烟台大学材料科学与工程专业，金属材料工程专业《材料性能学》试卷答案试卷类型E卷任课教师王卓刘丽课程性质必修考试一、选择题（每题2分，共10分）1、B、减小2、A、断裂K判据3、A、体心立方金属4、A、5、C、铸铁二、填空（每空1分，共20分）1、有：材料力学性能材料物理性能材料化学性能材料性能表征2、轨道磁矩，自旋磁矩3、迈斯纳效应（完全抗磁性）与零电阻现象4、T<TC，J<JC，H<HC5、折射率（或介质中的传播速度），波长（或频率）6、P＝α1E＋α2E2＋α3E3＋…，E项（一次方项）和高幂次项7、3471.5埃8、9、r>r010、T3,3R(R=KB×NA)三、简答题（每题5分，共50分）1、公式：E=hυ，P=hυ/C=h/λ公式的物理意义(1)能量、动量表光的粒子性;(2)波长、频率表光的波动性;(3)上面两个物理公式将描述两种截然不同性质的物理量联系在一起。2、居里温度是磁性材料具有的一个临界温度Tc，当铁磁质的温度升高到该温度Tc时，磁性消失，由铁磁质变为顺磁质；当温度低于Tc时，又由顺磁质转变为铁磁质。居里温度是铁磁体或亚铁磁体的相变转变点。我们使用的电饭锅就利用了磁性材料的居里点的特性。在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100度上升。当温度到达大约105度时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失，磁铁就对它失去了吸力，这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开，同时带动电源开关被断开，停止加热。3、剩磁:Br，矫顽力:Hc，饱和磁感应强度BS4、由于电阻率随温度改变而改变，在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。所以一个220V1OOW电灯灯丝的电阻，通电时由于灯丝温度升高，导致电阻率变大，由R=ρL/S知，L、S一定，ρ变大，从而得知通电后灯丝电阻变大。5、文字叙述：半导体的能带与绝缘体的能带形式上相似均由导带、禁带和价带组成，但它们的禁带宽度差别较大。绝缘体不能导电主要是因为禁带的宽度较大，通常绝缘体的禁带宽度Eg>5eV,(一般禁带的能隙Eg>2eV)，在一般温度下电子难以藉热运动而跃过禁带。半导体的禁带狭窄，一般0eV<Eg<2eV其中Eg为禁带宽度,半导体由于禁带宽度较小，在很低温度时不导电，但当温度升高至室温时就有少数电子藉热激发，跃过禁带,进入导带而导电。绝缘体与半导体的区别不是绝对的。绝缘体在通常情况下是不导电的，但在相当高的温度或高的电压下，满带中的电子可能跃过较宽的禁带，而使绝缘体变为半导体。图形表述：6、何为包申格效应？金属材料经预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于4%），而后同向加载，规定残余伸长应力（）增加，反向加载，规定残余伸长应力减少的现象.7、弹性比功的定义及表达方式。定义：材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大，形变应力不断提高的现象称为应变硬化。是材料阻止继续塑性变形的一种力学性能。意义：A、一种强化金属的重要手段，尤其对那些不能进行热处理强化的材料。B、使金属构件具有一定的抗偶然过载的能力，保证构件的安全。C、改善切削加工性能。表达方式：弹性比功=σe2/2E=σeεe/2其中σe为材料的弹性极限，它表示材料发生弹性变形的极限抗力8、粘着磨损，磨料磨损，腐蚀磨损，接触疲劳：9、写出下列两个公式所表达的意义，，表示在500℃的条件下，第二阶段的稳态蠕变速率等于1×10－5%/h的蠕变极限为80MPa。，表示材料在500℃时，10000h产生1%的蠕变应变的蠕变极限为100MPa.10、在30kgf载荷下保持20s时，测定某材料的维氏硬度，测得压痕对角线长度为0.454mm，计算该材料的维氏硬度值，并写出正确的表达方式。14、HV=1.8544F/d2＝1.8544×30/0.4542=270故正确的表达方式为：270HV30/20四、推导（每题10分，共20分）1、解：由于当T>>E时，E/T<<1，E/2T<<1，则由级数（x<<1）得eE/2T=1+E/2T，e-E/2T=1-E/2T则（1）式所以，爱因斯坦模型高温时的比热表达式为：2、线膨胀系数与体膨胀系数有何关系？试推导之！线膨胀系数：Δl/l0=αlΔT体膨胀系数：ΔV/V0=αVΔT第一种推算方法：(a±b)3=a3±3a2b+3ab2±b3所以：αV＝3αl第二种推算方法：