材料的电学性能第二节课件.PDF

第二节材料电导性能 一、电导的物理现象 物体导电现象的微观本质：载流子在电场作用下的定向迁移 载流子为离子（正、负离子和空位 ）的电导称为离子电导，载流子为电子（电 子、空穴 ）的电导称为电子电导 材料的导电难易，是用材料的电阻率ρ或其倒数电导率σ表示的 假设单位体积中带电粒子的数目（浓度）为n ，每个粒子带的电荷是电价z和电荷 e 的乘积，带电粒子的漂移速度为υ，则单位时间通过单位截面的电荷量 （即电流 密度）j=nze υ。如果材料在电场强度ε作用下，根据欧姆定律，其电导率为： σ j nze(υ ) ε ε 1 若用迁移率μ （单位电场作用下带电粒子漂移速度）表示，则： σ nzeμ (μ υ/ ε) 若用绝对迁移率B （单位作用力f 作用下漂移速度）表示，由于B=υ/f=υ/zeε，则： 2 2 σ nz e B 可见，材料电导率的大小主要是由带电粒子的浓度n和它们的迁移率μ决定的 材料总的电导率是各种带电粒子的电导率的总和，即： σ σ =+σ ++σ ∑n z eμ 1 2 i i i i 设每种带电粒子的电导率所占总电导率的分数为ti ，则称它为该粒子的迁移数 t σ / σ i i t +t ++t 1 1 2 i 2 几种典型材料室温时的电阻率 材 料 电阻率 Ω•cm 材 料 电阻率 Ω•cm 导 体： 半导体： 钢 1.7×10-6 Fe O 10-2 3 4 钨 5.5×10-6 绝缘体： ReO3 2.0×10-6 SiO2 玻璃 1014 CrO2 3.0×10-5 块滑石瓷 1014 半导体： 粘土耐火砖 108 12 14 纯锗 40 低压瓷 10 ～10 密相碳化硅 10 把固体按导电性的大小分成导体、半导体和绝缘体三类： -4 导体：电阻率小于10 Ω•cm的固体材料 绝缘体 8 ：电阻率大于10 Ω•cm的固体 半导体材料 -4 6 ：电阻率介于导体和绝缘体之间（也有说电阻率介于10 ∼ 10 Ω•cm ）