功能材料2014-2015期末考試題

1、1《功能材料》期末考試題《功能材料》期末考試題基本概念：基本概念：功能材料功能材料：功能材料是指那些具有優(yōu)良的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)功能，特殊的物理、化學(xué)、生物學(xué)效應(yīng)，能完成功能相互轉(zhuǎn)化，主要用來制造各種功能元器件而被廣泛應(yīng)用于各類高科技領(lǐng)域的高新技術(shù)材料。液晶液晶：液晶是介于晶態(tài)和液態(tài)之間的一種熱力學(xué)穩(wěn)定的過渡中間相態(tài)，它既具有晶態(tài)的各向異性，又具有液態(tài)的流動性阻尼合金阻尼合金：阻尼合金是一種阻尼(內(nèi)耗)大

2、，能使振動迅速衰減的特種金屬材料，也稱減振合金、防振合金、消聲合金、啞巴金屬等。彈性反常彈性反常：一般金屬及合金的彈性模量隨溫度升高而降低，即βE0)。這是彈性模量―溫度關(guān)系的反常變化，稱為彈性反常彈性反常。彈性后效彈性后效：理想的彈性材料在彈性變形范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系服從虎克定律。但在實(shí)際彈性材料發(fā)生彈性變形時(shí)，會產(chǎn)生應(yīng)變落后于應(yīng)力，且與時(shí)間有關(guān)。這個(gè)現(xiàn)象稱為彈性后效。熱雙金屬熱雙金屬：熱雙金屬（thermobimetal）是指由

3、兩個(gè)（或多個(gè)）具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬或合金組元層牢固地結(jié)合在一起的復(fù)合材料。非平衡載流子非平衡載流子：在外界作用下（光照、電化學(xué)法），半導(dǎo)體中的自由電子濃度n和空穴濃度p都是偏離平衡值，多出來的這部分載流子稱為非平衡載流子，即過剩的載流子。載流子壽命載流子壽命：在熱平衡條件下，電子不斷地由價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，產(chǎn)生電子空穴對，與此同時(shí)，它們又不停地因復(fù)合而消失。平衡時(shí)，電子與空穴的產(chǎn)生率等于復(fù)合率，從而使半導(dǎo)體中載流子的密度維持恒定。載流子

4、間的復(fù)合使載流子逐漸消失，這種載流子平均存在的時(shí)間，就稱之為載流子壽命。漂移遷移率漂移遷移率：半導(dǎo)體內(nèi)自由電子或空穴在單位電場作用下漂移的平均速度，簡稱遷移率?；魻栃?yīng)霍爾效應(yīng)：將有電流通過的固體樣品置于均勻磁場中，如果電流方向與磁場垂直，則在垂直于電流和磁場組成的平面方向會形成一穩(wěn)定的橫向電場，這個(gè)現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。3遷時(shí)，輻射光子的現(xiàn)象。思考題：思考題：1.1.簡述貯氫合金（儲氫材料）的貯氫原理及其潛在應(yīng)用。簡述貯氫合金（儲氫材料）

5、的貯氫原理及其潛在應(yīng)用。答：貯氫材料在室溫和常壓條件下能迅速吸氫(H2)并反應(yīng)生成氫化物，使氫以金屬氫化物的形式貯存起來，在需要的時(shí)候，適當(dāng)加溫或減小壓力使這些貯存著的氫釋放出來以供使用。可用于氫的貯存或運(yùn)輸、催化劑、發(fā)展鎳氫電池、靜態(tài)壓縮機(jī)、熱泵、溫度傳感器控制器等。2.2.簡述形狀記憶合金的形狀記憶原理和條件。簡述形狀記憶合金的形狀記憶原理和條件。答：每片馬氏體形成時(shí)都伴有形狀的變化。這種合金在單向外力作用下，其中馬氏體順應(yīng)力方向發(fā)

6、生再取向，即造成馬氏體的擇優(yōu)取向。當(dāng)大部分或全部的馬氏體都采取一個(gè)取向時(shí)，整個(gè)材料在宏觀上表現(xiàn)為形變。將變形馬氏體加熱到As點(diǎn)以上，馬氏體發(fā)生逆轉(zhuǎn)變，因?yàn)轳R氏體晶體的對稱性低，轉(zhuǎn)變?yōu)槟赶鄷r(shí)只形成幾個(gè)位向，甚至只有一個(gè)位向——母相原來的位向。尤其當(dāng)母相為長程有序時(shí)，更是如此。當(dāng)自適應(yīng)馬氏體片群中不同變體存在強(qiáng)的力學(xué)偶時(shí)，形成單一位向的母相傾向更大。逆轉(zhuǎn)變完成后，便完全回復(fù)了原來母相的晶體，宏觀變形也完全恢復(fù)。一般地說，形成有序晶格和熱彈性

7、馬氏體相變是形狀記憶合金的基本條件。3.3.簡述高溫合金提高熱強(qiáng)性途徑簡述高溫合金提高熱強(qiáng)性途徑答：（1）基體強(qiáng)化（2）第二相沉淀強(qiáng)化（3）晶界強(qiáng)化（4）氧化物彌散強(qiáng)化4.簡述高溫合金基體元素選擇的理由簡述高溫合金基體元素選擇的理由。答：化學(xué)穩(wěn)定性較高、相穩(wěn)定性最好、晶體結(jié)構(gòu)單一5.簡述非晶合金的性能優(yōu)勢和缺點(diǎn)簡述非晶合金的性能優(yōu)勢和缺點(diǎn)。答：高強(qiáng)度，良好的軟磁性及耐腐蝕性能。其缺點(diǎn)主要表現(xiàn)在兩方面，一是由于采用急冷法制備材料，使其厚度