第七章新功能材料.ppt

第七章 新型功能材料;7.1 光学功能材料;激光具有下列特点：;2、常用激光材料;(2)激光玻璃;7.1.2 红外材料; ;③ 原材料预处理工艺对发射率的影响;⑥ 材料的体因素对发射率的影响 材料的体因素包括材料的厚度、填料的粒径和含量等等。对某些材料，如红外线透明材料或半透明的材料，其发射率值还与其体因素有关，原因是红外线能量在传播过程中被材料吸收所致。 ⑦ 材料的发射率随工作时间而变化 在工作条件下，由于与环境介质发生相互作用或其他物理化学变化，从而引起成分及结构的变化，将使材料的发射率改变。;(2)红外辐射材料的应用;(3) 用于军事目的;2. 透红外材料;;7.1.3 发光材料;复合发光 发光材料受激发时分离出一对带异号电荷的粒子，一般为正离子和电子，这两种粒子在复合时便发光，即复合发光。;3.　发光材料;(2) 电致发光材料;射线致发光材料 射线致发光材料可分为阴极射线致发光材料和放射线致发光材料两种。阴极射线致发光是由电子束轰击发光物质而引起的发光现象。放射线致发光是由高能的射线，或光射线轰击发光物质而引起的发光现象。;其中等离子体具有以下特征： ①　气体高度电离。极限情况时所有中性粒子都被电离了。 ②　具有很大的带电粒子浓度，由于带正电与带负电的粒子浓度接近相等，等离子体具有良好的导体特性。 ③　等离子体具有电振荡的特性。在带电粒子穿过等离子体时，能够产生等离子基元，等离子基元的能量是量子化的。 ④　等离子体具有加热气体的特性。在高气压收缩等离子体内，气体可被加热到数万度。　 ⑤　在稳定情况下，气体放电等离子体中的电场相当弱，并且电子与气体原子进行着频繁的碰撞，因此气体在等离子体中的运动可看作是热运动。;　除了上述发光材料外，热致发光材料的发现和使用最早，目前常用的材料如钨丝，主要用于白炽灯中，但是随着对光源亮度、发光效率、颜色等各种性能要求的不断提高，钨丝等热致发光材料逐渐为上述几种发光材料所取代。;7.2 电功能材料;2. 半导体的分类;3. 半导体材料;② 化合物半导体 由于半导体多成共价键结合，而周期表中Ⅰ族和Ⅶ族元素通常结合成为很强的离子型晶体，为具有NaCl型或者CsCl型晶体结构的绝缘体。Ⅱ族和Ⅵ族也较多地形成离子性强的NaCl型化合物，而族Ⅲ族和Ⅴ族形成的化合物离子性减小。 高温半导体 目前广泛使用的半导体硅器件，工作温度大多不超过200℃，因此在高温工作时，产生和耗散的热量无法达到平衡，在半导体器件内产生了不可恢复的破坏。但军事工业、飞机发动机和宇航等产业要求研制可在500～600℃温度范围内工作的电子器件。因此，高温半导体的研究便开始了。;(2) 半导体微结构材料;(4) 半导体陶瓷;7.2.2 超导性和超导材料;1.超导体的基本物理性质;(2) 完全抗磁性;2. 超导体的临界参数;临界电流Ic 破坏超导电性所需的最小极限电流就是临界电流，以Ic表示。 三个临界参数的关系 三个临界值的关系可用图中的曲面表示。在临界面以下的状态为超导态，其余均为常导态;3. 超导机理;4. 超导材料的种类;(1) 第一类超导体;5. 超导材料的性能;(2)高温超导材料：这种材料大多具有较高的临界转变温度，超过了77K，可在液氮的温度下工作。它们大多为氧化物陶瓷，首先开发的氧化物超导体是钇系氧化物YBa2Cu3O7-δ(YBCuO)超导体，随后开发的是鉍系氧化物超导体和铊系氧化物超导体。少数的非氧化物高温超导体主要是C60化合物。 (3)非晶超导材料：非晶态超导体的研究始于20世纪50年代。非晶超导材料主要包括非晶态简单金属及其合金和非晶态过渡金属及其合金。 ;(4) 复合超导材料：由许多超导线(或带)与良导体复合可得复合超导材料。它的优点是：可承载更大的电流，减少退化效应，增加超导的稳定性，提高机械强度和超导性能。 (5)重费米子超导体：重费米子超导体是20世纪70年代发现的，这类超导体的比热测量显示其低温电子比热系数非常大，是普通金属的几百甚至几千倍，由此被称为重费米子超导体。 (6)有机超导材料：有机材料与无机材料相比，其最大的优点是质量轻，且十分容易进行分子水平上的剪裁与设计。这些优越条件使得有机超导体具有重要的应用价值。;7.超导材料的应用;7.2.3 热电材料;(2) 珀耳帖(Peltier)效应 在赛贝克效应发现后不久，珀耳帖发现赛贝克效应的逆效应，即当两种金属通过两个接点组成一回路并通以电流时，会使得一个接头发热而使另一个接头致冷，这就是珀耳帖效应。由此效应而产生的热称为珀耳帖热，其数值大小既取决于两种材料的性质，也与通过的电流成正比，即QAB=ΠABI，式中为材料A和B间的相对珀耳帖系数。通常规定，