《無機(jī)材料物理性能》課后習(xí)題答案

課后習(xí)題 材料物理性能 第一章材料的力學(xué)性能 1算出 t = 0,t = 和t = 時的縱坐標(biāo)表達(dá)式。 解： 型可以較好地模擬應(yīng)變?nèi)渥冞^程： 以上兩種模型所描述的是最簡單的情況，事實上由于材料力學(xué)性能的復(fù)雜性，我們會用到用多個彈簧和多個黏壺通過串并聯(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。 第二章 脆性斷裂和強(qiáng)度 2融熔石英的結(jié)合強(qiáng)度，設(shè)估計的表面能力為 平衡原子間距為 0性模量從 60 到 75 = G P *10*)7560(109 2熔石英玻璃的性能參數(shù)為： E=73 =；理論強(qiáng)度 8 ()(0)0()1)()1()(100/0 ；則有：其蠕變曲線方程為：./)0()(;0)();0()0(0)e(t) -t/e 則有：其應(yīng)力松弛曲線方程為 0 1 2 3 4 50 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0(t)/(0)t/應(yīng)力松 弛 曲 線0 1 2 3 4 50 . 00 . 20 . 40 . 60 . 81 . 0(t)/()t/應(yīng)變 蠕 變 曲 線課后習(xí)題 2 / 7 如材料中存在最大長度為 2m 的內(nèi)裂，且此內(nèi)裂垂直于作用力方向，計算由此導(dǎo)致的強(qiáng)度折減系數(shù)。 2c=2 m c=1*10 2 = G P *0*73*269 強(qiáng)度折減系數(shù) =8=鋼板受有長向拉應(yīng)力 350在材料中有一垂直于拉應(yīng)力方向的中心穿透缺陷，長 82c)。此鋼材的屈服強(qiáng)度為 1400 算塑性區(qū)尺寸 c 的比值。討論用此試件來求 = c. = 2 1 20 15 用此試件來求 的不可能。 2陶瓷零件上有一垂直于拉應(yīng)力的邊裂，如邊裂長度為：（ 1 ）22)3)2 分別求上述三種情況下的臨界應(yīng)力。設(shè)此材料的斷裂韌性為 論講結(jié)果。 解： Y= = 2/c (1)c=2M P (2)c=M P (3)（ 3） c=2M P 課后習(xí)題 3 / 7 2陶瓷三點彎曲試件，在受拉面上于跨度中間有一豎向切口如圖。如果 E=380 = ，設(shè)極限荷載達(dá) 50算此材料的斷裂表面能。 解 c/W=0*B=10, W=10， S=40 代入下式： )/(2/92/72/52/32/12/3 PK = *0 40*0 2/92/72/52/32/12/3 =62*（ 12+ = 2120*3 8 0*2/(10* )1( 92622 C J/三章 材料的熱學(xué)性能 2熱機(jī)部件由反應(yīng)燒結(jié)氮化硅制成，其熱導(dǎo)率 = )，最大厚度=h=( ),假定形狀因子 S=1，估算可茲應(yīng)用的熱沖擊最大允許溫差。 解：=226*=447 2算室溫（ 298K）及高溫（ 1273K）時莫來石瓷的摩爾熱容值，并請和按杜龍 （ 1） 當(dāng) T=298K， Cp=a+bT+005/2982 =4 = 2） 當(dāng) T=1273K， Cp=a+bT+005/12732 =： (1*24。 94=（硅酸鋁玻璃）具有下列性能參數(shù)： = ); =0 ;p=700Kg/= 第一沖擊斷裂抵抗因子：ER f )1( =66610* 7 0 0*10*0* =170 第二沖擊斷裂抵抗因子：ER f )1( =170*(第四章 材料的光學(xué)性能 3入射光以較小的入射角 i 和折射角 r 通過一透明明玻璃板 ,若玻璃對光的衰減可忽略不計 ,試證明明透過后的光強(qiáng)為 (1 解：W = W + W 111122121其折射光又從玻璃與空氣的另一界面射入空氣 則 211 3通過一塊厚度為 1透明 5%，試計算其吸收和定律所得的計算值。趨近按，可見，隨著溫度的升高 Pe ,課后習(xí)題 5 / 7 散射系數(shù)的總和。 解 : )(0)(第五章 材料的電導(dǎo)性能 4驗測出離子型電導(dǎo)體的電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)學(xué)回歸分析得出關(guān)系式為：(1) 試求在測量溫度范圍內(nèi)的電導(dǎo)活化能表達(dá)式。 (2) 若給定 00K， 1=101). 000K， 2=101). 計算電導(dǎo)活化能的值。 解：（ 1） )/(10 10( 10( = )/BA = )/(1 W= 10 式中 k= )/(10* （ 2） 500/10 1 0 0 0/10 B=000=000=征半導(dǎo)體中，從價帶激發(fā)至導(dǎo)帶的電子和價帶產(chǎn)生的空穴參與電導(dǎo)。激發(fā)的電子數(shù) n 可近似表示為： )2/ex p ( ，式中 N 為狀態(tài)密度， k 為波爾茲課后習(xí)題 6 / 7 曼常數(shù)， T 為絕對溫度。試回答以下問題： （ 1）設(shè) N=1023k=* g=g=室溫（ 20）和 500時所激發(fā)的電子數(shù)（ 是多少： （ 2）半導(dǎo)體的電導(dǎo)率（ 表示為 ，式中 n 為載流子濃度（ e 為載流子電荷（電荷 0,為遷移率（ 電子（ e）和空穴（ h）同時為載流子時， 。假定 遷移率 e=1450（ h=500（ 且不隨溫度變化。求 室溫（ 20）和 500時的電導(dǎo)率 解：（ 1） 20 )2 9 8*10*(x p (10 523 n =1023*01300 )7 7 3*10*(x p (10 523 n =1023*019 0 )298*10*(x p (10 523 n =0-3 00 )773*10*(x p (10 523 n =013 2) 20 =013*0450+500) =0 500 =019*0450+500) =7956 （ 4根據(jù)缺陷