去練出技巧去練出技巧——巧思出碩果解：令解：令。0則5有《材料物理性能》第一章材料的力學(xué)性能1-12.5mm25cm4500N2.4mm,義應(yīng)力和名義應(yīng)變，并比較討論這些計(jì)算結(jié)果。解：由計(jì)算結(jié)果可知：真應(yīng)力大于名義應(yīng)力，真應(yīng)變小于名義應(yīng)變。1-595%A12O3(E=380GPa)5%(E=84GPa)試計(jì)算其上限和下限彈性模量。若該陶瓷含有5%的氣孔，再估算其上限和下限彈當(dāng)該陶瓷含有的氣孔時(shí)，將代入經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式可得，其上、下限彈性模量分別變?yōu)楹?-試6分別畫出應(yīng)力松弛和應(yīng)變?nèi)渥兣c時(shí)間的關(guān)系示意圖，并算出T時(shí)的縱坐標(biāo)表達(dá)式。解：模型可以較好地模擬應(yīng)力松弛過程：其應(yīng)力松弛曲線方程為：o(t)=o(0)。打則有：O(0)=o(0);o3)=0;o(T)=o(0)/e.Voigt模型可以較好地模擬應(yīng)變?nèi)渥冞^程：其蠕變曲線方程為:s(t)=—o-(1-e-t汽)=83)(1—e-t汽)Eoo則有：8(0)=0；8(8)=0-；8(T)=0-(1-e-1).EE去練出技巧____巧思出碩果去練出技巧____巧思出碩果以上兩種模型所描述的是最簡(jiǎn)單的情況，事實(shí)上由于材料力學(xué)性能的復(fù)雜性，我們會(huì)用到用多個(gè)彈簧和多個(gè)黏壺通過串并聯(lián)組合而成的復(fù)雜模型。如采用四元件模型來表示線性高聚物的蠕變過程等。1-11AlO231-11AlO23為135MPa,f解：由題意得圖示方向滑移系統(tǒng)的剪切強(qiáng)度可表示為：Fcos530T=xcos60°0.00152兀nFminTx0.0015nFmin-=3.17x103(N)cos53°xcos60°此拉力下的法向應(yīng)力為：o3.17x103xcos60。0.00152兀/cos60。=1.12x108(Pa)=112(MPa)第二章脆性斷裂和強(qiáng)度2-11.75J/m2;Si-O1.6*10-8cm;6075Gpa：’(60?75)*10i.75二25.62?28.64GPa1.6*10-102-2E=73Gpa=1.56J/m2th=28Gpa去練出技巧去練出技巧——巧思出碩果2c=2pmc=1*10-6m二：藥=：2*73*109*1.56二0.269G也兀c33.14*1*10-6強(qiáng)度折減系數(shù)=1-0.269/28=0.992-5350MPa8mm(=2c)c強(qiáng)度為1400MPaK值的可能性。IC1Kr=——(一匚)2=0.125mm02兀oysr/c=0.125/4=0.031>015兀用此試件來求1c值的不可能。2-6一陶瓷零件上有一垂直2mm;(2)0.049mm;(3)2um,分別求上1.62MPa.m2解：K=Yo.jc.=iKo=1-=0.818c-1/21.98Jco=0.818/,2*10-3=18.25MPaco=0.818/,0.049*10-3=116.58MPac()o=0.818/J2*10-6=577.04MPac2-4一陶瓷三點(diǎn)彎曲試件，在受拉面上于跨度中間有一豎向切口如圖。如果E=380Gpa,p,求Ic值，設(shè)極限荷載達(dá)。計(jì)算此材料的斷裂表面能。解c/W=0.1,Pc=50*9.8N,B=10,W=10，S=40代入下式：K=-c—[2.9(c/W)1/2—4.6(c/W)3/2+21.8(c/W)5/2—37.6(c/W)7/2+38.7(c/W)9/2]ICBW3/250*9.8*40[2.9*0.11/2—4.6*0.13/2+21.8*0.15/2—37.6*0.17/2+38.7*0.19/2]10*0.0103/2KICK2(1-U2)/y=——=(1.63*106)2*0.94/(2*380*109)=3.28J/m22E第三章材料的熱學(xué)性能2-1298K1273K(1)當(dāng)T=298K,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)當(dāng)T=1273K,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=438.9J/mol.K據(jù)杜隆-珀替定律：(3Al2O3.2SiO4)Cp=21*24。94=523.74J/mol.K可見，隨著溫度的升高，C趨近按Dulong-%應(yīng)定律所得的計(jì)算值。P,m2-21723=0.021J/(cm℃.);=4.6*10-6/;p=7.0Kg/mm2.E=6700Kg/mm2,=0.25.因子。一，.一一，、一一o(1一U)第一沖擊斷裂抵抗因子：R=-faE7*9.8*106*0.754.6*10-6*6700*9.8*106℃=170……、一一Ao(1一口)第二沖擊斷裂抵抗因子：R'=-faE=170*0.021=3.2-3=0.184J/(cm.s.)二120mm.h=0.05J/(cm2二120mm.h=0.05J/(cm2.s.℃),S=1解：AT=RS義m0.31rhm1=226*0.1840.31*6*0.05==447℃解：AT=RS義m0.31rhm1=226*0.1840.31*6*0.05==447℃第四章材料的光學(xué)性能3-1ir(1-m)2解：sinin=21sinrW=W’+W’’n-12一1一-二m[n+1]21其折射光又從玻璃與空氣的另一界面射入空氣W"'貝0―1-mW"Wf—G-mW3-21mmAlO2315%解:I—Ie-(a+s)X0.0.85.0.85—e-(a+s)X0.1..——e—(a+s)xI0...a+s=-10ln0.85=1.625cm-1第五章材料的電導(dǎo)性能4-1實(shí)驗(yàn)測(cè)出離子型電導(dǎo)體的電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)學(xué)回歸分析1lgo=A+B-T試求在測(cè)量溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)活化能表達(dá)式。⑵T1=500K1=10-9Qcm).iT2=1000K2=10-6Qcm)-1計(jì)算電導(dǎo)活化能的值。解：(1)O=10(A+B/T)lno=(A+B/T)ln10o=e(A+B/T)ln10=eln10Ae(ln10.B/T)=A1e(一W/kT)W=-ln10.B.k式中k=0.84*10-4(eV/K)lg10-9=A+B/500lg10-6=A+B/1000B=-3000W=-ln10.(-3)*0.86*10-4*500=5.94*10-4*500=0.594eV4-3本征半導(dǎo)體中，從價(jià)帶激發(fā)至導(dǎo)帶的電子和價(jià)帶產(chǎn)生的空穴參與電導(dǎo)nn=Nexp(—E/2kT)Nkg去練出技巧去練出技巧——巧思出碩果去練出技巧____巧思出碩果去練出技巧____巧思出碩果20cm-3)，ecm2.V-1.s-1N=1023cm-3,k=8.6”*10-5eV.K-1,Si(Eg=1.1eV),TiO(Eg=3.0eV)2500cm20cm-3)，ecm2.V-1.s-1N=1023cm-3,k=8.6”*10-5eV.K-1,Si(Eg=1.1eV),TiO(Eg=3.0eV)2500cm-3-1.cm-11.6*10-19Ccm2.V-1.s-1h=500(cm2.V-1.s-1解：（1）℃0500℃TiO2o=neHee+neHhhSie=1450Si20500n=1023exp(—1.1/(2*8.6*10-5*298)n=1023exp(—1.1/(2*8.6*10-5*773)=1023*e-8=2.55*10i90n=1023exp(—3.0/(2*8.6*10-5*298)℃n=1023exp(-3.0/(2*8.6*10-5*773)(2)20℃o=neH+neH

eehh(Q-1.cm-1)

℃o=ne旦+ne旦eehh=2.55*1019*1.6-1*(910450+500)(。-1.cm-154-2.根據(jù)缺陷化學(xué)原理推導(dǎo)(1)ZnO電導(dǎo)率與氧分壓的關(guān)系。(4)討論添加A12O3對(duì)NiO電導(dǎo)率的影響。解：(1)間隙離子型：ZnOoZn??+2e，+Ooe，限P-1/6i22O2或ZnOoZn?+e'+Oe']xP-1/4i22O2()添加A12O3對(duì)NiO：一一一〃一AlOT2Al-+V+3Oo23NiNi添加Al2O3對(duì)NiO后形成陽(yáng)離子空位多，提高了電導(dǎo)率。第六章材料的功能轉(zhuǎn)換性能6-1TiO10010%解：￡=100,%m%￡(mm￡=m2+3=0.9;￡氣2%m(3+￡d3￡m￡―d-3￡)+X￡dd=1,"=%二0」氣d0.9x100x(2+-L)+0.1x13300)+zd0.9(2+1)+0.13300=85.926-21cm*4cm*0.5cm2.4-6F,tg0.02解：⑴相對(duì)電容率er=3.391C-d2.4x10-12x0.5x⑴相對(duì)電容率er=3.39——.=eA8.854x10-12x1x4x10-40⑵損耗因子e』,tan':2.4x1；；*；10-2x0.02二6.0x10-13尸?m-16-3(Mg2SiO4)6-3(Mg2SiO4)45%SiO2,5%Al2O350%MgO,1400r=5.4Mg2SiO46.2MgSiO1/2?「In?「Ine=xIne+xIne1122/.ln5.4=-ln6.2+-lnene=4.096工4.1

33226-4如果A原子的原子半徑為B的兩倍，那么在其它條件都是相同的情況下，原子A的電子極化率大約是B的多少倍？解：電子極化率a=4兀eR3xR3,R=2Re0ABna=8ae,Ae,B6-5為什么碳化硅的電容光煥發(fā)率與其折射率的平方n2相等解：麥克斯韋電磁場(chǎng)理論C麥克斯韋電磁場(chǎng)理論C折射率n=—An=7印V由于SiC屬于非鐵磁性物質(zhì)N=1an=v-8,n2=s第七章材料的磁學(xué)性能1自發(fā)磁化的物理本質(zhì)是什么?材料具有鐵磁性的充要條件是什么答：鐵磁體自發(fā)磁化的本質(zhì)是電子間的靜電交換相互作用材料具有鐵磁性的充要條件為: