第六讲-金属材料的导电性课件.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《第六讲-金属材料的导电性课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第六讲-金属材料的导电性课件.ppt(53页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二章 材料的电学性能 顾修全1ppt课件2ppt课件在许多情况下,材料的导电性能比力学性能和热学还重要。导电材料、电阻材料、电热材料、半导体材料、超导材料和绝缘材料等都是以材料的导电性能为基础的。3ppt课件n 长距离传输电力的金属导线应该具有很高的导电性,以减少由于电线发热造成的电力损失。举例:n 陶瓷和高分子的绝缘材料必须具有不导电性,以防止产生短路或电弧。n 作为太阳能电池的半导体对其导电性能的要求更高,以追求尽可能高的太阳能利用效率。4ppt课件本章内容金属的导电性合金的导电性半导体的导电性材料的介电性材料的超导电性5ppt课件什么是材料的导电性?导电导电电阻电阻电阻率电阻率电导率电
2、导率能够携带电荷的粒子称为载流子u 金属、半导体和绝缘体中载流子电子 u 离子化合物中的载流子离子 微观机理:材料中带有电荷的粒子响应电场作用发生 定向移动的结果。欧姆定律欧姆定律6ppt课件一些材料在室温下的电阻率7ppt课件材料按电性能分类:导体、半导体、绝缘体8ppt课件导导 体体 纯金属的电阻率在108 107 m 金属合金的电阻率为107 105 m半导体半导体 电阻率为103 10+5 m绝缘体绝缘体 电阻率为10+9 10+17 m电阻率的大小取决于材料的结构。9ppt课件第一节 金属的导电性 晶体的能带理论 金属的导电机制 马基申定则 影响因素 10ppt课件1.晶体的能带理论
3、 晶体的能带理论是在量子力学研究金属导电理论的基础上发展起来的,它的成功之处是在于定性地阐明了晶体中电子运动的规律。特征:不连续能量分布的价电子在周期性势场中的运动。原子核电子内层电子外层电子离子实价电子构成等效势场11ppt课件能带理论的出发点是固体中的电子不再束缚于个别的原子,而是在整个固体内运动,称为共有化电子。在讨论共有化电子的运动状态时,假定原子实处在平衡位置,而把原子实偏离平衡位置的影响看成微扰。能带理论的基本思想12ppt课件晶体的能带价电子的共有化使单个原子的价电子能级分裂,形成了能带。13ppt课件能能量量能带能带能带能带禁带禁带平衡间距平衡间距原子间距原子间距能级能级能级能
4、级孤立原子孤立原子的能级的能级14ppt课件电子的填充规则n电子填充在一系列准连续分布的能级上,服从泡利不相容原理,即依次从低向上填充,每一个能级上最多可填充2个电子;n电子的分布服从费米-狄拉克分布:n电子占据几率为1/2的能级位置称为费米能级,它反映了电子的填充水平。电子的某一能级上的分布几率:15ppt课件费米分布函数0K 时为一折线,在能量高于费米能量的区域几率为零温度的升高将使得少量能量较高的电子跃迁到高能级。费米能级16ppt课件17ppt课件金属、半导体及绝缘体的比较导带和价带重叠绝缘体的禁带一般大于 5 eV半导体的禁带一般小于 3 eV18ppt课件金属绝缘体半导体特征:最高
5、占有带仅部分充满,即除了满带外,存在不满带。特征:电子恰好填满了最低的一系列能带,能量更高的 能带都是空的,而且禁带很宽(大于5 eV)。特征:禁带宽度较窄(低于2.0 eV)。19ppt课件常用术语导带:最低的不满带价带:最高的满带禁带:价带最高能级与导带最低能级之间的 能量间隙满带:所有能级全被2N个电子所充满的能带空带:无电子填充的能带 允带:允许电子能量存在的范围 20ppt课件为什么金属能够导电?无外电场时满带不满带E(k)v(k)kkE(k)kv(k)k在无外电场作用时,无论是满带还是非满带电子对电流的贡献均为零,故晶体中无宏观电流。21ppt课件E(k)v(k)kk有外电场时满带
6、不满带E(k)kv(k)k在外电场作用下:满带电子没有导电作用;而在非满带中的电子运动可以产生电流。为什么金属能够导电?22ppt课件第一节 金属的导电性 晶体的能带理论 金属的导电机制 马基申定则 影响因素 23ppt课件2.金属的导电机制金属纯金属、合金晶态、非晶态纯金属:易于从理论上探讨其物性的共同规律。合金或金属间化合物:可从工程上突出其使用性能。金属电学性能的研究对象24ppt课件Mg 金属电子能带金属电子能带3s3pNa 金属电子能带金属电子能带3s3pAl 金属电子能带金属电子能带3p3s满满电电子子能能带带半半满满带带满满电电子子能能带带空空带带存在导带存在导带满带和空带重叠满
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第六 金属材料 导电性 课件
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内