《材料的电学性能》课件

《材料的电学性能》ppt课件•引言•材料的导电性能目录•材料的电阻•材料的介电性能CONTENTS•材料的磁学性能•材料的电磁辐射性能01引言课程简介010203课程名称适用对象主要内容《材料的电学性能》材料科学、电子工程和物理专业介绍材料的电学性能及其应用，的学生包括导电性、电阻、电容、电感等课程目标能够运用电学性能知识解决实际问题03了解不同类型材料的电学性能特点和应用02掌握材料的电学性能基本概念和原理0102材料的导电性能金属的导电性金属的导电性金属中自由电子的运动是金属导电的主要原因自由电子在金属晶格中自由移动，当电场施加时，自由电子会向电场方向移动，形成电流影响因素金属的导电能力受到金属的纯度、温度、金属的种类等因素的影响一般来说，金属纯度越高、温度越低，导电能力越强半导体的导电性半导体的导电性半导体材料在一定温度下，其电阻率会发生变化，由绝缘体变为导体其导电能力受到温度、光照、杂质等因素的影响影响因素半导体的导电能力与温度、光照、杂质含量等因素密切相关在一定温度下，光照可以激发电子从束缚状态进入自由状态，从而提高导电能力此外，掺入杂质也会影响半导体的导电能力电绝缘体的导电性电绝缘体的导电性电绝缘体是指在一定条件下，其内部几乎没有自由电子的物质因此，它们的导电能力非常差，电阻率极高影响因素电绝缘体的导电能力受到温度、光照、外电场等因素的影响在一定条件下，电绝缘体可能会发生电击穿现象，导致其导电能力发生变化此外，某些电绝缘体还可能存在一定的漏电现象03材料的电阻电阻的定义总结词电阻是衡量材料对电流阻碍作用大小的物理量，其大小与材料本身的性质和温度有关详细描述电阻是导体对电流的阻碍作用，用符号“R”表示，单位为欧姆（Ω）当电流通过导体时，会受到电子与原子核的相互作用，产生阻力，表现为电阻影响电阻的因素总结词影响电阻大小的因素包括材料本身性质、温度、导体长度和截面积等详细描述材料本身的性质是决定电阻大小的主要因素，包括导体的电子传导能力和原子核的排列结构等温度对电阻也有显著影响，大多数金属的电阻随温度升高而增大，而半导体的电阻则随温度升高而减小导体长度和截面积也会影响电阻大小，导体越长、截面积越小，电阻越大电阻的应用总结词详细描述电阻在电路中起到限流、分压、调节信号等在电路中，电阻可以限制电流的大小，防止作用，广泛应用于电子设备和系统中电流过大导致设备损坏或火灾同时，电阻也可以起到分压的作用，将电压分配到各个电路部分，保持电路的正常运行此外，通过调节电阻的大小，可以调节信号的幅度和频率等参数，实现特定的电路功能电阻在电子设备和系统中具有不可替代的作用04材料的介电性能电介质的概念010203电介质极化偶极矩在电场作用下不导电，只电介质在电场作用下，正电介质极化后，正负电荷产生极化现象的物质负电荷中心发生相对位移中心产生的电偶极子的电的现象矩电介质的极化取向极化在电场作用下，电介质中的分子或分子的集合体沿着电场方向排列电子位移极化在电场作用下，电子被吸引到负极，空穴被吸引到正极，导致电介质内部正负电荷中心分离空间电荷极化由于电介质内部存在空间电荷分布，产生的电场与外电场相互叠加，导致电介质内部正负电荷中心分离电介质的电击穿电击穿01在强电场作用下，电介质内部发生放电现象，导致电介质失效热击穿02在强电场作用下，电介质内部产生热量积累，导致温度升高，最终发生击穿化学击穿03在强电场作用下，电介质内部的化学键发生断裂，导致电介质失效05材料的磁学性能物质的磁性磁性分类根据磁性的来源，物质可分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等磁性单位描述物质磁性强弱的物理量是磁感应强度，其国际单位是特斯拉（T）磁性来源物质的磁性主要来源于电子的自旋和轨道运动，以及原子核的磁矩磁畴和磁化过程磁畴定义磁畴形成磁化过程磁畴是材料内部自发磁化磁畴的形成与原子间的相在外磁场作用下，磁畴的的区域，每个区域内的磁互作用和晶体结构有关，磁矩会转向外磁场方向，矩方向相同不同的材料有不同的磁畴从而实现材料的磁化结构磁性材料的应用软磁材料具有高磁导率和低矫顽力的材料，如铁硅合金和软铁等，用于制造变压器、电机和发电机等硬磁材料具有高剩磁和高矫顽力的材料，如稀土永磁材料和铁氧体等，用于制造各种永磁体功能磁性材料具有特殊性能的材料，如巨磁阻材料、磁记录材料和磁制冷材料等06材料的电磁辐射性能电磁辐射的性质010203电磁辐射是由电磁场的变化产电磁辐射具有波动性和粒子性，电磁辐射的传播速度等于光速生的，包括无线电波、微波、其能量随频率的增加而增加红外线、可见光、紫外线和X射线等电磁波的传播01电磁波的传播方式包括直线传播、反射、折射、散射和吸收等02电磁波在传播过程中会受到介质的影响，其传播速度、波长和频率等特性会发生变化03电磁波的传播还受到天线、导波结构等因素的影响电磁辐射的应用与防护电磁辐射在通信、医疗、军事和科研等领域有广泛应用，如无线通信、微波炉、红外测温仪和医学成像等电磁辐射的防护主要包括电磁屏蔽、吸收和滤波等措施，以降低电磁辐射对人体的影响了解电磁辐射的性质和传播规律，正确使用相关设备和采取防护措施，对于保障人体健康具有重要意义THANKS感谢您的观看。