科学与工程基础_顾宜_第四章第四节的电学性能要点分析.ppt

第四章内容 4-1 固体材料的机械性能 4-2 材料的热性能 4-3 材料的电学性能 4-4 材料的磁学性能 4-5 材料的光学性能 4-6 材料的耐腐蚀性 4-7 复合材料的性能 4-8 纳米材料及效应 Chapter 12 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 材料的电学性能电力机械、交通电子、微电子日常生活材料的电学性能(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——静电现象不同材料电学性能的差异及其与组成和结构的关系电导率和电阻率的定义、电导机制、电导率的基本参数及影响因素材料的电子能带结构与电导性、光导性和半导电性公式超导电性的定义、超导体的 2种特性、 3个性能指标介电常数的定义、介质极化的三种机制, 交变电场中的介电损耗的成因及影响因素击穿强度的定义材料电性能与温度的关系电导率(electrical conductivity) 和电阻率 4-3-1 电导率和电阻率电阻率分: 体积电阻率: ? V , Ω·m 表面电阻率:? S , Ω电阻率 1 、西门子电导率电导率(electrical conductivity) (1) 表征材料导电性的大小。单位: S. m -1,( ) -1 ⑵根据电导率对材料的分类 2、表 4-19 材料的分类及其电导率材料电阻率电导率超导体导体半导体绝缘体 010 -8 -10 -510 -5 -10 710 7 -10 18∞10 5 -10 810 -7 -10 510 -18 -10 -7 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金属和合金Σ(Ω- -1)非金属σ(Ω- -1) 银铜,工业纯金铝,工业纯 Al-%,Mn 合金钠钨, 工业纯黄铜( 70%Cu-30%Zn 镍,工业纯纯铁,工业纯钛,工业纯 TiC 不锈钢, 301 型镍铬合金(80%Ni- 20%Cr ) *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 *10 7 石墨 SiC 锗,纯硅,纯苯酚甲醛(电木) 窗玻璃氧化铝( Al 2O 3) 云母***丙烯酸甲酯氧化铍( BeO ) 聚乙烯聚苯乙烯金刚石石英玻璃聚四***乙烯 10 5 (平均)10 *10 -410 -7 -10 -11 <10 -1010 -10 -10 -1210 -11 -10 -15〈10 -1210 -12 -10 -15〈10 -14〈10 -14〈10 -14〈10 -16〈10 -16 结合原子的电子结构讨论