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《材料的电学性质》ppt课件•引言•导电性•电阻CATALOGUE•电容与电感目录•半导体材料•超导材料•总结与展望01引言课程背景材料科学的发展随着科技的不断进步,材料在各个领域的应用越来越广泛,对材料性能的要求也越来越高电学性质的重要性电学性质是材料的重要性能之一,对材料的导电性、介电常数、电阻率等有直接影响,决定了材料在电子、电力、通讯等领域的实际应用课程目标理解电学性质的应用了解电学性质在电子、电力、通讯等领域的实际应掌握材料的电学性质基本用,理解不同材料的电学性质对器件性能的影响概念通过本课程的学习,学生应掌握材料的电学性质的基本概念,了解电学性质与材料内部培养实验技能结构的关系通过实验操作,培养学生的实验技能和数据分析能力,提高学生对材料电学性质的感性认识02导电性金属导电性金属中自由电子的运动金属导体的分类金属内部的自由电子在电场的作用下根据导电性能的不同,金属导体可分定向移动,形成电流为良导体和不良导体金属导电性的影响因素金属的纯度、温度、金属的种类等因素都会影响其导电性非金属导电性非金属中的导电机制部分非金属材料如石墨、聚合物等,其导电机制与金属不同,主要依靠电子和空穴的传输半导体材料的导电性半导体材料在一定温度下,其导电性能会随温度的升高而增强导电塑料的应用导电塑料在电子、通信、航空航天等领域有广泛应用导电性的应用010203电导体的应用电磁屏蔽的应用导电橡胶的应用利用金属的高导电性,制利用导电材料的导电性,导电橡胶在电子、通信、造电线、电缆等输电设备制造电磁屏蔽设备,防止航空航天等领域有广泛应电磁干扰用,如制造电子设备的导电连接件等03电阻电阻的定义总结词电阻是导体对电流的阻碍作用,是衡量导体导电性能的物理量详细描述电阻是导体的一种基本性质,表示导体对电流的阻碍作用当电流通过导体时,会受到导体的阻碍,这种阻碍作用的大小就是电阻电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大,导电性能越差电阻的测量总结词测量电阻的方法有多种,常用的有伏安法、电桥法等详细描述测量电阻的方法有多种,其中最常用的是伏安法和电桥法伏安法是通过测量电阻两端的电压和流过电阻的电流来计算电阻值,而电桥法则是利用平衡电桥的原理来测量电阻此外,还有惠斯通电桥、开尔文电桥等多种测量方法电阻率与温度的关系总结词电阻率与温度之间存在一定的关系,一般来说,温度升高,电阻率减小;温度降低,电阻率增大详细描述电阻率是衡量导体导电性能的一个重要参数,其大小与温度有关一般来说,温度升高时,导体的电子运动速度加快,载流子增多,导电性能增强,电阻率减小;相反,温度降低时,电子运动速度减缓,载流子减少,导电性能减弱,电阻率增大因此,在设计和应用导体时,需要考虑温度对电阻率的影响04电容与电感电容的基本概念总结词电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量,由电容器本身的介质特性、几何尺寸和电容器间的间距决定详细描述电容是指电容器极板间所容纳的电荷与电压的比值,其大小与电容器两极板的面积、间距以及介质的介电常数等因素有关电容是电路分析中的重要参数,对交流电的滤波、耦合及谐振等有重要影响电感的基本概念总结词电感是表征线圈产生磁场的能力的物理量,由线圈的匝数、线圈的直径、线圈的材料等因素决定详细描述电感是描述线圈在磁场中产生感应电动势的能力的物理量,其大小与线圈的匝数、直径、长度、材料以及磁场的变化率等因素有关电感在电路中的作用包括滤波、振荡、延迟等电容与电感的应用总结词详细描述电容与电感在电子工程、通信、电力等电容和电感是电子设备和系统中常见的元领域有广泛的应用,如调谐器、滤波器、件,广泛应用于调谐器、滤波器、变压器变压器等VS等电子设备中电容可以用于信号处理、去耦、储能等,而电感则可以用于阻抗匹配、信号筛选等在电力系统中,电容和电感也常用于无功补偿和滤波,以提高电力传输和分配的效率及稳定性05半导体材料半导体的导电特性半导体的导电能力介于导体和绝半导体中的载流子主要包括电子半导体材料的能带结构具有特殊缘体之间,其导电能力随温度、和空穴,其导电机制与金属导体的特征,如禁带宽度较小,这使光照和掺杂等因素发生变化有所不同得半导体的导电性能可以被外部因素调控半导体的分类根据导电类型,半导体可分为N型和P型两种,N型半导体主要靠电子导电,而P型半导体主要靠空穴导电根据材料组成,半导体可分为元素半导体和化合物半导体两大类,元素半导体如硅、锗等,化合物半导体如砷化镓、磷化铟等根据应用领域,半导体可分为集成电路用半导体、太阳能电池用半导体、LED用半导体等半导体材料的应用太阳能电池利用半导体的光电效应将太阳能转集成电路化为电能,是可再生能源领域的重要应用集成电路是半导体材料应用的重要领域,涉及计算机、通信、消费电子等多个领域LED照明利用半导体的发光效应制作出的LED照明具有高效、节能、环保等优点,广泛应用于照明和显示领域06超导材料超导现象零电阻现象超导材料在低温下电阻为零,电流通过时不会产生热量损失完全抗磁性超导材料在超导态时,会完全排斥磁场,具有完全抗磁性超导体的特性低温下稳定临界磁场和临界电流超导体的超导态需要在极低的温度下才能保超导体具有一定的临界磁场和临界电流密度,持,一般为几十K至几百K超过这些值超导态就会被破坏超导材料的应用高能物理实验利用超导材料制作超导线圈,用于高能物理实验中的粒子加速器和磁谱仪电力传输和储存超导材料可用于制作超导电缆和超导磁储能装置,实现高效、低损耗的电力传输和储存磁共振成像超导材料可以用于制作磁共振成像仪的磁体,提供强磁场,用于医学诊断07总结与展望本章总结重点概念回顾实验数据分析案例分析回顾了材料的电导率、介电常数、对实验数据进行了解析,包括不通过具体案例,分析了不同材料电阻率等电学性质的基本概念,同材料的电导率、介电常数和电的电学性质在实际应用中的表现,以及它们在材料科学和工程领域阻率的测量和计算,以及这些数如导电材料、绝缘材料、介电材的应用据与材料性能之间的关系料等下章预告要点一要点二未来研究方向下一章内容介绍了电学性质研究领域的未来发展方向,包括新型材料简要介绍了下一章的主题和内容,包括电学性质与材料微的探索、跨学科交叉研究、实验技术的创新等观结构的关系、电学性质与材料性能的关联等THANKS感谢观看。