无机材料物理性能 第六章无机材料的电导 材料科学与工程学院郭学
材料科学与工程学院 郭学 第六章 无机材料的电导
6.无机材料的电导 主要内容： 1.电导的物理现象 2.离子电导 3.电子电导 4.玻璃态电导 5.无机材料的电导 6.半导体陶瓷的物理效应 7.超导体
6. 无机材料的电导 主要内容： 1.电导的物理现象 2.离子电导 3.电子电导 4.玻璃态电导 5.无机材料的电导 6.半导体陶瓷的物理效应 7.超导体
6.无机材料的电导 6.1电导的物理现象
6. 无机材料的电导 6.1 电导的物理现象
6.无机材料的电导 导电现象 材料的导电性是指在电场作用下，材料中的带电粒子发生定向移动 从而形成宏观电流的现象 导电现象的本质 电荷在电场作用下的定向传输过程
6. 无机材料的电导 导电现象 材料的导电性是指在电场作用下，材料中的带电粒子发生定向移动 从而形成宏观电流的现象 导电现象的本质 电荷在电场作用下的定向传输过程
6。无机材料的电导 电子电导和离子电导 载流子 电子电导（电子、空穴） 离子电导（阳离子、阴离子、空位） 混合离子导体（离子-电子） 电学材料的种类 绝缘体、半导体、金属导体、超导体、离子导体、介电材 料、压电材料、铁电材料及热电材料等，是无机材料中，种类 最多、应用最为广泛的功能材料
6. 无机材料的电导 电子电导(电子、空穴) 离子电导(阳离子、阴离子、空位) 混合离子导体(离子-电子) 载流子 电学材料的种类 绝缘体、半导体、金属导体、超导体、离子导体、介电材 料、压电材料、铁电材料及热电材料等，是无机材料中，种类 最多、应用最为广泛的功能材料。 电子电导和离子电导
6.无机材料的电导 电子电导和离子电导 电子电导：载流子为电子的电导称为电子电导； 离子电导：载流子为离子的电导称为离子电导。 X TTTTTTTTTTTTTTTTT
6. 无机材料的电导 电子电导和离子电导 e e e e e e e e e e e e MX MX MX MX MX MX MX 电子电导：载流子为电子的电导称为电子电导； 离子电导：载流子为离子的电导称为离子电导
6.无机材料的电导 典型材料的电导率 导电类型 材料类型 电导率/Scml 离子晶体 10-18104 离子导电 固体电解质 103101 强电解质 10-3101 金属 101105 电子导电 半导体 10-5102 绝缘体 <10-12
6. 无机材料的电导 典型材料的电导率
6.1电导的物理现象 6.1.1电导的宏观参数 V=LE 1.电阻率和电导率 I=SJ 电场E 一个长L,横截面的均匀导电体， 电流密度J 两端加电压V，根据欧姆定律 I=S V=LE SI- LE LE J= R R SR RS 电阻率单位：2cm R=P- P= o=1/p L 电导率单位：2lcm1或Scml 电流密度为单位面积通过的电流量。对于形状规则的均匀材料，各 处的电流密度是相同的
6.1 电导的物理现象 6.1.1 电导的宏观参数 1. 电阻率和电导率 一个长L，横截面S的均匀导电体， 两端加电压V，根据欧姆定律 电阻率单位：Ω·cm 电导率单位：Ω-1·cm-1 或 S·cm-1 I=SJ V=LE R LE SJ = SR LE J = 电流密度J为单位面积通过的电流量。对于形状规则的均匀材料，各 处的电流密度J是相同的
6.1电导的物理现象 6.1.1电导的宏观参数 欧姆定律的微分形式说明导体中某点的电流密度正比于该点的电 场强度 J=GE J:电流密度，A/cm2;E:电场强度，Vlcm;o:电导率，S/cm
6.1 电导的物理现象 6.1.1 电导的宏观参数 欧姆定律的微分形式说明导体中某点的电流密度正比于该点的电 场强度 J：电流密度，A/cm2；E：电场强度，V/cm；：电导率，S/cm
6.1电导的物理现象 2.体积电阻和体积电阻率 V=LE 图中的电流由两部分组成，体积电流 I=SJ 电场E 和表面电流 电流密度J 1=I,+1: R,=U/I, 11,1 R.=U/I, RR,R 体积电阻（体积电导）：物质的性 质参数；表面电阻（表面电导）与 Rv:体积电阻；Rs:表面电阻 样品表面环境有关，因而只有体积 相应地，存在Pv,Ps 电阻反映材料的导电能力
6.1 电导的物理现象 2. 体积电阻和体积电阻率 图中的电流由两部分组成，体积电流 和表面电流 体积电阻(体积电导)：物质的性 质参数；表面电阻(表面电导)与 样品表面环境有关,因而只有体积 电阻反映材料的导电能力