功能材料試題及參考答案
篇一：功能材料試題參考答案
一、名詞解釋（共24分，每個3分）
居里溫度：鐵電體失去自發(fā)極化使電疇結(jié)構(gòu)消失的最低溫度（或晶體由順電相到鐵電相的轉(zhuǎn)變溫度）。
鐵電疇：鐵電晶體中許許多多晶胞組成的具有相同自發(fā)極化方向的小區(qū)域稱為鐵電疇。
電致伸縮 ：在電場作用下，陶瓷外形上的伸縮（或應(yīng)變）叫電致伸縮。
介質(zhì)損耗 ：陶瓷介質(zhì)在電導(dǎo)和極化過程中有能量消耗，一部分電場能轉(zhuǎn)變成熱能。單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能叫介質(zhì)損耗。
n型半導(dǎo)體 ：主要由電子導(dǎo)電的半導(dǎo)體材料叫n型半導(dǎo)體。
電導(dǎo)率 ：電導(dǎo)率是指面積為1cm2，厚度為1cm的試樣所具有的電導(dǎo)（或電阻率的倒數(shù)或它是表征材料導(dǎo)電能力大小的特征參數(shù)）。 壓敏電壓 ：一般取I=1mA時(shí)所對應(yīng)的電壓作為I隨V陡峭上升的電壓大小的標(biāo)志稱壓敏電壓。
施主受主相互補(bǔ)償：在同時(shí)有施主和受主雜質(zhì)存在的半導(dǎo)體中，兩種雜質(zhì)要相互補(bǔ)償，施主提供電子的能力和受主提供空狀態(tài)的能力因相互抵消而減弱。
二、簡答（共42分，每小題6分）
1.化學(xué)鍍鎳的原理是什么？
答：化學(xué)鍍鎳是利用鎳鹽溶液在強(qiáng)還原劑（次磷酸鹽）的作用下，在具有催化性質(zhì)的瓷件表面上，使鎳離子還原成金屬、次磷酸鹽分解出磷，獲得沉積在瓷件表面的鎳磷合金層。由于鎳磷合金具有催化活性，能構(gòu)成催化自鍍，使得鍍鎳反應(yīng)得以不斷進(jìn)行。
2.干壓成型所用的粉料為什么要造粒？造粒有哪幾種方式？各有什么特點(diǎn)？
答：為了燒結(jié)和固相反應(yīng)的進(jìn)行，干壓成型所用粉料顆粒越細(xì)越好，但是粉料越細(xì)流動性越差；同時(shí)比表面積增大，粉料占的體積也大。干壓成型時(shí)就不能均勻地填充模型的每一個角落常造成空洞、邊角不致密、層裂、彈性后效等問題。為了解決以上問題常采用造粒的方法。 造粒方式有兩種方式：加壓造粒法和噴霧干燥法。加壓造粒法的特點(diǎn)是造出的顆粒體積密度大、機(jī)械強(qiáng)度高、能滿足大型和異型制品的成型要求。但是這種方法生產(chǎn)效率低、自動化程度不高。噴霧干燥法可得到流動性好的球狀團(tuán)粒，產(chǎn)量大、可連續(xù)生產(chǎn)，適合于自動化成型工藝。但是這種方法得到的團(tuán)粒體積密度不如噴霧干燥法大、機(jī)械強(qiáng)度不如噴霧干燥法高。
3.鐵電體與反鐵電體的自發(fā)極化有何不同特點(diǎn)？并分別解釋為什么總的
ΣP＝0？
答;鐵電體自發(fā)極化的特點(diǎn)是單元晶胞中的偶極子成對的按相同方向平行排列，晶體中存在著一個個由許多晶胞組成的自發(fā)極化方向相同的小區(qū)域－鐵電疇，但各個鐵電疇的極化方向是不同的、雜亂無章的
分布；反鐵電體自發(fā)極化的特點(diǎn)是單元晶胞中的偶極子成對的按相反方向平行排列且這兩部分偶極子的偶極矩大小相等方向相反。
鐵電體ΣP＝0是由于一般情況下整個鐵電晶體的內(nèi)部不同方向取向的電疇其自發(fā)極化強(qiáng)度可相互抵消，所以鐵電晶體的ΣP＝0；反鐵電體晶胞中偶極子以反平行方向排列偶極子的偶極矩在晶胞內(nèi)部自行抵消，所以對外不顯示極性ΣP＝0。
4.獨(dú)石電容器的的特點(diǎn)是什么？
答：性能特點(diǎn)：大容量、小體積、長壽命、高可靠性適應(yīng)電子設(shè)備向集成化、小型化發(fā)展；工藝特點(diǎn)：合并了燒銀和薄膜制坯工藝；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：涂有金屬電極漿料的陶瓷坯體以多層交替堆疊的方式疊合起來，使陶瓷材料和電極同時(shí)燒成一個整體。
5.什么是受主？形成有效受主摻雜的條件是什么（以SrTiO3為例說明）？
什么是受主能級？形成受主能級有哪幾種方式？
答：受主是能夠在禁帶提供空能級的雜質(zhì)；形成有效受主的條件以SrTiO3為例，若想取代Sr2＋（或Ti4＋）， 1）摻雜離子與Sr2＋（或Ti4＋）半徑相近；2）摻雜離子電價(jià)低于Sr2＋（或Ti4＋）。受主雜質(zhì)上的電子態(tài)相應(yīng)的能級是受主能級；形成受主能級的方式有：低價(jià)外來陽離子替位；陽離子缺位；陰離子添隙等。
6.什么是半導(dǎo)體陶瓷，半導(dǎo)體陶瓷的能帶結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？
答：半導(dǎo)體陶瓷是導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的陶瓷。能帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是價(jià)帶全部被電子填滿，禁帶沒有被電子填充是全空的，禁帶寬度小于絕緣體一般小于2ev。
7.氣敏陶瓷吸附氣體有哪幾種具體情況？各有什么電學(xué)特點(diǎn)？
答：氣敏陶瓷吸附氣體有四種具體情況： 1）N型半導(dǎo)體吸附氧化性氣體其特點(diǎn)是N型半導(dǎo)體的載流子數(shù)目減少，電導(dǎo)率減��；2）N型半導(dǎo)體吸附還原性氣體其特點(diǎn)是N型半導(dǎo)體的載流子數(shù)目增多，電導(dǎo)率增大；3）P型半導(dǎo)體吸附氧化性氣體其特點(diǎn)是P型半導(dǎo)體的載流子數(shù)目增多，電導(dǎo)率增大；4）P型半導(dǎo)體吸附還原性氣體其特點(diǎn)是P型半導(dǎo)體的載流子數(shù)目減少，電導(dǎo)率減小
三、論述題（共34分）
1、SrTiO3基陶瓷半導(dǎo)化的條件是什么？用氧揮發(fā)半導(dǎo)化機(jī)理進(jìn)行解釋。（10分）
答：SrTiO3基陶瓷半導(dǎo)化的條件是還原性氣氛和施主摻雜同時(shí)具備缺一不可。根據(jù)氧揮發(fā)半導(dǎo)化機(jī)理1）施主離子的加入導(dǎo)致陽離子空位鍶空位的產(chǎn)生。2）鍶空位的出現(xiàn)大大削弱了空位近鄰的鈦氧八面體的Ti-O結(jié)合鍵。3）在還原氣氛中高溫?zé)Y(jié)時(shí)，氧通過擴(kuò)散揮發(fā)在晶格中形成氧空位，氧空位電離而成為N型半導(dǎo)體。
2、BaTiO3基鐵電電容器與 BaTiO3基晶界層電容器的配方組成、微觀結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝有何不同？并解釋為什么晶界層電容器的視在介電常數(shù)比鐵電電容器大幾十倍。（12分）
答：配方組成上，BaTiO3基鐵電電容器根據(jù)具體性能要求加入移峰劑和壓峰劑等，而BaTiO3基晶界層電容器一般要加入施主摻雜劑促進(jìn)半導(dǎo)化。微觀結(jié)構(gòu)上，BaTiO3基鐵電電容器晶粒是介電常數(shù)較大的BaTiO3晶體；BaTiO3基晶界層電容器是由半導(dǎo)化的晶粒和晶粒表面的一層介電常數(shù)較大的介質(zhì)層組成且晶粒。生產(chǎn)工藝上，BaTiO3基鐵電電容器是在氧化氣氛下燒成； BaTiO3基晶界層電容器的半導(dǎo)化階段還原氣氛更有利且一般需要兩次燒結(jié)。晶界層電容器等效電路相當(dāng)于一個阻容網(wǎng)絡(luò)，其視在介電常數(shù)ε≈(d2/d1)εb,其中d1 為晶界絕緣介質(zhì)層的厚度，d2為半導(dǎo)化晶粒的直徑，εb 純BaTiO3的介電常數(shù)。由于d2＞＞d1可達(dá)幾十倍，所以晶界層電容器的視在介電常數(shù)比鐵電電容器大幾十倍。
3、ZnO壓敏陶瓷的相組成及每一相的作用是什么？并描述其顯微結(jié)構(gòu)的連續(xù)分布圖像。（12分）
答：ZnO壓敏陶瓷的相組成為：ZnO相，其作用是構(gòu)成陶瓷的主晶相，由于Zn的添隙或Co的溶入使它具有n型電導(dǎo)的特征；富鉍相，由于富鉍相溶有大量的ZnO和少量的Sb2O3所以富鉍相有助于液相燒結(jié)。又由于富鉍相在晶粒邊界結(jié)晶溶有大量的ZnO少量的Sb2O3、CoO、MnO2等對于產(chǎn)生高非線性有作用。另外，還有抑制晶粒生長
篇二：功能材料復(fù)習(xí)題
復(fù)習(xí)題
功能材料是指具有一種或幾種特定功能的材料，如磁性材料、光學(xué)材料等，它具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和生物功能，在物件中起著“功能”的作用。
1、 金屬、半導(dǎo)體、絕緣體是如何區(qū)分的？
答：它們分為良導(dǎo)體電阻率≤10-6m，絕緣體電阻率≈1012—1022m，介于這兩者之間的半導(dǎo)。
2、常見的半導(dǎo)體材料有哪些？列出三種以上
答：，硅 鍺 砷化鎵
3、 從能帶理論解釋半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性，并說明其與導(dǎo)體和半導(dǎo)體的不同點(diǎn)。
答：半導(dǎo)體價(jià)帶被填滿，而導(dǎo)帶被空穴填滿。受到激發(fā)時(shí)，電子能夠從導(dǎo)帶的低能級躍遷到高能級，形成導(dǎo)電現(xiàn)象。導(dǎo)體價(jià)帶被填滿，而最外層電子為自由電子，填充導(dǎo)帶，且金屬的禁帶寬度小于半導(dǎo)體的，因此電子可以從能級比較低的導(dǎo)帶躍遷到能級比較高的導(dǎo)帶，形成導(dǎo)電現(xiàn)象。
4、 什么是本征半導(dǎo)體？什么是摻雜半導(dǎo)體？各有什么特點(diǎn)？
答：本征半導(dǎo)體即不含任何雜質(zhì)的純凈半導(dǎo)體，其純度在99.999999%以上。特點(diǎn)：價(jià)電子不易掙脫原子核束縛而成為自由電子，本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力較差，空穴與電子是成對出現(xiàn)。 當(dāng)半導(dǎo)體被摻入雜質(zhì)時(shí)，半導(dǎo)體變成非本征的，也稱雜質(zhì)半導(dǎo)體，特點(diǎn)：半導(dǎo)體導(dǎo)電性大大增強(qiáng)。
5、 請以硅為例，敘述本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電過程
答：從外界獲得能量，價(jià)電子就會掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子，在共價(jià)鍵中留下一個 “空穴”。同時(shí)，這個自由電子又會去填補(bǔ)其它空穴。電子填補(bǔ)空穴的運(yùn)動相當(dāng)于帶正電荷的空穴在運(yùn)動。空穴越多，半導(dǎo)體的載流子數(shù)目就越多，因此形成的電流就越大。
6、 摻雜半導(dǎo)體根據(jù)摻雜類型不同又分為哪兩種？
答：N型半導(dǎo)體與P型型半導(dǎo)體。
7、 什么是p型半導(dǎo)體？什么是n型半導(dǎo)體？
答：在本征半導(dǎo)體中加入5價(jià)元素如磷形成n型半導(dǎo)體，電子導(dǎo)電為主。如果加入3價(jià)元素如硼形成p型半導(dǎo)體，以空穴導(dǎo)電為主。
8、 p型與n型半導(dǎo)體雜質(zhì)能級分布是什么樣的？
答：P型半導(dǎo)體的雜質(zhì)能級靠近價(jià)帶，n型半導(dǎo)體的雜質(zhì)能級靠近導(dǎo)帶，非簡并半導(dǎo)體其雜質(zhì)能級位于導(dǎo)帶和價(jià)帶之間。
9、 pn結(jié)是如何形成的？它的V-I特性是怎樣的？
答： p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體接觸后，N區(qū)的電子要向P區(qū)擴(kuò)散，而P的空穴也要向N區(qū)擴(kuò)散，兩種半導(dǎo)體交界處兩邊的載流子減少，而剩下不可移動的雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)，形成內(nèi)建電場阻止載流子繼續(xù)擴(kuò)散，達(dá)到動態(tài)平衡形成Pn結(jié)。
10、半導(dǎo)體的電導(dǎo)率受哪些因素影響？是如何影響的？
答：摻雜濃度摻雜越高，載流子濃度越大，電導(dǎo)率越大，電阻率越小。對本征半導(dǎo)體來說，溫度升高，載流子濃度增加，電導(dǎo)率增加，電阻率下降，對非本征半導(dǎo)體，在低溫區(qū)與溫度成3/2次方，在飽和區(qū)與溫度成-3/2次方。
11、第一代、第二代、第三代半導(dǎo)體分別是什么？它們各有什么特點(diǎn)？
答：第一代半導(dǎo)體：元素半導(dǎo)體 ，如Si，Ge。應(yīng)用較廣，器件頻率較低。第二代半導(dǎo)體：化合物半導(dǎo)體，以砷化鎵、磷化銦和氮化鎵等為代表，包括許多其它III-V族化合物半導(dǎo)體，應(yīng)用較廣。第三代半導(dǎo)體：寬禁帶半導(dǎo)體，金剛石、SiC、GaN和AlN，禁帶寬度在 2 eV 以上，擁有一系列優(yōu)異的物理和化學(xué)性能。
12、什么是壓電效應(yīng)？正壓電效應(yīng)？逆壓電效應(yīng)？
答：壓電效應(yīng)是指某些物質(zhì)能將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或者能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象。正壓電效應(yīng)：某些物質(zhì)沿其一定的方向施加壓力或拉力時(shí)，隨著形變的產(chǎn)生，會在其某兩個相對的表面產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉形變消失后，又重新回到不帶電的狀態(tài)。逆壓電效應(yīng)：在極化方向上施加電場，它又會產(chǎn)生機(jī)械形變的現(xiàn)象。
13、壓電材料可分為哪三類？
答：（1）壓電晶體；（2）經(jīng)過極化處理的壓電陶瓷；（3）高分子壓電材料。
14、請舉例說明壓電效應(yīng)的應(yīng)用。
答：玻璃破碎報(bào)警器，壓電加速度傳感器，壓電打火。
15、介電材料、壓電材料、熱釋電材料、鐵電材料存在怎樣的包含關(guān)系？
答：介電體包括壓電體包括熱釋電體包括鐵電體
16、超導(dǎo)現(xiàn)象及其特性
超導(dǎo)現(xiàn)象是指材料在低于某一溫度時(shí)，電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，而這一溫度稱為超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度（Tc）。超導(dǎo)現(xiàn)象的特征是零電阻和完全抗磁性。
零電阻性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)電阻為零，能夠無損耗地傳輸電能。
完全抗磁性：超導(dǎo)材料處于超導(dǎo)態(tài)時(shí)，只要外加磁場不超過一定值，磁力線不能透
入，超導(dǎo)材料內(nèi)的磁場恒為零。
約瑟夫森效應(yīng)：兩超導(dǎo)材料之間有一薄絕緣層（厚度約1nm）而形成低電阻連接時(shí)，
會有電子對穿過絕緣層形成電流，而絕緣層兩側(cè)沒有電壓，即絕緣層也成了超導(dǎo)體
17、常用的超導(dǎo)材料有哪些？
元素超導(dǎo)體：
常壓下，在目前所能達(dá)到的低溫范圍內(nèi)，已發(fā)現(xiàn)具有超導(dǎo)電性的'金屬元素有28種。其中過渡族元素18種，如Ti、V、Zr、Nb、Mo、Ta（鉭）、W等；非過渡族元素10種，如Bi、Al、Sn、Pb等。按臨界溫度高低排列，Nb居首位，Tc＝9.24K；其次是元素Tc锝（De第一個人工合成的），Tc＝7.8K；第三是Pb，Tc＝7.197K；第四是La，Tc＝6.00K。研究發(fā)現(xiàn)，在施以30GPa壓力的條件下，超導(dǎo)元素的最高臨界溫度可達(dá)13K。 元素超導(dǎo)體除V、Nb、Ta以外均屬于第一類超導(dǎo)體，很難實(shí)用化。
合金超導(dǎo)體：Nb-Zr、Nb-Ti、Nb-40Zr-10Ti、Nb-Ti-Ta
金屬間化合物超導(dǎo)體：化合物超導(dǎo)體與合金超導(dǎo)體相比，臨界溫度和臨界磁場(Hc2)
都較高。一般超過10T的超導(dǎo)磁體只能用化合物系超導(dǎo)材料制造。如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge、Nb3Al，Nb3(AlGe)等。
陶瓷超導(dǎo)體：鑭系高溫超導(dǎo)陶瓷：以La2CuO3為代表； 釔系高溫超導(dǎo)陶瓷：以
YBa2Cu2Oy為代表； 鉍系高溫超導(dǎo)陶瓷：以Bi-Sr-Cu-O為代表； 鉈系高溫超導(dǎo)陶瓷：以Tl-Ba-Ca-Cu-O為代表
18、舉例說明超導(dǎo)材料的應(yīng)用（至少舉出3個）
19、什么是激光？激光的特性？
答：原意表示光的放大及其放大的方式，現(xiàn)在用作由特殊振蕩器發(fā)出的品質(zhì)好、具有特定頻率的光波之意。
特性：相干性好，所有發(fā)射的光具有相同的相位；單色性純，因?yàn)楣鈱W(xué)共振腔被調(diào)諧到某一特定頻率后，其他頻率的光受到相消干涉；方向性好，光腔中不調(diào)制的偏離軸向的輻射經(jīng)過幾次反射后被逸散掉；亮度高，激光脈沖有巨大的亮度，激光焦點(diǎn)處的輻射亮度比普通光高108~1010倍。
20、常用的激光材料有哪些？
21、影響發(fā)光強(qiáng)度因素是什么？
答：晶體結(jié)構(gòu)、激活劑、激發(fā)源類型、雜質(zhì)種類、溫度、使用環(huán)境氣氛
22、為什么發(fā)光材料中一般含有的金屬原子是Fe.Co.Ni等？
答：因?yàn)檫@些原子含有d軌道，d電子數(shù)目較多，能級豐富，能級間隙小，發(fā)光波長長。
23、紅外材料
答：是指與紅外線的輻射、吸收、透射和探測等相關(guān)的一些材料。紅外線的輻射起源于分子的振動和轉(zhuǎn)動，而分子振動和轉(zhuǎn)動起源于溫度。它本質(zhì)上和可見光一樣是一種電磁波，波長在0.76~1000um之間。
24、熱平衡輻射體
答：是當(dāng)一個物體向周圍發(fā)射輻射時(shí)，同時(shí)也吸收周圍物體所發(fā)射的輻射能量，當(dāng)物體與外界進(jìn)行能量交換慢到使物體在任何短時(shí)間內(nèi)仍保持確定溫度時(shí)，該過程可以看作是平衡。
25、智能材料(intelligent marerials；簡稱IM)
答：是指對環(huán)境可感知、響應(yīng)和處理后，能適應(yīng)環(huán)境的材料。它是一種融材料技術(shù)和信息技術(shù)于一體的新概念功能材料。智能材料應(yīng)同時(shí)具備傳感(sensing)、處理(processing)和執(zhí)行(actuation)三種基本功能。
26、氫能的特點(diǎn)及儲氫方法
答：氫能是人類未來的理想能源。氫能具有熱值高，如燃燒1kg氫可發(fā)熱1．2×106kJ，相當(dāng)于3kg汽油或4.5kg焦炭的發(fā)熱量；資源豐富，地球表面有豐富的水資源，水中含氫量達(dá)11．1％；干凈、無毒，燃燒后生成水，不產(chǎn)生二次污染；應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)，可作為燃料電池發(fā)電，也可用于氫能汽車、化學(xué)熱泵等。因此，氫能的開發(fā)和利用成為世界各國特別關(guān)注的科技領(lǐng)域。
27、儲氫方法可分為物理法和化學(xué)法。
答：所謂物理方法儲氫是指儲氫物質(zhì)和氫分子之間只有純粹的物理作用或物理吸附。而化學(xué)法儲氫則是儲氫物質(zhì)和氫分子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、生成新的化合物，具有吸收或釋放氫的特性。物理儲氫技術(shù)又分高壓壓縮儲氫、深冷液化儲氫、活性炭吸附儲氣等；化學(xué)儲氫技術(shù)包括金屬氫化物儲氫、無機(jī)化合物儲氫、有機(jī)液態(tài)氫化物儲氫等。
28、實(shí)用儲氫合金應(yīng)滿足那些要求？
答：理論上，能夠在一定溫度、壓力下與氫形成氫化物并且具有可逆反應(yīng)的金屬或合金都可以作為儲氫材料。但是，要使儲氫合金材料達(dá)到實(shí)用的目的，必須滿足下列要求。
(1)儲氫最大，能量密度高。不同金屬或合金的儲氫量差別很大，一般認(rèn)為可逆吸氫量不少丁150m1／g為好。
(2)吸氫和放氫速度快。吸氫過程中，氫分子在金屬表面分解為氫原子，然后氫原子向金屬內(nèi)部擴(kuò)散，金屬氫化物的相轉(zhuǎn)變，這些步驟都直接影響吸收氫的速率和金屬氫化物的穩(wěn)定性。
(3)氫化物生成熱小。儲氫合金用來吸收氫時(shí)生成熱要小，一般在-29—46kJ/mol H2為宜。
(4)分解壓適中。在室溫附近，具有適當(dāng)?shù)姆纸鈮?0.1—1MPa)。若分解壓過高，則吸氫時(shí)充氫壓力較高，需要使用耐高壓容器。若分解壓＜0.1MPa，則必須加熱才能釋放氫，需要消耗能源。同時(shí)，其P—C— T曲線應(yīng)有較平坦和較寬的平衡壓平臺區(qū)，在這個區(qū)域內(nèi)稍微改變壓力，就能吸收或釋放較多的氫氣。
(5)容易活化。儲復(fù)合金第一次與氫反應(yīng)稱為活化處理，活化的難易直接影響儲復(fù)合金的實(shí)用價(jià)值。它與活化處理的溫度、氫氣壓及其純度等因素有關(guān)。
(6)化學(xué)穩(wěn)定性好，經(jīng)反復(fù)吸、放氫，材料性能不衰減，對氫氣中所含的雜質(zhì)(如O2、CO、CI2、H 2S、H2O等)敏感性小，抗中毒能力強(qiáng)，即使有衰減現(xiàn)象，經(jīng)再生處理后,也能恢復(fù)到原來的水平，因而使用壽命長。
(7)在儲存與運(yùn)輸中安全、無害。
(8)原料來源廣、成本價(jià)廉。
前研究并發(fā)和投入應(yīng)用的金屬氫化物還沒有一種完全具備上述特征，只能擇重而取。
29、形狀記憶效應(yīng)及其三種類型（畫圖說明）
具有一定形狀的固體材料，在某一低溫狀態(tài)下經(jīng)過塑性變形后，通過加熱到這種材料固有的某一臨界溫度以上時(shí)，材料又恢復(fù)到初始形狀的現(xiàn)象，稱為形狀記憶效應(yīng)。具有形狀記憶效應(yīng)的材料稱為形狀記憶材料。
形狀記憶效應(yīng)可分為三種類型：單程形狀記憶效應(yīng)、雙程形狀記憶效應(yīng)和全程形狀記憶效應(yīng)。所謂單程形狀記憶效應(yīng)就是材料在高溫下制成某種形狀，在低溫時(shí)將其任意變形，再加熱時(shí)恢復(fù)為高溫相形狀，而重新冷卻時(shí)卻不能恢復(fù)低溫相時(shí)的形狀。若加熱時(shí)恢復(fù)高溫相時(shí)的形狀，冷卻時(shí)恢復(fù)低溫相形狀，即通過溫度升降自發(fā)可逆的反復(fù)恢復(fù)高低溫相形狀的現(xiàn)象稱為雙程形狀記憶效應(yīng)。當(dāng)加熱時(shí)恢復(fù)高溫相形狀，冷卻時(shí)變?yōu)樾螤钕嗤∠蛳喾吹母邷叵嘈螤畹默F(xiàn)象稱為全程形狀記憶效應(yīng)。
30、形狀記憶合金必須具備的條件及分類
合金呈現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)必須具備如下條件：
(1)馬氏體相變是熱彈性的；
(2)母相與馬氏體相呈現(xiàn)有序點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)；
(3)馬氏體內(nèi)部是孿晶變形的；
(4)相變時(shí)在晶體學(xué)上具有完全可逆性。
按照合金組成和相變特征，具有較完全形狀記憶效應(yīng)的合金可分為三大系列：鈦-鎳系形狀記憶合金，銅基系形狀記憶合金和鐵系形狀記憶合金。
31、形狀記憶聚合物及其工作原理？
輻射交聯(lián)聚乙烯當(dāng)溫度超過熔點(diǎn)達(dá)到高彈性態(tài)區(qū)域時(shí)，施加外力隨意改變其外形，降溫冷卻固定形狀后，一旦再加熱升溫至熔點(diǎn)以上時(shí)，它又恢復(fù)到原來的形狀，這就是形狀記憶聚合物。
高聚物的各種性能是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的本質(zhì)反映，而聚合物的形狀記憶功能是有其特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。目前開發(fā)的形狀記憶聚合物一般是有保持固定成品形狀的固定相和在某種溫度下能可逆的發(fā)生軟化—硬化的可逆相組成。固定相的作用是初始形狀的記憶和恢復(fù)，第二次變形和固定則是有可逆相來完成。固定相可以是聚合物的交聯(lián)結(jié)構(gòu)、部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)、聚合物的玻璃態(tài)或分子鏈的纏繞等�？赡嫦鄤t為產(chǎn)生結(jié)晶與結(jié)晶熔融可逆變化的部分結(jié)晶相，或發(fā)生玻璃態(tài)與橡膠態(tài)可逆轉(zhuǎn)變（玻璃化溫度Tg）的相結(jié)構(gòu)。
篇三：功能材料導(dǎo)論試卷B
一、名詞解釋（每題3分，共21分）
1.鐵電性：某些晶體在一定的溫度范圍內(nèi)具有自發(fā)極化（其極化方向可以因外電場的反向而反向）晶體的這種性質(zhì)稱為鐵電性。
2.介電常數(shù)：介電常數(shù)是衡量電介質(zhì)儲存電荷能力的特征參數(shù)。
3.超導(dǎo)體臨界磁場Hc：超導(dǎo)電性可以被外加磁場所破壞。對于溫度為T(T＜Tc)的超導(dǎo)體,當(dāng)外磁場超過某一數(shù)值Hc(T)的時(shí)候，超導(dǎo)電性就被破壞了，Hc(T)稱為臨界磁場。
4.氣敏陶瓷：氣敏陶瓷對某一種或某幾種氣體特別敏感，其阻值將隨該種氣體的濃度(分壓力)作有規(guī)則的變化，檢測靈敏度通常為百萬分之一的量級，個別可達(dá)十億分之一的量級，故有“電子鼻”之稱。
5.逆壓電效應(yīng)：在晶體上施加電場而引起介質(zhì)極化時(shí),如果產(chǎn)生了與電場強(qiáng)度成比例的變形或機(jī)械應(yīng)力時(shí),稱其為負(fù)壓電效應(yīng).
6.快淬技術(shù)：它是將熔化的液態(tài)合金急速冷卻至室溫，制得非晶態(tài)或納米晶態(tài)合金。
7.光生伏特效應(yīng)：當(dāng)光量子的能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光照射到結(jié)區(qū)時(shí)，光照產(chǎn)生的電子-空穴對在結(jié)電場作用下，電子推向n區(qū)，空穴推向p區(qū)；電子在n區(qū)積累和空穴在p區(qū)積累使P-n結(jié)兩邊的電位發(fā)生變化，p-n結(jié)兩端出現(xiàn)一個因光照而產(chǎn)生的電動勢，這一現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。
二、填空題（每空1分，共37分）
1.將超導(dǎo)體冷卻到某一以下時(shí)電阻突然降為 的現(xiàn)象稱為超導(dǎo)體的零電阻現(xiàn)象。
2.制造透明陶瓷的關(guān)鍵是
3.功能材料的表征方法有、、
4.電熱材料就是電流通過導(dǎo)體將
5.熱釋電系數(shù)除與
6.超導(dǎo)體有3個基本的臨界參數(shù)分別是。
7.在超導(dǎo)應(yīng)用中，一般分為
8.在原子系統(tǒng)中，在作用下，感生出與抗磁性。
9.從鐵氧體的性質(zhì)和用途來看，可將其分為 和 鐵氧體等五大類。
10.黏接磁材的制備通常采用、 、、這四種工藝，其中前三種工藝采用，則主要采用熱固性黏接劑。
11.硅基材料太陽能電池按結(jié)晶狀態(tài)可分為
12.熱電材料是一種能將和
13.光功能材料包括、
三、判斷題（每小題1分，共7分）
1.按致晶單元與高分子的連接方式，可分為主鏈型液晶和側(cè)鏈型液晶。主鏈型液晶大多數(shù)為高強(qiáng)度、高模量的材料，側(cè)鏈型液晶則大多數(shù)為功能性材料。（）
2.根據(jù)分離膜的分離原理和推動力的不同，可將其分為微孔膜、超過濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。（）
3.在一個原子體系中，在光和原子體系的相互作用中，自發(fā)輻射、受激輻射和受激吸收總是同時(shí)存在的。是否能得到光的放大就取決于高、低能級的原子數(shù)量之比。（）
4.與實(shí)用高溫超導(dǎo)材料相比，低溫超導(dǎo)材料的最大優(yōu)勢在于它可能應(yīng)用于液氮溫區(qū)。（）
5.硬磁鐵氧體是鐵氧體中發(fā)展最早的材料。（）
6.光生伏特效應(yīng)是光照引起P-N結(jié)兩端產(chǎn)生電動勢的效應(yīng)。（）
7.儲氫合金不僅具有安全可靠、儲氫能耗低、單位體積儲氫密度高等優(yōu)點(diǎn)，還有將氫氣純化、壓縮的功能，是目前最常用的儲氫材料。（）
四、簡答題（每小題5分，共35分）
1、怎樣理解物質(zhì)分子中無不成對電子時(shí)呈抗磁性？
2.在介電陶瓷多晶體中，為什么說壓電體也是鐵電體，熱釋電體也是壓電體。
3．什么是超導(dǎo)材料？超導(dǎo)材料的兩個基本特征？
4.什么是正溫度系數(shù)熱電材料、負(fù)溫度系數(shù)熱電材料？
5.簡述什么是正壓電效應(yīng)？什么是逆壓電效應(yīng)？
6.分析鐵電體與反鐵電體二者有何區(qū)別；為什么反鐵電體可用來制作大功率儲能電容器？
7.簡述形狀記憶合金形狀記憶過程。
【功能材料試題及參考答案】相關(guān)文章：
ＢＥＣ高級全真試題參考答案及聽力材料04-30
《信任》的試題及參考答案03-19
《浣溪沙 》試題及參考答案11-13
Review同步試題及參考答案06-27
英語練習(xí)試題及參考答案05-16
《統(tǒng)計(jì)實(shí)務(wù)》的試題及參考答案06-12
律師實(shí)務(wù)試題及參考答案03-15
自主測評試題及參考答案04-19