文档介绍:由于电导性能的差异,无机材料被广泛应用于不同的领域:
半导体材料:电子元件;
电阻发热元件;
各种半导体敏感材料:压敏材料、光敏材料、热敏材料、气敏材料等等;
超导材料。
*
无机材料的电导
*
电导的基本性能
一、欧姆定律
1. 电导率
(1)长为L、横截面S的导电体两端加上电压U,导体内形成电流,根据欧姆定律:
*
无机材料的电导
*
(2)导体的电阻R与长度L成正比,与横截面积S成反比,即
为电阻率,单位:欧姆米( )
(3)电导率 :电阻率的倒数,单位:西门子/米(S/m)
*
无机材料的电导
*
(4)不同材料的电导率,差异巨大,横跨27个数量级
导体:107Ω-1m-1
半导体:10-6~104Ω-1m-1
绝缘体:10-1~10-20Ω-1m-1
*
无机材料的电导
*
2. 欧姆定律的微分形式
电流密度:通过垂直于电流方向单位面积的电流:
(单位:A/m2或A/cm2)
电场强度:
则,电流密度:
外电场与电流密度为线性关系,比例系数为电导率,此即欧姆定律的微分形式。
电导率只决定于材料的性质。
*
无机材料的电导
*
二、体积电阻和表面电阻
1. 总电流
对于无机材料,包括体积电流和表面电流两部分,即:
*
无机材料的电导
*
2. 总电阻:
表面电阻Rs:施加在试样上的直流电压U与电极间表面传导电流之比:
体积电阻Rv:施加在试样上的直流电压U与电极间的体积传导电流之比:
*
无机材料的电导
*
则总电阻为:
表面电阻与样品的表面环境有关,而体积电阻只与材料有关。
*
无机材料的电导
*
3. 体积电阻Rv
反映材料的导电能力,与材料性质及样品几何尺寸相关。
(1)板状试样:
h-板状样品的厚度(cm),S-板状样品的电极面积(cm2),ρv-体积电阻率,为描写材料电阻性能的参数。
*
无机材料的电导
*
(2)管状试样
体积电阻用下列微分形式表示:
*
无机材料的电导
*