1. 1、本文档共65页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
形成电流

第二章 材料的电学性能 导电性 晶体的能带 金属和合金的导电性 导电性的测量和应用 半导体的电学性能 绝缘体的电学性能 超导电性 热电性 压电性 磁电性 导电性 电阻与材料性能和尺寸的关系 电阻率 电导率 电阻温度系数 导体(纯金属10-8~10-7Ω·m, 合金10-7~10-5Ω·m ) 半导体(10-3~109Ω·m) 绝缘体(109Ω·m) 元素周期表 金属的导电理论 经典电子理论 金属晶体为正离子+电子气 外加电场时,自由电子定向迁移,形成电流。自由电子与正离子机械碰撞产生电阻 影响导电性的因素 温度升高,离子热振动加剧,原子无序度加大,使电子散射几率加大,电阻率加大 冷加工使晶格畸变,使电子散射几率加大,原子间距有所改变,电阻率加大 压力通常使电阻率降低 热处理-通过晶格畸变、点缺陷、晶粒尺寸的变化影响电阻率 合金的导电性 马基申定律 低浓度下固溶体电阻 溶剂电阻(晶格热振动,电子散射),与温度有关,绝对零度时为零。 残余电阻(合金原子,空位、间隙原子及位错等),与温度无关。 低浓度下溶质原子引起的残余电阻与温度无关,固溶体的电阻温度系数低于纯金属,而固溶体电阻率随温度变化的斜率与纯金属相同。 高浓度下, 和 均随温度变化。 含有过渡金属元素时(如加入Mn),可能出现 锰铜精密电阻合金,具有低的电阻温度系数。 有序固溶体的导电性 固溶体有序化使点阵规律性加强,减小电子散射,使导电性加强。 冷加工破坏固溶体的有序度,增加电阻率。 电阻测量法是研究有序固溶体的有效方法。 不均匀固溶体(K状态)的电阻 固溶体中存在溶剂原子的偏聚区-成分波动或原子排列短程有序,故能强烈地散射电子,使电阻率增加。 回火能促使偏聚区的形成。 加热到高温或进行强烈的冷加工,使偏聚区消失,可降低电阻率。 铝铜合金。加热到单相区固溶;淬火形成过饱和单相固溶体;加温时效,析出GP区、θ’’,θ’等。 可用电阻分析法研究铝合金的时效过程。 金属化合物的导电性 金属化合物(如FeAl3,NiAl3)的导电性通常比其组元的导电性低得多,主要是金属键部分地为共价键或离子键所代替。 电子化合物(如Cu3Zn8)主要是金属键结合,导电性介于固溶体和金属化合物之间。 间隙相(如TiC)具有金属键和的特性,导电性较好。 多相合金的导电性 当合金为退火态、无织构,且组成相的电导率相近时(电导率之比约0.75~1.75),双相合金的导电性符合各项合金相加规律。 p、q为体积百分数。 c1、c2为质量百分数。 导电性的测量 电桥法(单电桥,双电桥-克服附加电阻) 直流电位差计测量法(消除连线电阻和接触电阻) 半导体电阻的测量(四探针法) 绝缘体电阻的测量(电容和冲击检流计测量法) 电阻分析的应用 合金的时效 合金的有序-无序转变 固溶体的溶解度 淬火钢的回火 半导体的电学性能 半导体中电子的能量状态-能带 满带、禁带和导带 本征半导体 N型半导体 P型半导体 PN结的特性 本征半导体-纯净的无结构缺陷半导体单晶,如单晶Si。 半导体受到热激发,满带中的部分价电子跃迁到空带中,形成自由电子和空穴。两者成对出现。 无外电场作用,自由电子和空穴运动无规则,不产生电流。 加外电场,电子逆电场方向运动,空穴顺电场方向运动,形成电流。故自由电子和空穴统称为载流子。 本征半导体的电学性能 本征载流子(自由电子和空穴)浓度相等: 迁移率-单位场强下自由电子和空穴的平均漂移速度 电流密度-单位面积的电流 电阻率和电导率 掺杂半导体 N型半导体 P型半导体 N型半导体电导率随温度的变化 随温度的增加,越来越多的施主杂质电子能进入导带,最后直到所有杂质电子全部进入导带。当达到这一温度时,称为施主耗尽。此时电导率为常数(因为温度太低,无本征电子及空穴的导电)。 通常选择在施主耗尽即平台温度的范围内工作。 PN结的产生及特性 超导电性 热电性-赛贝克效应 赛贝克效应(材料不同,组成闭合回路,两接头存在温差) 热电势率 热电子效应 热电子发射机理 固体受热(W等,加热1000℃以上),内部自由电子动能足够大,就会溢出固体表面形成热电子发射。 应用方式 加热,形成热电子发射 电场下形成定向运动 聚焦、调制形成电子束 轰击荧光屏形成光学图象 用于显像管、示波器、电子显微镜等 压电性 电偶极矩P(矢量)与电荷间距d及电荷量q的关系P=qd 压电性的本质是晶体受力变形,导致正负电荷中心分离,晶体对外显示电偶极矩,表面出现束缚电荷。 纵向压电效应,横向压电效应 正压电效应--力 电荷 逆压电效应--电荷

文档评论(0)

xiaozu + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档