功能材料考试题

《功能材料考试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《功能材料考试题（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、名题号一二三四五六七八九总分得分词解释（每题3,共计15分）!1、高温超导材料!|具有高临界转变温度（Tc）能在液氮温度条件下工作的超导材料.|i2、形状记忆效应iI形状记忆效应是指具有一定形状的固体材料，在某一低温状态下（处于马氏II 体状态）进行一定限度的塑性变形后，通过加热到某一温度时，材料完全恢复到变形I i前的初始形状的效应。iIIi3、光生伏特效应ii当光量子的能量大于半导体禁带宽度的光照射到结区时，光照产生的电子-ii 空穴对在结电场作用下，电子推向n区，空穴推向p区；电子在n区积累和空穴在p i I 区积累使P-n结两边的电位发生变化，p-n结两端出现一个因光照而产生的电动势，

2、 | 这一现象称为光生伏特效应。|4、气敏陶瓷：|气敏陶瓷对某一种或某几种气体特别敏感，其阻值将随该种气体的浓度（分压力）|作有规则的变化，检测灵敏度通常为百万分之一的量级，个别可达十亿分之一的量级，| 故有电子鼻之称。!5、粒子数反转！|为了形成足够的激发辐射，得到激光，就必须用一定的方法去激发电子群体，使亚稳态|上的电子数目超过基态上的。该过程称为粒子数的反转。|二、判断题（每题1,共计10分）|1、光学材料主要是指光介质材料，还有光功能材料，光纤材料是光介质材料，而激光 j材料是光功能材料.（v）ji 2、在一个原子体系中，在光和原子体系的相互作用中，自发辐射、受激辐射和受激i第一一五芙

3、一甘一页杆分零按者违，题答准不内线封密、级班、号学、名姓写要不外线封密名姓 级班业专系吸收总是同时存在的.是否能得到光的放大就取决于高、低能级的原子数量之比.（X）3、二能级的系统来做激活媒质实现粒子数反转是不可能的.要想获得粒子数反转，必须使用多能级系统。在现代的激光器中，第一台激光器红宝石激光器是四能级系统（X）4、与超导合金材料相比，元素超导体具有塑性好、易于大量生产、成本低等优点。（X）5、储氢合金不仅具有安全可靠、储氢能耗低、单位体积储氢密度高等优点，还有将氢气纯化、压缩的功能，是目前最常用的储氢材料。（）6、非晶合金具有稳定的结构特性。（X）7、只有平均粒径在100nm以下的材料才

4、称为纳米材料.（X）8、超导材料必须把磁场线完全排斥在体外才具有超导效应。（X）9. 铁氧体主要应用于高频技术，例如无线电、电视、自动控制等很多方面。（）10。压电晶体不一定具备热释电效应，但热释电晶体一定存在压电效应.（）三、填空题（每空1分，共计20分）1、介电陶瓷材料在电场下产生极化分为四种，即电子极化、离子极 化、偶极子极化和空间电荷极化。2、精细陶瓷又称高性能陶瓷、高技术陶瓷,按其用途可分成精细结构陶瓷_和_精细功能陶瓷 两大类.3、当今世界上流行使用的新型电光源大都与 稀土 金属有关，其中 使用最多的电光源是稀土三基色荧光灯。4、发光材料的发光原理是辐射跃迁和非辐射跃迁.5、导电陶

5、瓷按导电原理分为电子导电陶瓷和 离子导电陶瓷。6、最早的人工纳米材料是碳黑。7、PTC热敏半导体是一类具有正温度系数的半导体陶瓷，CTR半导 体陶瓷是具有负温度系数临界电阻的半导体陶瓷。8、物资的磁性来源于原子的磁性，原子的磁性来源于电子的轨道运动及自旋运动，它们都可以产生磁矩.厂一 6非晶合金的结构在热力学上是亚稳的，在一定温度下加热会向晶态结构转变。 IIi 10、制造透明陶瓷的关键是消除气孔和控制晶粒异常长大.i|四、简答题（每小题6分，共计36分）|、超导现象与超导材料的基本特性？约束超导现象的临界条件是什么？|答：超导电现象：材料在一定温度以下，其电阻为零的现象。|基本特性：I）完全

6、导电性，超导体进入超导态时，其电阻率实际上等于零。|2）完全抗磁性，不论开始时有无外磁场，超导体变为超导态后，体内的磁感应强度恒| 为零，即超导体能把磁力线全部排斥到体外。|临界参数：1）临界转变温度Tc：超导体必须冷却到临界温度以下才能保持其超导性。2） |临界磁场强度Hc:施加给超导体的磁场必须小于某一临界磁场才能保持超导体的超导| 性。3）临界电流密度Jc：通过超导体内的电流密度必须小于某一临界电流密度才能保持j :超导体的超导性.:II| 2、试说明形状记忆效应有哪几种形式?并简要分析（画图说明）|答：单程记忆效应：将母相在高温下制成某种形状，再将母相冷却或加应力，使之发生马 氏体相变

7、，然后对马氏体任意变形，再重新加热至As点以上，马氏体发生逆转变。当! 温度升至Af点，马氏体完全消失，材料恢复母相形状，而重新冷却时却不能恢复低温! |相时的形状。|双程记忆效应：若加热时，恢复高温相形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自| |发可逆地反复恢复高低温相形状的现象称为双程记忆效应，又称可逆记忆效应。|全程形状记忆效应:这是一种加热时恢复高温形状，冷却时变为形状相同而取向相反的高| 温相的现象。itri IKEH3、试说明软磁材料、硬磁材料的区别与应用？答：软磁与硬磁材料的最大区别是，硬磁材料在去掉外磁场之后可以在较长时间内保持其强磁性，且有较高的矫顽力和较大面积的磁滞回线

8、面积。而软磁材料一旦撤去外磁场则失去大部分或全部磁性，矫顽力小，可以反复磁化。软磁材料，包括纯铁，电工钢，合金及非晶态合金等，在通讯技术和电力技术中应.、. 一 、 、 - 用广泛，可用于制造电感兀件，如变压器，继电器，电磁铁，电机铁芯等。 学硬磁才料应用较为普遍的有：铝镍钻系永磁合金，稀土永磁材料，可加工的水磁合永磁铁氧体材料，复合（粘结）永磁材料，单畴微粉永磁合金及塑料永磁材料.2十.分.非晶态合金的形成条件与制备方法？者 违，原答上;冷却速度足够快,使熔体中原子来不及作规则排列就完成凝固过程，就可形口 准成非晶态金属。实际上，还要考虑材料的成分和各组元的化学性质。组元间的电负性及 内原子

9、尺寸相差越大越容易形成非晶态合金。一 口4 .制备方法：1）由气相直接凝聚成非晶态固体，如真空蒸发、溅射、气相沉积等;2） 由液态快速淬火获得非晶态固体，是目前应用最广泛的非晶态合金的制备方法；3）由 结晶材料通过辐照、离子注入、冲击波等方法制的非晶态材料，可在金属表面产生非晶、 层姓二系要不 .外卜. -一 、.压电陶瓷的基本原理和应用？封.晶费压电性产生原因：正压电效应的表现是晶体受力后在特定表面上产生束缚电荷，金，4、5、答:但直接作用是力使晶体形变，即改变了原子相对位置,产生束缚电荷的现象表明出现了净笋电电偶极矩。当晶体具有对称中心时，只要作用力没有破坏其对称中心的结构，此时由于正、

10、电电第4页共6页负电荷呈对称排列，即使受到应力而而产生形变，也不会产生净电偶极矩。因此具有 I对称中心的晶体总电矩为零。若取一不存在对称中心的晶体，加上外力后，正负电荷中I ，心不再重合，结果产生净偶极矩，这就产生了压电效应。：i -iI压电材料的应用iI水声换能器是压电材料的一项重要应用。压电材料在超声技术中的应用十分广泛。I |高电压发生器：其他应用：压电材料以其优良的机电性能、高的化学稳定性制成电| |声器件，如拾音器、扬声器、鸣器等。另外，压电材料还可应用在压力计、流量计、计数| I器等仪表中。|沽、梯度功能材料及主要特征？：I答：梯度功能材料是两种或多种材料复合成结构和组分呈连续梯度

11、变化的一种新型复合i 吊料。| 主要特征：（1）材料的结构和组分呈连续梯度变化；（2）材料的内部没有明显的界面 |（3）材料的性质也相应呈连续梯度变化.|三、论述题（第1小题9分，第2小题10分，共19分）|11. 激光产生的机理及激光器的基本结构？i|答：激光产生的机理：当光入射到由大量粒子所组成的系统时，光的吸收、自发辐射| |和受激辐射三个基本过程是同时存在的。而激光是受激辐射的结果，为创造受激辐射的| |条件，必须使处于高能级激发态的粒子数多于处于低能级的粒子致，即“粒子数反转”，| |因为粒子数在平衡态下总是低能态粒子数多于高能态的粒子数.为此，必须输入能量使| 处于低能态的粒子足够

12、多地跃迁到高能级，这个“激励”过程为“光泵”或者“抽运”。| |但是抽运到高能级的粒子能否有较长的寿命，这就决定于激光工作物质的能态结构，即| |是否有亚稳态能级，让粒子“停留”、“等待受激辐射.实现“粒子数反转后，当激发| 态的粒子受到入射光子作用并发生受激辐射时，产生激光。i激光器的基本结构iIIi激光是受激辐射的结果，要求受激辐射在激光介质中必须反复地发生，并约束在一个方i第一如页一共一甘一页r向上?才能得到强的激光束r这要求激光器必须由三个基本部分组成:III产生激光的物质，称为激光工作物质，是激光工作系统中最重要的部分；ii激光产生的激励装置（如红宝石激光器的激励装置是氖闪光灯）；i

13、iiI供激光放大的谐振腔（反馈系统）.i柚。在不可再生的能源如石油、天然气和煤炭等储量不断减少甚至即将枯竭的今天，为! I什么人们要大力研究储氢合金？I|答：氢能热值高、资源丰富、干净清洁，不产生二次污染、应用范围广、适应性强，可| |作为燃料电池发电，也可用于氢能汽车、化学热泵等。因此，氢能的开发和利用成为人| 们特别关注的科技领域。|氢能利用的关键是氢的制备技术和高密度安全储存。目前市售的氢气一般都是在| 1150个大气压下储存在钢瓶内，氢气重量不到钢瓶重量的1/100。而且储存的氢有爆炸j |的危险，很不方便。为了解决氢的储存和运输问题人们研发了相应的储氢材料,主要包| |括活性炭、合金

14、化合物、无机化合物以及有机化合物四大类储氢材料，其中以储氢合金| |研究最为广泛。|! 储氢合金吸放氢时伴随有巨大的热效应，发生热能一化学能的相互转换，反应的可! III逆性好，反应速度快，是一种特别有效的蓄热和热泵介质。储氢合金贮热是一种化学贮能I III方式，长期存贮毫无损失。利用储氢合金的热装置还可以充分回收利用太阳能和各种中I 氐温余热、环境热等，使能源利用率提高2 0%30%。储氢合金储氢量在1%-4% （质j :量分数）之间、能量密度高，并且无需高压及液化可长期存储而少有能量损失，是一种! j安全高效的储氢方法。而且储氢合金原料易得，特别是稀土类储氢合金，我国具有丰富j 的稀土资源，完全可以满足实际需求。因而储氢合金是目前各国都在大力研发.j