金属材料的导电性.ppt

第二章材料的电学性能

中国矿业大学材料科学与工程学院

0102

在许多情况下，材料的导电导电材料、电阻材料、电热

性能比力学性能和热学还重材料、半导体材料、超导材

要。料和绝缘材料等都是以材料

的导电性能为基础的。

举例：

010203

长距离传输电力陶瓷和高分子的作为太阳能电池

的金属导线应该绝缘材料必须具的半导体对其导

具有很高的导电有不导电性，以电性能的要求更

性，以减少由于防止产生短路或高，以追求尽可

电线发热造成的电弧。能高的太阳能利

电力损失。用效率。

本章内容

01金属的导电性

02合金的导电性

03半导体的导电性

04材料的介电性

05材料的超导电性

什么是材料的导电性？

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。

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

导电电阻电阻率电导率

LS1

JERR

SL

欧姆定律

一些材料在室温下的电阻率

导体、半导体、绝缘体材料按电性能分类:

1

l导体纯金属的电阻率在108～107m

l金属合金的电阻率为107~105m

l半导体电阻率为103~10+5m

l绝缘体电阻率为10+9~10+17m

2

电阻率的大小取决于材料的结构。

第一节金属的导电性

1晶体的能带理论2金属的导电机制

3马基申定则4影响因素

1.晶体的能带理论

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

离子实

内层电子构成等效势场

电子

外层电子价电子

1

l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。

l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