《材料科学与工程基础》课程课件 .ppt

4-54（a）位能与原子间距离的关系曲线（随着温度升高，原子间距离增加从r0→r1→r2→ - - -）; (b)对称的位能与原子间距离的关系曲线（原子间距离不随着温度升高而变化） 4-55 铁的线膨胀系数在同素异构结构 转变温度下发生突变 4-56 环氧树脂的线膨胀曲线 4-57 半分解温度与化学键键能的关系 4-58 几种高聚物的相对稳定性 升温速率100 4-59 聚合物在氮气(1)和空气(2)中的热失重示意图曲线 4-60 聚合物燃烧过程 Fundamentals of Materials Science and Engineering 第十二讲 （第4章-4） 材料科学与工程基础 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 第四章 内容目录 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. Chapter 12 4-3 材料的电学性能（Electrical Properties of Materials） 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 体积电阻率：?V , Ω·m 表面电阻率：?S , Ω 1、电阻率 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 (2) 根据电导率对材料的分类 西门子 R=V/I 表4-19 材料的分类及其电导率 材料 电阻率 电导率 超导体 0 ∞ 导体 10-8-10-5 105-108 半导体 107-1018 10-7-105 绝缘体 107-1018 10-18-10-7 3、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 结合原子的电子结构讨论 金属和合金 Σ(Ω-1.m-1) 非金属 σ（Ω-1.m-1） 银 铜，工业纯 金 铝,工业纯 Al-1.2%,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） 6.3×107 5.85×107 4.25×107 3.45×107 2.96×107 2.1×107 1.77×107 1.66×107 1.46×107 1.03×107 0.24×107 0.17×107 0.14×107 0.093×107 石墨 SiC 锗，纯 硅，纯 苯酚甲醛（电木） 窗玻璃 氧化铝（Al2O3） 云母 甲基丙烯酸甲酯 氧化铍（BeO） 聚乙烯 聚苯乙烯 金刚石 石英玻璃 聚四氟乙烯 105 (平均) 10 2.2 4.3×10-4 10-7-10-11 10-10 10-10-10-12 10-11-10-15 〈10-12 10-12-10-15 〈10-14 〈10-14 〈10-14 〈10-16 〈10-1