2022年材料物理性能复习总结.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第一章 电学性能1.1 材料的导电性, 称为 电阻率 或比电阻,只与材料特性有关,而与导体的几何尺寸无关,是评定材料导电性的基本参数；一、金属导电理论1、经典自由电子理论 的倒数 称为电导率 ；在金属晶体中, 正离子构成了晶体点阵, 并形成一个匀称的电场, 价电子是 完全自由的, 称为 自由电子 ,它们弥散分布于整个点阵之中,就像气体分子布满整个容器一样,因此又称为“电子气 ” ；它们的运动遵循抱负气体的运动规律,自由电子之间及它们与正离子之间的相互作用类似于机械碰撞；当对金属施加外电场时,自由电子沿电场方向作定向加速运动,从

2、而 形成了电流 ；在自由电子定向运动过程中,要不断与正离子发生碰撞, 使电子受阻,这就是 产生电阻的缘由 ；2、量子自由电子理论金属中正离子形成的电场是匀称的,价电子与离子间没有相互作用, 可以在整个金属中自由运动； 但金属中每个原子的内层电子基本保持着单个原子时的能量状态,而全部价电子却按量子化规律具有不同的能量状态,即具有不同的能级；0K 时电子所具有最高能态称为费密能 EF；不是全部的自由电子都参与导电,只有处于高能态的自由电子才参与导电；另外,电子波在传播的过程中被离子点阵散射,然后相互干涉而形成电阻；马基申定就： ,总的电阻包括金属的基本电阻和溶质（杂质）浓度引起的电阻（与温度无关）

3、 ；从马基申定就可以看出,在高温时金属的电阻基本取决于,而在低温时就打算于残余电阻 ；3、能带理论能带：由于电子能级间隙很小, 所以能级的分布可看成是准连续的,称为能带；图 1-1a、b、c,假如允带内的能级未被填满,允带之间没有禁带或允带相互重叠,在外电场的作用下电子很简洁从一个能级转到另一个能级上去而产生电流,具有这种能带结构的材料就是 导体 ；图 1-1d,如一个满带上面相邻的是一个较宽的禁带,由于满带中的电子没有活动的余地, 即便是禁带上面的能带完全是空的,跳过禁带,具有这种能带结构的材料是 绝缘体 ；在外电场作用下电子也很难名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15

4、 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载图 1-1e,半导体 的能带结构与绝缘体相同,所不同的是它的禁带比较窄,电子跳过禁带不像绝缘体那么困难,满带中的电子受热振动等因素的影响,能被激发跳过禁带而进入上面的空带,在外电场作用下空带中的自由电子产生电流；图 1-1 能带填充情形示意图a、b、c金属； d 绝缘体； e半导体 温度对材料导电性的影响： 温度上升使离子振动加剧, 热振动振幅加大, 原 子的无序度增加,周期势场的涨落也加大, 这些因素都使电子运动的自由程减小,散射几率增加而导致电阻率增大；二、无机非金属导电机理电导： 材料在电场作用下产生漏电电流；载流子

5、： 对材料来说, 只要有电流就意味着有带点粒子的定向运动,这些带 点粒子称为载流子；金属材料电导的载流子是自由电子； 无机非金属材料电导的载流子可以是电 子、电子空穴,或离子、离子空位；载流子是电子或电子空穴的电导称为 的电导称为 离子式电导 ；电子式电导 ,载流子是离子或离子空位本征电导： 离子电导源于晶体点阵中基本离子的运动；杂质电导：离子电导是结合力比较弱的离子运动造成的,这些离子主要是杂 质；1.2 半导体的电学性能一、本征半导体的电学性能本征半导体： 纯洁的无结构缺陷的半导体单晶；电学特性：1 本征激发成对地产生自由电子和空穴,所以自由电子浓度与空穴浓度相名师归纳总结 等,都是等于本

6、征载流子的浓度ni；ni 越小；第 2 页,共 15 页2 禁带宽度 Eg 越大,载流子浓度- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3 温度上升时载流子浓度学习必备欢迎下载ni 增大；4 载流子浓度 ni 与原子密度相比是微小的, 所以本征半导体的导电才能很柔弱；二、杂质半导体的电学性能1、n 型半导体概念： 在本征半导体中掺入五价元素的杂质（磷、砷、锑）的半导体；结构：掺入五价元素后, 可以使晶体中的自由电子浓度极大地增加,这是因为五价元素的原子有五个价电子,当它顶替晶格中的一个四价元素的原子时,它的四个价电子与四周的四个硅 （或锗） 原子以共价键相结合后

7、, 仍余下了一个价电子变成余外的；多子： 在 n 型半导体中,自由电子的浓度大（1.5*1014cm-3）,故自由电子称为多数载流子,简称多子；少子： n 型半导体中的空穴称为少数载流子,简称少子；在电场作用下, n 型半导体中的电流主要由多数载流子自由电子产生,也就是说,它是以电子电导为主；2、p 型半导体概念： 在本征半导体中掺入三价元素（硼、铝、镓、铟）的杂质半导体；结构：三价元素的原子只有三个价电子,当它顶替晶格中的一个四价元素原子,并与四周的四个硅（或锗）原子组成四个共价键时,必定缺少一个价电子,形成一个空位置；在电场作用下, p 型半导体中的电流主要由多数载流子空穴产生,即它 是以

8、空穴导电为主；3、杂质半导体的特点 1 掺杂浓度与原子密度相比虽然很微小,但是却能使载流子浓度极大地提 高,因而导电才能也显著地增强,掺杂浓度越大,其导电才能也越强；2 掺杂只是使一种载流子的浓度增加,因此杂质半导体主要靠多子导电；当掺入五价元素时,主要靠自由电子导电； 当掺入三价元素时, 主要靠空穴导电；三、金属和半导体的电阻随温度变化规律不同点阵振动的声子散射： 由于点阵振动使原子间距发生变化而偏离抱负周期排 列,引起禁带宽度的空间起伏, 从而使载流子的势能随空间变化,导致载流子的 散射；明显,温度越高振动越猛烈,对载流子的散射越强,迁移率下降；电离杂质散射： 由于随温度上升载流子热运动速

9、度加大,电离杂质的散射作 用也就相对减弱,导致迁移率增加；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1.3 绝缘体的电学性能绝缘体： 一般是指电阻率大于10 10m、用来限制电流流淌的材料；评判电介质的主要电学性能指标有介电常数、率和表面电阻率；一、电介质的介电常数耐电强度、 损耗因素、 体电阻当极板间为真空时, 平板电容器的电容量 C 与平板的面积 S、板间距离 d 的关系为,C0、 分别为真空下的电容和 介电常数 ,.当极板间存在电介质时的介电常数为 静态介电常数 ；带有电介质的电容 C 与无电介质（

10、真空）的电容 C0 之比称为电介质的 相对介电常数 r；极化强度,不仅随外电场强度 E 上升而增加, 而且取决于材料的相对介电系数；复介电常数 ,实部 ；虚部 . 介电强度：当施加于电介质上的电场强度或电压增大到肯定程度时,电介质就由介电状态变为导电状态, 这一突变现象称为电介质的击穿,发生击穿时的电场强度即为介电强度；二、电介质的极化电介质按其分子中正负电荷的分布状况可以分为中性电介质、偶极电介质和离子型电介质；极化：电介质在电场的作用下, 其内部的束缚电荷所发生的弹性唯独现象和偶极子的取向（正端转向电场负极、负端转向电场正极）现象；介质极化的基本形式1 电子式极化： 在电场作用下,构成介质

11、原子的电子云中心与原子核发生相对位移, 形成感应电偶极矩而使介质极化的现象；电子位移极化的形成过程很快,外电场消逝后会立刻复原原状,不消耗任何能量；2 离子式极化： 在离子晶体中,除离子中的电子要产生位移极化外,处于 点阵结点上的正负离子也要在电场作用下发生相对位移而引起极化；3 偶极子极化： 偶极分子在无外电场时就有肯定的电偶极矩 p,当有外电 场时,由于偶极子要受到转矩的作用,有沿外电场方向排列的趋势,因而出现宏观电偶极矩,形成极化；4 空间电荷极化 ：在一部分电介质中存在着可移动的离子,在外电场作用 下,正离子将向负电极侧移动并积存,而负离子将向正电极侧移动并积存；名师归纳总结 - -

12、- - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载三、电介质的介电损耗介质损耗： 电介质在电场作用下,在单位时间内因发热而消耗的能量；漏导电流：在外电场的作用下, 总有一些带电粒子会发生移动而引起柔弱的 电流,这种微小电流称为漏导电流；漏导损耗：漏导电流流经介质时使介质发热而消耗了电能,这种因电导而引 起的介质损耗称为漏导损耗；极化损耗： 除电子、离子弹性位移极化基本上不消耗能量外,其他缓慢极化（例如放松极化、 空间电荷极化等） 在极化缓慢建立的过程中都会因客服阻力而 引起能量的损耗,这种损耗一般称为极化损耗；1.4 超导电性超导电性

13、： 在肯定的低温条件下材料电阻突然失去的现象；材料有电阻的状态称为正常态, 失去电阻的状态称为超导态, 材料由正常状 态转变为超导状态的温度称为临界温度；超导体的三个性能指标：完全导电性、完全抗磁性和通量量子化；评判超导体的三个性能指标：临界转变温度 Tc、临界磁场强度Hc、临界电流密度 Jc；临界磁场强度： 破幻超导态的最小磁场；临界电流密度： 保持超导态的最大输入电流；超导现象的物理本质： 超导现象产生的缘由是由于超导体中的电子在超导态时电子之间存在着特别的吸引力,而不是正常态时电子之间的静电斥力；这种特殊吸引力使电子双双结成电子对,电子对在材料中规章地运动时, 假如遇到物理缺陷、化学缺陷

14、或热缺陷, 而这种缺陷所赐予电子的能量变化又不足以使“ 电子对” 破坏,就此“ 电子对” 将不损耗能量,即在缺陷处电子不发生散射而无障碍地通过,这时电子运动的非对称分布状态将连续下去；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载其次章 磁学性能1.1 磁性基本量及磁性分类一、磁化现象和磁性的基本量磁化：任何物质处于磁场中, 均会使其所占的空间的磁场发生变化,这是由 于磁场的作用使物质表现出肯定的磁性,这种现象称为磁化；磁化强度 M：单位体积的磁矩；磁化率 ：磁化强度 M 与磁场强度 H 之比,表征磁介质属性

15、的物理量；磁导率 ：磁感应强度 B 与磁场强度 H 之比,表征磁介质磁性的物理量；磁感应强度 B：通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数称为磁感应强度；二、物质磁性的分类图 2-1 五类磁体的磁化曲线示意图 1 抗磁体：磁化率为很小的负数,它们在磁场中受柔弱斥力,金属约有一 半简洁金属是抗磁体；2 顺磁体：磁化率为正值,它们在磁场中受柔弱吸力；3 铁磁体：在较弱的磁场作用下,就能产生很大的磁化强度,磁化率是很 大的正数,且 M 或 B 与外磁场强度 H 呈非线性关系变化；铁磁体在温度高于某 接近温度后变成顺磁体,此接近温度称为居里温度或居里点；4 亚铁磁体：类似于铁磁体,但磁化率没有铁磁体那么大

16、；5 反铁磁体：磁化率是很小的正数,在温度低于某温度时,它的磁化率随 温度上升而增大,高于这个温度,其行为像顺磁体；三、磁化曲线和磁滞回线饱和磁化强度 M s：随磁化场的增加,磁感应强度 后快速地增加,再缓慢地增加,最终当磁场强度达到B 开头时增加较缓慢,然 Hs 时,磁化至饱和,此时名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载的磁化强度称为饱和磁化强度,对应的磁感应强度称为饱和磁感应强度 Bs图 2-2 铁的磁滞回线 磁滞：铁磁材料从退磁状态被磁化至饱和的技术磁化过程中存在着不行逆过 程,即从饱和磁化状态

17、降低磁场 H 时,磁感应强度 B 将不沿着原磁化曲线下降 而是沿 bc 缓慢下降,这种现象称为“ 磁滞”；剩余磁感应强度： 当外磁场降为 0 时,得到不为零的磁感应强度 Br,称为 剩余磁感应强度；矫顽力： 要将 B 减小到 0,必需加一反向磁场 -H c,该反向磁场值称为矫顽 力；bc 段：退磁曲线； bcdefgb：磁滞回线 软磁材料： 矫顽力 Hc很小而磁化率 很大的材料；硬磁材料： Hc 大而 小的材料；矩磁材料： 某些磁滞回线趋于矩形的材料；2.2 抗磁性和顺磁性一、原子本征磁矩原子磁矩包括电子轨道磁矩、电子的自旋磁矩和原子核磁矩三部分；原子中电子的轨道磁矩和电子的自旋磁矩构成了原子

18、固有磁矩,即本征磁矩 ；二、抗磁性在磁场中电子绕中心核的运动只不过是叠加了一个电子进动（拉莫尔进动）,假如绕核的平均电子流起初为零, 施加磁场后的拉莫尔进动会产生一个不为零的 绕核电子流,这个电流等效于一个方向与外加场相反的磁矩,因而产生了 抗磁性 ；物质的抗磁性是由外加磁场作用下电子绕核运动所感应的附加磁矩造成的；三、顺磁性材料的顺磁性来源于原子的固有磁矩；产生顺磁性的条件：名师归纳总结 原子的固有磁矩不为零具有奇数个电子的原子或点阵缺陷；内壳层未被第 7 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载填满的原子或离子；四、金属

19、的抗磁性和顺磁性金属的磁性要从以下四个方面考虑：由电子的顺磁性和自由电子的抗磁性；正离子的顺磁性、 正离子的抗磁性、 自正离子的抗磁性来源于其电子的轨道运动,正离子的顺磁性来源于原子的固有磁矩,自由电子的顺磁性来源于电子的自旋磁矩,电子运动都产生抗磁磁矩；2.3 铁磁性的物理本质自发磁化： 在铁磁物质内部存在着很强的与外磁场无关的“ 分子场”,在这种“ 分子场” 的作用下,原子磁矩趋于同向平行排列,即自发的磁化至饱和；铁磁性产生的缘由当原子相互接近形成分子时, 电子云要相互重叠, 电子要相互交换位置, 其本质是静电作用力迫使相邻原子的电子自旋磁矩有序排列；这种交换作用产生的附加能量称为交换能E

20、ex（）；当 A 为正值时, =0 时, Eex最大,相邻自旋磁矩同向平行排列,即自发磁化,这就是铁磁性产生的缘由；铁磁性产生的条件：原子内部要有未填满的电子壳层；a/r（原子核之间的距离 /参与交换作用的电子距核的距离）大于3 使交换积分 A 为正；前者指的是原子本征磁矩不为零,后者指的是要有肯定的晶体点阵结构；2.4 相关概念磁晶各向异性： 在单晶体的不同晶向上,磁性能是不同的；磁晶各向异性能： 磁化强度矢量沿不同晶轴方向的能量差代表磁晶各向异性 能；磁致伸缩： 铁磁体在磁场中被磁化时,其外形和尺寸都会发生变化；磁致伸缩产生的缘由： 磁致伸缩是原子磁矩有序排列时电子间的相互作用导 致原子间

21、距调整而引起的, 晶体点阵结构不同, 磁化时原子间距的变化情形也不 同,因此出现不同的磁滞伸缩性能；铁磁体在磁场中的能量为 静磁能 ,它包括铁磁体与外磁场的相互作用能和铁 磁体在自身退磁场中的能量；后一种静磁能常称为 退磁能 ；磁畴：在居里点以下, 铁磁体自发磁化成如干个小区域,这些自发磁化至饱 和的小区域称磁畴；相邻磁畴的界限称为 畴壁 ；技术磁化：在外磁场作用下铁磁体从完全退磁状态磁化至饱和状态的内部变 化过程；技术磁化是通过两种方式进行的,一种是磁畴壁的迁移, 另一种是磁畴的旋名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - -

22、 学习必备 欢迎下载转；磁心在不行逆交变磁化过程中所消耗的能量,统称为 它由磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三部分组成；铁心损耗 ,简称铁损；磁后效： 磁化强度（或磁感应强度）跟不上磁场变化的推迟现象；课后习题在磁场作用下,金属离子都产生肯定的抗磁性,为何只有部分金属是抗磁 金属？答：抗磁性是电子轨道运动感应的,物质的抗磁性普遍存在； 但原子往往仍存在着轨道磁矩和自旋磁矩所组成的顺磁磁矩；当原子系统的总磁矩等于零时,抗磁性就简洁表现出来, 假如电子壳层未被填满, 即原子系统具有总磁矩时, 只 有那些抗磁性大于顺磁性的物质才成为抗磁体；名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 15 页

23、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第三章 光学性能光通过固体时的现象：透过、吸取、反射和散射；3.1 光的反射和折射影响折射率 n 的因素1 构成材料元素的离子半径：当介质材料的离子半径增大时,其介电常数 增大,折射率 n 也增大；2 材料的结构、晶型和非晶态：对于非晶态和立方晶体这些各项同性的材料,当光通过时,光速不因传播方向转变而转变,材料只有一个折射率,称为 均质介质 ；除立方晶体以外的其他晶型都是非均质介质,光进入非均质介质时, 一般都要分为振动方向相互垂直、 传播速度不等的两个波, 它们分别构成两条折射 光线,即 双折射 ；3 材料所受的内应力：有内

24、应力的透亮材料,垂直于受拉主应力方向的 n 值大,平行于受拉主应力方向的 n 值小；4 同质异构体：在同质异构材料中,高温时存在的晶型折射率较低,低温 时的晶型折射率较高；3.2 材料对光的吸取和色散朗伯特定律：,它说明,在介质中光强随传播距离呈指数衰减,吸取系数 越大,材料越厚,光就被吸取得越多,因而透过后的光强度就越小；质；光的色散： 材料的折射率随入射光频率的减小（或波长的增加） 而减小的性材料的色散规律：1 对于同一种材料,波长越短就折射率越大；2 波长越短就色散率越大；3 对于不同材料,在同一波长下,折射率越大者色散率越大；4 不同材料的色散曲线间没有简洁的数量关系；3.3 介质的光

25、散射光的散射： 光在通过气体、液体、固体等介质时,遇到烟尘、微粒、悬浮液滴或者机构成分不匀称的微小区域, 都会有一部分能量偏离原先的传播方向而向 四周八方弥散开来；光强与传播距离的关系：（,a 和 s 分别为吸取系数和散射系数；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载一、弹性散射弹性散射： 散射前后,光的波长（或光子能量）不发生变化的散射；1、廷德尔散射当散射中心的尺度a0 远大于光波的波长 时, 0,散射光强与入射光波长无关；2、米氏散射 当散射中心尺度 a0 与入射光波长 相当时, 在 04 之间

26、,详细数值与散射 中心尺寸有关；3、瑞利散射当散射中心的线度a0 远小于入射光的波长 时,=4,即散射强度与波长的4 次方成反比（）为什么晴天早晨的太阳呈鲜红色而中午却变成白色？答： 在可见光的短波侧=400nm 处,紫光的散射强度要比长波侧=720nm处红光的散射强度大约大10 倍,由于大气及尘埃对光谱上蓝紫色的散射比红橙色强,一天内不同时刻阳光到达观看者所通过的大气层厚度不同,阳光透过大气 层越厚,蓝紫色成分缺失越多,因此到达观看者的阳光中蓝紫色的比例就越少；三、非弹性散射非弹性散射：频率发生转变的光散射时入射光子与介质发生非弹性碰撞的结 果；3.4 材料的光发射材料的光发射 是材料以某种

27、方式吸取能量之后,子的过程；将其转化为光能, 即发射光光致发光： 通过光的辐照将材料中的电子激发到高能态从而导致发光；阴极射线发光： 利用高能量的电子来轰击材料, 通过电子在材料内部的多次 散射碰撞,使材料中多种发光中心被激发或电离而发光的过程；电致发光：通过对绝缘发光体施加强电场导致发光, 或者从外电路将电子 （空 穴）注入到半导体的导带（价带） ,导致载流子复合而发光；发射光谱： 在肯定的激发条件下发射光强按波长的分布；激发光谱： 材料发射某一种特定谱线 （或谱带） 的发光强度随激发光的波长 而变化的曲线；发光寿命：发光体在激发停止之后连续发光的时间称为发光寿命（荧光寿命 或余辉时间）；发

28、光效率： 通常有三种表示法,即量子效率、功率效率和光度效率；量子效名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载率 q是指发射光子数 nout 与吸取光子数 （或输入的电子数） nin 之比；功率效率 p 表示发光功率 Pout 与吸取光的功率（或输入的电功率）Pin 之比；光度效率 l 定 义为发射的光通量 L 与输入的光功率（或电功率）Pin 之比；3.5 材料的受激辐射和激光激光：在外来光子的激发下诱发电子能态的转变,频率、相位、传输方向以及偏振态均相同的相干光波；从而发射出与外来光子的光的发射和吸取

29、可经由三种基本过程：受激吸取、受激辐射和自发辐射；受激吸取 就是固体吸取一个光子的过程,光子能量,固体中粒子的能级由 E1 跃迁到 E2；自发辐射 就是固体发射一个光子的过程,光子能量,固体中粒子的能级由 E2 跃迁到 E1；受激辐射 的过程是：当一个能量满意 的光子趋近高能级 E2 的原子时,有可能诱导高能级原子发射一个和自己性质完全相同的光子,此受激辐射的光子与入射光子具有相同的频率、方向和偏振状态； 因此,受激辐射是一种共振或相干过程,一个入射光子被放大为两个光子；激活介质：实现粒子数反转的介质具有对光的放大作用,它是能产生光的受 激辐射并起放大作用的物质体系；名师归纳总结 - - -

30、- - - -第 12 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第四章 热学性能4.1 热容与热焓比热容： 单位质量的物体温度上升 1K 所需的热量；热容：质量为 m 的物体温度上升 1K 所需的热量； 在加热与冷却过程中外界 压力肯定不变, 称为 比定压热容 ；在加热与冷却过程中物体体积保持不变,就为 比定容热容 ；4.2 热膨胀热膨胀： 物体在加热或冷却时的热胀冷缩现象；热膨胀的物理本质 温度上升,原子振幅增加, 原子的位移和原子间相互作用力呈非线性和非对 称的关系,导致原子间距增大,因此产生热膨胀；图 4-43、4-44,自己看书,目测不会考！

31、 ！线膨胀系数： 单位长度的材料在某一温度区间,温度每上升 1K 的平均伸长 量；体膨胀系数： 单位体积的材料在某一温度区间,温度每上升 1K 的体积变化 量；4.3 热传导热传导： 由于材料相邻部分间的温差而发生的能量迁移；单位时间内通过单位截面上的热流密度q 正比于该棒的温度梯度,即；比例系数 称为热导率 ；热扩散率,cp 为比定压热容；T和残余热阻率,合金固溶体的热阻分为基本热阻（本征热阻）热阻 0 两部分, =0+T；热传导的物理机制 1 电子导热和声子导热：对纯金属而言,电子导热时主要机制；在合金中 声子导热的作用要增强； 在半金属或半导体内声子导热经常与电子导热相仿；在绝缘体内几乎

32、只存在声子导热一种形式；2 光子导热：通常可以不考虑光子导热,由于只有在极高温下才可能有光 子导热存在；名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载4.4 热电性在金属导线组成的回路中, 存在着温差或通以电流时, 会产生热能与电能相互转换的效应,称为金属的 热电性 ；金属的热电效应1、塞贝克效应两种金属形成闭合回路时, 当两个接触点处于不同温度时, 回路中将显现电流,称为热电流, 产生这种电流的电动势称为热电势；点现象称为塞贝克效应；2、珀尔帖效应这种由于温差而产生的热电流通过两种金属 A、B 的接点时,

33、除了因电流流经电路而产生的焦耳热外,仍会在接点处额外产生吸热或放热效应；单位时间内两种金属接点吸取（或放出）的热量 3、汤姆逊效应QP 称为珀尔帖热；当电流通过一个有温差的金属导体时,在整个导体上除产生焦耳热外仍会产生放热或吸热现象；单位时间内单位长度导体所吸取（或放出）的热量QT,称为汤姆逊热；综上所述（非重点）：在有不同接点温度 T1 和 T2 的金属导体 AB 中,上述三种效应同时显现；假如回路闭合,热电势将引起热电流； 当热电流通过接点时,其中一个接点放出珀尔帖热, 另一个接点吸取珀尔帖热； 由于存在温度降落, 导体 A 和 B 中又有热电流通过,故也将显现汤姆逊效应,即在每一条导体的

34、全长上放出或吸取汤姆逊热；4.5 热稳固性热稳固性 是指材料承担温度的急剧变化而不致破坏的才能；一、热应力由于材料热胀冷缩引起的内应力称为 坏或者发生不期望的塑性变形；热应力的三个来源热应力 ；这种应力可导致材料的断裂破1 因热胀冷缩受到限制而产生的热应力；2 多相复合材料因各相膨胀系数不同而产生的热应力；3 因温度梯度而产生的热应力材料在快速加热或冷却时,外表的温度 变化比内部块, 外表的尺寸变化比内部大, 因而接近体积单元的自由膨胀或自由压缩受到限制,产生热应力；名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载二、提高抗热冲击断裂性能的措施1 提高材料强度,减小弹性模量E,使 /E提高：这意味着提高材料的柔韧性能吸取较多的弹性应变能而不致开裂,因而提高了热稳固性；2 提高材料的热导率,使 R 提高： 大的材料传递热量快,使材料内温差较快地得到缓解、平稳,因而降低了短时期热应力的集合；3 减小材料的热膨胀系数 力小；l：l 小的材料,在同样的温差下,产生的热应名师归纳总结 4 减小表面热传递系数h；第 15 页,共 15 页5 减小产品的有效厚度r m- - - - - - -