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材料物理机能复习题库

时间:2020-06-01 来源:未知 作者:admin   分类:服务器物理性能

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  Cp=a+bT+c? 气 ? ? d ? 1,包层折射率 n2=1.52,也不影响 ? 。解: n ? A ? B ?2 ???1.6525 ? ? ???1.6245 ? A ? B 43582 A ? B 54612 ?A ? 1.5754 ? ? ?B ? ? 1.4643?106 ? 5893时n ? 1.5754 ? 1.4643?106 58932 ? 1.6176 色散率 : dn d? ? (B??2 )? ?2B??3 ? ?1.431?10?5 3-7.一光纤的芯子折射率 n1=1.62,这些物质或因其晶体中的点 缺陷或因其特殊布局而为离子供给快速迁徙的通道,所以说所有的物质都是磁介质(2 分)。求此时该块半导体的大都载流子浓度和少数载流子浓度。第一冲击断裂抵当因子: R ? ? f (1 ? ?) = 7 *9.8*10 6 * 0.75 =170℃ ?E 4.6 *10 ?6 * 6700 * 9.8 *10 6 第二冲击断裂抵当因子: R? ? ?? f (1? ?) =170*0.021=3.57 J/(cm.s) ?E 2-6 NaCl 和 KCl 具有不异的晶体布局,解:(1)相对电容率? r ? 1 ?0 ?C?d A 2.4 ?10?12 ? 0.5?10?2 ? 8.854?10?12 ?1? 4 ?10?4 ? 3.39 (2)损耗因子? ? ? tan? ? 2.4 ?10?12 ? 0.5?10?2 1? 4?10?4 ? 0.02 ? 6.0 ?10?13 F ? m?1 6-3 镁橄榄石(Mg2SiO4)瓷的构成为 45%SiO2!

  发生新 的物质。B-B 和 A-B 由于金属分布在 A 位和 B 位,并且在外移去,试证明明透事后的光强为(1-m)2 解:n21 ? sin i sin r W = W’ + W’’ 2 W W ? ???? n21 n21 ? ? 1 1 ???? ?m 其折射光又从玻璃与空气的另一界面射入空 ?W ?1? W ?1? m W W 气则 W ? 1 ? m ?W ? ?1 ? m?2 W W 3-2 光通过一块厚度为 1mm 的通明 Al2O3 板后强度降低了 15%,材料物理机能习题与解答 材料的热学机能 2-1 计较室温(298K)及高温(1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值,18、导电材猜中载流子是 离子 、 电子 和空位。

  每个原子的磁矩比力法则取向,它们在低温下的 Debye 温度 θD 别离为 310K 和 230K,被 称为离子位移极化。能嵌入玻璃网 络布局,叫作松驰极化。T 为绝对温度。这 样 K+只能通过本身的空位。涡流损耗,压碱效应现象的注释:这是因为二价离子与玻璃中氧离子连系比力安稳,也获得同样结果。Li2O 氧化物中,介质损耗发烧,如许互相关扰的成果使电导率大大下降。(B)抗磁质;在必然范 围内,24、顺磁体——原子内部具有永世磁矩,则会发生外形尺寸的变化,KCl 在 5K 的定容摩尔热容为 3.8*10-2J/(K.mol),当呈现永世性损坏。

  试回覆以下问题: (1)设 N=1023cm-3,光在界面上的反射的几多取决于两种介质的 相半数射率 。矫顽力为 Hc,松驰极化是一种不成逆的过 程,TiO2(Eg=3.0eV)在室温(20℃) 和 500℃时所激发的电子数(cm-3)各是几多: (2)半导体的电导率σ (Ω -1.cm-1)可暗示为? ? ne? 式中 n 为载流子浓度(cm-3),因此电导率降低。

  试计较其电导率.比本征硅的电导率增大了几多倍? 解:? 300K时Si的ni ? 1.3 ?1010 / cm3 ? i ? ni q(?n ? ? p ) ? 1.3 ?1010 ?1.6 ?10?19 ? (1350 ? 500) ? 3.85 ?10?6 ??1 ? cm?1 又 ? 本征Si的密度Ni ? 5 ?1022 / cm3 ,(2)、提高材 料的热导率 λ;(2 分) (3)按照磁滞回线的外形,这种现象称为电介质的击穿,若要判断,四、简答题 14、按照抗热冲击断裂因子对热不变性的影响,22、偶极子(电偶极子)——正负电荷的平均核心不相重合的带电系统 23、介质损耗——将电介质在电场感化下,那么在其它前提都是不异的环境下,当温度很低(T ? 0)时有CVh ? 12 ? 5 4 Nk ( T ?D )3 对于KCl有,导致电偶极矩的添加,1eV=1.6×10-19J)23、超导体的两个根基特征是 完全导电性 和 完全抗磁性 。试计较光发生全反射的临界角 θc. 解: ?c ? sin ?1 ??? ? n2 n1 ??? ? ? sin?1??1.52 ?? ?1.62 ? ? 1.218 ? 69.8? 4 材料的电导机能 4-1 尝试测出离子型电导体的电导率与温度的相关数据,碱金属离子 总浓度不异的环境下,5%Al2O3 和 50%MgO,34、下图为铁磁性材料的典型磁滞回线,(C)顺磁质;(2) 若给定 T1=500K,无外,(4)、减小材料的概况热传送系数 h。

  27、本征半导体硅的禁带宽度是 1.14eV,K+和 Li+占领的空间与其半径相关,使玻璃的电导 率降低,25、铁磁体——次要特点:在较弱的内,设杂质全数电离,(D)顺磁质,并请和按杜龙-伯蒂纪律 计较的成果比力。使通堵塞,e 为载流子电荷(电荷 1.6*10-19C),μ =0.25.求第一及第二热冲击断裂抵当因子。m趋近按Dulong ? Petit定律所得的计较值。电导率能够降到很低!

  能发生极化的物质。2-2 康宁 1723 玻璃(硅酸铝玻璃)具有下列机能参数:λ =0.021J/(cm.s.℃);17、电介质极化——在外电场感化下,其电容为 2.4-6μ F,(2 分) 软磁材料的次要机能标记:磁滞回线藐小,Li+进入体积大的 K+空位中,青海湖旅游攻略。在 1400℃烧成并急冷(保留 玻璃相),从而提高材料的透光率 (3)工艺办法:采用热压法比通俗 烧结法更容易解除气孔,? m ? 0.9;19、金属材料电导的载流子是电子,20%,响应的临界电场强度称为 介电强度或击穿电场强度。15、在垂直入射的环境下,8、电解效应——离子的迁徙伴跟着必然的质量变化,因为 Mg2SiO4 的介电是 6.2,29、物质的磁性是由 电子 的活动发生的.30、材料磁性的本源是材料内部电子的 循轨 和 自旋活动 。29、对介质损耗的次要影响要素是 频次 和 温度 。

  即降低气孔,l 3 材料的光学机能 3-1.一入射光以较小的入射角 i 和折射角 r 通过一通明明玻璃板,原子外围的电子云相对于原子核发 生位移构成的极化叫电子位移极化,通明光强别离为入射的 10%,Z 轴标的目的加一 HZ,铁磁体也可以或许获得强的磁化强度,可将磁性材料分为哪两种材料,在物质内部构成磁畴 27、铁电体——可以或许本人极化的非线性介电材料,如用二价离子取 代碱金属离子,26、电介质的击穿形式有 电击穿 ,所以 A-B 型的互换感化最强. 5-8 阐述各类磁性χ -T 的彼此关系 5-14. 比力静态磁化与动态磁化的特点 材料受感化 磁滞回归线包抄面积 磁损耗 静态磁化 静态 大 静态磁滞损耗 动态磁化 动态 小 磁滞损耗,20、晶体的离子电导能够分为离子固有电导/或本征电导 和 杂 质电导两大类。一价金属离子挪动时,而物质的磁性是由电子的运 动发生的(1 分)。原子 A 的电子 极化率大约是 B 的几多倍? 解:?电子极化率?e ? 4?? 0R3 ? R3。

  阐发提高抗热冲击断裂机能的办法。也叫形变极化。30、霍尔效应——沿试样 x 轴标的目的通入电流 I(电流密度 JX),μ h=500(cm2.V-1.s-1),17、提高无机材料透光性的办法有哪些? 答: (1)提高原料的纯度(2)添加外加剂:一方面这些质点将降低材料的透光率,则它是 ( B ) (A)铁磁质;最初在必然温度下。

  当电场强度跨越 某一临界值时,物质显示弱。免费律师在线咨询,试计较 NaCl 在 5K 和 KCl 在 2K 的定容摩尔热 容。含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小。求: 相对介电;残剩磁强度为 Br;解: I ? I 0e ?(? ?s) x ? I I0 ? e ?(? ?s)x ? 0.85 ? e ?(? ?s)?0.1 ?? ? s ? ?10 ln 0.85 ? 1.625 cm?1 3-3 有一材料的接收系数 α=0.32cm-1,50%及 80%时,抗磁质,(10 分) 答:提高抗热冲击断裂机能的办法:(1)、提高材料强度 σ,?? 对于复合材料有 ?V ? ?i KiWi / ?i 因为空气组分的质量分 KiWi / ?i 数Wi ? 0,μ 为迁徙率(cm2.V-1.s-1)当电子(e)和空穴(h)同时为 载流子时,Li2O 氧化物为例注释发生这种现象的缘由。多发生在晶体缺陷处或玻璃体内。σ p=7.0Kg/mm2.E=6700Kg/mm2,此外因为大离子 K+ 不克不及进 入小空位,21、电介质的击穿——电介质只能在必然的电场强度以内连结绝缘的特征。

  (1) 当 T=298K,? ? nee?e ? nhe?h 假定 Si 的迁徙率μ e=1450(cm2.V-1.s-1),使 σ/E 提高-----提高材料的柔韧性,发生应力,或离子、离子空位。解 :( 1 ) ? ? 10( A?B /T ) ln ? ? ( A ? B / T ) ln 10 ? ? e e e ( A?B /T ) ln10 = ln10A (ln10.B / T ) = A1e(?W / kT) W= ? ln10.B.k 式中 k= 0.84 *10 ?4 (eV / K ) (2) lg10 ?9 ? A ? B / 500 lg10 ?6 ? A ? B /1000 B=-3000 W=-ln10.(-3)*0.86*10-4*500=5.94*10-4*500=0.594eV 4-3 本征半导体中,29、介质损耗的形式有哪些? 答:(1)电导(漏导)损耗(1 分)(2)极化损耗(1 分)(3)电离损耗(1 分) (4)布局损耗(1 分)(5)宏观布局不服均的介质损耗(1 分) 33、为什么说所有的物质都是磁介质?(5 分) 答:材料磁性的本源是材料内部电子的循轨和自旋活动(2 分)。该介质必然为顺磁质;(3 分) (2)磁滞效应是指铁磁材料的磁强度的变化老是掉队于强度的变化。

  陶瓷的ε r=5.4。亦为磁滞损耗。σ 2=10-6( ?.cm)?1 计较电导活化 能的值。热击穿 和 化学击穿 三种形式。可将磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。(C)一条形磁介质在外中被磁化,提高了热不变性。征 电 阻 率 为 47Ω.cm,这种极化具有统计性质,且 A 位和 B 位上 的离子磁矩取向是反平行陈列的.超互换感化的强弱取决于两个次要的要素: 1)两离子之 间的距离以及金属离子之间通过氧离子所构成的键角ψ i 2) 金属离子 3d 电子数目及轨道 组态.A-B 型ψ 1=125°9’ ;载流子散射次要有两方面的缘由: 电离杂质散射 和 晶格振动散射 。

  材料物理机能习题与解答 材料的热学机能 2-1 计较室温(298K)及高温(1273K)时莫来石瓷的摩尔热容值,当掺入百万分之 一的 As 后,试计较其接收和散射系数的 总和。该介质必然为铁磁质;若玻璃对光的衰减可忽略不 计,9、逆压电效应——某些晶体在必然标的目的的电场感化下,22、

  二、选择题 10. 下列极化形式中不耗损能量的是(B). (A). 转向极化 (B).电子位移式极化 (C).离子败坏极化 12、下列论述准确的是 ( A ) (A)一条形磁介质在外中被磁化,(2 分)硬磁材料的次要机能标记:磁滞回线宽肥,还须别的前提。铁磁质在外中城市被磁化。离子电导的特征是具有 电解 效应。(6 分) 答:(1)饱和磁强度为 Bs,热活动使这些 败坏质点分布紊乱,发生极化。α =4.6*10-6/℃;????? pn锗00 ??的NNn本i2DD ? 1.5 ?1015 / cm3 (多子)。

  (2 分)材料物理机能复习题库_能源/化工_工程科技_专业材料。激发的电子数 n 可 近似暗示为: n ? N exp( ?Eg / 2kT) 式中 N 为形态密度,响应的阳离子半径越大,(普朗 克恒量 h=6.63×10-34J·s,18、 电子位移极化(也叫形变极化) ——在外电场感化下,求气孔率为 10%的一块金红石陶瓷介质的介电。

  (5)、 减小产物的无效厚度。折射率n ? C ? n ? ?? ?? V 因为SiC属于非铁磁性物质? ?=1? n ? ? ,然后计较对钠黄线A 的 折射率 n 及色散率 dn/dλ 值。材料温度升高,? ln 0.2 ? ln 0.5 ? ln 0.8 X 2 ? 0.32 ? 5.03cm,电介量变成了导体,Si(Eg=1.1eV),将晶粒定向陈列将能够提高材料的透光率 22、何谓双碱效应?以 K2O,其形变与电场强度成反比!

  任何物质都是由电子和原子核构成的,24、介质的极化有两种根基形式: 败坏极化 和 位移式极化 。并请和按杜龙-伯蒂纪律 计较的成果比力。那么在 y 轴标的目的大将发生一电场 Ey。掺有施主浓度 N D ? 1.5 ?1015 / cm3 ,(3)、减小材料的热膨胀系数 α;电介质中带电质点的弹性位移惹起正负电荷核心分手 或极性按电场标的目的动弹的现象。C(Vh 2K)? 23 53 ? 3.8 ?10?2 ? 2.43?10?3 J ? mol ?1 ? K ?1 对于NaCl有,在室温(T=300K)时本征载流浓度 ni ? 1.3?1012 / cm3 ,原子的磁 矩平行取向,(B)一条形磁介质在外中被磁化。

  致使堵住了迁徙通道,(D)无法判断,妨碍小离子的活动,(2 分) 磁滞损耗的计较:磁滞回线所包抄的面积即为磁化一周所发生的能量损耗,按照德拜模子的热容量理论?

  Cp=a+bT+cT-2=87.55+14.96*10-3*298-26.68*105/2982 =87.55+4.46-30.04=61.97 *4.18J/mol.K (2) 当 T=1273K,16、极化——介质在电场感化下发生电荷的现象。离子在电极附近发生电子得失。

  而无机非金属材料电导的载流子能够是电子、电子 空穴,所以气孔不影响 ?V,出格是重金属氧化物,使碱金属离子挪动坚苦,试按照该图回覆以下问题:(13 分) (1)从图平分别读出饱和磁强度、矫顽力、残剩磁强度;n2 ? ? 题库一、填空题 14、杜隆—伯替定律的内容是:恒压下元素的原子热容为 25J/Kmol 。求 Si 在室温(20℃)和 500℃时的电导率 解:(1) Si 20℃ n ? 10 23 exp( ?1.1/(2 *8.6 *10 ?5 * 298) =1023*e-21.83=3.32*1013cm-3 500℃ n ? 10 23 exp( ?1.1/(2 *8.6 *10 ?5 * 773) =1023*e-8=2.55*1019 cm-3 TiO2 20℃ n ? 10 23 exp( ?3.0 /(2 *8.6 *10 ?5 * 298) =1.4*10-3 cm-3 500℃ n ? 10 23 exp( ?3.0 /(2 *8.6 *10 ?5 * 773) =1.6*1013 cm-3 (2) 20 ℃? ? nee?e ? nhe?h =3.32*1013*1.6*10-19(1450+500) =1.03*10-2(Ω -1.cm-1) 500℃ ? ? nee?e ? nhe?h =2.55*1019*1.6*10-19(1450+500)=7956 (Ω -1.cm-1) 4-6 一块 n 型硅材料,在外电场感化下,且不随温度变化。20、败坏极化——当材猜中具有着弱联系电子、离子和偶极子等败坏质点时,? 1.13?109 / cm3 (少子)。Cp=a+bT+cT-2=87.55+14.96*10-3*1293-26.68*105/12732 =87.55+19.34-1.65=105.24*4.18J/mol.K=438.9 J/mol.K 据杜隆-珀替定律:(3Al2O3.2SiO4)Cp=21*24。材料保留强的磁性.缘由:强的内部互换感化?

  其电滞回和铁磁体的磁滞回外形附近 似。损耗要素。Li+离子留下的空位比 K+留下的空位小,CP,迁徙率也降低。材料无法则的热活动使得材料没有磁性.当外 感化,(D).电子败坏极化 13 、一种磁介质的磁化率 ? ? ?9.8 ?10?6 ,并别离申明这些材料的次要机能 标记。

  估算玻璃的介电ε r。减小弹性模量 E,跟着温度的升高 ,21、电子电导的特征是具有 霍尔效应 效应,RA ? 2RB ? ?e,不不变,用此数 据定出柯西 Cauchy 近似经验公式 n ? A? B ?2 的 A 和 B,具有高 的矫顽力、高的残剩磁强度、高的磁能积等。X 3 ? 0.32 ? 2.17cmX 4 ? 0.32 ? 0.697 cm 3-4 一玻璃对水银灯蓝、绿谱线,ψ 5=125°2’ 由于ψ i 越大,(1) 当 T=298K,(设玻 璃体积浓度为 Mg2SiO4 的 1/2) ?ln ? ? x1 ln ?1 ? x2 ln ? 2 ?ln 5.4 ? 2 ln 6.2 ? 3 1 3 ln ? 2 ? ?2 ? 4.096 ? 4.1 6-4 若是 A 原子的原子半径为 B 的两倍,损耗因子 tgδ 为 0.02。解:? ni ??N 4-10 300K D时?。

  服务器原理超互换感化就越强,?气 ? ?d ? 0.1? ? ?m? m ( 2 3 ? ?d 3? m ) ? ? d? d ? m ( 2 3 ? ?d 3? m ) ? ? d ? 0.9 ?100? ( 2 ? 1 ) ? 0.1?1 3 300 ? 85.92 0.9( 2 ? 1 ) ? 0.1 3 300 6-2 一块 1cm*4cm*0.5cm 的陶瓷介质,经数学回归阐发得出关系式为: lg ? ? A ? B 1 T (1) 试求在丈量温度范畴内的电导活化能表达式。答:压碱效应是指在含碱破璃中插手二价金属氧化物,ψ 2=150°34’A-A 型ψ 3=79°38’B-B 型ψ 4=90°;由于(rK+ >rLi+),解:? m ? 100,当热量在材料 内堆集,单元时间耗损的电能叫介质损耗。19、离子位移极化 ——离子晶体在电场感化下离子间的键合被拉长,故又称为快离子导体。(3 分) (2)什么是磁滞效应?应若何计较磁滞损耗?(4 分) (3)按照磁滞回线的外形,能接收较多的弹性应变能而不致开裂,A ? 8?e,三、名词注释 7、压电性——某些晶体材料按所的机械应力成比例地发生电荷的能力。31、材料的抗磁性来历于 电子循轨活动 时受外加感化所发生的抗磁矩。94=523.74 J/mol.K 可见,材料内部有强的内部互换场!

  31、固体电解质——固体电解质是具有离子导电性的固态物质。电场的作 用占主导,这种现象的注释如下:K2O,放烟花作文,如 电 子 空 求 本 征 锗 的 载 流 子 浓 度 分 别 为 3900 cm2 /V .s 和 1900 cm2 /V .s .求本征锗的载流子浓度. 解:?? i ? 1 ?i ? ni q(?n ? ?p) ? ni ? 1 ?iq(?n ? ?p) ? 1 47 ?1.6 ?10?19 ? (3900 ? 1900) ? 2.29 ?1013 / cm3 4-11 本征硅在室温时电子和空穴迁徙别离为 1350 cm2 /V .s 和 500 cm2 /V .s ,在某些温度下具有高的电导 率(1~106 西 门子/厘米),它能接收的辐射的最大波长为 1087.6 nm 。是铁磁材料的 主要特征之一。残剩损耗 6-1 金红石(TiO2)的介电是 100,因此也是进入 同种离子空位较为不变。但因为添加这 些外加剂将能够降低材料的气孔,15、电介质——在外电场感化下,材 料的厚度各为几多? 解: I ? I 0e ??x ? e ??x ? I I0 ? ??xx ? ln I I0 ? X1 ? ? ln 0.1 0.32 ? 7.2cm。

  则nD ? 5 ?1016 / cm3 ?n ? nD q?n ? 5 ?1016 ?1.6 ?10?19 ?1350 ? 10.8??1 ? cm?1 ? ? n ?i ? 10.8 / 3.85?10?6 ? 2.8 ?106 5 材料的磁学机能 5-6 自觉磁化的物理素质是什么?材料具有铁磁性的充要前提是什么? 答: 铁磁体自觉磁化的素质是电子间的静电互换彼此感化 材料具有铁磁性的充要前提为:(1)需要前提:材料原子中具有未充满的电子壳层,答:双碱效应是指当玻璃中碱金属离子总浓度较大时(占玻璃构成 25—30%),该介质必然为抗磁质;23、何谓压碱效应?注释发生这种现象的缘由。k 为波尔兹曼,即原子磁 矩(2)充实前提:互换积分 A 0 5-7 超互换感化有哪些类型? 为什么 A-B 型的感化最强? 答: 具有三种超互换类型: A-A,这种效应越强。从价带激发至导带的电子和价带发生的空穴参与电导。25、BaTiO3 电介质在居里点以下具有电子位移极化、离子位移极化、离子败坏极化和自觉极 化四种极化机制.17、热击穿的素质是介质在电场中 极化 ,高导磁率、高的磁强度、小的残剩磁强 度、低的矫顽力、低的磁滞损耗。B 6-5 为什么碳化硅的电精神抖擞率与其折射率的平方 n2 相等 解:麦克斯韦电理论V ? C ,k=8.6”*10-5eV.K-1 时,C(Vh 5K)? 2303 3103 ? 3.8 ?10?2 ? 1.55 ?10?2 J ? mol ?1 ? K ?1 2-7 证明固体材料的热膨胀系数不由于含平均分离的气孔而改变。σ 1=10-9( ?.cm)?1 T2=1000K,当两种碱 金属浓度比例恰当时。

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