欢迎来到阶梯文库! | 帮助中心 阶梯文库,助您进步!
阶梯文库
全部分类
  • 行业报告资料库 >
    行业报告资料库
    可研报告 环评报告 节能报告 项目建议 论证报告 其他报告 炭行业报告 钢铁行业报告 农业报告 IT行业报告 文学报告 电力报告 军事报告 半导体行业报告 外语报告
  • 专业资料 >
    专业资料
    人文社科 经管营销 工程科技 IT/计算机 自然科学 医药卫生 农林牧渔
  • 教育专区 >
    教育专区
    幼儿教育 小学资料 中学资料 高中资料 大学资料 成人自考 职业教育 作文写作 字典词语 英语学习
  • 管理文献 >
    管理文献
    事务文书 其他资料 管理手册 管理方法 管理工具 管理制度
  • 应用文书 >
    应用文书
    毕业论文 工作报告 工作计划 PPT文档 工作总结 党团工作 表格/模板 合同协议
  • 生活休闲 >
    生活休闲
    服装配饰 星座运势 摄影摄像 保健养生 美食烹饪 家居装修 宗教风水 社会民生 美容塑身 手工制作 娱乐时尚 沟通交流 网络生活 科普知识 时政新闻 音乐歌曲 户外运动 婚嫁育儿 图书阅读 两性情感 游戏攻略 体育武术 期刊/杂志 宠物 旅游出行
  • 资格/认证考试 >
    资格/认证考试
    建造师考试 注册会计师 公务员考试 专升本考试 成考 自考 教师资格考试 司法考试 微软认证 思科认证 全国翻译资格认证 医师/药师资格考试 会计职称考试 报关员资格考试 人力资源管理师 安全工程师考试 出国培训 资产评估师考试 技工类职业技能考试 银行从业资格 计算机等级考试 营养师认证 物流师考试 证券从业资格考试 注册税务师 理财规划师 建筑师考试 质量管理体系认证
  • 标准规范 >
    标准规范
    机械行业标准(JB) 国家标准(GB) 电子行业标准(SJ) 化工行业标准(HG) 国家专业标准(ZB) 轻工行业标准(QB) 铁路运输行业标准(T 船舶行业标准(CB) 国家计量标准(JJ) 商检行业标准(SN) 农业行业标准(NY) 通信行业标准(YD) 石油天然气行业标准 交通行业标准(JT) 石油化工行业标准(S 冶金行业标准(YB) 纺织行业标准(FZ) 有色金属行业标准(Y 煤炭行业标准(MT) 电力行业标准(DL) 公共安全行业标准(G 建筑材料行业标准(J 医药行业标准(YY) 林业行业标准(LY) 建筑工业行业标准(J 城镇建设行业标准(C 烟草行业标准(YC) 水产行业标准(SC) 商业行业标准(SB) 汽车行业标准(QC) 教育行业标准(JY) 水利行业标准(SL) 地质矿产行业标准(D 环境保护行业标准(H 广播电影电视行业标 卫生行业标准(WS) 民用航空行业标准(M 地方标准(DB) 劳动和劳动安全行业 粮食行业标准(LS) 邮政行业标准(YZ) 海洋行业标准(HY) 测绘行业标准(CH) 航天工业行业标准(Q 稀土行业标准(XB) 新闻出版行业标准(C 包装行业标准(BB) 气象行业标准(QX) 档案行业标准(DA) 安全行业标准(AQ) 物资行业标准(WB) 金融行业标准(JR) 航空工业行业标准(H 外经贸行业标准(WM) 文化行业标准(WH) 民政行业标准(MZ) 旅游行业标准(LB) 土地管理行业标准(T 体育行业标准(TY) 其他行业标准 司法鉴定技术规范( 日本标准 美国标准 欧盟标准 德国标准
  • 企业文库 >
    企业文库
    企业宣传 产品文档 技术资料
  • 政务公开 >
    政务公开
    政策文件 便民服务 公示公告
  • 深度学习框架 >
    深度学习框架
  • 区块链 >
    区块链
  • 首页 阶梯文库 > 资源分类 > PPT文档下载
     

    材料的电学性.ppt

    • 资源ID:3385       资源大小:2.97MB        全文页数:56页
    • 资源格式: PPT        下载权限:游客/注册会员/VIP会员    下载费用:10积分 【人民币1元】
    换一换
    游客快捷下载 游客一键下载
    会员登录下载
    下载资源需要10积分 【人民币1元】

    邮箱/手机:
    温馨提示:
    支付成功后,系统会根据您填写的邮箱或者手机号作为您下次登录的用户名和密码(如填写的是手机,那登陆用户名和密码就是手机号),方便下次登录下载和查询订单;
    特别说明:
    请自助下载,系统不会自动发送文件的哦;
    支付方式: 微信支付    支付宝   
    验证码:   换一换

          加入VIP,下载共享资源
     
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,既可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   

    材料的电学性.ppt

    Electrical Properties of Materials The electrical behaviors of the various materials Describe the relationship of electrical conductivities and four possible electron band structures for solid materials. How to calculate the electrical conductivities Define dielectric constant of a dielectric materials in terms of permittivities.,4-3 材料的电学性能,4-3 材料的电学性能electrical property,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,电力 机械、交通 电子、微电子 日常生活,信息时代,4-3-1 电导率electrical conductivity和电阻率 1 、电阻率 体积电阻率 V , Ωm 表面电阻率 S , Ω,2、 电导率electrical conductivity 1表征材料导电性的大小。 单位S. m-1, (Ω.m)-1 ⑵根据电导率对材料的分类,表4-19材料的分类及其电导率,,,西门子,⑶ 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,,,如何理解材料的电导现象,必须明确几个问体 参与迁移的是哪种载流子有关载流子类别的问题 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 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 charge carrier 电子、空穴、正离子、负离子 载流子数 charge carrier density----n, 个/m3 载流子迁移率 electron mobility 物理意义为载流子在单位电场中的迁移速度 μν/E m2/v.s m/s v/m 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 σJ/Enqv/E nqμ,⑸ 影响因素 影响离子电导率的因素 温度 晶体结构 晶格缺陷,影响电子电导率的因素 温度、 杂质 缺陷,A声子对迁移率的影响,可写成 μLaT-3/2 B杂质离子对迁移率的影响,可写成 μIbT3/2,,.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度变化以指数函数增大 σσ0exp-Eg/2kT,4-3-2 材料的结构与导电性 Structures and Conductivity,1、 材料的电子结构与导电性 能带 electron energy band,外层电子能级 N个原子 N个能级,重迭 分离,(1)导体 conductor 碱金属 锂、钠、钾 钠(1S22S22P63S1) 碱土金属 铍、镁、钙 镁(1S22S22P63S2) 3S与3P重迭 贵金属 铜、银、金 铜(1S22S22P63S23P63d104S1) 过渡金属 铁、镍、钴 铁(1S22S22P63S23P63d74S2)重迭,影响金属导电性的因素 电阻率,温度 thermal vibration 杂质 solid solution 塑性形变 dislocation,散射,(2)绝缘体 insulator,电子局域离子键 共价键,,,,离子固体的电导性,离子性晶格缺陷的浓度 温度 晶体结构,聚合物的电导性,添加型 结构型,1977年, Heeger 、MacDiarmid 和白川英树、发现当聚乙炔薄膜用Cl2、Br2或I2蒸气氧化后,其电导率可提高几个数量级。通过改变催化剂的制备方法和取向,电导率可达105 Scm-1。(Teflon为10-16 Scm-1,Cu为108 Scm-1 )。,1974年,白川英树等人用Ziegler-Natta催化剂制备聚乙炔薄膜,铜色(cis-,电导率10-8~10-7 Scm-1),银色(trans-,电导率10-3~10-2 Scm-1),图 3 三维、二维和一维碳化合物材料,共轭,能带间隙随聚合物长度的增加而减小,掺杂 在聚合物上去掉或增加电子。 氧化掺杂(也称P型掺杂)用卤素掺杂 还原掺杂(也称n型掺杂)用碱金属进行,,载流子在共轭聚合物材料中的跃迁包含 沿单一共轭体系的运动阻力小或无。 在共轭体系之间的跃迁阻力大。,聚乙炔,其掺杂的电导率大幅度提高,掺杂到6.67时,能隙将消失。,聚乙炔链上的共轭缺陷(载流子)),阳离子自由基的产生和移动,聚乙炔异构化产生孤子及移动,导电聚合物电导率与温度的关系,理想情况下,导电聚合物具有金属导电性,且重量轻、易加工、材料来源广等特点 用作电极、电磁波屏蔽、抗静电材料等 半导体器件和发光器件方面得应用 聚合物电池、电致变色显示器、 电化学传感器、场效应管、 聚合物发光二极管(LED),导电聚合物的应用,(3)半导体 Semiconductors 本征半导体 Intrinsic semiconductors,载流子自由电子,n, 负电荷 空穴,hole p, 正电荷,carrier,杂质半导体 extrinsic semiconductor,n型半导体 n-TYPE EXTRINSIC SEMICONDUCTION 在Si、Ge等四价元素中掺入少量五价元素P、Sb、Bi、As 在导带附近形成掺杂的能级 电子型导电,p型半导体 p-TYPE EXTRINSIC SEMICONDUCTION 在四价元素Si、Ge等中掺入少量三价元素B、Al、Sc、Y,在价带附近形成掺杂的能级,空穴型导电,半导体的电导率与温度的关系,热激发,2.材料的电子结构与光电导性 photo-electrical 1分子受激过程与能量交换 光电流激活能 ΔE=EJ-EI=hv 两种构型 单重态\三重态,,受激态可能的形式 π,π* 状态 n,π* 状态, 含有N、O或S CT 状态电荷转移受激态 电子给体基团(如一NH2,一0H)及受体基(>C0,一N02)之间发生电荷转移,(2)光生载流子机理,4-3-4 材料的超导电性superconductivity,1、 超导电性在一定低温下材料突然失去电阻的现象 (小于10-25Ωcm),1913年 , 超导现象发现, 诺贝尔物理奖 1987年, 在陶瓷(金属氧化物)中发现超导现象,超导研究取得重大突破, 诺贝尔物理奖,超导电性的金属和合金 Tc <30 K 钛、钒、锆、铌、钼、钽、钨、铼、铋、铝、锡、镉等28种。 二元合金NbTi,Tc=8~10K; NbZr,Tc≈10~11K。三元系合金有铌-钛-锆,Tc10 K;铌-钛-钽,Tc9~10K。 超导化合物 Nb3Sn,Tc18~18.5K; Nb3Ge,Tc≈23.2K,Nb3(AlGe),Tc≈20.7K等 超导电性的金属氧化物 1960‘s Ba-Y-Cu-O系,35K, 1986, Bednorz, Muller Ba-Y-Cu-O系, 100 K, 1987, 我国赵忠贤等 Hg-Ba-Cu-O系,~140 K,2 、超导体的两种特性 完全导电性 完全抗磁性磁场强度始终为零 3 、三个性能指标 超导转变温度Tc 愈高愈好 临界磁场Hc 破坏超导态的最小磁场。 随温度降低,Hc将增加; 当T<Tc时, HcHc,0[1-(T/Tc2] 临界电流密度Jc 保持超导状态的最大输入电流 与Hc相关),FIGURE 18.22 Critical temperature, current density, and magnetic field boundary separating superconducting and normal conducting states,4-3-5 材料的介电性dielectric property,1.介质极化、电容、介电常数 真空电容 CoQo/V =ε0 A/ l 介质中电容 C=Q/VεA/l ε。真空电容率或真空介电常数,8.85xl0-12 F/m Ε 介质的电容率(或介电常数) permittivity,,,,材料极化,原因材料极化 极化原因 电子极化 电子云 偏离中心 离子极化 取向极化,(2) 介电常数 dielectric constant, 表征电介质在电场作用下极化程度的宏观物理量。 电介质的相对介电常数 εr C / C0 ε/ε0 相对电容量,无量纲常数 一些材料的εr 数值 石英3.8;绝缘陶瓷6.0;PE2.3;PVC3.8 高分子材料的εr 由主链结构中的键的性能和排列所决定的。,表4-3-4某些材料的介电常数ε( T25℃ ν106Hx),聚四氟乙烯(Tefton)2.1 石英玻璃 3.8 氧化钡 3.4 聚异丁烯 2.23 耐热玻璃 3.8-3.9 云母 3.6 聚乙烯 2.35 派勒克斯玻璃 4.0-6.0 氯化钾 4.75 聚苯乙烯 2.55 碱-石灰-硅石玻璃 6.9 溴化钾 4.9 丁基橡胶 2.56 高铅板璃 19.0 青石陶瓷 4.5-5.4 有机玻璃 2.63 (2MgO2Al2O3 3SiO42为基) 聚氯乙烯 3.3 金刚石 5.5 聚酰胺66 3.33 镁橄榄石 6.22 Mg2SiO4) 聚酯 3.1-4.0 多铝红柱石3Al2O3 6.6 2SiO2 酚甲醛 4.75 氟化镍 9.0 氯丁橡胶 6.26 氧化镁 9.65,纸 70,2.介电损耗 dielectric loss. 电介质在交变电场作用下,电能转变成热能而损耗 漏电导电流\极化电流损耗 介电常数可用复数表示  ’ - i ’’ 式中’为与电容电流相关的介电常数,实数部分; ’’与电阻电流相关的分量,虚数部分, 介电损耗因子。 滞后相位角  损耗角 损耗角  的正切 tg ’’/’ 介电损耗,影响tg 的因素 分子结构 极性 大 tg 大 基团数目 多 tg 大 2 小分子及杂质 3 多相体系 4 交变电场频率 5 温度,表4-3-5 高聚物的介电性能,表4-3-7 陶瓷电介质的性能,3.介电性的应用 tg 大,损耗大,材料发热。 电容介质  大,tg 小 航空航天材料  小,tg 大,静电小 高频焊接薄膜封口,tg 大 高频电缆用PE,而不用PVC 非极性 极性,4.击穿强度 dielectric strength 电场中材料破坏。 高分子材料,绝缘材料 重要指标。 电压升高,超过临界值,电阻率急剧下降,电流升高,材料由绝缘体 导体 击穿强度 EV/h V击穿电压;h 材料厚度。 E 的单位MV/m 或V/cm。 介电击穿分类特征击穿、热击穿、电机械击穿、放电击穿,

    注意事项

    本文(材料的电学性.ppt)为本站会员(大鲨鱼)主动上传,阶梯文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知阶梯文库(发送邮件至77594475@qq.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

    温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。





    微信图片
    收起
    展开