结构和性能的关系学习教案

《结构和性能的关系学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《结构和性能的关系学习教案（50页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、会计学1结构和性能结构和性能(xngnng)的关系的关系第一页，共50页。第1页/共49页第二页，共50页。n-LiAlSiO4 (锂霞石)：a = b = 7.8 106/K； c = 17.5 106/K。这是受热时反而(fn r)变得更加致密的少数几种材料之一。第2页/共49页第三页，共50页。根据体膨胀系数的定义，可以(ky)得到)1 (V0TTVV假设(jish)材料为各向同性的立方体，则可以得到3L03L303TT)1 ()1 (TVTllV由于 L 很小， L 的高次项可以忽略，因此)31 (L0TTVV比较上下两式即可得到：V = 3L第3页/共49页第四页，共50页。V =

2、a + b + c第4页/共49页第五页，共50页。第5页/共49页第六页，共50页。tSxTQdd第6页/共49页第七页，共50页。表征物质热传导性能表征物质热传导性能(xngnng)的物理量的物理量。单位：单位：W m-1 K-1，或，或 cal cm-1 s-1 K-11 cal cm-1 s-1 K-1=4.18 102 W m-1 K-1 热导率热导率 ：第7页/共49页第八页，共50页。9第8页/共49页第九页，共50页。10第9页/共49页第十页，共50页。第10页/共49页第十一页，共50页。n隔热陶瓷材料第11页/共49页第十二页，共50页。 理论上，电子波对热导率的贡献在所

3、有材料中都存在，只是贡献大小不同。因此可以预期，在形成热流时发生了电子波的定向传播，而后者无疑(wy)会导致电势差的出现。这就是所谓的热电效应。第12页/共49页第十三页，共50页。第13页/共49页第十四页，共50页。TSEABAB其中 SAB 称为材料(cilio) A 和材料(cilio) B 的相对 Seebeck 系数。通常(tngchng)规定：在热端的电流由 A 流向 B 时，SAB 为正，此时 EAB 也为正。反之则为负Seeback 效应原理的一个直接应用就是热电偶。第14页/共49页第十五页，共50页。IQABABAB 称为(chn wi)材料 A 和材料 B 的相对 Pe

4、ltier 系数。通常规定：电流由 A 流向 B 时有热吸收时为正，反之为负。第15页/共49页第十六页，共50页。第16页/共49页第十七页，共50页。TSZT2Seebeck系数(xsh)电导率热导率ZT 越大，热电效应越显著。第17页/共49页第十八页，共50页。TSZT2n 前面提到：金属材料的 T/ 是一个常数，因此纯金属一般很难成为好的热电材料n 因此在 20 世纪 50 年代以前，对热电效应的研究仅仅(jnjn)是出于学术上的兴趣n 20 世纪 50 年代初发现掺杂半导体的热电效应比金属和合金有数量级的提高，从而掀起了全世界范围研究热电效应的狂热提高品质因子要求：增大 S 和 ，

5、同时降低。也就是说，热电材料应该是良好(lingho)的导电体，同时又是不良导热体。第18页/共49页第十九页，共50页。第19页/共49页第二十页，共50页。第20页/共49页第二十一页，共50页。这意味着中等(zhngdng)掺杂的半导体将具有较高的品质因子。第21页/共49页第二十二页，共50页。电阻率 (电导率) 随载流子浓度(nngd)的增大而减小 (增大)，这是很难改变的。第22页/共49页第二十三页，共50页。注意到热导率由电子 e 和晶格 L 两部分构成，载流子浓度(nngd)的变化对 e 影响较大，但对 L 的影响很小。因为一般的材料 L 值都比较大，材料的热电品质因子也就很

6、难提高。如何降低晶格对热导率的贡献，就成为(chngwi)开发高品质热电材料的关键所在。TSZT2热导率热导率第23页/共49页第二十四页，共50页。第24页/共49页第二十五页，共50页。n材料研究达到了更高的水平n高温超导的发现导致了对冷源的巨大需求，热电制冷较为经济而且方便n纳米材料、非晶材料等新型材料体系的出现使得(sh de)热电材料的选择自由度增大第25页/共49页第二十六页，共50页。n高温(gown) (800 1000 K) 发电使用的 SiGe 合金第26页/共49页第二十七页，共50页。Y. Xie, et al. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134,

7、 7971AgBi0.5Sb0.5Se2 solid-solutioned nanoplates (ac) and AgBi0.5Sb0.5Se2 solid-solutioned homojunction nanoplates (df)第27页/共49页第二十八页，共50页。第28页/共49页第二十九页，共50页。第29页/共49页第三十页，共50页。314.8 铁电性与压电性铁电性与压电性铁电滞后铁电滞后(zh (zh hu)hu)现象现象铁电性铁电性材料在除去材料在除去(ch q)(ch q)外电场后仍保持部分极化状态外电场后仍保持部分极化状态 第30页/共49页第三十一页，共50页。3

8、2第31页/共49页第三十二页，共50页。33压电性压电性Piezoelectricity外力外力 极化极化(j hu) (j hu) 电场电场第32页/共49页第三十三页，共50页。34常用常用(chn yn)的压电陶瓷：的压电陶瓷：BaTiO3 、PbTiO3、PbZrO3 、 NH4H2PO4（a a）施加一定电压）施加一定电压（b b）施加压力）施加压力，产生，产生(chnshng)(chnshng)反向电压，导致两端电压下降反向电压，导致两端电压下降（c c）施加较大电压，材料产生）施加较大电压，材料产生(chnshng)(chnshng)变形变形第33页/共49页第三十四页，共50

9、页。35Hm：磁化强度：磁化强度magnetization m：磁化率：磁化率magnetic susceptibilityH0=0.4nI/l第34页/共49页第三十五页，共50页。磁性磁性(cxng)的来源的来源磁偶极子磁偶极子The spin of the electron produces a magnetic field with a direction dependent on the quantum number ms Electrons orbiting around the nucleus create a magnetic field around the atom 36第

10、35页/共49页第三十六页，共50页。37磁场撤去后磁场撤去后磁效应消失磁效应消失 第36页/共49页第三十七页，共50页。38第37页/共49页第三十八页，共50页。39铁磁性铁磁性(cxng)(cxng) 反铁磁性反铁磁性(cxng)(cxng)铁氧体磁性铁氧体磁性(cxng)(cxng)第38页/共49页第三十九页，共50页。40反铁磁性（反铁磁性（MnO）第39页/共49页第四十页，共50页。41磁畴磁畴Magnetic Domain磁畴壁磁畴壁Magnetic Domain Wall磁畴磁畴自旋磁矩在一个个微小区域自旋磁矩在一个个微小区域(qy)(qy)内内“自发地自发地”整齐排列起

11、整齐排列起来而形成的磁化小区域来而形成的磁化小区域(qy)(qy)。 第40页/共49页第四十一页，共50页。42第41页/共49页第四十二页，共50页。43锰锌铁氧体锰锌铁氧体镍锌铁氧体镍锌铁氧体钡铁氧体钡铁氧体BaFe12O19第42页/共49页第四十三页，共50页。44第43页/共49页第四十四页，共50页。45348-118-1-96.62 10(J s) 3 10 (m s )1240(eV)=6.242 10 (eV J )(nm) 10(nm) 380nm3.26eVhcE 第44页/共49页第四十五页，共50页。46几种无机材料的光透过几种无机材料的光透过(tu u)(tu u)曲线曲线 第45页/共49页第四十六页，共50页。47第46页/共49页第四十七页，共50页。48第47页/共49页第四十八页，共50页。49第48页/共49页第四十九页，共50页。感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)。第49页/共49页第五十页，共50页。