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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划固体材料的各向同性损耗系数(共6篇)有效电子数：不是所有的自由电子都能参与导电，在外电场的作用下，只有能量接近费密能的少部分电子，方有可能被激发到空能级上去而参与导电。这种真正参加导电的自由电子数被称为有效电子数。K状态：一般与纯金属一样，冷加工使固溶体电阻升高，退火则降低。但对某些成分中含有过渡族金属的合金，尽管金相分析和射线分析的结果认为其组织仍是单相的，但在回火中发现合金电阻有反常升高，而在冷加工时发现合金的电阻明显降低，这种合金组织出现的反常状态称为K状态。X射线分析发现，组
2、元原子在晶体中不均匀分布，使原子间距的大小显著波动，所以也把K状态称为“不均匀固溶体”。能带：晶体中大量的原子集合在一起，而且原子之间距离很近，致使离原子核较远的壳层发生交叠，壳层交叠使电子不再局限于某个原子上，有可能转移到相邻原子的相似壳层上去，也可能从相邻原子运动到更远的原子壳层上去，从而使本来处于同一能量状态的电子产生微小的能量差异，与此相对应的能级扩展为能带。禁带：允许被电子占据的能带称为允许带，允许带之间的范围是不允许电子占据的，此范围称为禁带。价带：原子中最外层的电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带。导带：价带以上能量最低的允许带称为导带。金属材料的基本电阻：理想金属的
3、电阻只与电子散射和声子散射两种机制有关，可以看成为基本电阻，基本电阻在绝对零度时为零。残余电阻(剩余电阻)：电子在杂质和缺陷上的散射发生在有缺陷的晶体中，绝对零度下金属呈现剩余电阻。这个电阻反映了金属纯度和不完整性。相对电阻率：(300K)()是衡量金属纯度的重要指标。剩余电阻率：金属在绝对零度时的电阻率。实用中常把液氦温度()下的电阻率视为剩余电阻率。相对电导率：工程中用相对电导率(IACS%)表征导体材料的导电性能。把国际标准软纯铜(在室温20下电阻率=0.01724mm2/m)的电导率作为100%,其他导体材料的电导率与之相比的百分数即为该导体材料的相对电导率。马基申定则(马西森定则)：
4、(T)在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以加法求和。：决定于化学缺陷和物理缺陷而与温度无关的剩余电阻率。(T)：取决于晶格热振动的电阻率(声子电阻率)，反映了电子对热振动原子的碰撞。晶格热振动：点阵中的质点(原子、离子)围绕其平衡位置附近的微小振动。格波：晶格振动以弹性波的形式在晶格中传播，这种波称为格波，它是多频率振动的组合波。热容：物体温度升高1K时所需要的热量(J/K)表征物体在变温过程中与外界热量交换特性的物理量，直接与物质内部原子和电子无规则热运动相联系。比定压热容：压力不变时求出的比热容。比定容热容：体积不变时求出的比热容。热导率：表征物质热传导能力的物理量为热导率。热阻率
5、：定义热导率的倒数为热阻率，它可以分解为两部分，晶格热振动形成的热阻(p)和杂质缺陷形成的热阻(0)。导温系数或热扩散率：它表示在单位温度梯度下、单位时间内通过单位横截面积的热量。热导率的单位：W/(mK)热分析：通过热效应来研究物质内部物理和化学过程的实验技术。原理是金属材料发生相变时，伴随热函的突变。反常膨胀：对于铁磁性金属和合金如铁、钴、镍及其某些合金，在正常的膨胀曲线上出现附加的膨胀峰，这些变化称为反常膨胀。其中镍和钴的热膨胀峰向上为正，称为正反常；而铁和铁镍合金具有负反常的膨胀特性。交换能：交换能Eex=2A12cosA交换积分常数。当A0，0时，Eex最小，自旋磁矩自发排列同一方向
6、，即产生自发磁化。当A0，180时，Eex也最小，自旋磁矩呈反向平行排列，即产生反铁磁性。交换能是近邻原子间静电相互作用能，各向同性，比其它各项磁自由能大102104数量级。它使强磁性物质相邻原子磁矩有序排列，即自发磁化。磁滞损耗：铁磁体在交变磁场作用下，磁场交变一周，B-H曲线所描绘的曲线称磁滞回线。磁滞回线所围成的面积为铁磁体所消耗的能量，称为磁滞损耗，通常以热的形式而释放。磁滞损耗Q?HdB技术磁化：技术磁化的本质是外加磁场对磁畴的作用过程即外加磁场把各个磁畴的磁矩方向转到外磁场方向(和)或近似外磁场方向的过程。技术磁化的两种实现方式是的磁畴壁迁移和磁矩的转动。请画出纯金属无相变时电阻率
7、温度关系曲线，它们分为几个阶段，各阶段电阻产生的机制是什么？为什么高温下电阻率与温度成正比？1电-声T(T2/3D)；2电-声T5(T(2/3)D阶段,电阻率正比于温度，即(T)=T。电阻产生的机制是电子声子(离子)散射。(2)温度TCV材料的长度或体积在不加压力时随温度的升高而变大的现象称为热膨胀。在仪器、仪表及电真空技术中，要求应用具有特殊膨胀系数的合金，这些合金统称为膨胀合金。固体材料的热膨胀本质，在于晶格点阵实际上在做非简谐振动，晶格振动中相邻质点间的作用力实际上是非线性的，点阵能曲线也是非对称的。点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。热膨胀机理：详见材料物理导论P58对于简谐振动
8、，位能曲线对称，升高温度只能增大振幅，并不会改变平衡位置，因此质点间的平均距离不会因温度升高而改变。对于非简谐振动，位能曲线不对称，质点向外振动的距离大于向内振动的距离，随着温度升高，动能增大，振动激烈，质点间的平均距离不断增大，形成宏观的热膨胀现象。绝大多数材料的热膨胀系数?随温度T变化的规律：随T升高，?先快速增加，然后缓慢增加以至近于恒值，此种情况称为正常热膨胀。对于铁磁性金属和合金如铁、钴、镍及其某些合金，膨胀系数随温度的变化不符合一般的正常热膨胀规律，而是在正常的膨胀曲线上出现附加的膨胀峰，称为反常热膨胀。热传导是指材料中的热量自动地从热端传向冷端的现象。固体材料的热传导主要是由晶格
9、振动的格波来实现，高温时还可能有光子热传导，而金属材料中以电子热传导为主。声子热传导：当材料中某一质点处于较高温度时，其热振动较剧烈，振幅较大，而邻近质点温度较低，热振动较弱；由于质点间有相互作用力，振动较弱的质点在振动较强的质点影响下振动加剧，热运动能量增加，由此热量就能转移和传递，从温度较高处传向较低处，从而产生热传导现象。声子间碰撞引起的散射是晶格中热阻的主要来源。光子热传导：高温时有明显的光子热传导。材料中分子、原子和电子的振动、转动等运动状态的改变，会辐射出频率较高的电磁波频谱，其中波长在m间的可见光和近红外光具有较强的热效应，称为热射线，热射线的传递过程称为热辐射。电子热传导：金属
10、材料的热传导主要依靠电子。合金材料中电子的散射主要是杂质原子的散射。晶体中的缺陷、杂质、晶界等使声子平均自由程降低，使?减小；平均自由程与声子振动频率有关，波长长的容易绕过缺陷，使自由程加大；平均自由程与温度有关，温度升高，声子的振动能量加大，频率加快，碰撞增多，自由程减小。在高温时，最小平均自由程等于几个晶格间距；在低温时，最长平均自由程长达晶粒的尺度。合金材料的热传导由声子和电子共同贡献。热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致碎裂破坏的能力。材料在未改变外力作用状态时，仅因热冲击而在材料内部产生的内应力称为热应力。具有不同热膨胀系数的多相复合材料，由于各相膨胀或收缩的相互牵制会产生内应力
11、，各向同性材料由于材料中存在温度梯度也会产生内应力。第三章电学性能按照电阻率由大到小的规律，把材料分为介电体，半导体，导体，超导体。材料在电场作用下能产生导电电流的原因是存在电荷的定向运动，具体是通过电荷的载体的运动来实现的。金属的自由电子气模型：金属材料的原子在失去价电子成为带正电的离子实，而价电子在离子的正电背景下能自由移动，既满足电中性条件，也不会因价电子之间的库伦力而散开，这种自由电子还服从泡利不相容原理，其能量分布满足费米-狄拉克分布函数。金属材料的电阻率与温度T成正比，温度高时金属材料的电阻大。=s(T)+i能带理论采用“单电子近似法”来处理晶体中的电子能谱。单电子近似法假设：固体
12、中的原子核按一定的周期固定的排列在晶体中每个电子是在固定原子核势场及其他电子的平均势场中运动。能带理论：电子能够占据的能量区域称为允带，允带之间的不允许电子占据的能量范围称为禁带。原子壳层中的内层允带总是被电子先占满，然后再占据能量更高的外面一层的允带。被电子占满的允带称为满带，每一个能级上都没有电子的允带称为空带。价带：原子中最外层的电子称为价电子，与价电子能级相对应的能带称为价带。导带：价带上能量最低的允带称为导带。允带中的能级不是连续的，而是能级的间隔与禁带相比小得多，故可视为准连续的。导体、半导体与介电体的区别：P92迁移率是指载流子在单位电场中的迁移速度。对于晶态半导体材料及许多导体
13、材料，其导电的载流子主要是电子或空穴，具有电子型电导，其特征是具有“霍尔效应”。霍尔效应：P94对于固溶型的CaO、Y2O3和ZrO3等材料，其导电的载流子主要是离子，具有离子型电导，其特征是具有“电解效应”。电解效应：由于离子导电发生迁移时，在电极附近发生电子得失，伴随有新物质的产生，即发生电解现象。许多电导率很低的材料在电场作用下会沿电场方向上产生电偶极矩，在靠近电极的材料表面会产生束缚电荷，这种材料称为介电体或简称为电介质，这种现象称为电介质的极化。根据构成物质的分子中正、负电荷中心是否重合，而把电介质分为两类：极性电介质，非极性电介质。根据参与极化的微观粒子种类，介电体分子极化可分为下
14、列三类：电子极化：指在外电场的作用下，构成原子外围的电子云相对原子核发生位移形成的极化。建立或消除极化时间极短，为10-1510-16s。由电子极化产生的偶极矩与作用于该分子的电子强度之比值，称为“电子极化率”。离子极化：指在外电场作用下，构成分子的离子发生相对位移而形成的极化，离子极化建立或消除极化时间很短，与离子在晶格振动的周期有相同的数量级，约为10-1210-13s。偶极子转向极化：指极性介电体的分子偶极矩在外电场作用下，沿外施电场方向转向而产生宏观偶极矩的极化。有一类物质即使外加电场去除后仍然存在极化，这种极化称为“自发极化”，而且其自发极化方向可随外电场的方向的不同而反转，这类材料
15、称为“铁电体”。电子位移极化和离子位移极化是“瞬时位移极化”。偶极子转向极化和热离子极化是“松弛极化”。实际介质电导率并不为零，介质中包括三部分电流：由几何电容的充电和位移极化引起的瞬时电流，由松弛极化引起的吸收电流和由电导引起的剩余电流。吸收电流也是介质在交变电压作用下引起介质损耗的重要来源，而剩余电流使介质产生电导损耗。介电体在高电场下电流急剧增大，并在某一电场强度下完全丧失绝缘性能的现象称为“介电体的击穿”，相应的电场强度称为“击穿强度”Eb或称为“抗电强度”。介电材料的击穿一般分为电击穿、热击穿。电击穿是在较低温度下介电体采用了消除了边缘效应的电极装置进行电击穿实验时观察到的一种击穿现象。电击穿强度是反映材料耐受电场作用能力的一种度量，是材料的特性参数之一。热击穿是由于介质内热的不稳定造成的一种击穿。固体介质的电击穿的碰撞电离理论：在强电场下固体导带中可能因冷发射或热发射而存在一些电子，这些电子一面在外电场作用下被加速获得动能，一面与晶格振动相互作用而加剧晶格振动，把电场的能量传递给晶格，当这两方面在一定温度下和场强
