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无机材料物理性能知识点整理 无机材料物理性能知识点整理 铁电体与铁磁体的定义和异同 答：铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，并且自发极化 方向可随外加电场作可逆转动的晶体。铁磁体是指具有铁磁性的物 质。 木征（固有离子）电导与杂质离子电导 答：本征电导是源于晶体点阵的基本离子的运动。这种离子自身 随着热振动离开晶体形成热缺陷。这种热缺陷无论是离子或者空位 都是带电的，因而都可作为离子电导载流子。显然固有电导在高温 下特别显著；第二类是由固定较弱的离子的运动造成的，主要是杂 质离子。杂质离子是弱联系离子，所以在较低温度下杂质电导表现 显著。 相同点：二者的离子迁移率和电导率表达形式相同 不同点：a.本征离子电导载流子浓度与温度有关，而杂质离子电 导载流子浓度与温度无关，仅决定于杂质的含量 B. 由于杂质载流子的生成不需要提供额外的活化能，即他的活化 能比在正常晶格上的活化能要低得多，因此其系数B 比本征电导低 一些 C. 低温部分有杂质电导决定，高温部分由本征电导决定，杂质越多，转折点越高 离子电导和电子电导 答：携带电荷进行定向输送形成电流的带点质点称为载流子。载 流子为离子或离子空位的为离子电导；载流子是电子或空穴的为电 子电导 不同点：离子电导是载流子接力式移动，电子电导是载流子直 达式移动 离子电导是一个电解过程，符合法拉第电解定律，会发生氧化 还原反应，时间长了会对介质内部造成大量缺陷及破坏；而电子电 导不会对材料造成破坏 离子电导产生很困难，但若有热缺陷则会容易很多；一般材料 不会产生电子电导，一般通过掺杂形式形成能量上的自由电子 电子电导的电导率远大于离子电导（原因：1.当温度升高时， 晶体内的离子振动加剧，对电子产生散射，自由电子或电子空穴的 数量大大增加，总的效应还是使电子电导非线性地大大增加；2.在 弱电场作用下，电子电导和温度成指数式关系，因此电导率的对数 也和温度的倒数成直线关系；3.在强电场作用下，晶体的电子电导 率与电场强度之间不符合欧姆定律，而是随场强增大，电导率有指 数式增加 铁电体与反铁电体 答：铁电体是指在一定温度范围内具有自发极化，并且自发极化 方向可随外加电场作可逆转动的晶体；反铁电体是指晶体中相邻的 离子沿反平行方向发生自发极化，宏观上自发极化为零且无电滞回 线的材料 不同点：1.在反铁电体的晶格中，离子有自发极化，以偶极子形 式存在，偶极子成对的按反平行方向排列，这两部分偶极子的偶极 矩大小相等，方向相反；而在铁电体的晶格中，偶极子的极性是相 同的，为平行排列 反铁电体具有双电滞回线，铁电体具有电滞回线 当外电场降至零时，反铁电体无剩余极化，铁电体存在剩余计 5. 声频支与光频支的异同 答：相同点：声频支与光频支都是由于一维双原子点阵的振动引 起的，且都是独立的格波，频率都与元胞振动频率相同 不同点：1.声频支是相邻原子具有相同的振动方向，表示了元胞 的质量中心的振动；光频支是相邻两种原子振动方向相反，表示了 元胞的质量中心维持不同，因而引起了一个范围很小，频率很高的 振动 2. 声频支是低温下的格波，频率小影响范围广，是同一类原子不 同晶胞之间相互振动引起的；光频支是晶体熔融温度下的格波，频 率高， 影响范围小，是不同类原子同一晶胞之间相互振动引起的。 抗热震断裂性与抗热震损伤性 答：材料发生瞬时断裂，抵抗这类破坏的性能称为抗热冲击断裂 性 能 在热冲击循环作用下，材料表面开裂，剥落，并不断发展，最终 碎裂或变质，抵抗这类破坏的性能称为抗热冲击损伤性能。 热容与热膨胀 答：热容是描述材料中分子热运动的能量随温度而变化的一个物 理量，定义为使物体温度升高 1K 所需外界提供的能量 热膨胀是指物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象 相同点：热膨胀系数与热容密切相关且有着相似的规律，两者曲 线近于平行，变化趋势相同，即两者比值接近于恒值 不同点：热容具有可加性，与材料结构关系不大，气孔率大，热容小热膨胀不具可加性，与材料结构密切联系，气孔率对其影响不大 裂纹快速发展与静态疲劳 答：裂纹快速发展一一按照格里菲斯微裂纹理论，裂纹的快速发 展，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大 小， 即是由最危险的裂纹尺寸（临界裂纹尺寸）决定材料的强度， 一旦裂纹超过临界尺寸，裂纹就迅速扩展而断裂 静态疲劳是指裂纹在使用应力下，随着时间的推移而缓慢扩展， 也称亚临界扩展。裂纹缓慢扩展的结果是裂纹尺寸逐渐加大，一旦 达到临界尺寸就会失稳扩展而破坏 二简答 格里菲斯微裂纹理论 答：实际材料中总是存在许多细小的裂纹或缺陷；在外力作用下, 这些裂纹和缺陷附近产生应力集中现象；当应力达到一定程度时， 裂纹的扩展导致了材料断裂。换句话说，断裂并不是晶体同时沿整 个原子而拉断，而是裂纹严重某一存在有