材料物理性能-前言

材料物理性能合肥工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院材料物理與新能源材料及器件系第0章緒論材料性能的定義材料性能是一種用于表征材料在給定的外界條件下的行為的參量以材料為中心，從物性現(xiàn)象用途周轉(zhuǎn)循環(huán)，巧妙地應(yīng)用此表征方法能容易做到逐步地改進(jìn)材料，不斷創(chuàng)造出性能更好、更穩(wěn)定的制品。具體化現(xiàn)象經(jīng)濟(jì)性材料作用改善原料工藝條件物性用途材料與物性、現(xiàn)象、用途間的關(guān)系：材料的力—電—熱之間功能轉(zhuǎn)換關(guān)系連接這些頂角的對(duì)角線(xiàn)表示三個(gè)主要效應(yīng)：(1)在可逆變化并考慮單位體積時(shí)，溫度的變化引起墑的變化

dS＝(C／T)dT式中，標(biāo)量c是單位體積的熱容，而T為絕對(duì)溫度．

(2)電場(chǎng)的小變動(dòng)dEj引起電位移變化dDi，且有如下關(guān)系式：

dDi＝Kij

dEj式中，Kij為電容率張量．

(3)應(yīng)力的小變化dσkl

會(huì)引起應(yīng)變的小變化dεij

，具體關(guān)系為

dεij

＝Sijkl

dεij

式中Sijkl為彈件柔度．連接不同頂角的線(xiàn)段代表不同的藕合效應(yīng)：下部表示材料的熱彈效應(yīng)，兩條對(duì)角線(xiàn)中的一條代表由溫度變化引起應(yīng)變的熱膨脹，表示由應(yīng)力引起熵(熱)的壓熱效應(yīng)；兩條平行線(xiàn)，上條線(xiàn)表示由應(yīng)變引起熵(熱)的形變熱，下條線(xiàn)代表由溫度變化而形狀不變時(shí)引起的熱壓力。Highlights1：材料物理性能應(yīng)用舉例-燃料電池(fuelcells)

IntheSOFC,YSZisusedastheelectrolyte(電解質(zhì)).Thereareseveralalternativesfortheelectrodes.Typicallytheanode（陽(yáng)極）isporousNi-YSZ,andthecathode（陰極）isporousLaMnO3(+15mol.%SrO).

Thechoiceofelectrodesiscritical:musttransportgas,ionsandelectronsmusthavehighsurfaceareamusthavehighactivitytoencourage

redoxreactionsmustresistpoisoningbyimpuritiesinairorfuelFuelcellcarsutilisethepolymerelectrolytemembranefuelcell(PEMFC)technology:ThePEMlookslikeasheetofkitchenplasticwrap,exceptitconductsprotons(H+).Theyoperateat80°Candwarmupquickly(theelectrolyteisthin).Theyhavethesizeofasmallpieceofluggage.Highlights2:硅平面工藝制造p-n結(jié)二極管知識(shí)點(diǎn)：半導(dǎo)體摻雜擴(kuò)散技術(shù)；恒定/有限表面源擴(kuò)散，兩步法）光刻技術(shù)；（圖形轉(zhuǎn)換）平面工藝；半導(dǎo)體單晶工藝；半導(dǎo)體器件測(cè)試技術(shù)；Highlights2-1:半導(dǎo)體材料物理性能及應(yīng)用介紹（SemiconductorMaterials）

材料SiGaAsGaN物理性質(zhì)禁帶寬度（ev）(Eg)飽和速率（×10-7cm/s）1.02.12.7熱導(dǎo)（W/c·K）擊穿電壓（M/cm）電子遷移速率（cm2/V·s）(μe用情況光學(xué)應(yīng)用無(wú)紅外藍(lán)光/紫外高頻性能差好好高溫性能中差好發(fā)展階段成熟發(fā)展中初期相對(duì)制造成本低高高材料的物理性質(zhì)是產(chǎn)品應(yīng)用的基礎(chǔ)，表列出了主要半導(dǎo)體材料的物理性質(zhì)及應(yīng)用情況。表中禁帶寬度決定發(fā)射光的波長(zhǎng)，禁帶寬度越大發(fā)射光波長(zhǎng)越短(藍(lán)光發(fā)射)；禁帶寬度越小發(fā)射光波長(zhǎng)越長(zhǎng)。其它參數(shù)數(shù)值越高，半導(dǎo)體性能越好。電子遷移速率決定半導(dǎo)體低壓條件下的高頻工作性能，飽和速率決定半導(dǎo)體高壓條件下的高頻工作性能。

Si與III-V族化合物半導(dǎo)體的區(qū)別帶隙寬(LargerForbiddenGap,Eg)，適于高溫器件應(yīng)用；載流子遷移率高（HigherCarrierMobility，μe/μh

）;適于高頻高速應(yīng)用；直接躍遷型(DirectTransition)，光電轉(zhuǎn)換效率高。GaAs的物理性質(zhì)以及用途直接帶隙(directbandgapsemiconductors):砷化鎵是典型的直接躍遷型能帶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)帶極小值與價(jià)帶極大值均處于布里淵區(qū)中心，即K=0處，這使其具有較高的電光轉(zhuǎn)換效率，是制備光電器件的優(yōu)良材料。寬帶隙（largerwidebandgap）:在300K時(shí)，砷化鎵材料禁帶寬度為1.42eV，遠(yuǎn)大于鍺的0.67eV和硅的1.12eV，因此，砷化鎵器件可以工作在較高的溫度下和承受較大的功率。載流子（電子）遷移率高(higherelectronmobility):砷化鎵（GaAs）材料與傳統(tǒng)的硅半導(dǎo)體材料相比，它具電子遷移率高、禁帶寬度大、直接帶隙、消耗功率低等特性，電子遷移率約為硅材料的5.7倍。因此，廣泛應(yīng)用于高頻及無(wú)線(xiàn)通訊中制做IC器件。所制出的這種高頻、高速、防輻射的高溫器件，通常應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)通信、光纖通信、移動(dòng)通信、GPS全球?qū)Ш降阮I(lǐng)域。除在IC產(chǎn)品應(yīng)用以外，砷化鎵材料也可加入其它元素改變其能帶結(jié)構(gòu)使其產(chǎn)生光電效應(yīng)，制成半導(dǎo)體發(fā)光器件，還可以制做砷化鎵太陽(yáng)能電池。Highlights3:N溝道增強(qiáng)型MOSFET(n-channelenhancementmetal-oxidesemiconductorfieldeffecttransistor)

N溝道增強(qiáng)型MOSFET基本上是一種左右對(duì)稱(chēng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它是在P型半導(dǎo)體上生成一層SiO2

薄膜絕緣層，然后用光刻工藝擴(kuò)散兩個(gè)高摻雜的N型區(qū)，從N型區(qū)引出電極，一個(gè)是漏極D，一個(gè)是源極S。在源極和漏極之間的絕緣層上鍍一層金屬鋁作為柵極G。P型半導(dǎo)體稱(chēng)為襯底，用符號(hào)B表示。NextgenerationMOSFETandUp-to-dateprogressofMOSFET(1)Highk介電材料作為柵極NextgenerationMOSFET

（2）非平面型三柵極MOSFET

（3）SOI(SilicononInsulator)

（4）應(yīng)變超晶格(Strained-layerSuperlattice)拉/壓應(yīng)變；價(jià)帶/導(dǎo)帶/禁帶雜化軌道；載流子遷移率；排斥(repulsion);平均自由程(freemeanpath);抵消（offset）散射；電子-晶格相互作用

Highlights4:鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器（FerroelectricRandomAccessMemories,FRAM）白光發(fā)光二極管是由日本日亞化學(xué)公司第一個(gè)將其商品化，系二波長(zhǎng)白光(藍(lán)色光+黃色光)，主要技術(shù)原理是以氮化鎵(GaN)系藍(lán)光二極管芯片加上YAG黃色熒光粉，利用藍(lán)光激發(fā)黃色熒光粉產(chǎn)生黃色光，同時(shí)配合自身產(chǎn)生的藍(lán)光，即形成藍(lán)黃混合二波長(zhǎng)白光。二波長(zhǎng)白光LED的光譜如圖所示。另一種是正在研制的三波長(zhǎng)（藍(lán)色光+綠色光+紅色光）白光發(fā)光二極管，三波長(zhǎng)白光的技術(shù)原理，是用紫外光的氮化鎵系發(fā)光二極管芯片激發(fā)塗在其表面的混合熒光粉（內(nèi)含紅綠藍(lán)三色），使之產(chǎn)生三波長(zhǎng)白光。此種白光光色均勻，演色性好，不會(huì)像二波長(zhǎng)白光有偏色現(xiàn)象（偏黃或偏藍(lán)）。隨著白光LED光效提升與技術(shù)進(jìn)步，白光LED應(yīng)用開(kāi)始跨入照明領(lǐng)域，目前照明LED的光效已達(dá)150lm/W以上(日光燈光效是70lm/W)，正在向200lm/W邁進(jìn)。白光LED與一般照明比較，除了省電外（用電量是一般燈泡的八分之一，日光燈的二分之一），還有壽命長(zhǎng)（可達(dá)5萬(wàn)小時(shí)以上），安全環(huán)保（無(wú)污染）。因此，白光LED被譽(yù)為「綠色照明光源」。Highlights5白色發(fā)光二極管(LED)發(fā)光原理及材料性能GaN-LED芯片的基本結(jié)構(gòu)藍(lán)寶石Al2O3

（orSiC）襯底n型GaN層InGaN多量子阱層p型GaN層透明導(dǎo)電層SapphiresubstrateGaNbufferlayerGaN緩沖層n-GaN

layerInGaNMQWactivelayerp-GaNlayerTransparentcontactlayerp-electrodep型電極n-Padn型電極

發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅴ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié),中間的有雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的有源層，這個(gè)有源層就是發(fā)光區(qū).因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對(duì)方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合，并以光和熱的形式放出能量。如圖所示，在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電子對(duì)從能量高的能級(jí)跳躍到能量低的空穴，根據(jù)能量守恒，多余的能量以光和熱的形式釋放出。LED本質(zhì)上是一種ＰＮ結(jié)半導(dǎo)體器件，其發(fā)光原理為低電場(chǎng)下的注入式電致發(fā)光：加電場(chǎng)-》載流子擴(kuò)散-》復(fù)合發(fā)光發(fā)光波長(zhǎng)由PN結(jié)的禁帶寬度Eg決定，即取決于材料的性質(zhì)。P區(qū)和N區(qū)發(fā)光的比例由LED的材料、結(jié)構(gòu)和摻雜決定。VolvoS80L(2009)Highlights6金屬材料的力學(xué)性能(Mechanicalproperties)及應(yīng)用舉例(汽車(chē)車(chē)身)

VolvoXC-90(2015)

硼鋼屈服強(qiáng)度在1200-1400MPa之間，沃爾沃的硼鋼為1800MPa，為瑞典鋼鐵公司生產(chǎn)，值得注意的是，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度不同，日系車(chē)往往用后者進(jìn)行混淆，真正重要的是屈服強(qiáng)度.

奧迪A4L2.0TFSI：車(chē)重：1615kg(最高強(qiáng)度1000MPa熱成型超高強(qiáng)度鋼）

邁騰1.8TSI:車(chē)重：1570Kg(最高強(qiáng)度為1000MPa熱成型超高強(qiáng)度鋼）

蒙迪歐-致勝2.3:車(chē)重：1586Kg(最高強(qiáng)度為1000MPa硼鋼超高強(qiáng)度鋼）

新君威2.4車(chē)重：1590kg(最高強(qiáng)度為1200MPa熱成型超高強(qiáng)度鋼）

新天籟2.5L車(chē)重：1582kg(最高強(qiáng)度680MPa熱成型超高強(qiáng)度鋼）

凱美瑞2.5L：車(chē)重：1495KG（最高強(qiáng)度530MPa高強(qiáng)度鋼）

昊銳A柱關(guān)鍵部位：鋼屈強(qiáng)度540MPa，鋼材;

沃爾沃A柱：鋼屈強(qiáng)度1800MPa，鋼材;

廣本日系車(chē):

600MPa以下，鋼材;

汽車(chē)鋼材強(qiáng)度級(jí)別分類(lèi)：

高強(qiáng)度鋼板（HSS）

屈服強(qiáng)度高于180MPa（包括180MPa），低于300MPa的鋼板。（國(guó)產(chǎn)）

先進(jìn)高強(qiáng)度鋼板（AHSS）

屈服強(qiáng)度高于300MPa（包括300MPa），低于600MPa的鋼板。（國(guó)產(chǎn)）

超高強(qiáng)度鋼板（UHSS）

屈服強(qiáng)度高于600MPa（包括600MPa）的鋼板。（尚需進(jìn)口）

因此，汽車(chē)鋼板的“屈服強(qiáng)度”顯然才是最值得我們重視的指標(biāo)。但是遺憾的是目前大部分超過(guò)1000MPa的鋼板標(biāo)號(hào)都是采用“抗拉強(qiáng)度”而非更有意義的“屈服強(qiáng)度”。簡(jiǎn)單地說(shuō)，“不變形”或者“變形少”才是最關(guān)鍵的。(到底硬在哪？10余家轎高強(qiáng)度鋼用量揭秘--http://auto./20120926/n353849631_4.shtml)

需了解以下內(nèi)容：一、材料的特性與應(yīng)用二、材料的性能本質(zhì)三、材料的制備過(guò)程四、材料設(shè)計(jì)的工作思路五、材料物理性能課程研究的內(nèi)容六、相關(guān)課程七、本課程的理論與知識(shí)體系一、材料的特性與應(yīng)用

不同的化學(xué)組成和材料結(jié)構(gòu)決定其具有不同的特殊性質(zhì)和功能。例如：如高強(qiáng)，高硬，耐溫，耐腐，絕緣和各種電，磁，光及生物相容性等，材料的這些性能，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)械，電子，宇航，醫(yī)學(xué)工程等各個(gè)方面，成為近代尖端科學(xué)技術(shù)的重要組成部分。材料的結(jié)構(gòu)包括：原子結(jié)構(gòu)、原子間的結(jié)合狀態(tài)、鍵型或電子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、相的體系及其結(jié)合，它們尺寸因素各類(lèi)缺陷的存在及分布等。材料的不斷發(fā)展與進(jìn)步一直是人類(lèi)社會(huì)前進(jìn)的重要基礎(chǔ)之一；它是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展、征服自然的物質(zhì)基礎(chǔ)，從人類(lèi)的發(fā)展史看，當(dāng)社會(huì)發(fā)展向材料提出更新更高的要求時(shí)，可以促進(jìn)新材料的發(fā)展；而一種重要的新材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，能使人類(lèi)支配自然的能力向前跨一大步。

材料是社會(huì)進(jìn)步的物質(zhì)基礎(chǔ)與先導(dǎo)。正是因?yàn)檫@種原因，人類(lèi)的歷史曾以使用的主要材料來(lái)加以劃分，如石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器(鋼鐵)時(shí)代等等。目前人類(lèi)正進(jìn)人信息社會(huì)，材料、能源和信息技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際公認(rèn)的新技術(shù)革命的二大支柱。一個(gè)國(guó)家的材料的品種、數(shù)量和質(zhì)量，已成為衡量該國(guó)科學(xué)技術(shù)、內(nèi)民經(jīng)濟(jì)水平和國(guó)防力量的重要標(biāo)志。1、材料科學(xué)的重要性信息社會(huì)對(duì)材料科學(xué)提出了更高的要求。材料科學(xué)是信息社會(huì)的基石。傳感器件半導(dǎo)體芯片半導(dǎo)體技術(shù)液晶材料光學(xué)材料金屬材料磁性材料移動(dòng)通訊數(shù)碼拍照拍照功能顯示功能金屬外殼信號(hào)接受對(duì)話(huà)功能電子線(xiàn)路照片存儲(chǔ)功能材料介電材料2、材料的多樣性能源材料金屬材料無(wú)機(jī)非金屬材料光電材料有機(jī)高分子材料智能材料生物材料生態(tài)環(huán)境材料復(fù)合材料你知道那些材料？單晶多晶非晶準(zhǔn)晶液晶建筑材料航空航天材料結(jié)構(gòu)材料功能材料信息材料還有哪些材料？請(qǐng)補(bǔ)充！3、材料的分類(lèi)按狀態(tài)分，材料可分為單晶、多晶、非晶、準(zhǔn)晶和液晶。從化學(xué)的角度，材料則可分為無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料。從應(yīng)用來(lái)看，材料可分為信息材料、能源材料、生物材料、建筑材料、航空航天材料等。目前常根據(jù)材料的用途，將材料分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩大類(lèi)。功能材料是指除強(qiáng)度外還有其他功能的材料。它們對(duì)外界環(huán)境具有靈敏的反應(yīng)能力，即對(duì)外界的光、熱、電、磁、壓力、氣氛等各種刺激，可以有選擇性地作出反應(yīng)，從而有許多特定的用途。電子、激光、能源、通訊、生物等許多新技術(shù)的發(fā)展都必須有相應(yīng)的功能材料?？梢哉J(rèn)為，沒(méi)有許多功能材料的出現(xiàn)，就不可能有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。結(jié)構(gòu)材料主要利用其力學(xué)性質(zhì)，這類(lèi)材料是機(jī)械制造、工程建筑、交通運(yùn)輸、航空航天等各種工業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)。智能材料：具有環(huán)境判斷、自我修復(fù)等功能的功能材料傳統(tǒng)材料先進(jìn)材料注重實(shí)際主要論及材料的加工工藝。它是一門(mén)及復(fù)雜的技藝高性能陶瓷高純金屬生物工程薄膜納米材料半導(dǎo)體超導(dǎo)體聚合物材料工程4、什么是材料工程？5.材料有共通性制備、使用過(guò)程中現(xiàn)象、概念、轉(zhuǎn)變相似。單晶多晶非晶準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)、缺陷行為平衡熱力學(xué)擴(kuò)散、界面結(jié)構(gòu)與行為材料相變機(jī)理電子遷移及電性能從物理學(xué)的角度，從微觀(guān)的角度來(lái)闡述材料中的種種規(guī)律是很重要的。材料物理是研究物質(zhì)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、組織形式、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、物理性能、化學(xué)成分以及它們之間相互關(guān)系的學(xué)科。突出物理學(xué)的主干，從物理學(xué)的一些基本概念、基本原理、基本定律出發(fā)，建立相應(yīng)的物理模型、力圖闡述材料本身結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和它們?cè)诟鞣N外界條件下變化及其變化規(guī)律，得出結(jié)論，進(jìn)而指導(dǎo)材料的生產(chǎn)和科學(xué)研究。材料物理是物理學(xué)和材料學(xué)之間的邊緣學(xué)科。目的：利用物理中的成果來(lái)闡明材料中的種種規(guī)律和轉(zhuǎn)變過(guò)程。內(nèi)容：材料的微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、物理性質(zhì)、化學(xué)成分以及它們之間的相互關(guān)系。材料性能物理學(xué)模型物理學(xué)概念、原理等物理科學(xué)材料科學(xué)材料物理6、材料物理的定義7、材料物理是和材料科學(xué)的關(guān)系息息相關(guān)、相互促進(jìn)和共同發(fā)展材料物理研究課題來(lái)源于材料、對(duì)象也是材料，都是生產(chǎn)、科研中提出來(lái)的新問(wèn)題。材料物理的基本研究指導(dǎo)材料的生產(chǎn)應(yīng)用。例子金屬材料：結(jié)構(gòu)材料，研究強(qiáng)度、范性很重要，微結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。陶瓷：燒結(jié)體，燒結(jié)技術(shù)，微結(jié)構(gòu)的問(wèn)題。低維材料，薄膜材料（2維）、納米線(xiàn)（1維）納米點(diǎn)（0維）的研究，尺寸效應(yīng)。在結(jié)晶結(jié)構(gòu)的研究改變了硅鋼片的質(zhì)量。利用非晶硒的研究，發(fā)展了新的靜電復(fù)印技術(shù)。集成鐵電學(xué)的研究，促進(jìn)了鐵電存儲(chǔ)器的實(shí)際開(kāi)發(fā)。8、材料科學(xué)的研究導(dǎo)致新的物理學(xué)現(xiàn)象研究材料的性質(zhì)在各種外界條件（力、熱、光、氣、電、磁、輻照、極端條件等）下發(fā)生的變化。發(fā)現(xiàn)到新的物理現(xiàn)象和效應(yīng)、規(guī)律、形成新的概念。比如鐵電、熱釋電、壓電、電致伸縮等效應(yīng)。好的試驗(yàn)結(jié)果要有好的理論來(lái)解釋。

一個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該有一個(gè)相應(yīng)的理論解釋才是完美的。為什么？是什么？材料科學(xué)物理學(xué)這需要長(zhǎng)期的、逐步、系統(tǒng)的科學(xué)研究。金屬物理學(xué)，半導(dǎo)體物理學(xué)、電介質(zhì)物理學(xué)、鐵電物理學(xué)、磁學(xué)、非晶態(tài)物理學(xué)、高分子物理學(xué)、薄膜物理學(xué)等。每一個(gè)材料學(xué)的分支都相應(yīng)的有相應(yīng)的材料物理學(xué)分支9、材料物理的范圍材料物理是物理研究中的重要領(lǐng)域。比如超導(dǎo)體、半導(dǎo)體、永磁材料。也是物理中發(fā)展最快的領(lǐng)域。它涉及面很廣?；A(chǔ)包括：晶體學(xué)、材料力學(xué)、物理化學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料物理性能和物理學(xué)中的分支，包括熱力學(xué)、彈塑性理論、統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)、固體物理學(xué)。材料物理是利用這些學(xué)科的成果，形成了以各種材料為對(duì)象的一門(mén)獨(dú)立的綜合性的物理學(xué)科。晶體學(xué)揭示材料的微觀(guān)組織結(jié)構(gòu)材料科學(xué)有助于材料的內(nèi)在聯(lián)系量子力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理、彈性力學(xué)幫助我們理解材料中的電子、原子以及晶體缺陷的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和它們的相互作用。固體物理學(xué)提供了原子鍵合、原子振動(dòng)、電子結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)等的基礎(chǔ)知識(shí)。熱力學(xué)、物理化學(xué)、材料力學(xué)、材料物理性能可以用來(lái)闡明材料一些宏觀(guān)的規(guī)律合材料特性。10、材料物理是物理和材料的交叉學(xué)科作為物理學(xué)的一個(gè)分支，其發(fā)展與物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和基礎(chǔ)理論的進(jìn)展密切相關(guān)。11、材料物理和物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)X射線(xiàn)技術(shù)－XRD掃描電鏡－SEM透視電鏡－TEM高分辨率透視電鏡－HREM場(chǎng)離子顯微鏡－FIM遠(yuǎn)紅外光譜－IR核磁共振－NMR電子順磁共振譜－ESRX光熒光譜－XPS拉曼光譜－Raman領(lǐng)域特性

應(yīng)用

光、電、磁學(xué)功能領(lǐng)域電子材料高絕緣性集成電路基片,封裝材料,高頻絕緣材料鐵電,介電性圖像存儲(chǔ)元件，電光偏振光元件，電容器壓電性點(diǎn)火元件，電子鐘表，超聲波元件，濾波器熱電性紅外檢測(cè)元件，探測(cè)器，溫度計(jì)，武器電子放射性陰極射線(xiàn)管電子槍熱陰極，電子顯微鏡半導(dǎo),傳感性電子發(fā)熱體，濕度傳感器，熱敏電阻，壓力傳感器，穩(wěn)壓電源，自控系統(tǒng)電阻發(fā)熱元件（恒溫器），氣體傳感器離子導(dǎo)電性氧量傳感器，高爐的控制，鈉硫電池12、無(wú)機(jī)材料的特性與應(yīng)用光、電、磁學(xué)功能領(lǐng)域光電陶瓷熒光性熒光體，彩色電視顯象管材料偏振光性電光偏振光元件光電性光電變換元件光陶瓷

透光性耐高溫耐蝕透光性，窯爐觀(guān)察窗，半導(dǎo)性透可見(jiàn)光性光反射性耐高溫金屬特性反射紅外性透過(guò)可見(jiàn)光，反射紅外線(xiàn)特性（節(jié)能型窗玻璃）導(dǎo)光性通信用光纖，光通信光纜，胃攝象機(jī)磁性陶瓷軟，硬磁性電腦存儲(chǔ)元件，變壓器磁芯，磁帶，磁盤(pán)，磁頭，信用卡，冷藏庫(kù)氣密磁門(mén)熱學(xué)功能領(lǐng)域傳熱性集成電路絕緣（散熱）基板絕熱性耐熱絕熱體，輕質(zhì)絕熱體，節(jié)能型爐耐高溫性耐高溫結(jié)構(gòu)材料，高溫爐，原子能反應(yīng)堆材料生物化學(xué)功能領(lǐng)域骨親和性人工骨，人造牙根，人造關(guān)節(jié)載體性固定酶載體，催化劑載體，生物化學(xué)反應(yīng)控制器耐蝕性理化儀器，化工材料，化工裝置內(nèi)襯，原子能有關(guān)材料催化性水煤氣反應(yīng)催化劑，耐熱催化劑，化學(xué)用催化劑

機(jī)械功能領(lǐng)域高強(qiáng)度，耐磨性，非膨脹收縮性超高精度全陶瓷車(chē)床，機(jī)床，測(cè)量機(jī)械，拉絲模高強(qiáng)度，耐高溫性高性能高效汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)葉片高比強(qiáng)度性汽車(chē)零件，人造衛(wèi)星機(jī)體，火箭機(jī)體，飛機(jī)機(jī)體高模量高爾夫球棒，網(wǎng)球拍，撐桿跳高撐桿，釣魚(yú)桿，各種彈簧材料超硬性研磨材料，切削工具，磨削材料潤(rùn)滑性軸承材料，高溫潤(rùn)滑材料性能本質(zhì)：外界因素（作用物理量）作用于某一物體，如：外力、溫度梯度、外加電場(chǎng)磁場(chǎng)、光照等，引起原子、分子或離子及電子的微觀(guān)運(yùn)動(dòng)，在宏觀(guān)上表現(xiàn)為感應(yīng)物理量，感應(yīng)物理量與作用物理量呈一定的關(guān)系，其中有一與材料本質(zhì)有關(guān)的常數(shù)——材料的性能。

二、材料的性能本質(zhì)作用物理量感應(yīng)物理量公式材料內(nèi)部的變化材料性能性能的種類(lèi)應(yīng)力

形變=S原子發(fā)生相對(duì)位移柔性系數(shù)力學(xué)性能表面電荷密度DD=C

原子發(fā)生相對(duì)位移引起偶極矩的變化壓電常數(shù)壓電性能溫差t形變

=

t原子發(fā)生位移熱膨脹系數(shù)熱學(xué)性能熱量QQ=Ct原子振動(dòng)加強(qiáng)熱容熱學(xué)性能溫差電動(dòng)勢(shì)V=t載流子的定向運(yùn)動(dòng)溫差電動(dòng)勢(shì)系數(shù)導(dǎo)電性能溫度梯度dt/dx熱流密度qq=

kdt/dx原子熱振動(dòng)的相互作用熱導(dǎo)率熱學(xué)性能電

場(chǎng)

E電流密度JJ=E荷電離子遠(yuǎn)距離的移動(dòng)電導(dǎo)率導(dǎo)電性能極化強(qiáng)度PP=0E宏觀(guān)電場(chǎng)荷電離子短距離的移動(dòng)介質(zhì)電極化率介電性能離子的偶極矩=E局部電場(chǎng)原子核與周?chē)娮影l(fā)生短距離的移動(dòng)離子的極化率介電性能材料的形變=dE偶極矩的變化壓電常數(shù)壓電性能預(yù)燒不預(yù)燒原料分析回轉(zhuǎn)窯配料造粒氧化物法化學(xué)共沉淀法電解共沉淀法鹽類(lèi)分解法噴霧煅燒法低溫化學(xué)法烘干預(yù)燒預(yù)壓球磨三、材料的制備過(guò)程鐵氧體生產(chǎn)工藝流程干壓成型熱壓鑄成型沖壓成型擠壓成型注漿成型和蠟加熱熔化注漿成型脫蠟粘合劑軋片切割沖壓粘合劑練泥擠壓切割磨加工制粉加解膠劑成懸浮液注入石膏模成型脫模噴霧造粒烘干過(guò)篩粘合劑造粒