《材料概论》第2章材料的组成、结构与性能.ppt

元素 单质 氧化物 氮化物 碳化物 高分子材料 熔点 T热变形 Al 659 2050 ?2400(分解) 2800 B ?2000 450 3000(分解) 2450 Si 1412 1710 ?2000(分解) ?2830(分解) Ti 1667 1840 2950 3140 Zr 1885 2700 2980 3530 Hf 2130 2810 ?3300 3890 Ta 2996 1470(分解) ?3090 3880 W 3377 1473 ? 2870 PMMA 160 65?100 聚苯乙烯 240 70?100 尼龙6 66 聚乙烯 137 40?70 聚丙烯 176 85?110 聚酯 60?200 耐热性 材料的熔点(Tm )可反映其耐热性。 一般结构中分子间作用力越大，则熔融热焓大，Tm高；柔性大，熔融热焓小，Tm也小。表2-15一些物质的Tm 表2-15 各种物质的熔点Tm /?C 导电性能：用电阻率or电导率量度。 介电性能：介电常数、介质损耗、介电强度等。 铁电性： 压电性：具有使机械能和电能相互转换的现象称压电效应。 正压电效应—由形变而产生的电效应； 逆压电效应—对材料施加一电压而产生形变。 2.3.4 电性能 材料在静电场or交变电场中，即处在电源的两极之间行为的表征。 第二章 材料的组成、结构与性能 第二章 材料的组成、结构与性能 超导体：在一定T下?≈0； 导体：10-8?10-5??m； 半导体：10-5?107??m； 绝缘体：107?1020??m。 室温下部分材料的电导率?见表2-16 导电性能 ?—电阻率(??m)；1/?—电导率?。 ?∞单位体积中的载流子数目、每个载流子的电荷量和迁移率。载流子有：e，空穴，正、负离子4种类型。其迁移率取决于原子的结合类型、晶体缺陷、掺杂剂类型和用量、及离子在离子化合物中的扩散速率。按?大小，可将材料分成： 电阻R与导体的长度l成正比，截面积S成反比： R＝? (l/S) （2-8） 金属和合金 ? 非金属 ? 银 铜(工业纯) 金 铝(工业纯) Al-1.2%Mn合金 钠 钨(工业纯) 70%Cu-30%Zn黄铜 镍(工业纯) 纯铁(工业纯) 钛(工业纯) TiC 不锈钢，301钢 80%Ni-20%Cr合金 6.30×107 5.85×107 4.25×107 3.45×107 2.95×107 2.10×107 1.77×107 1.60×107 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 酚醛树脂(电木) 窗玻璃 Al2O3 云母 聚甲基丙烯酸甲酯 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 10-16 表2-16 各种材料在室温下的电导率? （?-1?m-1） 一般来说，金属是导体，部分陶瓷和少数高分子材料是半导体，普通陶瓷与大部分高分子材料是绝缘体。但一些陶瓷有超导性。 超导性：一旦T Tc(超导体临界T)时，?就跃变为零。Tc依赖于作用于导体的磁场强度。许多材料有超导性，但它们都需要T极低。超导体是动力聚变反应堆运行必不可少的条件。如果能有更高Tc的材料，则超导应用将??。典型的超导体有Nb-60Ti-4Ta合金、Y-Ba-Cu-O系陶瓷和聚硫腈(SN)x晶体等。 T↗，金属?↘，半导体、绝缘体、离子导电材料?↗。 杂质原子常使纯金属?↘，∵在固溶体内造成不规则的场势变化，严重影响e的运动；但在陶瓷材料中常会使?↗。∴适当形式的晶