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材料物理性能复习提纲 第一章 材料的热学性能 基本概念： 声子：用以描述晶格热振动的能量量子。 热容：在没有相变或化学反应的条件下，物体温度升高1K所吸收的热量。 热膨胀：物体的体积或长度随温度升高而增大的现象叫做热膨胀。 热传导：当固体材料一端的温度比另一端高时，热量会从热端自动地传向冷端，这个现象称为热传导。 导热率：指单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量。 重点内容： 1、格波是多频率振动的组合波。 （1）如果振动着的质点中包含频率甚低的格波，质点彼此之间的位相差不大，则格波类似于弹性体中的应变波，称为“声频支振动”。 （2）格波中频率甚高的振动波，质点彼此之间的位相差很大，邻近质点的运动几乎相反时，频率往往在红外光区，称为“光频支振动”。 2、恒压热容与恒容热容的比较： （1）由于恒压加热过程中，物体除温度升高外，还要对外界做功，所以CP CV （2）CP的测定比较简单，但CV更有理论意义，因为它可以直接从系统的能量增量计算 （3）对于凝聚态材料，CP与CV差异很小；但在高温时，CP和CV的差别增大 3、固体的导热微观机理包括：电子导热、声子导热和光子导热 4、温度对无机非金属材料热导率的影响： （1）在低温段，(近似与T 3成比例地变化，随着温度升高，(迅速增大，这是因为低温段主要是热容对热导率的影响，而热容随温度的三次方成正比。 （2）温度高于某一温度后，热容与温度的关系不再是三次方的关系，并在德拜温度以后，趋于一恒定值。这时对热导率的影响主要是声子的平均自由程起作用，其随温度升高而下降。故某个低温处，(出现了极大值。 （3）到了某高温时，热容趋于定值，而平均自由程达到下限值，因而热导率趋于恒定；更高温度时，由于光子导热的影响使热导率又有所增大。 5、晶体与非晶体导热系数曲线的比较： （1）非晶体的导热系数（不考虑光子导热的贡献）在所有温度下都比晶体的小。 （2）在高温下，二者比较接近，因为声子热容在高温下都接近3R。 （3）非晶体与晶体导热系数曲线的重大区别是前者没有导热系数峰值点。 第二章 材料的导电性能 基本概念： 载流子：能够携带电荷的粒子称为载流子。 允带：允许电子能级存在的能量范围。 禁带：不允许电子能级存在的能量范围。 满带：所有的能级都被电子填满的允带。 不满带：能级被电子部分填充的允带。 空带：所有的能级都没有电子占据的允带。 本征半导体：所有价电子都参与成键，并且成键都处于饱和状态。 n型半导体：所有结合键被价电子填满后仍有部分富余的价电子，称作n型半导体。 p型半导体：所有价电子都成键后仍有些结合键缺少价电子，而出现一些空穴，称作p型半导体。 杂质的补偿作用：不同类型的杂质相互抵消而使半导体的导电能力减弱的现象，称为杂质的补偿作用。 重点内容： 导体、半导体、绝缘体能带结构的比较： 导体 半导体 绝缘体 禁带 ? 较小 较大 价带 非满带 满带 满带 温度对金属导电性的影响： （1）高温下（T 2/3(D），正比关系：( ( (T （2）低温下（T (((D）， 五次方关系：( ( T 5 （3）2K以下，电子散射为主，平方关系：( ( T 2 常用半导体材料在不同温度区间电导率与温度之间的关系： 1）低温区（电离区）：电导率随温度升高而增加。 2）中温区（耗尽区）：电导率随温度的升高保持不变，甚至可能略微下降。 3）高温区（本征区）：电导率随温度升高重新增加。 第三章 材料的磁学性能 基本概念： 磁化：外磁场作用下，各磁矩有规则的取向，使磁介质宏观显示磁性，这就叫磁化。 磁化率：磁化强度M与磁场强度H的比值称为磁化率。 抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性 居里温度：铁磁体在高于某一临界温度变成顺磁体，这一临界温度称为居里温度或居里点。 磁畴：在铁磁体内分成大量自发磁化的小区域（磁矩方向一致），该小区域称为磁畴。 磁晶各向异性：晶体的不同取向与外磁场平行时，磁化的难易不同。 磁化功：铁磁体磁化时消耗的能量。 磁晶各向异性能Ek：磁化强度矢量在铁磁体中沿不同方向的能量差。 磁致伸缩：在磁场中磁化时，铁磁体的尺寸或体积发生变化的现象称为磁致伸缩。 技术磁化：指在外磁场作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化至饱和状态的内部变化过程。 剩余磁感应强度Br（剩磁）：铁磁性材料经饱和磁化，当外磁场降为0时，得到不为零的磁感应强度。 磁滞效应：B变化总是落后于H的变化的现象。 重点内容： 1、原子具有磁矩是物质具有磁性的根源，原子磁矩有3个来源：电子轨道磁矩、电子自旋磁矩、原子核自旋磁矩。 2、磁畴壁厚度的影响因素： （1）畴壁的厚度越大，相邻磁矩夹角越小，交换作用能越小——所以交换作用能倾向于使畴壁变厚。 （2）畴壁的厚度越大，偏离易磁化方向的磁矩越多，磁晶各向异性能越大