材料物理思考题2016最终版(北京化工大学四位男生吐血整理)

材料物理性能思考题.

材料物理性能思考题 第一章：材料电学性能 1如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？ 2 经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？ 3 自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为？ 4 根据自由电子近似下的量子导电理论解释：准连续能级、能级的简并状态、 简并度、能态密度、k空间、等幅平面波和能级密度函数。 5 自由电子近似下的等能面为什么是球面？倒易空间的倒易节点数与不含自旋 的能态数是何关系？为什么自由电子的波矢量是一个倒易矢量？ 6 自由电子在允许能级的分布遵循何种分布规律？何为费米面和费米能级？何 为有效电子？价电子与有效电子有何关系？如何根据价电子浓度确定原子的费米半径？ 7 自由电子的平均能量与温度有何种关系？温度如何影响费米能级？根据自由 电子近似下的量子导电理论，试分析温度如何影响材料的导电性。 8 自由电子近似下的量子导电理论与经典导电理论在欧姆定律的微观解释方面 有何异同点？

9 何为能带理论？它与近自由电子近似和紧束缚近似下的量子导电理论有何关 系？ 10 孤立原子相互靠近时，为什么会发生能级分裂和形成能带？禁带的形成规律 是什么？何为材料的能带结构？ 11 在布里渊区的界面附近，费米面和能级密度函数有何变化规律？哪些条件下 会发生禁带重叠或禁带消失现象？试分析禁带的产生原因。 12 在能带理论中，自由电子的能量和运动行为与自由电子近似下有何不同？ 13 自由电子的能态或能量与其运动速度和加速度有何关系？何为电子的有效质 量？其物理本质是什么？ 14 试分析、阐述导体、半导体（本征、掺杂）和绝缘体的能带结构特点。 15 能带论对欧姆定律的微观解释与自由电子近似下的量子导电理论有何异同 点？ 16 解释原胞、基矢、基元和布里渊区的含义

北京化工大学 810化工原理(含实验)样题 硕士研究生考研样题

北京化工大学 攻读硕士学位研究生入学考试 化工原理(含实验)样题（满分150分） 注意事项： 1、答案必须写在答题纸上，写在试题上均不给分。 2、答题时可不抄题，但必须写清题号。 3、答题必须用蓝、黑墨水笔或圆珠笔，用红色笔或铅笔均不给分。 一、填空题(每空1分，共计22分) 1、用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将；若改用转子流量计，转子前后压差值将。 2、离心分离因数K C 是指。 3、当颗粒雷诺数Re p 小于时，颗粒的沉降属于层流区。此时，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。 4、一般认为流化床正常操作的流速范围在与之间。 5、聚式流化床的两种不正常操作现象分别是和。 6、对固定管板式列管换热器，一般采取方法减小热应力。 7、在逆流操作的吸收塔中，当吸收因数A>1时，若填料层高度h0趋于无穷大，则出塔气体的极限浓度只与和有关。 8、精馏塔设计时，若将塔釜间接蒸汽加热改为直接蒸汽加热，而保 持x F、D/F、q、R、x D 不变，则x W将，理论板数将。 9、工业生产中筛板上的气液接触状态通常为和。 10、在B-S部分互溶物系中加入溶质A组分，将使B-S的互溶 度；恰当降低操作温度，B-S的互溶度将。 11、部分互溶物系单级萃取操作中，在维持相同萃余相浓度前提下，用含有少量溶质的萃取剂S′代替纯溶剂S，则所得萃取相量与萃余相量之比将，萃取液中溶质A的质量分数。 12、在多级逆流萃取中，欲达到同样的分离程度，溶剂比愈大则所需理论级数愈___ ___；当溶剂比为最小值时，理论级数为__________。 二、简答题(每小题3分，共计18分) 1、离心泵启动前应做好哪些准备工作？为什么？ 第 1 页共 4 页

关于北京化工大学北方学院校园安全隐患的调查报告

关于北京化工大学北方学院校园安全隐患的调查报告 摘要：本次调查于2011年09月16日——18日在我校部分同学中展开，针对校园安全隐患若干问题（主要针对盗窃）面向学生进行的一次问卷调查。本次调查发放问卷55份，实际回收55份，回收率为100%。被调查者为在校生，采取随机问卷调查的形式，以随机抽样的方式进行调查。问卷内容涉及同学们对校园安全隐患的意见和看法以及学生安全隐患意识等问题。同学们积极认真参与，确保了本次调查活动的顺利进行。 引言：为了提供一个更好的校园环境，最大限度的消除校园隐患，了解同学的自我保护意识，为同学们带来更佳更安全的学习生活的环境。同时为保证同学生活学习中偷窃，暴力等事件的发生，帮助同学们树立正确的人生观，价值观，发扬互帮互助，团结友爱的精神，建设和谐社会。特做此问卷，为今后学校对校园环境的管理提供一定的数据参考。 本着实事求是的态度和为同学服务的宗旨，本文集中反映了此次调查中同学们提出的意见和建议，希望对学校保卫处今后的工作，有一定的帮助。 主题部分： 调查对象：北京化工大学北方学院在校学生55人 调查者 ：北京化工大学北方学院经管学院会计 调查时间：2011年09月16日——18日 调查形式：随机发放问卷，抽样调查 调查结果：图表与文字相结合的方式说明调查结果。 一， 调查对象情况 从数据可以看出，各年级人数比较平均，可以基本反映出我校的安全隐患问题。 二， 宿舍及附近的安全隐患问题 宿舍及附近的安全隐患问题包括调查对象安全情况，安全意识以及宿舍管理的安全措施是否到位等问题。

调查显示55人中，有24人丢过或者认识的人丢过财物及贵重物品，比例是相当大的。宿舍是我们的家，是我们住的地方，与我们直接相关。太多的同学对日常小事不注意，25.45%的人出门的时候不会及时收起贵重物品，一旦遭遇偷窃，小

材料物理导论-思考题3

第二章 材料的热学 1. 讨论为什么高温下非密排结构晶体是稳定相，而低温时，密排结构晶体却为 稳定相？ 1.高温下原子活动能力较强，为了满足高温下原子平衡跳动的需要，原子间距要大，所以为非密排结构；低温时，原子活动性弱，原子间距小，在最低能态的条件下，原子尽量以密排方式。 2. 如图，比较铜和铁的热传导系数随温度的变化情况，讨论为什么铜在1084℃、 铁在912℃会出现跳跃？ 2.铜在1084℃、铁在912℃会出现相变，晶体结构有变化。铜的热传导系数出现跳跃是因为在此温度下铜由固态变成了液态，发生了相变，由于吸热使得单位时间内通过单位垂直面积的热量骤减，故热传导系数骤减；而铁在912℃由α-Fe 转变成γ-Fe ，晶体结构发生改变，热传导系数骤增，出现跳跃。 3. 进一步讨论晶体结构是如何影响热膨胀系数的？举例说明。 3、物体的体积或长度随着温度的升高而增大的现象称为热膨胀（thermal expansion ）用先膨胀系数、体膨胀系数表示。 线（体）膨胀系数指温度升高1K 时，物体的长度（体积）的相对增加。由于晶体结构类型变化伴随着材料比体积发生引起线膨胀系数发生不连续变化。例如，有序—无序转变时，伴随着膨胀系数的变化，在膨胀曲线上出现拐折，其中Au —Cu50%（质量分数）的有序合金加热至300℃时，有序机构开始破坏，450℃完全变为无序结构。在这个温度区间，膨胀系数增加很快，在450℃处，膨胀曲线上出现明显的拐折，拐折点对应于有序—无序转变温度。从曲线可以看出，有序结构具有较小的膨胀系数，这是Cu Fe 温度，℃/ 热 传导 系 数 ℃/mm 0.4 0.2 题2图 热传导系数与温度关系

材料物理性能复习思考题汇总

材料物理性能复习思考题汇总 第一章绪论及材料力学性能 一．名词解释与比较 名义应力:材料受力前面积为A,则δ。=F/A,称为名义应力 工程应力：材料受力后面积为A。，则δT =F/A。，称为工程应力 拉伸应变：材料受到垂直于截面积方向大小相等，方向相反并作用在同一条直线上的两个拉伸应力时发生的形变。 剪切应变：材料受到平行于截面积大小相等，方向相反的两个剪切应力时发生的形变。 结构材料：以力学性能为基础，以制造受力构件所用材料 功能材料：具有除力学性能以外的其他物理性能的材料。 晶须：无缺陷的单晶材料 弹性模量：材料发生单位应变时的应力 刚性模量：反映材料抵抗切应变的能力 泊松比：反映材料横向正应变与受力方向线应变的比值。（横向收缩率与轴向收缩率的比值） 形状因子：塑性变形过程中与变形体尺寸，工模具尺寸及变形量相关参数。 平面应变断裂韧性：一个考虑了裂纹尺寸并表征材料特征的常数 弹性蠕变：对于金属这样的实际弹性体，当对它施加一定的应力时，它除了产生一个瞬时应变以外，还会产生一个随时间而变化的附加应变（或称为弛豫应变），这一现象称为弹性蠕变。 蠕变：在恒定的应力δ作用下材料的应变随时间增加而逐渐增大的现象 材料的疲劳：裂纹在使用应力下，随着时间的推移而缓慢扩展。 应力腐蚀理论：在一定环境温度和应力场强度因子作用下，材料中关键裂纹尖端处，裂纹扩展动力与裂纹扩展阻力的比较，构成裂纹开裂和止裂的条件。 滑移系统：滑移面族和滑移方向为滑移系统 相变增韧：利用多晶多相陶瓷中某些相成分在不同温度的相变，从而增韧的效果，统称相变增韧 弥散强化：在基体中渗入具有一定颗粒尺寸的微细粉料，达到增韧效果，这称为弥散增韧 屈服强度：屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力 法向应力：导致材料伸长或缩短的应力 切向应力：引起材料切向畸变的应力 应力集中：受力构件由于外界因素或自身因素导致几何形状、外形尺寸发生突变而引起局部范围内应力显著增大的现象。

材料物理性能课后习题答案

材料物理性能习题与解答

目录 1 材料的力学性能 (2) 2 材料的热学性能 (12) 3 材料的光学性能 (17) 4 材料的电导性能 (20) 5 材料的磁学性能 (29) 6 材料的功能转换性能 (37)

1材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解：根据题意可得下表 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm，受到应力为1000N拉力，其氏模量为3.5×109 N/m2，能伸长多少厘米? 解： 拉伸前后圆杆相关参数表 ) ( 0114 .0 10 5.3 10 10 1 40 1000 9 4 0cm E A l F l E l l= ? ? ? ? ? = ? ? = ? = ? = ? - σ ε 10 909 .4 0? 0851 .0 1 = - = ? = A A l l ε 名义应变

1-3一材料在室温时的氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。 解：根据 可知： 1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。 证： 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： )21(3)1(2μμ-=+=B G E ) (130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈?=+?=+=μ剪切模量) (390)(109.3) 7.01(3105.3)21(388 MPa Pa E B ≈?=-?=-=μ体积模量. ,.,1 1 2 1 212 12 1 2 1 21 S W VS d V ld A Fdl W W S W V Fdl V l dl A F d S l l l l l l ∝====∝= ===???? ? ?亦即做功或者： 亦即面积εεεεεεεσεσεσ)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量). 1()()(0)0() 1)(()1()(10 //0 ----= = ∞=-∞=-=e e e E t t t στεσεεεσεττ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为

化工原理-流体阻力实验报告(北京化工大学)

北京化工大学 化工原理实验报告 实验名称：流体阻力实验 班级：化工1305班 姓名：张玮航 学号：2013011132 序号：11 同组人：宋雅楠、陈一帆、陈骏 设备型号：流体阻力-泵联合实验装置UPRSⅢ型-第4套实验日期：2015-11-27

一、实验摘要 首先，本实验使用UPRS Ⅲ型第4套实验设备，通过测量不同流速下水流经不锈钢管、镀锌管、层流管、突扩管、阀门的压头损失来测定不同管路、局部件的雷诺数与摩擦系数曲线。确定了摩擦系数和局部阻力系数的变化规律和影响因素，验证在湍流区内λ与雷诺数Re 和相对粗糙度的函数。该实验结果可为管路实际应用和工艺设计提供重要的参考。 结果，从实验数据分析可知，光滑管、粗糙管的摩擦阻力系数随Re 增大而减小，并且光滑管的摩擦阻力系数较好地满足Blasuis 关系式：0.25 0.3163Re λ= 。 突然扩大管的局部阻力系数随Re 的变化而变化。 关键词：摩擦系数，局部阻力系数，雷诺数，相对粗糙度 二、实验目的 1、掌握测定流体流动阻力实验的一般实验方法： ①测量湍流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。 ②测量湍流局部管道的阻力，确定摩擦阻力系数。 ③测量层流直管的阻力，确定摩擦阻力系数。 2、验证在湍流区内摩擦阻力系数λ与雷诺数Re 以及相对粗糙度的关系。 3、将实验所得光滑管的λ-Re 曲线关系与Blasius 方程相比较。 三、实验原理 1、 直管阻力 不可压缩流体在圆形直管中做稳定流动时，由于黏性和涡流的作用会产生摩擦阻力（即直管阻力）；流体在流过突然扩大、弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然变化，会产生局部阻力。由于分子的流动过程的运动机理十分复杂，目前不能用理论方法来解决流体阻力的运算问题，必须通过实验研究来掌握其规律。为了减少实验的工作量、化简工作难度、同时使实验的结果具有普遍的应用意义，应采用基于实验基础的量纲分析法来对直管阻力进行测量。 利用量纲分析的方法，结合实际工作经验，流体流动阻力与流体的性质、流体流经处的几何尺寸、流体的运动状态有关。可表示为：()u l d f p ,,,,,μρε=?。 通过一系列的数学过程推导，引入以下几个无量纲数群：

2016中国三本大学排名

2013全国最新三本大学排名榜（百强） 《全国三本大学排名2013年6月26日》 名次学校名称省市总分办学设施人才培养综合声誉 1 华中科技大学武昌分校湖北 100 100 96.6 2 100 2 北京师范大学珠海分校广东 97.67 97.91 97.98 92.38 3 华中科技大学文华学院湖北 97.31 95.89 96.31 96.13 4 浙江大学城市学院浙江 97.03 93.12 100 93.81 5 海南大学三亚学院海南 94.48 92.83 93.28 94.00 6 四川大学锦江学院四川 93.52 93.54 92.95 89.96 7 燕山大学里仁学院河北 93.34 92.61 93.32 90.06 8 吉林大学珠海学院广东 93.09 92.67 93.59 88.67 9 云南师范大学商学院云南 93.04 92.62 92.85 89.55 10 武汉科技大学城市学院湖北 92.60 92.89 92.58 87.94 11 浙江大学宁波理工学院浙江 92.56 92.12 94.65 86.02 12 武汉理工大学华夏学院湖北 92.34 91.65 93.21 87.82

13 南京大学金陵学院江苏 92.33 92.80 92.14 87.66 14 中山大学南方学院广东 92.27 91.84 94.67 85.29 15 武汉东湖学院湖北 92.24 91.56 94.29 86.11 16 天津大学仁爱学院天津 92.22 91.15 92.65 88.81 17 武昌理工学院 65.2 45人2015年湖北 92.11 91.02 90.14 92.05 18 厦门大学嘉庚学院福建 90.62 91.28 91.63 84.13 19 南开大学滨海学院天津 66.7 178人 90.17 90.11 90.36 85.83 20 华南理工大广州学院广东 85.3 35人 90.15 91.58 91.81 81.74 21 东南大学成贤学院江苏 90.07 90.27 92.08 82.87 22 长春理工大学光电信息学院吉林 89.08 90.61 90.75 80.56 23 北京理工大学珠海学院广东 89.00 91.27 90.91 79.14 24 广州大学华软软件学院名额少广东 88.97 90.61 90.64 80.33 25汉口学院湖北 88.27 90.35 89.18 80.07

《材料物理性能》课后习题答案

1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量 ) (1.323)84 05.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(1 //0 ----= = ∞=-∞=-=e E E e e E t t t στεσεεεσετ τ ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为1.0 1.0 0816.04.25 .2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变)(91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .0100 =-=?=A A l l ε名义应变)(99510 524.445006MPa A F T =?==-σ真应力

纳米材料文献综述

北京化工大学北方学院NORTH COLLEGE OF BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY 碳纳米管的性质与应用 姓名：赵开 专业：应用化学 班级： 0804 学号： 080105097 2011年05月

文献综述 前言 本人论题为《碳纳米管的性质与应用》。碳纳米管是一维碳基纳米材料，其径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口。碳纳米管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高、界面效应强等力学，电磁学特点。近年来，碳纳米管在力学、电磁学、医学等方面得到了广泛应用。 本文根据众多学者对碳纳米管的研究成果，借鉴他们的成功经验，就碳纳米管的性质及其功能等方面结合最新碳纳米管的应用做一些简要介绍。本文主要查阅近几年关于碳纳米管相关研究的文献期刊。

碳纳米管（CNT）是碳的同素异形体之一，是由六元碳环构成的类石墨平面卷曲而成的纳米级中空管，其中每个碳原子通过SP2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。碳纳米管是由一层或多层石墨按照一定方式卷曲而成的具有管状结构的纳米材料。由单层石墨平面卷曲形成单壁碳纳米管（SWNT），多层石墨平面卷曲形成多壁碳纳米管（MWNT）。自从1991年日本科学家lijima发现碳纳米管以来，其以优异的力学、热学以及光电特性受到了化学、物理、生物、医学、材料等多个领域研究者的广关注。 一、碳纳米管的性质 碳纳米管的分类 研究碳纳米管的性质首先要对其进行分类。（1）按照石墨层数分类，碳纳米管可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。（2）按照手性分类，碳纳米管可分为手性管和非手性管。其中非手性管又可分为扶手椅型管和锯齿型管。（3）按照导电性能分类，碳纳米管可分为导体管和半导体管。 碳纳米管的力学性能 碳纳米管无缝管状结构和管身良好的石墨化程度赋予了碳纳米管优异的力学性能。其拉伸强度是钢的100倍，而质量只有钢的1/ 6，并且延伸率可达到20 %，其长度和直径之比可达100～1000，远远超出一般材料的长径比，因而被称为“超强纤维”。碳纳米管具有如此优良的力学性能是一种绝好的纤维材料。它具有碳纤维的固有性质，强度及韧性均远优于其他纤维材料[1]。单壁碳纳米管的杨氏模量在1012Pa范围内，在轴向施加压力或弯曲碳纳米管时，当外力大于欧拉强度极限或弯曲强度，它不会断裂而是先发生大角度弯曲然后打卷形成麻花状物体，但是当外力释放后碳纳米管仍可以恢复原状。 碳纳米管的电磁性能

《材料物理性能》课后习题答案

1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-5一瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为0816.04.25.2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变) (91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .010 0=-=?=A A l l ε名义应变) (99510524.44500 6 MPa A F T =?= =-σ真应力

材料物理性能测试思考题答案

有效电子数：不是所有的自由电子都能参与导电，在外电场的作用下，只有能量接近费密能的少部分电子，方有可能被激发到空能级上去而参与导电。这种真正参加导电的自由电子数被称为有效电子数。 K状态：一般与纯金属一样，冷加工使固溶体电阻升高，退火则降低。但对某些成分中含有过渡族金属的合金，尽管金相分析和Ｘ射线分析的结果认为其组织仍是单相的，但在回火中发现合金电阻有反常升高，而在冷加工时发现合金的电阻明显降低，这种合金组织出现的反常状态称为K状态。X射线分析发现，组元原子在晶体中不均匀分布，使原子间距的大小显著波动，所以也把K状态称为“不均匀固溶体”。 能带：晶体中大量的原子集合在一起，而且原子之间距离很近，致使离原子核较远的壳层发生交叠，壳层交叠使电子不再局限于某个原子上，有可能转移到相邻原子的相似壳层上去，也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去，从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异，与此相对应的能级扩展为能带。 禁带：允许被电子占据的能带称为允许带，允许带之间的范围是不允许电子占据的，此范围称为禁带。 价带：原子中最外层的电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带。 导带：价带以上能量最低的允许带称为导带。 金属材料的基本电阻：理想金属的电阻只与电子散射和声子散射两种机制有关，可以看成为基本电阻，基本电阻在绝对零度时为零。 残余电阻(剩余电阻)：电子在杂质和缺陷上的散射发生在有缺陷的晶体中，绝对零度下金属呈现剩余电阻。这个电阻反映了金属纯度和不完整性。 相对电阻率：ρ (300K)／ρ (4.2K)是衡量金属纯度的重要指标。 剩余电阻率ρ’：金属在绝对零度时的电阻率。实用中常把液氦温度(4.2K)下的电阻率视为剩余电阻率。 相对电导率：工程中用相对电导率( IACS%) 表征导体材料的导电性能。把国际标准软纯铜(在室温20 ℃下电阻率ρ= 0 .017 24Ω·mm2/ m)的电导率作为100% , 其他导体材料的电导率与之相比的百分数即为该导体材料的相对电导率。 马基申定则(马西森定则)：ρ＝ρ’＋ρ(T)在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以加法求和。ρ’：决定于化学缺陷和物理缺陷而与温度无关的剩余电阻率。ρ(T)：取决于晶格热振动的电阻率(声子电阻率)，反映了电子对热振动原子的碰撞。 晶格热振动：点阵中的质点(原子、离子)围绕其平衡位置附近的微小振动。 格波：晶格振动以弹性波的形式在晶格中传播，这种波称为格波，它是多频率振动的组合波。 热容：物体温度升高1K时所需要的热量(J/K)表征物体在变温过程中与外界热量交换特性的物理量，直接与物质内部原子和电子无规则热运动相联系。 比定压热容：压力不变时求出的比热容。 比定容热容：体积不变时求出的比热容。 热导率：表征物质热传导能力的物理量为热导率。 热阻率：定义热导率的倒数为热阻率ω，它可以分解为两部分，晶格热振动形成的热阻(ωp)和杂质缺陷形成的热阻(ω0)。导温系数或热扩散率：它表示在单位温度梯度下、单位时间内通过单位横截面积的热量。热导率的单位：W/(m·K) 热分析：通过热效应来研究物质内部物理和化学过程的实验技术。原理是金属材料发生相变时，伴随热函的突变。 反常膨胀：对于铁磁性金属和合金如铁、钴、镍及其某些合金，在正常的膨胀曲线上出现附加的膨胀峰，这些变化称为反常膨胀。其中镍和钴的热膨胀峰向上为正，称为正反常；而铁和铁镍合金具有负反常的膨胀特性。 交换能：交换能E ex=－2Aσ1σ2cosφA—交换积分常数。当A＞0，φ＝0时，E ex最小，自旋磁矩自发排列同一方向，即产生自发磁化。当A＜0，φ＝180°时，E ex也最小，自旋磁矩呈反向平行排列，即产生反铁磁性。交换能是近邻原子间静电相互作用能，各向同性，比其它各项磁自由能大102～104数量级。它使强磁性物质相邻原子磁矩有序排列，即自发磁化。 磁滞损耗：铁磁体在交变磁场作用下，磁场交变一周，B-H曲线所描绘的曲线称磁滞回线。磁滞回线所围成的面积为铁 =? 磁体所消耗的能量，称为磁滞损耗，通常以热的形式而释放。磁滞损耗Q HdB 技术磁化：技术磁化的本质是外加磁场对磁畴的作用过程即外加磁场把各个磁畴的磁矩方向转到外磁场方向(和)或近似外磁场方向的过程。技术磁化的两种实现方式是的磁畴壁迁移和磁矩的转动。 请画出纯金属无相变时电阻率—温度关系曲线，它们分为几个阶段，各阶段电阻产生的机制是什么？为什么高温下电阻率与温度成正比？ 1—ρ电-声∝T( T > 2/ 3ΘD ) ； 2—ρ电-声∝T5 ( T< <ΘD )；

材料物理性能部分课后习题

课后习题 第一章 1.德拜热容的成功之处是什么？ 答：德拜热容的成功之处是在低温下，德拜热容理论很好的描述了晶体热容，CV.M∝T的三次方 2.何为德拜温度？有什么物理意义？ 答：HD=hνMAX/k 德拜温度是反映晶体点阵内原子间结合力的一个物理量 德拜温度反映了原子间结合力，德拜温度越高，原子间结合力越强 3.试用双原子模型说明固体热膨胀的物理本质 答：如图，U1（T1）、U2（T2）、U3(T3）为不同温度时的能量，当原子热振动通过平衡位置r0时，全部能量转化为动能，偏离平衡位置时，动能又逐渐转化为势能；到达振幅最大值时动能降为零，势能打到最大。由势能曲线的不对称可以看到，随温度升高，势能由U1(T1）、U2（T2）向U3（T3）变化，振幅增加，振动中心就由r0'，r0''向r0'''右移，导致双原子间距增大，产生热膨胀

第二章 1.300K1×10-6Ω·m4000K时电阻率增加5% 由于晶格缺陷和杂质引起的电阻率。 解：按题意:p(300k) = 10∧-6 则: p(400k) = (10∧-6)* (1+0.05) ----(1) 在400K温度下马西森法则成立，则: p(400k) = p(镍400k) + p(杂400k) ----(2) 又: p(镍400k) = p(镍300k) * [1+ α* 100] ----(3) 其中参数: α为镍的温度系数约= 0.007 ; p(镍 300k)(室温) = 7*10∧-6 Ω.cm) 将(1)和(3)代入(2)可算出杂质引起的电阻率p(杂400k)。 2.为什么金属的电阻因温度升高而增大，而半导体的电阻却因温度的升高而减小？ 对金属材料，尽管温度对有效电子数和电子平均速率几乎没有影响，然而温度升高会使离子振动加剧，热振动振幅加大，原子的无序度增加，周期势场的涨落也加大。这些因素都使电子运动的自由称减小，散射几率增加而导致电阻率增大 而对半导体当温度升高时，满带中有少量电子有可能被激发

化工大学北方学院北京化工大学北方学院

化工大学北方学院-北京化工大学北 方学院 北京化工大学北方学院是教育部批准设立的全日制本科层次普通高校。招生列入全国统一计划。学校位于“环首都经济圈”的核心——京东燕郊经济技术开发区，距天安门38公里。学校占地面积1000亩，各项设施齐备完善。xx年首次招生，目前在校学生已逾20000人。化工大学北方学院 学校坚持质量立校，以“勤奋创新、璞玉成器”为校训，坚持“育人为本，服务社会；质量立校，特色强校”的办学理念，坚持因材施教和个性化培养；培养“四会五有”(即会学习、会做事、会做人、

会与人共处；有感恩之心、有博大胸怀、有吃苦精神、有创新意识、有创业能力)的实用型、应用型和创新型人才。 学校重视学科专业建设，始终把提高教育质量放在首位，依托北京化工大学在本科教学方面的优势，设置了理工学院、信息学院、经管学院、文法学院、国际商学院、艺术学院和基础部共7个二级教学单位，目前已建成国内一流水平的物理实验室、化学实验室、汽车实验室、电工电子实验室、计算机实验室、经管实验室、艺术设计实验室、语音室等86个实验室和全覆盖的数字化校园网。学校共设有31个本科专业和北京化工大学硕士研究生教学基地，并与吉林大学经济学院合作举办工程硕士班。 建校以来，学校坚持党的教育方针，积极探索高等教育改革，创新发展模式，丰富办学思路，取得了较好成绩。大学英语四级一次通过率连续3年超过50%，就业率和研究生升学率在同类院校中位居前列。在狠抓教育教学质量的同时，

重视科研工作，先后承担国家级科研课题11项、省部级科研课题近20项。化工大学北方学院学校大力推进国际化和地方化战略，先后与北美、亚洲、欧洲多所大学建立了友好合作关系，很多学生获得出国深造的机会，多人获得国外大学全额奖学金资助；在推进国际化的同时扎根燕赵大地，立足京津冀，为社会经济发展贡献才智。环首都经济圈发展战略的提出，为学校带来了更好的发展契机。学校始终坚持主旋律教育，倡导爱心教育、责任教育，取得了良好效果。xx年四川汶川地震之后，全校师生踊跃捐款捐物，总价值达224万余元，成为河北省内第一批捐款最多的高校之一；xx年在四川省平武县平南羌族乡建立了支农支教社会实践基地，坚持开展支教志愿服务活动；2016年在河北易县建立了大学生红色教育基地，探索形成了独具特色的学生教育活动。其中“感恩教育”、“雷锋连支教”等已经成为省内外有影响力的大学生品牌教育活动。

材料物理性能王振廷课后答案106页

1、试说明下列磁学参量的定义和概念：磁化强度、矫顽力、饱和磁化强度、磁导率、磁化率、剩余磁感应强度、磁各向异性常数、饱和磁致伸缩系数。 a、磁化强度：一个物体在外磁场中被磁化的程度，用单位体积内磁矩的多少来衡量，成为磁化强度M b、矫顽力Hc：一个试样磁化至饱和，如果要μ=0或B=0，则必须加上一个反向磁场Hc，成为矫顽力。 c、饱和磁化强度：磁化曲线中随着磁化场的增加，磁化强度M或磁感强度B开始增加较缓慢，然后迅速增加，再转而缓慢地增加，最后磁化至饱和。Ms成为饱和磁化强度，Bs成为饱和磁感应强度。 d、磁导率：μ=B/H，表征磁性介质的物理量，μ称为磁导率。 e、磁化率：从宏观上来看，物体在磁场中被磁化的程度与磁化场的磁场强度有关。 M=χ·H，χ称为单位体积磁化率。 f、剩余磁感应强度：将一个试样磁化至饱和，然后慢慢地减少H，则M也将减少，但M并不按照磁化曲线反方向进行，而是按另一条曲线改变，当H减少到零时，M=Mr或Br=4πMr。（Mr、Br分别为剩余磁化强度和剩余磁感应强度） g、磁滞消耗：磁滞回线所包围的面积表征磁化一周时所消耗的功，称为磁滞损耗Q（ J/m3） h、磁晶各向异性常数：磁化强度矢量沿不同晶轴方向的能量差代表磁晶各向异性能，用Ek表示。磁晶各向异性能是磁化矢量方向的函数。 i、饱和磁致伸缩系数：随着外磁场的增强，致磁体的磁化强度增强，这时|λ|也随之增大。当H=Hs时，磁化强度M达到饱和值，此时λ=λs，称为饱和磁致伸缩所致。 2、计算Gd3+和Cr3+的自由离子磁矩Gd3+的离子磁矩比Cr3+离子磁矩高的原因是什么 Gd3+有7个未成对电子,Cr3+ 3个未成对电子. 所以, Gd3+的离子磁矩为7μB, Cr3+的离子磁矩为3μB. 3、过渡族金属晶体中的原子（或离子）磁矩比它们各自的自由离子 磁矩低的原因是什么 4、试绘图说明抗磁性、顺磁性、铁磁性物质在外场B=0的磁行为。

北京化工大学_化工原理期末试卷

化工大学2013——2014学年第二学期 《化工原理》期末考试试卷 一、填空题（40分） 1、表征“三传”的三个类似的理论定律是：表征动量传递的、表征热 量传递的、表征质量传递的。 式，大大增加计算难度。

二、某逆流吸收塔，用清水吸收混合气中的氨。气体入塔氨摩尔分数为0.010，混合气处理量为221.94kmol/h，要求氨的回收率为0.9，操作压力为101.325kPa、温度为30℃时平衡关系为Y*=2X，操作液气比为最小液气比1.2倍，气相总传质系数Kya=0.06kmol/（m3. h），塔径为1.2m。（25分） 试求： （1）气相传质单元高度H OG，m； （2）填料层高度h，m； （3）若该塔操作时，因解吸不良导致入塔水溶液中X2=0.0005，其它入塔条件及操作条件不变，则回收率为若干？给出变化前后操作线。 （4）若混合气量增大，按照此比例也增大吸收剂用量，能否保证溶质吸收率不下降？简述其原因。 解：

三、在连续精馏塔中，分离某二元理想溶液，其平均相对挥发度为2，进料为气-液混合物，液相分率为0.5，进料中易挥发物的平均组成为x f=0.35，要求塔顶中易挥发的组成为0.93（以上均为摩尔分率），料液中易挥发组分塔顶回收率为96%，取回流比为最小回流比的1.242倍。在饱和液体回流，间接加热情况，试计算：（20分） （1）塔底产品组成 （2）写出精段方程 （3）写出提馏段方程 （4）假定各板气相单板效率为0.5，塔釜往上第一块板上升蒸汽的组成为多少？解：

四、在某干燥器中干燥砂糖，处理量为100kg/h，要求湿基含量从40%减至5%。干燥介质空气湿度为0.01kg/kg干气，从20℃经预热器加热至80℃后送至干燥器。空气在干燥器为等焓变化过程，空气离开干燥器时温度为30℃，总压为101.3kPa。（15分） 试求： （1）水分气化量，kg/h； （2）干燥产品量，kg/h； （3）湿空气消耗量，kg/h； （4）预热器加热量，kw。 解：

公办三本院校

公办三本院校 北京三本首都师范大学科德学院北京化工大学北方学院北京工商大学嘉华学院 天津三本天津商学院宝德学院天津师范大学津沽学院南开大学滨海学院天津外语学院滨海外事学院 河北三本河北大学工商学院燕山大学里仁学院石家庄经济学院华信学院 山西三本山西医科大学晋祠学院山西财经大学华商学院中北大学信息商务学院太原科技大学华科学院 辽宁三本中国医科大学临床医药学院沈阳大学科技工程学院东北大学东软信息学院东北财经大学津桥商学院 吉林三本东北师范大学人文学院长春大学光华学院长春工业大学人文信息学院吉林师范大学博达学院 黑龙江三本哈尔滨师范大学恒星学院东北农业大学成栋学院哈尔滨理工大学远东学院黑龙江大学剑桥学院 上海三本复旦大学太平洋金融学院上海外国语大学贤达经济人文学院 江苏三本东南大学成贤学院南京理工大学紫金学院中国传媒大学南广学院中国矿业大学徐海学院 浙江三本浙江大学城市学院浙江大学宁波理工学院中国计量学院现代科技学院 安徽三本安徽财经大学商学院安徽农业大学经济技术学院 福建三本集美大学诚毅学院厦门大学嘉庚学院福州大学阳光大学福建师范大学协和学院 山东三本烟台大学文经学院 江西三本南昌大学科学技术学院江西师范大学科学技术学院华东交通大学理工学院 河南三本新乡医学院三全学院河南科技学院新科学院河南理工大学万方科技学院河南

师范大学新联学院 湖北三本华中科技大学文华学院武汉科技大学城市学院武汉理工大学华夏学院武汉科技大学中南分校 湖南三本长沙理工大学城南学院湖南商学院北津学院湖南师范大学树达学院 广东三本电子科技大学中山学院北京理工大学珠海学院吉林大学珠海学院东莞理工学院城市学院 广西三本广西师范大学淳江学院桂林电子工业学院信息科技学院桂林工学院博文管理学院 重庆三本重庆师范大学涉外商贸学院重庆工商大学融智学院重庆工商大学派斯学院重庆邮电大学移通学院 四川三本四川师范大学文理学院成都理工大学工程技术学院电子科技大学成都学院四川外语学院成都学院 陕西三本西安工业大学北方信息工程学院西安财经学院行知学院延安大学西安创新学院 甘肃三本兰州理工大学技术工程学院兰州商学院长青学

材料物理导论-思考题4

第三章 材料的电学 1.说明量子自由导电理论与经典导电理论的异同。 经典导电理论：金属是由原子点阵组成的，价电子是完全自由的，可以在整个金属中自由运动自由电子的运动遵守经典力学的运动规律，遵守气体分子运动论。这些电子在一般情况下可沿所有方向运动。在电场作用下自由电子将沿电场的反方向运动，从而在金属中产生电流。电子与原子的碰撞妨碍电子的继续加速，形成电阻。 量子自由导电理论：金属离子所形成的势场各处都是均匀的，价电子是共有化的，它们不束缚于某个原子上，可以在整个金属内自由地运动，电子之间没有相互作用。电子运动服从量子力学原理 。 2. 一块n 型硅半导体，其施主浓度N D ＝1015／cm 3，本征费米能级Ei 在禁带正中，费米能级E F 在Ei 之上0.29eV 处，设施主电离能?E D ＝0.05eV ，试计算在T ＝300K 时，施主能级上的电子浓度 对于硅半导，其禁带E=E C -E V =1.12ev 又由题可知：E F -Ei=0.29ev ，?E D = E C -E D = 0.05eV 所以 E D -E F =0.5E-?E D -（E F -Ei ）=0.22ev 将 N D ＝1015／cm 3，E D -E F = 0.22ev ，T=300K ，k=1.38 x 10-23带入下式 因此施主能级上的电子浓度n D =4.06 x 1011／cm 3 3.为什么金属的电阻随温度的上升而增加，半导体却降低？ 半导体是靠载流子(空穴或电子)导电的，温度升高，载流子增多，导电性增强；金属晶体里边，温度升高原子核振动加剧，碰撞电子使之减速的概率增加，电阻率上升 4.在实际工程中往往需要金属既有良好的导电性又有高的强度，假如足够高的强度既可以通过冷加工获得，也可以由固溶强化得到，从导电率的要求看，你建议采用哪种强化方法？为什么？ 采用冷加工的方法，固溶强化会使金属的电导率大大降低，主要原因是溶质原子的溶入引起溶剂点阵的畸变，量子力学可以证明，当电子波在绝对零度下通过一个完整的晶体点阵()11exp()2D D D D D F N n N f E E E kT ==-+

《材料物理性能》课后习题答案

《材料物理性能》 第一章材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2) 可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和 0816 .04.25.2ln ln ln 22 001====A A l l T ε真应变) (91710909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .010 0=-=?=A A l l ε名义应变) (99510524.445006MPa A F T =?== -σ真应力) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量