无机材料物理性能

弹性模量：使物体产生伸长一倍变形量所需的应力 上限弹性模量两相通过串联组合得到混合系统的E值 下限弹性模量两相通过并联组合得到混合系统的E值

粘弹性某些非晶体或多晶体在应力较小时间时表现粘性弹性 滞弹性无机固体和金属的弹性模量依赖于时间的现象 塑性塑性形变是指一种外力移去后不能恢复的形变

蠕变对粘弹性体施加恒定应力σ0时，其应变随时间而增加的现象 弛豫当施加恒定应变ε0在粘弹性体上，应力随时间而减小的现象 影响蠕变的因素1温度2应力3显微结构的影响4组成5晶体结构 极化机理介质内质点正负电荷重心的分离，从而转变成偶极子 声频支相邻原子具有相同的振动方向

光频支相邻原子振动方向相反，形成了一个范围很小，频率很高的振动 热膨胀物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象。

热传导当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动的传向冷端 声子声频波的量子。

声子热导的机理声子与声子的碰撞产生能量转移。

介质损耗电场作用下，单位时间内电介质因发热而损耗的电能 抗热震断裂性材料发 生瞬时断裂，抵抗这种破坏的性能

抗热震损伤性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

抗热震性材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力

热稳定性材料在温度急剧变化而不被破坏的能力，也被称为抗热震性

铁电体能够自己极化的非线性介电材料，其电滞回路和铁磁体的磁滞回路形状相近似 反铁磁性指由于“交换”作用为负值，电子自旋反向平行排列

3

铁磁性物质如Fe、Co、Ni，室温下磁化率可达10数量级，属于强磁性物质

2+3+2+

尖晶石型铁氧体铁氧体亚铁磁性氧化物的通式为Mo·Fe2o3，其中M是二价金属离子，如Fe、Ni、Mg等。复合铁氧体中二价阳离子可以是几种离子的混合物，因此组成和磁性能范围广 磁性的本质物质的磁性来源于电子运动以及原子、电子内部的永久磁矩 磁畴铁磁体在很弱的外加磁场作用下能显示出强磁性

磁滞回线未经磁化的或退磁状态的铁磁体，放入外磁场H中，其磁体内部的B随外磁场H的变化是非线性的 稳定传热物体内温度分布不随时间改变

载流子的迁移率载流子在单位电场中的迁移速率

移峰效应在铁电体中引入某种添加物生成固溶体 ，改变原来的晶胞参数和离子间的相互关系，使居里点向低温或高温方向移动

展宽效应（压峰效应）铁电体中引入某种添加物形成固溶体，减少居里点处介电常数，使介电常数在较大范围内变化平缓的效应

反射光在传播到不同材料时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象 折射光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化的现象 透射当光入射到透明或半透明材料表面时，有一部分可以透射过去的现象

材料的电导类型离子电导、电子电导影响因素温度、晶体结构、晶格缺陷；温度、杂志缺陷的影响 1、在结晶的陶瓷中，滞弹性弛豫最主要的根源是残余的玻璃相。 2、滑移的条件（1）几何条件 （2）静电作用

3、高温蠕变理论 ：高温蠕变的位错运动理论、扩散蠕变理论、晶界蠕变理论。

4、两个有关晶体热容的定律：元素的热容定律（杜隆---珀替定律）、化合物的热同定律（柯普定律） 5、量子理论的两个模型：爱因斯坦模型、德拜的比热模型

6、热冲击损坏有两钟类型：抗热冲击断裂性、抗热冲击损坏性。 7、吸收可分为：选择吸收、均匀吸收

-(a+s)x

8、 吸收定律和散射定律公式： I = I0e

9、发生形变的类型：弹性形变和塑性形变，发生脆性断裂的条件：外加应力的速率大于应力再分配的速率

10、热击穿的本质是介质在电场中极化，介质损耗发热，当热量在材料内积累,材料温度升高，当出现永久性损坏。 11、导电材料中载流子是 离子、电子和空位。

12、裂纹扩展方式：掰开型、错开型、及撕开型。裂纹扩展的条件：物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成的两个新表面所需的表面能。

13、提高陶瓷材料的强度和韧性途径：微晶、高密度与高纯度、 提高抗裂能力和预加应力、 化学强化、 相变增韧、弥散增韧

14、热膨胀系数有：线膨胀系数和体积膨胀系数，对于各向同性的晶体αv=3αi 对于异向同性的晶体：αv =αa+αb+αc

15、电导的方向有：离子电导和电子电导，霍尔效应是电子电导的特征；电解效应是离子电导的特征 16、晶界效应包括：压敏效应和PTC效应

17、利用双碱效应和压碱效应，可以减少玻璃的电导率

18、极化类型：弹性位移极化、高介晶体极化、松弛极化、自发极化、偶极子转向极化、谐振式极化、夹层式极化与高压式极化前两个特点无损耗，后四个特点有损耗 19、介质击穿的类型有：热击穿、电击穿、化学击穿

20、介质损耗的形式：1电容电流2介质极化的建立引起电流3介质的电导（漏导）造成的电流;电容电流不损耗能量，后两种产生能量损耗。能量损耗：松弛极化损耗、电导损耗、离子变形和振动损耗

21、压电效应的机理：机械作用引起了晶体介质的极化，从而导致介质两端表面出现符号相反的束缚电荷 22、磁性的类型：抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性 简答题

宏观塑性形变的必要条件1、有足够多的位错。2、位错有一定的运动速度。3、柏氏矢量b大的材料ε大

用Griffith理论解释相变增韧的原理Griffith概念：Griffith认为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，裂纹扩展而导致断裂，所以断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。

提高抗热冲击断裂性能的措施1）提高材料强度，减小弹性模量2）提高材料的热导率3）减小材料的热膨胀系数4）减小表面热传递系数5）减小产品的有效厚度

热膨胀的机理：固体材料的热膨胀本质，可归结为点阵结构中的质点间平均距离随温度升高而增大。质点在r0两侧受力不对称情况越显著，平衡位置向右移动越多，相邻质点间平均距离就增加就越多，以致晶胞参数增大，晶体膨胀热膨胀与结构的关系由于玻璃的结构较疏松，内部的空隙较多，所以当温度升高，原子振幅加大，原子间距增大时，部分地被结构内部的空隙所容纳，而整个物体宏观的膨胀量就少些。热膨胀与结合能和熔点的关系结合能、熔点越高，则热膨胀系数较小；热膨胀与温度、热容的关系温度越高、热容越大，热膨胀系数越大；热膨胀和结构的关系通常结构紧密的晶体膨胀系数较大，而类似于无定形的玻璃，则往往有较小的膨胀系数

了解材料热传导的宏观规律当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动的传向冷端，这个现象就称为热传导。微观机理固体中的导热主要是由晶格振动的格波和自由电子的运动来实现的，声子和声子热导、光子热导 影响材料热导率的因素1温度影响2显微结构影响3化学组成影响4复相陶瓷的热导率5气孔的影响

选择乳浊剂原则有哪些1）颗粒及基体材料的折射率数值应当有较大的差别2）颗粒尺寸应当和入射波长约略相等3)颗粒的体积分数要高

影响透光性的因素有哪些1）吸收系数2）反射系数3）散射系数（1、材料的宏观及显微缺陷2、晶粒排列方向的影响3、气孔引起的散射损失）

提高无机材料透光性的措施1）提高原材料的纯度2）参加外加剂，降低气孔率3）原料适当预烧4）控制烧成温度，防止二次重结晶5）热压烧结6）表面抛光

降低介质损耗的措施1、选择合适的主晶相2、在改变主晶相性能时，尽量避免产生缺位固溶体或填隙固溶体，最好形成连续固溶体3、尽量减少玻璃相4、防止产生多晶转变，因为多晶转变时晶格缺陷多，电性能下降，损耗增加5、注意焙烧气氛6、控制好最终的烧结温度，减少气孔

热击穿处于电场中的介质，由于其中的介质损耗而受热，当外加电压足够高时，可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态，若发出的热量比散去的多，介质温度将越来越高，直至出现永久性损坏

不同材料在外力作用时的变形特征脆性材料:在弹性变形后没有塑性形变或塑性形变很小，接着就断裂，总弹性应变能非常小。延性材料:开始表现为弹性形变，接着有一段弹塑性形变，然后才断裂，总变形能很大。弹性材料:具极大的弹性形变。

显微结构对陶瓷材料的脆性断裂有何影响气孔率、气孔或裂纹尖端的曲率半径及大小、晶粒的大小、晶界、内部应力、玻璃相、复合相

造成宏观塑性形变的条件1.有足够多的位错2.位错有一定的运动速度3.要有较小的伯氏矢量，易形成位错。

高位蠕变分为哪几个阶段？各阶段有何特点？1）起始段oa在外力作用下发生塑性弹性形变，且为瞬时发生，与时间无关2）第一阶段蠕变ab（蠕变减速阶段）应变速度随时间减速3）第二阶段蠕变bc（稳态蠕变阶段）蠕变速率保持不遍4）第三阶段蠕变cd（蠕变加速阶段）应变速率随时间递增，即曲线变陡，最后到d点断裂。何为理论强度使材料沿横截面所有原子间，将所有原子间的结合键同时拉断成为两部分需要的应力。

何为尺寸效应尺寸较大的材料的实际强度比理论值低得多，而且实际材料的强度总在一定范围内波动，即是用相同材料在相同条件下制成的时间，强度值也有波动。一般试件尺寸大，强度偏低。

显微结构对材料脆性断裂的影响：1）晶粒尺寸：晶粒愈小愈细，强度愈高。2）气孔的影响：无机材料的弹性模量和强度都随气孔率的增加而降低。

强化复合材料的注意的几个原则1）使纤维尽可能多地承担外加负荷2）二者的结合强度适当，否则基体中所承受的应力无法传递到纤维上3）应力作用的方向应与纤维平行，才能发挥纤维的作用，因此注意纤维在基体中的排列4）纤维与基体的热膨胀系数匹配，最好是纤维的热膨胀系数略大于基体的5）考虑纤维和基体二者在高温下的化学相容性 对热稳定性影响的主要因素是什么？其特点是什么？并解释该名词？主要因素是热应力，特点（1）与外力不同，(2)存在材料内部

热应力：电子材料热膨胀后收缩引起的内应力

透明陶瓷的特点？1）高纯、高密、无气孔2）晶粒尺寸小于入射光波长3）无第二相或第二相的折射率与基质的折射率相差小4）晶粒大小均匀

固体材料热传导的微观机理1）把声子当作质点2）格波的传播当作声子的运动3）格波与物质的作用理解为声子与物质的碰撞4）格波遇到的散射理解为声子与质点的碰撞5）理想晶体的热阻来源于声子与声子的碰撞

影响半透明性的因素有哪些1、防止裂纹扩展措施2、使用应力不超过临界应力σc。3、在材料中设置吸收能量的机构，阻止裂纹扩展。4、人为地在材料中造成大量极微细的小于临界尺寸的裂纹，也可吸收能量，阻止裂纹的扩展。 结合双碱效应、压碱效应说明如何让降低玻璃的电导率双碱效应：玻璃中碱金属离子浓度较大时，碱金属总离子浓度相同的前提下。含两种碱金属比含一种的玻璃电导率要小，当两种碱金属离子比例适当，电导率可降低到很低。压碱效应：含碱玻璃中加入二价金属氧化物，尤其是重金属氧化物，可使玻璃电导率降低。所以加入碱金属离子或二价金属氧化物，重金属氧化物可降低玻璃的电导率。

临界断裂强度公式KI=YQC<= KIC与裂纹扩展的判据(dwe/2dc>dws/2dc)9

产生乳浊的原理入射光被反射、吸收和透射所占的分数取决于釉层的厚度、釉的散射和吸收特性 常用乳浊剂1.氟化物和磷灰石.2.含锌的乳浊釉3.TiO2 4.Sb2O5和CeO 5.SnO2 6.锆化合物 改善乳浊性能的措施1制备方法，釉和珐琅→细磨成浆→施于制品上→烧制2烧成制度，生成大量的晶核，能提高乳浊效果

影响无机颜料呈色的因素颗粒尺寸浓度、烧成温度、加入的某些无机化合物、高温下形成的着色化合物的颜色 金属氧化物对玻璃电导率的影响规律二价离子与玻璃中氧离子结合比较牢固，能嵌入玻璃网络结构（提高玻璃紧密度），堵住了迁移通道，使碱金属离子移动困难，故而电导率降低。

高介晶体的极化由于金红石和钙钛矿型等晶体的结构和组成的特点，造成E3很大，使其具有高的介电性

介质损耗与温度、频率的关系1.频率的影响1) 外加电场频率很低，即ω→0时，介质的各种极化都能跟上外加电场的变化，不存在极化损耗，介电常数达最大值，随ω升高，损耗角越小2) 外加电场频率较高时，松弛极化开始跟不上外电场变化，松弛极化对介电常数的贡献逐渐减小，随ω升高，损耗角增大3) ω很高时，介电常数仅由位移极化决定，损耗角随频率升高而减小。2. 温度的影响1) 温度很低时，随温度的上升，损耗角上升。2) 温度较高时，随温度上升，损耗角减小。3) 温度很高时，随温度上升，损耗角增大。

1\\2