- 相关推荐
无机材料物理性能试题及参考答案
无机材料物理性能这本书在无机材料的断裂力学及缺陷电导的应用方面的阐述均有特色,这些是当前无机非金属材料研究中的重要方向。以下是由阳光网小编整理关于无机材料物理性能试题的内容，希望大家喜欢!
无机材料物理性能试题及参考答案 1
一、 填空题(每题2分，共36分)
1、电子电导时，载流子的主要散射机构有 晶格振动的散射。
2、无机材料的热容与材料结构的关系，CaO和SiO2的混合物与CaSiO3 的热容-温度曲线 基本一致 。
3、电导)和杂质电导。在高温下本征 电导特别显著，在低温下 杂质 电导最为显著。
4、固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越。
5、电子迁移率很高，所以不存在空间电荷和吸收电流现象。
6、导电材料中载流子是、和空位。
7、 中载流子的类型。
8、 非晶体的导热率(不考虑光子导热的贡献)在所有温度下都比晶体的小 。在高温下，二者的导热率 比较接近 。
9、 固体材料的热膨胀的本质为：大 。
10、 电导率的一般表达式为iniqiii。其各参数ni、qi和i的含义分别是 载流子的浓度 、 载流子的电荷量 、 载流子的迁移率 。
11、 晶体结构愈复杂，晶格振动的非线性程度愈散射 大 ， 因此声子的平均自由程小 ，热导率低。
12、 和 之间的关系为色散关系。
13、对于热射线高度透明的材料，它们的光子传导效应较大，但是在有微小气孔存在时，由于气孔与固体间折射率有很大的差异，使这些微气孔形成了散射中心，导致透明度强烈降低。
14、～3数量级，其原因是前者有微量的气孔存在，从而显著地降低射线的传播，导致光子自由程显著减小。
15、生 漫反射 。
16、用高反射率，厚釉层和高的散射系数，可以得到良好的乳浊效果。
17、色散。
二、 问答题(每题8分，共48分)
1、简述以下概念：顺磁体、铁磁体、软磁材料。
答：(1)顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动使得材料没有磁性。当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物质显示弱磁场。(2)铁磁体：在较弱的`磁场内，材料也能够获得强的磁化强度，而且在外磁场移去，材料保留强的磁性。(3)软磁材料：容易退磁和磁化(磁滞回线瘦长)，具有磁导率高，饱和磁感应强度大，矫顽力小，稳定型好等特性。
2、简述以下概念：亚铁磁体、反磁体、磁致伸缩效应
答：(1)亚铁磁体：铁氧体：含铁酸盐的陶瓷磁性材料。它和铁磁体的相同是有自发磁化强度和磁畴，不同是：铁氧体包含多种金属氧化物，有二种不同的磁矩，自发磁化，也称亚铁磁体。(2)反磁体：由于“交换能”是负值，电子自旋反向平行。(3)磁致伸缩效应：使消磁状态的铁磁体磁化，一般情况下其尺寸、形状会发生变化，这种现象称为磁致伸缩效应。
3、简述以下概念：热应力、柯普定律、光的双折射。
答：1)由于材料热膨胀或收缩引起的内应力称为热应力。2)柯普定律：化合物分子热容等于构成该化合物各元素原子热容之和。理论解释：Cnici。3)光进入非均质介质时，一般要分为振动方向相互垂直、传播速度不等的两个波，它们构成两条折射光线，这个现象称为双折射。
4、什么是铁氧体铁氧体按结构分有哪六种主要结构
答：以氧化铁(Fe3+2O3)为主要成分的强磁性氧化物叫做铁氧体。铁氧体按结构：尖晶石型、石榴石型、磁铅石型、钙钛矿型、钛铁矿型和钨青铜型。
5、影响材料透光性的主要因素是什么提高无机材料透光性的措施有哪些
答：影响透光性的因素：1)吸收系数 可见光范围内，吸收系数低(1分)
2)反射系数 材料对周围环境的相对折射率大，反射损失也大。(1分)
3)散射系数 材料宏观及微观缺陷;晶体排列方向;气孔。(1分)
提高无机材料透光性的措施： (1)提高原材料纯度 减少反射和散射损失(2分)。
(2)掺外加剂 降低材料的气孔率(2分)。(3)采用热压法 便于排除气孔(2分)
6、影响离子电导率的因素有哪些并简述之。
答：1)温度。随着温度的升高，离子电导按指数规律增加。低温下杂质电导占主要地位。这是由于杂质活化能比基本点阵离子的活化能小许多的缘故。高温下，固有电导起主要作用。(2分)
2)晶体结构。电导率随活化能按指数规律变化，而活化能反映离子的固定程度，它与晶体结构有关。熔点高的晶体，晶体结合力大，相应活化能也高，电导率就低。(2分)
结构紧密的离子晶体，由于可供移动的间隙小，则间隙离子迁移困难，即活化能高，因而可获得较低的电导率。(2分)
3)晶格缺陷。离子晶格缺陷浓度大并参与电导。因此离子性晶格缺陷的生成及其浓度大
7、比较爱因斯坦模型和德拜比热模型的热容理论，并说明哪种模型更符合实际。
答：1)爱因斯坦模型(Einstein model)他提出的假设是：每个原子都是一个独立的振子，原子之间彼此无关，并且都是以相同的角频w振动(2分)，即在高温时，爱因斯坦的简化模型与杜隆—珀替公式相一致。但在低温时，说明CV值按指数规律随温度T而变化，而不是从实验中得出的按T3变化的规律。这样在低温区域，爱斯斯坦模型与实验值相差较大，这是因为原子振动间有耦合作用的结果(2分)。
2)德拜比热模型德拜考虑了晶体中原子的相互作用，把晶体近似为连续介质(2分)。当温度较高时，与实验值相符合，当温度很低时，这表明当T→0时，CV与T3成正比并趋于0，这就是德拜T3定律，它与实验结果十分吻合，温度越低，近似越好(2分)。
8、晶态固体热容的量子理论有哪两个模型它们分别说明了什么问题
答：爱因斯坦模型
在高温时，爱因斯坦的简化模型与杜隆—珀替公式相一致。(2分)
但在低温时，CV值按指数规律随温度T而变化，而不是从实验中得出的按T3变化的规律。这样在低温区域，爱斯斯坦模型与实验值相差较大，这是因为原子振动间有耦合作用的结果。(2分)
德拜比热模型
1) 当温度较高时，即TD，CV3Nk3R，即杜隆—珀替定律。(2分)
2) 当温度很低时，表明当T→0时，CV与T3成正比并趋于0，这就是德拜T3定律，它与实验结果十分吻合，温度越低，近似越好。(2分)
9、如何判断材料的电导是离子电导或是电子电导试说明其理论依据。
答：1)材料的电子电导和离子电导具有不同的物理效应，由此可以确定材料的电导性质。(2分) 利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导;(1分)
利用电解效应可检验材料是否存在离子电导。(1分)
2)霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向移动的结果，离子的质量比电子大得多，磁场作用力不足以使它产生横向位移，因而纯离子电导不呈现霍尔效应。(2分)
3)电解效应(离子电导特征)离子的迁移伴随着一定的物质变化，离子在电极附近发生电子得失，产生新的物质。由此可以检验材料是否存在离子电导。(2分)
无机材料物理性能试题及参考答案 2
1、阐述以下概念：
弹性 弹性模量 切变模量 体积模量 滞弹性 未弛豫模量 弛豫模量 断裂强度 应力强度因子 断裂韧性 断裂功 塑性 蠕变 相变增韧 弥散增韧
2、试用图示比较典型的无机材料、金属材料和高分子材料在常温常条件下的变形行为有何异同
3、材料的3种弹性模量E、G和K之间有何数值关系。
GE21KE31
4、结合原子结合力示意图分析说明弹性模量随原子间距变化的规律。
5、弹性模量与熔点和原子体积之间存在何种关系为什么、
6、如何解释弹性模量随温度的变化关系
7、一含有球形封闭气孔的陶瓷材料，气孔率为多少时，其弹性模量会降至其完全致密状态时的一半
8、采用Si3N4和h-BN粉体为原料，热压烧结制备出层厚均匀致密的三明治结构的复合陶瓷材料。其中，h-BN层的体积含量为30%，试分别计算该复合陶瓷材料沿平行方向和垂直于层面方向的弹性模量(Si3N4和h-BN陶瓷的弹性模量分别为300GPa和80GPa)
9、分析滞弹性产生的机制及其影响因素。
10、解释陶瓷材料的`实际强度为何只有其理论强度的1/100~1/10
13、分析材料的组织结构因素如何影响陶瓷材料的断裂强度。
14、根据联合强度理论，举列说明在设计和使用陶瓷材料时，应该怎样使用才能扬长避短
15、从显微组织结构角度分析改善陶瓷材料断裂韧性的可行措施。
16、说明ZrO2相变增韧陶瓷的原理，并指出该种韧化措施的利弊。
17、给出常见的材料的裂纹起源种类，并说明在无机材料构件的使用过程中需要注意的问题。
18、动用塑性变形的位错运动理论来解释无机材料的脆性特征。
19、分析影响无机材料塑性变形能力的影响因素。
21、给出陶瓷材料典型的蠕变曲线，并阐述其特征。
22、说出无机材料的蠕变机制，并分析陶瓷材料蠕变的影响因素。
23、分析亚临界裂纹扩展的几种机制。
24、对Si3N4陶瓷，其弹性模量E为300GPa，断裂表面能s为1J/m2，若其中存在有长度为2m的微裂纹，计算其临界断裂应力。如果其中的微裂纹长度减小到0、3m,再计算其临界断裂应力。比较两次的计算结果，可以得到何种启示
25、现有一种单向连续碳化硅纤维增强的石英玻璃基复合材料SiCf/SiO2，测得其密度为2.60g/cm3。假设复合材料完全致密，SiCf/SiO2界面结合良好且无裂纹等其他缺陷，根据复合法则预估该复合材料沿纤维方向的弹性模量和强度最大值(已知SiO2的密度为2、2g/cm3，致密SiO2的强度为30MPa，弹性模量为50GPa;SiCf的密度为3.2g/cm3，强度为3600MPa，弹性模量为400GPa)
无机材料物理性能试题及参考答案 3
一、填空题（每空 2 分，共 30 分）
1. 无机材料的热膨胀系数主要取决于（ ）和（ ）。
2. 材料的热容通常用（ ）表示，它与温度的关系一般可分为（ ）和（ ）两个阶段。
3. 无机材料的电导可分为（ ）和（ ）两种类型。
4. 铁电体具有（ ）、（ ）和（ ）等特性。
5. 材料的硬度通常用（ ）和（ ）两种方法来表示。
二、选择题（每题 3 分，共 15 分）
1. 以下哪种因素对无机材料的热导率影响最大？（ ）
A. 材料的化学成分 B. 材料的晶体结构 C. 材料的孔隙率 D. 材料的温度
2. 铁电材料的自发极化方向可以通过（ ）来改变。
A. 外加电场 B. 外加磁场 C. 温度变化 D. 压力变化
3. 无机材料的介电常数主要取决于（ ）。
A. 材料的化学成分 B. 材料的晶体结构 C. 材料的孔隙率 D. 材料的温度
4. 以下哪种材料的'硬度最高？（ ）
A. 金刚石 B. 刚玉 C. 石英 D. 玻璃
5. 材料的热膨胀系数随温度升高而（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定
三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述无机材料的热膨胀机理。
2. 什么是铁电体？铁电体的主要特性有哪些？
3. 简述无机材料的电导机制。
四、论述题（15 分）
论述无机材料的物理性能与其晶体结构的关系。
五、计算题（10 分）
已知某种无机材料的热导率为 2.5 W/(m·K)，厚度为 50mm，两侧温差为 50℃，求通过该材料的热流量。
参考答案：
一、填空题
1. 化学键强度、晶体结构
2. 比热容、低温区、高温区
3. 电子电导、离子电导
4. 自发极化、电滞回线、居里温度
5. 布氏硬度、洛氏硬度
二、选择题
1. B
2. A
3. B
4. A
5. A
三、简答题
1. 无机材料的热膨胀机理主要是由于原子间的结合力和热振动。当温度升高时，原子的热振动加剧，原子间距增大，从而导致材料的体积膨胀。具体来说，热膨胀系数与原子间的结合力成反比，与原子的热振动振幅成正比。
2. 铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，且自发极化方向可以在外电场作用下改变的晶体。铁电体的主要特性有：自发极化、电滞回线、居里温度。自发极化是指在没有外电场作用下，晶体内部存在的极化现象。电滞回线是指铁电体在电场作用下，极化强度与电场强度之间的关系曲线。居里温度是指铁电体的自发极化消失的温度。
3. 无机材料的电导机制主要有电子电导和离子电导两种。电子电导是指材料中的电子在电场作用下的定向运动。电子电导主要取决于材料的电子结构和能带结构。离子电导是指材料中的离子在电场作用下的定向运动。离子电导主要取决于材料中的离子浓度、离子迁移率和晶体结构。
四、论述题
无机材料的物理性能与其晶体结构密切相关。以下是一些主要的关系：
1. 热膨胀性能：晶体结构中的化学键强度和原子间的结合方式影响热膨胀系数。一般来说，化学键强度越大，热膨胀系数越小。晶体结构的对称性也会影响热膨胀系数，对称性高的晶体热膨胀系数较小。
2. 电导性能：晶体结构中的能带结构和缺陷状态决定了材料的电导类型和电导大小。例如，金属晶体具有良好的电子电导，而离子晶体主要表现为离子电导。晶体结构中的缺陷会增加材料的电导，如杂质缺陷和空位缺陷等。
3. 介电性能：晶体结构中的化学键类型和晶体对称性影响材料的介电常数。离子晶体通常具有较高的介电常数，而共价晶体的介电常数较低。晶体结构的对称性也会影响介电常数，对称性高的晶体介电常数较小。
4. 硬度和强度：晶体结构中的化学键强度和晶体的堆积方式影响材料的硬度和强度。一般来说，化学键强度越大，材料的硬度和强度越高。晶体结构的堆积方式也会影响材料的硬度和强度，如紧密堆积的晶体结构通常具有较高的硬度和强度。
总之，无机材料的晶体结构对其物理性能有着重要的影响。通过改变材料的晶体结构，可以调控材料的物理性能，满足不同的应用需求。
五、计算题
根据热传导公式 Q = kAΔT/d，其中 Q 为热流量，k 为热导率，A 为传热面积，ΔT 为两侧温差，d 为材料厚度。
已知 k = 2.5 W/(m·K)，d = 50mm = 0.05m，ΔT = 50℃，假设传热面积 A = 1m。
则 Q = 2.5×1×50/0.05 = 2500W。
无机材料物理性能试题及参考答案 4
一、填空题（每空 2 分，共 30 分）
1. 无机材料的光学性能主要包括（ ）、（ ）和（ ）等。
2. 材料的折射率与（ ）和（ ）有关。
3. 光在材料中的传播速度与（ ）成反比。
4. 无机材料的发光可分为（ ）和（ ）两种类型。
5. 材料的磁性能主要包括（ ）、（ ）和（ ）等。
二、选择题（每题 3 分，共 15 分）
1. 以下哪种材料的折射率最高？（ ）
A. 玻璃 B. 水晶 C. 金刚石 D. 塑料
2. 光在真空中的传播速度为 c，在某种材料中的传播速度为 v，则该材料的折射率为（ ）。
A. c/v B. v/c C. c/v D. v/c
3. 无机材料的发光主要是由于（ ）。
A. 电子跃迁 B. 分子振动 C. 原子热运动 D. 晶体缺陷
4. 以下哪种材料具有铁磁性？（ ）
A. 铁 B. 铜 C. 铝 D. 银
5. 材料的磁化强度与（ ）成正比。
A. 磁场强度 B. 磁感应强度 C. 磁导率 D. 磁化率
三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述无机材料的折射率与哪些因素有关。
2. 什么是发光材料？发光材料的主要类型有哪些？
3. 简述无机材料的磁性能及其应用。
四、论述题（15 分）
论述无机材料的光学性能在现代科技中的应用。
五、计算题（10 分）
已知某种无机材料的折射率为 1.5，光在真空中的传播速度为 3×10m/s，求光在该材料中的传播速度。
参考答案：
一、填空题
1. 折射率、透光率、发光性能
2. 材料的化学成分、晶体结构
3. 折射率
4. 荧光、磷光
5. 磁化率、磁导率、饱和磁化强度
二、选择题
1. C
2. A
3. A
4. A
5. A
三、简答题
1. 无机材料的折射率与材料的化学成分、晶体结构、温度和波长等因素有关。一般来说，材料的折射率随着波长的`减小而增大，这种现象称为色散。材料的化学成分和晶体结构决定了材料的电子结构和能带结构，从而影响材料的折射率。温度的变化也会影响材料的折射率，一般来说，温度升高，材料的折射率减小。
2. 发光材料是指能够在外界激发下发出可见光的材料。发光材料的主要类型有荧光材料和磷光材料。荧光材料是指在外界激发下能够迅速发出可见光，激发停止后，发光立即停止的材料。磷光材料是指在外界激发下能够发出可见光，激发停止后，发光还能持续一段时间的材料。
3. 无机材料的磁性能主要包括磁化率、磁导率、饱和磁化强度等。磁化率是指材料在外磁场作用下的磁化程度，磁导率是指材料对磁场的传导能力，饱和磁化强度是指材料在外磁场作用下能够达到的最大磁化强度。无机材料的磁性能在现代科技中有广泛的应用，如磁性材料在电子、通信、计算机、医疗等领域都有重要的应用。
四、论述题
无机材料的光学性能在现代科技中有着广泛的应用，以下是一些主要的应用：
1. 光学玻璃：光学玻璃是一种重要的无机材料，具有良好的光学性能，如高透光率、低色散等。光学玻璃广泛应用于光学仪器、眼镜、相机等领域。
2. 光纤通信：光纤是一种利用光的全反射原理进行信号传输的无机材料。光纤具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，广泛应用于通信领域。
3. 发光材料：发光材料在照明、显示、传感器等领域有着重要的应用。例如，LED 灯是一种利用发光二极管发光的照明设备，具有高效、节能、环保等优点。
4. 太阳能电池：太阳能电池是一种利用光生伏特效应将太阳能转化为电能的无机材料。太阳能电池具有清洁、可再生等优点，是未来能源的重要发展方向。
总之，无机材料的光学性能在现代科技中有着广泛的应用，随着科技的不断发展，无机材料的光学性能将会得到更加深入的研究和应用。
五、计算题
根据折射率公式 n = c/v，其中 n 为折射率，c 为光在真空中的传播速度，v 为光在材料中的传播速度。
已知 n = 1.5，c = 3×10m/s，则 v = c/n = 3×10/1.5 = 2×10m/s。
无机材料物理性能试题及参考答案 5
一、填空题（每空 2 分，共 30 分）
1. 无机材料的力学性能主要包括（ ）、（ ）和（ ）等。
2. 材料的强度通常用（ ）和（ ）来表示。
3. 材料的断裂韧性是衡量材料（ ）的指标。
4. 无机材料的疲劳性能主要包括（ ）和（ ）等。
5. 材料的耐磨性主要取决于（ ）和（ ）等因素。
二、选择题（每题 3 分，共 15 分）
1. 以下哪种材料的强度最高？（ ）
A. 陶瓷 B. 金属 C. 塑料 D. 木材
2. 材料的断裂韧性与以下哪种因素无关？（ ）
A. 材料的化学成分 B. 材料的晶体结构 C. 材料的加工工艺 D. 材料的颜色
3. 无机材料的疲劳寿命主要取决于（ ）。
A. 材料的强度 B. 材料的断裂韧性 C. 材料的加工工艺 D. 材料所受的应力大小
4. 以下哪种材料的耐磨性最好？（ ）
A. 橡胶 B. 陶瓷 C. 塑料 D. 木材
5. 材料的硬度与以下哪种因素无关？（ ）
A. 材料的化学成分 B. 材料的晶体结构 C. 材料的加工工艺 D. 材料的颜色
三、简答题（每题 10 分，共 30 分）
1. 简述无机材料的强度与哪些因素有关。
2. 什么是断裂韧性？断裂韧性的主要影响因素有哪些？
3. 简述无机材料的疲劳性能及其影响因素。
四、论述题（15 分）
论述无机材料的力学性能在工程中的应用。
五、计算题（10 分）
已知某种无机材料的拉伸强度为 100MPa，横截面积为 50mm，求该材料所能承受的最大拉力。
参考答案：
一、填空题
1. 强度、硬度、韧性
2. 抗拉强度、抗压强度
3. 抵抗裂纹扩展能力
4. 疲劳强度、疲劳寿命
5. 材料的硬度、材料的组织结构
二、选择题
1. A
2. D
3. D
4. B
5. D
三、简答题
1. 无机材料的强度与材料的化学成分、晶体结构、加工工艺、温度和加载速率等因素有关。材料的化学成分决定了材料的原子间结合力，从而影响材料的强度。晶体结构的对称性和缺陷状态也会影响材料的强度。加工工艺会影响材料的组织结构和缺陷状态，从而影响材料的强度。温度和加载速率也会影响材料的强度，一般来说，温度升高，材料的强度降低；加载速率增加，材料的强度增加。
2. 断裂韧性是衡量材料抵抗裂纹扩展能力的指标。断裂韧性的主要影响因素有材料的化学成分、晶体结构、加工工艺和温度等。材料的化学成分决定了材料的原子间结合力，从而影响材料的断裂韧性。晶体结构的对称性和缺陷状态也会影响材料的断裂韧性。加工工艺会影响材料的组织结构和缺陷状态，从而影响材料的`断裂韧性。温度也会影响材料的断裂韧性，一般来说，温度升高，材料的断裂韧性降低。
3. 无机材料的疲劳性能是指材料在循环载荷作用下的力学性能。无机材料的疲劳性能主要包括疲劳强度和疲劳寿命。疲劳强度是指材料在一定循环次数下所能承受的最大应力。疲劳寿命是指材料在一定应力下发生疲劳破坏所需的循环次数。无机材料的疲劳性能受材料的化学成分、晶体结构、加工工艺、温度和加载频率等因素的影响。
四、论述题
无机材料的力学性能在工程中有广泛的应用，以下是一些主要的应用：
1. 结构材料：无机材料如陶瓷、金属等具有高强度、高硬度和良好的耐磨性，广泛应用于建筑、机械、航空航天等领域的结构材料。例如，陶瓷材料可以用于制造发动机叶片、刀具等高强度零件；金属材料可以用于制造桥梁、建筑结构等大型工程结构。
2. 耐磨材料：无机材料如陶瓷、金属等具有良好的耐磨性，广泛应用于矿山、冶金、化工等领域的耐磨材料。例如，陶瓷材料可以用于制造耐磨管道、阀门等零件；金属材料可以用于制造矿山机械、破碎机等耐磨设备。
3. 耐腐蚀材料：无机材料如陶瓷、玻璃等具有良好的耐腐蚀性能，广泛应用于化工、石油、医药等领域的耐腐蚀材料。例如，陶瓷材料可以用于制造化工管道、反应器等耐腐蚀设备；玻璃材料可以用于制造化学仪器、药品包装等耐腐蚀产品。
总之，无机材料的力学性能在工程中有广泛的应用，随着科技的不断发展，无机材料的力学性能将会得到更加深入的研究和应用。
五、计算题
根据公式 F = σA，其中 F 为拉力，σ为拉伸强度，A 为横截面积。
已知 σ = 100MPa = 100×10Pa，A = 50mm = 50×10m。
则 F = σA = 100×10×50×10 = 5000N。
【无机材料物理性能试题及参考答案】相关文章：
2017年无机材料物理性能试题及答案11-23
材料化学模拟试题及参考答案11-23
建筑材料期末试题及参考答案11-23
建筑材料模拟试题及参考答案11-23
无机及分析化学试题及答案11-23
无机化学试题及答案11-23
大学《无机及分析化学》试题及答案11-23
面试试题及参考答案12-09
商法模拟试题及参考答案11-23