最新材料的电学性能0516教学讲义ppt课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。　　记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸

2、福，有母亲的味道！　　蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。　　蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅材料的电学性能20120516无机材料的电导性质电导的物理现象离子导电电子导电玻璃态导电无机材料的电导半导体陶瓷的物理效应一.电导的宏观参数长L，横截面S的均匀导电体，两

3、端加电压V根据欧姆定律（１.1）在这样一个形状规则的均匀材料，电流是均匀的，电流密度J在各处是一样的，总电流强度（１.2）1.电导率和电阻率3电子电导和离子电导具有不同的物理特征(1)霍尔效应：电子电导的特征是具有霍尔效应。沿试样x轴方向通入电流I（电流效应Jx），Z轴方向加一磁场Hz，那么在y轴方向将产生一电场Ey，这一现象称为霍尔效应。二、电导的物理特性1、载流子概念与含义霍尔效应的产生是由于电子在磁场作用下，产生横向移动的结果。利用霍尔效应可检验材料是否存在电子电导。电子电导和离子电导具有不同的物理特征(1)霍尔效应：电子电导的特征是具有霍尔效应。沿试样x轴方向通入电流

4、I（电流效应Jx），Z轴方向加一磁场Hz，那么在y轴方向将产生一电场Ey，这一现象称为霍尔效应。(2)电解效应：离子电导的特征是存在电解效应。离子的迁移伴随着一定的质量变化，离子在电极附近发生电子得失，产生新的物质，这就是电解现象。遵循法拉第定律二、电导的物理特性1、载流子概念与含义法拉第定律是描述电极上通过的电量与电极反应物重量之间的关系的，又称为电解定律，它是电化学中最基本的定律。(1)法拉第第一定律：在电解过程中，阴极上还原物质析出的量与所通过的电流强度和通电时间成正比。用公式可以表示为：M=KQ=KIt式中M一析出金属的质量；K—比例常数；Q—通过的电量；I—电流强度

5、；t—通电时间。(2)法拉第第二定律：电解过程中，通过的电量相同，所析出或溶解出的不同物质的物质的量相同。二、电导的物理特性1、载流子概念与含义物体的导电现象，其微观本质是载流子在电场作用下的定向迁移。设单位体积内载流子浓度为n、每个载流子的荷电量为q，则参加导电的自由电荷的浓度为nq。当电场E作用于该材料上时，作用于每个载流子的电场力为qE，电荷在这个力的作用下发生漂移，其平均速率为v。则电流密度为J=nqv根据欧姆定律得到电导率为σ=J/E=nqv/EESn2、迁移率和电导率的一般表达式二、电导的物理特性电导率为令（载流子的迁移率）。其物理意义为载流子在单位电场中的迁移速

6、度。2、含迁移率和电导率的一般表达式二、电导的物理特性11如果有多种载流子对电导作贡献，则总电导率为该式反映电导率的微观本质，即宏观电导率σ与微观载流子的浓度n、每一种载流子的电荷量q以及每种载流子的迁移率μ的关系。2、含迁移率和电导率的一般表达式二、电导的物理特性无机材料的电导性质电导的物理现象离子导电电子导电玻璃态导电无机材料的电导半导体陶瓷的物理效应填隙杂质或置换杂质离子离子电导的种类本征电导----晶格点阵上的离子定向运动以热缺陷（空位、离子）作为载流子杂质电导----以杂质离子作为载流子弗仑克尔缺陷为填隙离子---空位对；肖特基缺陷为阳离子空位---阴离子空位对。高

7、温下十分显著杂质离子是弱联系离子，在较低温度下其电导也表现得显著14对于固有电导（本征电导），载流子由晶体本身热缺陷——弗仑克尔缺陷和肖脱基缺陷提供。弗仑克尔缺陷的填隙离子和空位的浓度相等。都可表示为：Ｎ——单位体积内离子结点数Ｅｆ——形成一个弗仑克尔缺陷所需能量离子载流子的浓度肖脱基空位浓度，在离子晶体中可表示为：——单位体积内离子对数目——离解一个阴离子和一个阳离子并到达表面所需能量。热缺陷的浓度决定于温度T和离解能Ｅｓ。常温下比起来很小，因而只有在高温下，热缺陷浓度才显著大起来，即固有电导在高温下