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：两相通过并联组合得到混合系统的E值称之~~
下限弹性模量：两相通过串联组合得到混合系统的E值称之~~
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
蠕变：当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
塑性形变：指在一中外力移去后不能恢复的形变。 塑性形变的两种基本方式：滑移和孪晶 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，这个现象就称~~。 声子热导的机理：声子与声子的碰撞产生能量转移(声子：声频波的量子)
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。
热应力因子：由于材料热膨胀或收缩引起的内应力 双碱效应（中和效应）：当玻璃中碱金属离子总浓度较大时，碱离子总浓度相同的情况下，含两种碱金属离子比含一种碱金属离子的玻璃电导率要小。当两种碱金属浓度比适当时，电导率可以降到很低。
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
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。
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。
陶瓷颜料呈色机理：由于着色剂对光的选择性吸收而引起的选择性反射或者选择性透射，而显现颜色 改善无机材料绝缘电阻的措施：提高温度晶体、结构的改变、晶格缺陷、杂质的影响 填空题：
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。吸收定律和散射定律公式： I = I-(a+s)x0e
8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 9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。
10导电材料中载流子是 离子、电子和空位。
11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。
12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
13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
14色光的三原色：红、绿、蓝：原料的三间色：红、黄、蓝
15电导的方向有：离子电导和电子电导（玻璃态电导、
无机材料的电导），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 简答题
1、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。
2、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
3、为什么陶瓷材料具有脆性而金属材料具有塑性？ 金属易于滑移児产生塑性形变，就是因为金属滑移系统很多而无机材料的滑移系统却非常少。原因是金属键没有方向性，而无机材料的离子键或共价键具有明显的方向性。
4、宏观塑性形变条件：有足够多的位错、位错有一定的运动速度、要有较小的伯氏矢量，易形成位错。 4、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。 5、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。 6、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。
4、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。 5、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。 6、判断裂纹的稳定性？
当(dwe/2dc)<(dws/2dc)时，为稳定状态，裂纹不会扩展；反之，当(dwe/2dc)>(dws/2dc) 时，裂纹失稳，迅速扩展；当(dwe/2dc)=(dws/2dc)时，为临界状态。 7、KI是反应裂纹尖端应力场强度的强度因子，应力场强度因子小于等于材料的平面应变断裂韧性，设计的构件是安全的。
8、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 9、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 10、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
11、热膨胀的机理：固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中的质点间碰均距离岁高度升高而增大。质点在r0两侧受力u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的越多，以致晶胞参数增大，晶体膨胀。
12、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。
13、釉的膨胀系数比坯小，烧成后的制品在冷却过程中表面釉层的收缩比坯体小，使釉层中存在压应力，均与分布的预压应力能明显的提高脆性材料的力学强度。
14、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
15、提高抗热冲击断裂性能的措施：
提高材料强度，减小弹性模量、提高材料的热导率、减小材料的热膨胀系数、减小表面热传递系数、减小产品的有效厚度。
16、影响透光性的因素有哪些？
吸收系数、反射系数、散射系数（材料的宏观及显微缺陷、晶粒排列方向的影响、气孔引起的散射损失） 17、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
18、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
19、影响半透明性的因素有哪些？
防止裂纹扩展措施（4分）： A使用应力不超过临界应力σc。
B、在材料中设置吸收能量的机构，阻止裂纹扩展。 C、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。
（1）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；（2）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；（3）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。
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。
计算题
一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N
的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解：根据题意可得下表
拉伸前后圆杆相关参数表 体积直径圆面积 V/mm3 d/mm S/mm2 拉伸1227 2.5 4.909 前 拉伸1227 2.4 4.524 后
真应力?T?FA?45004.524?10?6?995(MPa) ?l1A02.52真应变T?ln l?ln?ln2?0.08160A2.4 名义应力??F4500A??917(MPa)04.909?10?6
名义应变???lA由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于l?0?1?0.08510A名义应变。
一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限EH和下限EL弹性模量。
解：令 E1=380GPa,E2=84GPa,V1=0.95,V2=0.05。则有
上限弹性模量 EH?E1V1?E2V2?380?0.95?84?0.05?365.2(GPa)下限弹性模量
E(V1VL?0.950.05?1
E?2)?1?(?)?323.1(GPa)1E238084当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E0(1-1.9P+0.9P2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa和293.1 GPa。
试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ? 和t = ?时的纵坐标表达
式。
解：Maxwell模型可以较好地模拟应力松弛过程：
其应力松弛曲线方程为：?(t)??(0)e-t/?则有：
?(0)??(0);?(?)?0;?(?)??(0)/e.Voigt模型可以较好地模拟应变蠕变过程:
其蠕变曲线方程为： ?(t)??0(1?e?t/?)??(?)(1?e?t/?)
E则有：
?(0)?0；?(?)??0；?(?)??0(1?e?1 EE). 1.01.0
0.80.8 ))00.6∞0.6(( σε//))tt(0.4(0.4σ ε0.20.2 0.00.001234512345 应力松弛曲线t/τ0应变蠕变曲线t/τ
以上两种模型所描述的是最简单的情况，事实上由于材料力学性能的复杂性，我们会用到用多个弹簧和多个黏壶通过串并联组合而成的复杂模型。如采用四元件模型来表示线性高聚物的蠕变过程等
一圆柱形Al2O3晶体受轴向拉力F，若其临界抗剪强度τf为135 MPa,求沿图中所示之方向的滑移系统产生滑移时需要的最小拉力值，并求滑移面的法向应力。
由题意得图示方向滑移系统的剪切强度可表示为：??Fcos53?0. 00152??cos60?? F??0.00152?min? cos53??cos60??3.17?103(N)此拉力下的法向应力为
：??3.17?103?cos60?0.00152?/cos60??1.12?108(Pa)?112(MPa)求融熔石英的结合强度，设估计的表面能力为1.75J/m2; Si-O的平衡原子间距为1.6*10-8cm;弹性模量从60到75Gpa
?
th?E?a
(60~75)*109*1.751.6*10?10?25.62~28.64GPa融熔石英玻璃的性能参数为：E=73 Gpa；γ=1.56 J/m2
；理论强度σth=28 Gpa。如材料中存在最大长度为2μm的内裂，且此内裂垂直于作用力方向，计算由此导致的强度折减系数。 2c=2μm c=1*10-6m
?2E?=
c?2*73*109*1.56
?c3.14*1*10?6?0.269GPa强度折减系数=1-0.269/28=0.99
一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图。如果E=380 Gpa，μ=0.24，求KIc值，设极限荷载达50Kg。计算此材料的断裂表面能。 解 c/W=0.1, Pc=50*9.8N ,B=10, W=10，S=40代入下式：
KIC?PcS32[2.9(c/W)12?4.6(c/W)32?21.8(c/W)52?37.6(c/W)72?38.7(c/W)92BW]=62*（0.917-0.145+0.069-0.012+0.0012） =1.96*0.83==1.63Pam
1/2
KE?
IC?21??22??KIC(1??2)?(1.63*106)2*0.94/(2*380*1092E)?3.28 J/m2
一钢板受有长向拉应力350MPa，如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷，长8mm(=2c)。此钢材的屈服强度为1400 MPa，计算塑性区尺寸r0及其裂缝半长c的比值。讨论用此试件来求KIC值的可能性。
K??Y?c=??.c
=39.23Mpa.m1/2
r0?1?(K??)2?0.125mm 2ysr.125/4?0.031?10/c?015??>0.021
用此试件来求KIC值的不可能。
一陶瓷零件上有一垂直于拉应力的边裂，如边裂长度为：（1）2mm;(2)0.049mm;(3)2 um, 分别求上述三种情况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为1.62MPa.m2。讨论讲结果。
KI?Y?c
Y=1.12
?=1.98
=0.818c?1/2
??KI1.98cc=2mm,
??3c?0.818/2*10?18.25MPa
c=0.049mm,
?c?0.818/0.049*10?3?116.58MPa
c=2um, ?c?0.818/2*10?6?577.04MPa
康宁1723玻璃（硅酸铝玻璃）具有下列性能参数：λ=0.021J/(cm.s.℃); α
=4.6*10-6/℃;σ
p=7.0Kg/mm2
.E=6700Kg/mm2
,μ=0.25.求第一及第二热冲击断裂抵抗因子。 第一冲击断裂抵抗因子：
R??f(1??)
?E =
7*9.8*106*0.75 4.6*10?6*6700*9.8*106 =170℃ 第二冲击断裂抵抗因子：
R????f(1??)
?E=170*0.021=3.57 J/(cm.s)
一热机部件由反应烧结氮化硅制成，其热导率λ=0.184J/(cm.s.℃)，最大厚度=120mm.如果表面热传递系数h=0.05 J/(cm2.s.℃),假定形状因子S=1，估算可兹应用的热冲击最大允许温差。
?Tm?R?S?1
0.31rmh=226*0.184
10.31*6*0.05==447℃
无机材料物理性能
