材料期末復習-資料下載頁
2025-08-16 01:43本頁面
【正文】 變的 ZrO2發(fā)生馬 氏體 轉變，使韌化陶瓷。 相變韌化 :當相變增韌陶瓷材料在承受載荷時由應 力誘發(fā)產生馬氏體相變 ， 隨之引發(fā)的體積效應和形狀效 應而吸收大量的能量使其表現出異常高的韌性 。 Md1 韌化機理（相變韌化） ? 陶瓷材料的斷裂往往是 材料內部的裂紋擴展 所引起。 在 ZrO2增韌陶瓷中， 當裂紋擴展進入到含有 tZrO2的區(qū)域時，在尖端應力場的作用下，誘發(fā)裂紋尖端符合馬氏體相變的晶粒發(fā)生馬氏體相變，從而引起體積膨脹并吸收能量，同時體積的膨脹對裂紋產生壓應力，這樣新產生的斷裂表面，體積膨脹消耗的能量和壓應力共同阻止了裂紋的擴展，最終達到增韌的目的。 能帶理論 ? 原子組成晶體后，其核外的能級將過渡為能帶。能帶的填充狀態(tài)和交疊與否將對材料的物理性能產生極大影響。 ? 通常 在電場作用下，一個充滿電子的能帶不可能產生電流；即 滿帶不導電。 相反不滿帶導電 ? 能帶在某個方向的交疊也將使材料具有好的導電性。 ? 通過以上討論我們知道對導體而言其能帶有兩種情況，一是能帶交疊，而無禁帶；二是能帶未填滿，即有不滿帶存在 ，從前面討論知道這兩種情況都是導電的，所以具有這種能帶的晶體就是導體。 絕緣體和半導體能帶為滿帶，半導體禁帶寬度更窄。 絕緣體、半導體、導體能帶示意圖 對于鍺硅等半導體，它們的外層殼層價電子狀態(tài)為 1個 ns和 3個 np。它們的晶體結構為金剛石結構，每個晶胞有 2個原子，每個原子有 4個價電子，因此在 N個晶胞的晶體中有 8個價電子。當能級過渡為能帶時，則價帶可容納 16N個電子，因此按這種結構它們應該為金屬而不是半導體。 事實上對于鍺硅，當晶體中原子間距較大時原子的能級對晶體中的能帶一一對應。當間距小到某一值時 ns和 np態(tài)發(fā)生強烈的交疊（ sp3雜化），而使晶體能帶發(fā)生變化，即產生為禁帶所隔開的兩個能帶，每一個帶有 4N個能級，正好 8N個電子都填在下面一個帶形成滿帶，因而硅和鍺是半導體。 鍺硅能帶示意圖 材料物理性能 ? 本征半導體通常是指 高純度的不摻雜質的半導體。只有本征激發(fā)過程的半導體 稱為本征半導體。 含有雜質原子的半導體即稱為 雜質半導體 本征半導體導電主要依靠本征激發(fā)產生的電子空穴對導電，電子和空穴的濃度相等。對本征半導體可通過下式求得禁帶寬度 012gEI n I nKT????材料的光學性質 ? 材料的光吸收閥值受其禁帶寬度決定。即材料所吸收光譜中的最大波長能量對應于材料的禁帶寬度 ?????chhEg比如硅，禁帶寬度為 ，則最大波長為 nm1034Ehc12827SigSi ????????????如果材料完全吸收了可見光，則宏觀上材料顯黑色。 同樣具有能隙為 Eg的半導體，導帶的電子回遷導價帶發(fā)光的波長也可根據以上公式計算。 光致發(fā)光：通過光的輻照將材料中的電子激發(fā)到高能態(tài)從而導致發(fā)光 電致發(fā)光：通過光的輻照將材料中的電子激發(fā)到高能態(tài)從而導致發(fā)光
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