《材料的电学性能》ppt课件

《《材料的电学性能》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章内容4-1固体材料的机械性能4-2材料的热性能4-3材料的电学性能4-4材料的磁学性能4-5材料的光学性能4-6材料的耐腐蚀性4-7复合材料的性能4-8纳米材料及效应Chapter12ElectricalPropertiesofMaterialsTheelectricalbehaviorsofthevariousmaterialsDescribetherelationshipofelectricalconductivitiesandfourpossibleelectronbandstructuresforso

2、lidmaterials.HowtocalculatetheelectricalconductivitiesDefinedielectricconstantofadielectricmaterialsintermsofpermittivities.4-3材料的电学性能电力机械、交通电子、微电子日常生活材料的电学性能(electricalproperty)直流电场交变电场——介电性质弱电场——导电性质强电场——击穿现象材料表面——静电现象不同材料电学性能的差异及其与组成和结构的关系电导率和电阻率的定义、电导机制、电导

3、率的基本参数及影响因素材料的电子能带结构与电导性、光导性和半导电性公式超导电性的定义、超导体的2种特性、3个性能指标介电常数的定义、介质极化的三种机制，交变电场中的介电损耗的成因及影响因素击穿强度的定义材料电性能与温度的关系电导率(electricalconductivity)和电阻率4-3-1电导率和电阻率电阻率分：体积电阻率：V,Ω·m表面电阻率：S,Ω电阻率1、西门子电导率电导率(electricalconductivity)(1)表征材料导电性的大小。单位：S.m-1,（Ω.m）-1⑵根据电导率对材料的

4、分类2、表4-19材料的分类及其电导率材料电阻率电导率超导体导体半导体绝缘体010-8-10-510-5-107107-1018∞105-10810-7-10510-18-10-7⑶不同材料的电导率举例①金属自由电子电导率高导电性好②硅半导体③离子固体室温绝缘体T高电导率大（无机非金属）④高分子杂质致有导电性各种材料在室温的电导率金属和合金Σ(Ω-1.m-1)非金属σ（Ω-1.m-1）银铜，工业纯金铝,工业纯Al-1.2%,Mn合金钠钨，工业纯黄铜（70%Cu-30%Zn镍,工业纯纯铁,工业纯钛,工业纯TiC不锈钢

5、，301型镍铬合金(80%Ni-20%Cr）6.3*1075.85*1074.25*1073.45*1072.96*1072.1*1071.77*1071.66*1071.46*1071.03*1070.24*1070.17*1070.14*1070.093*107石墨SiC锗，纯硅，纯苯酚甲醛（电木）窗玻璃氧化铝（Al2O3）云母甲基丙烯酸甲酯氧化铍（BeO）聚乙烯聚苯乙烯金刚石石英玻璃聚四氟乙烯105(平均)102.24.3*10-410-7-10-11<10-1010-10-10-1210-11-10-15〈

6、10-1210-12-10-15〈10-14〈10-14〈10-14〈10-16〈10-16结合原子的电子结构讨论如何理解材料的电导现象，必须明确几个问题：1.参与迁移的是哪种载流子——有关载流子类别的问题2.载流子的数量有多大——有关载流子浓度、载流子产生过程的问题3.载流子迁移速度的大小——有关载流子输运过程的问题⑷决定电导率的基本参数parameters载流子类型chargecarrier——电子、空穴、正离子、负离子载流子数chargecarrierdensity----n,个/m3载流子迁移率electr

7、onmobility(物理意义为载流子在单位电场中的迁移速度)μ=ν/Em2/(v.s)平均漂移速度（driftvelocity）ν，m/s电流密度（单位时间（1s）通过单位截面积的电荷量）J＝nqv电导率σ=J/E=nqv／E=nqμ⑸影响因素影响离子电导率的因素温度晶体结构晶格缺陷(A)声子对迁移率的影响,可写成μL=aT-3/2(B)杂质离子对迁移率的影响,可写成μI=bT3/2影响电子电导率的因素温度、杂质缺陷单质金属中主要的散射机制是电声子相互作用,电导率的温度关系为σ∝T-1。半导体和绝缘体的电导率随温

8、度变化以指数函数增大σ=σ0exp(-Eg/2kT)影响半导体电导率的因素：温度公式4-106，12.18k为Boltzmann常数=8.6210-5evEg为能带间隙能，Table12.2例题材料的结构与导电性StructuresandConductivity1、材料的电子结构与导电性能带electronenergyband4-3-2材料的结构与导电性外