东华大学材料科学实验考试提纲

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1、电学性能按照导电性能区分，不同种类的材料都可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。区分标准—般以106Qcm和1012Qcm为基准。1、电阻与电阻率材料的电阻对分为体积电阻（RJ与表面电阻（RJ，相应的存在体积电阻率与表而电阻率。体积电阻:在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极Z间的稳态电流Z商；该电流不包括沿材料农面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。体积电阻率：在绝缘材料里曲的肓•流电场强度与稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。表而电阻:在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间

2、后流过两电极间的电流之商；该电流主要为流过试样表层的电流，也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。表血电阻率：在绝缘材料的表面层的肓•流电场强度与线电流密度之商，即单位面积内的表面电阻。体积电阻和表而电阻的试验都受下列因素影响：施加电压的大小和时间；电极的性质和尺寸；在试样处理和测试过程中周围大气条件和试样的温度、湿度。3•导电高分子材料的分类分为结构型和复合型两类4.常用导电填料：碳炭系列，金属系列，其他（无机盐）5.渗滤现象（了解渗滤现象，讲义图1要认识其趋势）渗滤（percolati

3、on）现彖和渗滤阈值图1所示的是典型的高分子导电复合材料的体积电阻率与导电填料含量的关系。可以看出复合材料的导电性不是随着炭黑含量的增加而成比例地增大的,随着炭黑含量的增加，复合材料的体积电阻率起初略微下降，当炭黑含量增人到某一临界值时复合材料的电阻率突然急剧减小，在一个很窄的区域内，炭黑含量的略微增加会导致复合材料电阻率大幅度下降，这种现象通常称为“渗滤〃效应（PercolationEffect）,炭黑含量的临界值称为"渗滤阈值"（Percolationthreshold）。在突变之后，复合材料的体积电阻率随着炭黑含

4、量的增加而下降的幅度又恢复平缓。体积屯阻率急剧下降的区域（B区）称为渗滤区，A区、C区分别为绝缘区和导电区。U1・a-QMOI2040炭黑质最分数/%.图1复合材料的体积电阻率与炭黑的关系&三个理论(重点掌握导电通道学说，图2也要掌握其趋势)聚合物基导电复合材料的导电机理冇如下几种理论：(1)导电通道学说，此学说认为导电填料加到聚合物后不可能达到真正的多相均匀分布，总有部分带电粒子(导电填料)相互接触而形成链状导电通道，使复合材料得以导电。这种理论已被大多数学者所接受。(2)隧道效应学说(3)电场发射学说7.聚合物基导

5、电复合材料的PTC效应PTC(PositiveTemperatureCoefficient)效应是指材料的电阻值随温度的升高而上升的-•种热敏材料，即材料的电阻或者电阻率在某一定的温度范围内时基本保持不变或仅有微小量的变化，而当温度达到材料的某个特定的转变点温度附近时，材料的电阻率会在几度或十几度狭窄的温度范围内发生(半)导体到绝缘体的相互转变，电阻率迅速增大103~109数量级。一般目前使用的PTC材料主要分为陶瓷基PTC材料和高分子基PTC材料两种类型。后者是以聚合物材料为基体,加入碳黑、金属粉、金属氧化物为导电填

6、料，所形成的多相复合体系。其典型的阻温特征曲线，如图2所示。图2典型的阻温特征曲线8•影响测量结果的因素加电压的大小和时间;电极的性质和尺寸；在试样处理和测试过程中周围大气条件和试样的温度、湿度等。光学性能原理：(重要)1•朗伯比尔定律:一束平行单色光垂直通过样品，吸光度A与样品浓度、厚度呈正比A=kCL=log(l/T)A:吸光度T:透过率2•散射：光束通过光学性质不均匀的介质时，光线向四而八方传播的现彖，称为介质对光的散射3.瑞利散射：尺度小于入射光波长的粒子会产生散射现象。颗粒越大或浓度越大对光的散射越强。当其颗

7、粒尺寸大于波长的二十分之一时，对光有明显的散射,颗粒尺寸与光的波长接近时，散射最大4.入射光二吸收光+散射光+透射光吸光光谱：吸收光谱，消光光谱：吸收+散射光谱思考题：（重要）1.解释悬浮液消光光谱再现性茅的原因，粉末样品应采用什么准确的测试方法？因为悬浮液颗粒不均匀易沉降，重复测量时浓度差别较大，所以重复性差。对于很多粉末样品，将其压片后表面是粗糙的，可通过一个积分球附件来测定粗糙表面的漫反射光谱2.胶体与悬浮液的二氧化钛浓度相同，为何其消光光谱冇较犬的差异，结合实验原理來讨论哪个对光的散射更强？瑞利散射，尺度小于入

8、射光波长的粒子会产生散射现象。颗粒越大或浓度越大对光的散射越强。当其颗粒尺寸大于波t的二十分之一时,对光有明显的散射,颗粒尺寸与光的波长接近吋，散射最大，悬浮液散射更强3.玻璃、有机玻璃和透明胶片都冇一定程度的全反射，这对冇些应用是不利的,杳阅文献看看有哪些方法可减少这些材料的全反射（电视机屏幕、显示器屏幕的全反射影响视觉效果，玻