现磁极后，除在铁磁体周围空间产生磁场外，在铁磁体的内部也产生磁场，这一磁场与铁磁体的磁化强度方向相反，它起到退磁的作用，故称退磁场。（退磁场与退极化场并无相互联系，各2分共4分） 荧光和磷光（5分）发光是辐射能量以可见光的形式出现，如果辐射或任何其他形式的能量，激发电子从价带进入导带，当其返回到价带时便发射出光子。如果这些光子的波长在可见光范围内，那么，便产生了发光现象。与热辐射发光相区别，称这种发光为冷光。冷光发光一般有二种类型：荧光和磷光。当激发除去后在10-8s内发的光称为荧光，其发光是被激发的电子跳回价带时，同时发射光子。发磷光则有所不同发磷光的材料往往含有杂质并在能隙附近建立了施主能级，当激发的电子从导带跳回价带时，首先跳到施主能级并被捕获。在它跳回价带时，电子必须先从捕获陷阱内选出，因此延迟了光于发射时间。 三、简答题。（38分） 1、什么是压电性，具有压电性的晶体有什么特征？（5分） 答：压电性分正压电效应与逆压电效应。正压电效应：电介质材料在外力作用下，在某些相对应的表面上产生等量异号电荷，由形变产生电极化。P=d (（不具有对称中心的晶体）（水晶、罗息盐、闪锌矿）逆压电效应：在外电场作用下晶体发生形变，可将电能转变成机械能的现象 S=dtE。不具有自发极化特性，但为中心不对称结构，在外力的作用下，产生极化。无对称中心，且本身具有自发极化特性的结构。 2、如何实现磁写入光读出。（6分） 答：如图示，光激光作用在磁畴上时，使材料的温度达到居里居里温度以上或补偿温度以上，该区域在弱磁场的作用下，当该区域在磁场的作用下冷却下来时就会发生磁畴翻转，这样就可使信号记录下来（见左下图所示）。 　　　 光读出如右上图示。（答出用居里温度写入或补偿温度写入可得2分，或答用磁头进行写入也可得两分，答出“利用克尔效应进行光读出”即可得二分，此题并不要求用图示说明，但要将右上图中的那段文字意思表达出来） 3、举例说明电阻测量的应用。（4分） 答：建立相图、测量固溶度、测量合金时效、合金的有序无序转变、淬火钢的回火、疲劳过程的研究、磁性转变等（答案不唯一，任意回答出四条即可） 4、激光器的基本构成与激光产生原理。（5分） 答：