材料電學(xué)性能ppt課件-展示頁(yè)
2025-01-28 02:10本頁(yè)面
【正文】 ? 無(wú)機(jī)絕緣體對(duì)溫度的穩(wěn)定性較好 ? 有機(jī)絕緣體隨溫度升高會(huì)發(fā)生熱解，在多數(shù)情況下因游離出碳而使絕緣體變性。 ? 過(guò)渡金屬 鐵、鎳、鈷 鐵 （ 3S23P63d74S2）： 具有未滿的 d層，過(guò)渡金屬的 d層能奪取較高的 s帶中的電子而使能量降低，即 d層和 s層往往會(huì)產(chǎn)生能級(jí)交叉現(xiàn)象， 故有導(dǎo)電性。 但是重疊程度有差異，例如 鈣 的上、下兩個(gè)能帶重疊的部分很小，因而是不良導(dǎo)體 。 導(dǎo)體（半滿帶） 導(dǎo)體（滿帶與空帶有重疊） 絕緣體 半導(dǎo)體 （ 1） 導(dǎo)體 conductor ? 堿金屬 鋰、鈉、鉀 鈉 （ 1S22S22P63S1）： 它是屬于不滿帶的情況，故為導(dǎo)體，其中每個(gè)原子都有一個(gè) s價(jià)電子，眾多原子聚合成固體后， s能級(jí)將分裂成很寬的 s能帶，而且是半充滿的。 432 材料的結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性 Structures and Conductivity 材料的 電子結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性 能帶理論 重迭 分離 外層電子能級(jí) N個(gè)原子 N個(gè)能級(jí) 固體理論指出 : ?（ 1）在無(wú)外場(chǎng)作用時(shí) , 無(wú)論絕緣體、半導(dǎo)體或?qū)w都無(wú)電流； ?（ 2）在外場(chǎng)作用下，不滿帶導(dǎo)電而滿帶不導(dǎo)電。 單位： S. m1, 即：（ ） 1 R = ?L/S = L/σS ⑵ 根據(jù)電導(dǎo)率對(duì)材料的 分類(lèi) 表 419材料的分類(lèi)及其電導(dǎo)率 材料 電阻率 / 電導(dǎo)率 /S. m1 超導(dǎo)體 導(dǎo)體 半導(dǎo)體 絕緣體 0 108105 105107 1071020 ∞ 105108 107105 1020107 各種材料在室溫的電導(dǎo)率 金屬和合金 σ() 非金屬 σ() 銀 銅 ， 工業(yè)純 金 鋁 ,工業(yè)純 %,Mn 合金 鈉 鎢 ， 工業(yè)純 黃銅 （ 70%Cu30%Zn 鎳 ,工業(yè)純 純鐵 ,工業(yè)純 鈦 ,工業(yè)純 TiC 不銹鋼 ， 301型 鎳 鉻 合 金 (80%Ni20%Cr） *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 *107 石墨 SiC 鍺 ， 純 硅 ， 純 苯酚甲醛 （ 電木 ） 窗玻璃 氧化鋁 （ Al2O3） 云母 甲基丙烯酸甲酯 氧化鈹 （ BeO） 聚乙烯 聚苯乙烯 金剛石 石英玻璃 聚四氟乙烯 105 (平均 ) 10 *104 1071011 1010 10101012 10111015 〈 1012 10121015 〈 1014 〈 1014 〈 1014 〈 1016 〈 1016 （３） 決定電導(dǎo)率的基本參數(shù) parameters 電導(dǎo)率與兩個(gè)基本參數(shù)相關(guān)，即載流子密度和載流子遷移率 載流子 charge carrier—— 電子、空穴、正離子、負(fù)離子 載流子數(shù) charge carrier densityn, 個(gè) /m3 載流子遷移率 electron mobility ( 其物理意義為載流子在單位電場(chǎng)中的遷移速度 ) 即： μ=ν/E 單位為 m2/() 電流密度 （單位時(shí)間（ 1s）通過(guò)單位截面積的電荷量） J＝ nqv n： 單位體積內(nèi)的載流子數(shù)； q： 每一載流子的荷電量； v： 每一載流子在Ｅ方向發(fā)生漂移的平均速度（ m/s） 電導(dǎo)率 σ= J/E = nqv／ E = nqμ iiii nq ?? ??更一般的表達(dá)式為： iiii nq ?? ?? qi是第 i種載流子的荷電量， 負(fù)電子、正空穴、正負(fù)離子都可以是誘導(dǎo)電流的載流子。 43 材料的電學(xué)性能 (electrical property) 交變電場(chǎng) —— 介電性質(zhì) 弱電場(chǎng) —— 導(dǎo)電性質(zhì) 強(qiáng)電場(chǎng) —— 擊穿現(xiàn)象 材料表面 —— 靜電現(xiàn)象 431 電導(dǎo)率 (electrical conductivity)和 電阻率 1 、 電阻率 ： 體積電阻： Ｒ v＝ ?V h／Ｓ h：板狀樣品厚度， m Ｓ：板狀樣品的電極面積， m２ 體積電阻率 ?V , 單位為 Ωm ? ?V是描寫(xiě)材料電阻性能的參數(shù)，它只與材料有關(guān) 表面電阻： Ｒ s＝ ?Ｓ Ｌ／ b Ｌ：電極間的距離 b：電極的長(zhǎng)度 表面電阻率 ?S , 單位為 Ω ? ?S不反映材料的性質(zhì)，它決定于樣品表面狀態(tài) 電導(dǎo)率
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1