材料科學(xué)-材料性能與指標(biāo)

1、.,1,材料的性能,Chapter 2 Properties of Materials,.,2,General Characters of Materials,.,3,本章主要內(nèi)容,材料的幾類主要性能： 化學(xué)性能 力學(xué)性能 熱性能 電性能 磁性 光學(xué)性能 學(xué)習(xí)目的： 了解材料的各類性能； 學(xué)習(xí)一些材料性能的表征及測(cè)試方法； 加深理解材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。,.,4,溶蝕性 耐腐蝕性 抗?jié)B透性 抗氧化性,材料抵抗各種介質(zhì)作用的能力,2.1 化學(xué)性能 Chemical Performance,.,5,(1) Chemical stability of metal materials,（1）化學(xué)銹蝕,

2、3.1.1 耐氧化性,金屬氧化反應(yīng)的 主要過(guò)程示意圖,.,6,幾種金屬的表面氧化膜對(duì)比,多孔氧化膜,致密氧化膜,松散氧化膜,.,金屬的氧化動(dòng)力學(xué)曲線常常由于發(fā)生氧化膜的開(kāi)裂與剝落而偏離理論公式，并失去保護(hù)作用。,氧比膜中的應(yīng)力與松弛是決定氧化動(dòng)力學(xué)的重要因素。,生長(zhǎng)應(yīng)力與熱應(yīng)力,.,.,.,10,Electrochemistry corrosion,（2）電化學(xué)腐蝕,simple electrochemical cell,corrosion cell between a steel water pipe and a copper fitting,.,11,Electrochemistry co

3、rrosion,SO2氣體對(duì)鐵的侵蝕過(guò)程,（2）電化學(xué)腐蝕,.,12,Example,海水對(duì)金屬的侵蝕示意圖,.,13,Cathodic protection of a buried steel pipeline Why Mg? How about Ca, Al, Zn?,電化學(xué)防銹犧牲陽(yáng)極法,.,14,思考：,為什么有的金屬（如鋁）比較活潑，但在空氣中很穩(wěn)定？ 為什么在潮濕環(huán)境下金屬材料容易生銹？ 材料應(yīng)用中有哪些防銹方法？,.,15,2.1.2 耐酸堿性,(2) Chemical stability of non-metal materials,.,16,金屬的耐酸堿性,主要是高溫下濃堿液

4、的腐蝕問(wèn)題 鎳鉻鑄鐵中加入稀土，降低鎳含量，可以降低材料成本，又可以保證合金鑄鐵良好的耐堿蝕性。,耐蝕機(jī)理：堿蝕后稀土高鎳鉻鑄鐵表面生成完整、致密的-(Fe, Cr)2O3氧化膜和Na2SO4、FeCl3等附著物，使材料本體受到保護(hù)。,.,17,(3) Chemical stability of polymers,化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸耐堿,高分子材料：,.,18,(3) Chemical stability of polymers,金屬材料和無(wú)機(jī)非金屬材料有好的耐有機(jī)溶劑性能； 熱塑性高分子材料一般由線形高分子構(gòu)成，很多有機(jī)溶劑都可以將其溶解； 交聯(lián)型高分子在有機(jī)溶劑中不溶解，但能溶脹，使材料體

5、積膨脹，性能變差； 不同的高分子材料，其分子鏈以及側(cè)基不同，對(duì)各種有機(jī)溶劑表現(xiàn)出不同的耐受性； 組織結(jié)構(gòu)對(duì)耐溶劑性也有較大影響。 例如，作為結(jié)晶性聚合物，聚乙烯在大多數(shù)有機(jī)溶劑中都難溶，因而具有很好的耐溶劑性。,2.1.3 耐有機(jī)溶劑性,.,19,(3) Chemical stability of polymers,光照下形成自由基：,2.1.4 耐老化性,高分子材料面臨的問(wèn)題,氧氣的參與：,自由基形成后導(dǎo)致鏈的斷裂（降解）：,.,20,(3) Chemical stability of polymers,羰基容易吸收紫外光，因此含羰基的聚合物在太陽(yáng)光照射下容易被氧化降解。 聚四氟乙烯有極好的

6、耐老化性能 氟原子與碳原子形成牢固的化學(xué)鍵； 氟原子的尺寸大小適中，一個(gè)緊挨一個(gè)，能把碳鏈緊緊包圍住。 分子鏈中含有不飽和雙鍵、聚酰氨的酰氨鍵、聚碳酸酯的酯鍵、聚砜的碳硫鍵、聚苯醚的苯環(huán)上的甲基等等，都會(huì)降低高分子材料的耐老化性。,結(jié)構(gòu)與耐老化性,.,21,(3) Chemical stability of polymers,改進(jìn)聚合物分子結(jié)構(gòu) 加入適當(dāng)助劑 抗氧化劑 光屏蔽劑 紫外線吸收劑 淬滅劑,耐老化性的提高,.,22,材料抵受外力作用的能力,2.2 力學(xué)性能 Mechanical Property,.,23,拉伸強(qiáng)度 Tensile strength 彎曲強(qiáng)度 Flexural str

7、ength 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 Torsional strength 抗壓強(qiáng)度 Compression strength 沖擊強(qiáng)度 Impact strength,2.2.1 材料的強(qiáng)度(Strength),.,24,應(yīng)力stress 應(yīng)變strain,1.彈性模量：E 2.強(qiáng)度：p、e、s、b 3.塑性:k、k 4.靜力韌度:,1.拉伸性能,.,25,Experiment,樣品拉伸試驗(yàn),應(yīng)力-應(yīng)變曲線,ultimate tensile strength,yield strength,.,無(wú)明顯屈服的塑性材料拉伸曲線,樹(shù)脂材料拉伸曲線,.,27,.,.,29,延展性或塑性的表征,延伸率 elongati

8、on 斷面收縮率 reduction of area, 5%： 脆性材料,.,30,.,2. 扭轉(zhuǎn)性能,扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法：GB/T 10128-1988,試樣：圓柱或圓管,扭轉(zhuǎn)性能指標(biāo),扭轉(zhuǎn)曲線,.,.,3.彎曲性能,彎曲試驗(yàn)方法：GB/T 10128-1988,撓度s 彎曲應(yīng)力f 彎曲應(yīng)變f 彎曲強(qiáng)度f(wàn)M,.,.,Ni合金(板厚45mm)焊縫彎曲無(wú)裂紋 為合格,例：焊接件彎曲工藝試驗(yàn),M 試樣彎矩 W 試樣抗彎界面系數(shù) b 試樣界面寬 h 試樣界面高,.,4.壓縮性能,.,典型材料壓縮曲線 1-高塑性材料；2-低塑性材料,.,(2)壓縮斷裂形式,切斷:,碳纖維增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料壓縮斷裂,正斷:縱向

9、裂紋，如陶瓷材料,注意:高塑性材料壓扁而不破壞,(3)壓縮性能指標(biāo),與拉伸試驗(yàn)相仿：,強(qiáng)度指標(biāo)：pc、ec、sc、bc,塑性指標(biāo)：相對(duì)壓縮率ck、相對(duì)斷面擴(kuò)展率ck,.,(4)材料拉伸與壓縮力學(xué)行為對(duì)比,塑性材料：,.,低塑性及脆性材料：,.,46,材料的一些力學(xué)性能特點(diǎn)：,很多金屬材料既有高的強(qiáng)度，又有良好的延展性； 多晶材料的強(qiáng)度高于單晶材料； 這是因?yàn)槎嗑Р牧现械木Ы缈芍袛辔诲e(cuò)的滑移，改變滑移的方向。通過(guò)控制晶粒的生長(zhǎng)，可以達(dá)到強(qiáng)化材料的目的。 固溶體或合金的強(qiáng)度高于純金屬； 雜質(zhì)原子的存在對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)具有牽制作用。 多數(shù)無(wú)機(jī)非金屬材料延展性很差，屈服強(qiáng)度高。 源于共價(jià)鍵的方向性,.,47

10、,2.2.2 材料的硬度（hardness) 材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力的量度,布氏硬度（Brinell hardness） 洛氏硬度（Rockwell hardness） HR=(K-h)/0.002 維氏硬度（Vickers hardness） HV=0.189F/d2,材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo),劃痕法（莫氏硬度），靜壓法，回跳法（肖氏硬度）,.,48,維氏硬度測(cè)量,.,49,硬度試驗(yàn),.,50,各種材料的硬度特征：,由共價(jià)鍵結(jié)合的材料如金剛石具有很高的硬度，這是因?yàn)楣矁r(jià)鍵的強(qiáng)度較高； 無(wú)機(jī)非金屬材料有較高硬度 離子鍵和共價(jià)鍵的強(qiáng)度均較高； 當(dāng)含有價(jià)態(tài)較高而半徑

11、較小的離子時(shí)，所形成的離子鍵強(qiáng)度較高（因靜電引力較大），故材料的硬度更高。 金屬材料形成固溶體或合金時(shí)可顯著提高材料的硬度。 高分子材料硬度通常較低 分子鏈之間主要以范德華力或氫鍵結(jié)合，鍵力較弱,.,51,1882年德國(guó)礦物學(xué)家莫爾列出10種礦物作為硬度標(biāo)準(zhǔn)。10種礦物的硬度從高至低依次排列如下： 鉆石10、剛玉9、水晶8、石英7、正長(zhǎng)石6、磷灰石5、氟石4、方解石3、石膏2、滑石1,鐵則約是等級(jí)56,人骨的莫氏硬度為3到4之間。 牙釉質(zhì)和牙骨質(zhì)構(gòu)成齒冠的外層，莫氏硬度為67，主要成分為羥基磷灰石。,.,52,2.2.3 疲勞性能 材料抵抗疲勞破壞的能力,疲勞（fatigue）：材料在循環(huán)受力

12、（拉伸、壓縮、彎曲、剪切等）下，在某點(diǎn)或某些點(diǎn)產(chǎn)生局部的永久性損傷，并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋、或使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展直到完全斷裂的現(xiàn)象。,疲勞曲線 (S-N曲線),.,53,熱容（heat capacity） 熱膨脹（thermal expansion） 熱傳導(dǎo)（thermal conduction）,2.3 熱性能 Thermal Property,.,54,定壓熱容Cp 晶體材料較高溫度下： Cp=3R=24.9 Jmol-1K-1。 極低溫度下： CpT3 定容熱容CV,2.3.1 熱容（heat capacity） 單位質(zhì)量物質(zhì)升高1K所需要的熱量,.,55,膨脹系數(shù)：溫度變化1K時(shí)材料

13、尺度的變化量。 線膨脹系數(shù)l和體積膨脹系數(shù)V,2.3.2 熱膨脹 thermal expansion,.,56,Curve,勢(shì)能一原子間距離曲線,熱膨脹現(xiàn)象解釋,.,57,Curve,金屬和無(wú)機(jī)非金屬材料的線膨脹系數(shù)較小； 聚合物材料則較大。,鍵強(qiáng)與熱膨脹,膨脹的差異 原子間的鍵合力越強(qiáng)，則熱膨脹系數(shù)越小。,.,58,Examples,熱量通量q ： 熱導(dǎo)率：表征物質(zhì)熱傳導(dǎo)性能的物理量。 單位：Wm-1K-1，或 calcm-1s-1K-1 1 calcm-1s-1K-1=4.2102 Wm-1K-1,2.3.3 熱傳導(dǎo)（thermal conduction） 熱量從系統(tǒng)的一部分傳到另一部分或

14、由一 個(gè)系統(tǒng)傳到另一個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)象,.,59,各種材料的導(dǎo)熱率,金屬材料有很高的熱導(dǎo)率 自由電子在熱傳導(dǎo)中擔(dān)當(dāng)主要角色； 金屬晶體中的晶格缺陷、微結(jié)構(gòu)和制造工藝都對(duì)導(dǎo)熱性有影響； 晶格振動(dòng) 無(wú)機(jī)陶瓷或其它絕緣材料熱導(dǎo)率較低。 熱傳導(dǎo)依賴于晶格振動(dòng)（聲子）的轉(zhuǎn)播。 高溫處的晶格振動(dòng)較劇烈，再加上電子運(yùn)動(dòng)的貢獻(xiàn)增加，其熱導(dǎo)率隨溫度升高而增大。 半導(dǎo)體材料的熱傳導(dǎo)： 電子與聲子的共同貢獻(xiàn) 低溫時(shí)，聲子是熱能傳導(dǎo)的主要載體。 較高溫度下電子能激發(fā)進(jìn)入導(dǎo)帶，所以導(dǎo)熱性顯著增大。 高分子材料熱導(dǎo)率很低 熱傳導(dǎo)是靠分子鏈節(jié)及鏈段運(yùn)動(dòng)的傳遞，其對(duì)能量傳遞的效果較差。,.,60,Examples,銅固態(tài)401 W

15、m-1K-1,10mm2 10mm 20oC 溫差 熱導(dǎo)功率,.,61,導(dǎo)電性 介電性 鐵電性 壓電性,材料被施加電場(chǎng)時(shí)所產(chǎn)生的響應(yīng)行為,2.4 電性能 Electrical Property,.,62,2.1.3.5 Electrical property,2.4.1 導(dǎo)電性能 Electrical Conductivity,金屬：導(dǎo)體、半導(dǎo)體（半導(dǎo)體金屬砷、碲等） 陶瓷：絕緣體、半導(dǎo)體 高分子材料：絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體 其它：硅、鍺（半導(dǎo)體），石墨（導(dǎo)體）,.,63,2.1.3.5 Electrical property,電阻：,電阻率： 電導(dǎo)率： = 1/, = nZe,要增加材料的導(dǎo)電

16、性，關(guān)鍵是增大單位體積內(nèi)載流子的數(shù)目（n）和使載流子更易于流動(dòng)（增大 值）。,銅 59.6E6 S/m 1.5方 ?米/歐,銀 100 銅 99 金 74 鋁 61 鋅 27 鐵 17 鉛 7.9,.,64,2.1.3.5 Electrical property,能帶理論（Band Theory）,能帶的形成,.,65,各種材料的能帶結(jié)構(gòu),.,66,2.1.3.5 Electrical property,2.4.2 介電性能 Dielectric Property,電容C（capacitance）電荷量q與電壓V的比值：,平板電容計(jì)算： C = (A/L),：介電常數(shù)，表征材料極化和儲(chǔ)存電荷的

17、能力； 相對(duì)介電常數(shù)r： r=/0 (介質(zhì)常數(shù)、介電系數(shù)或電容率),C=q/V,0=8.85*10-12,F/m,.,電介質(zhì)的定義與特征 電介質(zhì)的極化 電介質(zhì)的基本常數(shù) 電介質(zhì)的應(yīng)用,.,1. 電介質(zhì)的定義與基本特征,在電場(chǎng)作用下，束縛電荷起主要作用的物質(zhì)，稱電介質(zhì)。 在電場(chǎng)作用下，能產(chǎn)生極化與偶極子，并存在有內(nèi)電場(chǎng),物質(zhì),電介質(zhì),半導(dǎo)體,導(dǎo)體,是一類特殊的絕緣體。,電介質(zhì),導(dǎo)體,高電場(chǎng)作用,.,電介質(zhì)的特征,從電場(chǎng)特性來(lái)看 （a）導(dǎo)體中：內(nèi)部電場(chǎng)為零（平衡狀態(tài)），電場(chǎng)終止于 導(dǎo)體表面并與表面垂直。 （b）在電介質(zhì)中：內(nèi)部存在電場(chǎng)，表面會(huì)產(chǎn)生束縛電荷。 載流子： 導(dǎo)體的載流子為電子；半導(dǎo)體的載

18、流子為電子和空穴； 電介質(zhì)的載流子主要為離子。在傳導(dǎo)上，導(dǎo)體為自由電 子，而電介質(zhì)則以電極化。故對(duì)極化的研究是介質(zhì)物理的 主要任務(wù)。,.,經(jīng)典電介質(zhì)科學(xué)叢書(shū)首批著作出版志賀 介質(zhì)以極化為本質(zhì)特征，衍生多種功能效應(yīng)于一體，兼秉豐富深刻之物理內(nèi)涵，前程無(wú)限。嘆我介電學(xué)科，相對(duì)滯后，極化之類基本問(wèn)題，仍未徹底解開(kāi)。更有心態(tài)浮燥，不重基礎(chǔ)，回避難題，急功近利。諸多不足之處，吾人當(dāng)自省。 姚熹院士,.,電介質(zhì)的類型,氣體 液體 陶瓷 玻璃 離子晶體 NaCl等,H2，空氣，六氟化硫等,水，石油等,云母，瓷，橡膠，聚苯乙烯等,鈦酸鋇、鐵酸鉍、鈦酸鉛等,.,介電常數(shù)：是指以電極化的方式傳遞、存貯或 記錄電的

19、作用。,電導(dǎo)：是指電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下存在泄露電流。,介電損耗：是電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下存在電能的損耗。,介電強(qiáng)度：是指在強(qiáng)電場(chǎng)下可能導(dǎo)致電介質(zhì)的破壞。,電介質(zhì)的四大基本常數(shù),好的電介質(zhì)要求較容易極化，具有較高的介電常數(shù)和介電 強(qiáng)度，較低的電導(dǎo)和介電損耗。,.,-,-,-,-,-,插入電介質(zhì),束縛電荷,在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生束縛電荷(bound charge)的現(xiàn)象稱為 電介質(zhì)的極化。,2. 電介質(zhì)的極化(Polarize),.,與極化相關(guān)的物理量,電偶極矩 極化電荷（束縛電荷） 電極化強(qiáng)度 P 電介質(zhì)極化程度的量度,由極化而引起的宏觀電荷,.,電介質(zhì)極化的微觀機(jī)理（類型）,., 電子位移極化與電子位移極

20、化率,在外電場(chǎng)作用下，電子云相對(duì)原子核的位移是彈性聯(lián)系，其振動(dòng)頻率在光頻范圍，所以電子極化又稱光極化，極化建立和消除的時(shí)間極 短，約10-1510-16s。,感應(yīng)偶極矩：,.,平衡建立后,以電子云中心為參考點(diǎn)，核沿電場(chǎng)方向移動(dòng)x，使核移動(dòng)的電場(chǎng)力為,核移動(dòng)后，受到電子云的庫(kù)侖力為,.,與溫度無(wú)關(guān),電偶極矩,電子極化率：由電子產(chǎn)生的偶極矩與作用于該原子的電場(chǎng)強(qiáng)度之比。,.,電子位移極化結(jié)論 同族元素：由上到下增大； 同周期元素：不定； 電子位移極化率與溫度無(wú)關(guān)； 極化率為快極化：10-15 10-16s，該極化無(wú)損耗。在光頻下，只有電子極化，介質(zhì)的光折射率為：,., 離子位移極化和極化率,離子晶

21、體的介電常數(shù)值比n2值大的多，如,因此，必然存在電子極化外的其他極化機(jī)制。,離子位移極化：離子晶體中正、負(fù)離子發(fā)生相對(duì) 位移而形成的極化，稱為離子（位移）極化(Ionic polarization)。,.,-q,+q,E,K = ?,當(dāng)位移不是很大時(shí) 可將正負(fù)離子間的恢復(fù)力看成為準(zhǔn)彈性力,根據(jù)正、負(fù)離子對(duì)的固有諧振頻率用實(shí)驗(yàn)方法求解k值。,.,正負(fù)離子位移形成的偶極距,離子極化率,.,離子位移極化率與電子位移極化率幾乎有相同的數(shù)量級(jí)； 離子位移極化只可能在離子晶體中存在，液體或氣體介質(zhì)中不存在離子極化； 離子位移極化只與離子晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，與溫度無(wú)關(guān)； 離子位移極化建立或消除時(shí)間與離子晶格振

22、動(dòng)周期有相同數(shù)量級(jí)，10-1210-13秒。,離子位移極化模型（一維）,離子極化結(jié)論：,., 偶極子轉(zhuǎn)向極化和極化率,當(dāng)極性分子受外電場(chǎng)作用時(shí)，偶極子就會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，由于偶極子與電場(chǎng)方向相同時(shí)具有最小位能，于是就電介質(zhì)整體來(lái)看，偶極矩不再等于零，而出現(xiàn)沿電場(chǎng)方向的宏觀偶極矩，這種極化現(xiàn)象稱為偶極子轉(zhuǎn)向極化。,.,每一偶極子的勢(shì)能,Boltzman統(tǒng)計(jì)分布,極性分子固有極距,極化建立時(shí)間：10-610-2秒，為慢極化。,.,各種極化形式的綜合比較,.,.,電介質(zhì),極性材料,非極性材料,只有位移極化的電介質(zhì),有轉(zhuǎn)向極化的電介質(zhì),根據(jù)極化類型對(duì)電介質(zhì)進(jìn)行分類,微觀上，根據(jù)參加極化的微觀粒子的種類，電介

23、質(zhì)的分子極化可分為三類：電子位移極化；離子位移極化；電偶極子轉(zhuǎn)向極化。,.,3. 基本常數(shù), 靜態(tài)介電常數(shù), 真空介電常數(shù), 相對(duì)介電常數(shù),介電常數(shù)可理解為在單位 電場(chǎng)強(qiáng)度下，單位體積中 所存儲(chǔ)的能量。,電容, 介電常數(shù)（dielectric coefficient）,., 介電強(qiáng)度,擊穿指當(dāng)施加于電介質(zhì)上的電場(chǎng)強(qiáng)度或電壓增大到一定 程度時(shí)，電介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的現(xiàn)象。,介電強(qiáng)度,填充電介質(zhì)的目的是使極板間可承受的電位差能 比空氣介質(zhì)承受的更高些，即提高其介電強(qiáng)度。,.,（一）熱擊穿,由于電介質(zhì)內(nèi)部熱的不穩(wěn)定過(guò)程所造成的。,影響因素,與材料的性能有關(guān) 絕緣結(jié)構(gòu)（電極的配置與散熱條件）及

24、電壓種類、環(huán)境溫度等有關(guān),因此熱擊穿強(qiáng)度不能看作是電介質(zhì)材料的本征特性參數(shù),（二）電擊穿,在較低溫度下，采用了消除邊緣效應(yīng)的電極裝置等嚴(yán)格控制的條件下，進(jìn)行擊穿試驗(yàn)時(shí)所觀察到的一種擊穿現(xiàn)象。,.,主要特性：,擊穿場(chǎng)強(qiáng)高（大致在515MV/cm范圍），實(shí)用絕緣系統(tǒng)是不可能達(dá)到的 在一定溫度范圍內(nèi)，擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨溫度升高而增大，或變化不大,意義,反映了固體介質(zhì)耐受電場(chǎng)作用能力的最大限度 僅與材料的化學(xué)組成及性質(zhì)有關(guān)，材料的特性參數(shù)之一，又稱為耐電 強(qiáng)度或電氣強(qiáng)度,（三）不均勻電介質(zhì)的擊穿,包括固體、液體或氣體組合構(gòu)成的絕緣結(jié)構(gòu)中的一種 擊穿形式 。,擊穿往往是從耐電強(qiáng)度低的氣體中開(kāi)始，表現(xiàn)為局 部放電

25、，然后或快或慢地隨時(shí)間發(fā)展至固體介質(zhì)劣 化損傷逐步擴(kuò)大，致使介質(zhì)擊穿。,.,固體介質(zhì)擊穿的一般規(guī)律： 固體介質(zhì)的擊穿電場(chǎng)大于液體和氣體介質(zhì) Eb（氣體）=3106 V/m Eb（液體）=107108 V/m Eb（固體）=108109 V/m 固體介質(zhì)擊穿是永久性的 從擊穿過(guò)程看： -電場(chǎng)的破壞變成導(dǎo)體電擊穿； -介質(zhì)本身的破壞：a）熱破壞熱擊穿；b）機(jī)械破壞機(jī)械擊穿,., 電介質(zhì)的電導(dǎo),電介質(zhì)中的帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)作用下做定向遷移形成的。,固體電導(dǎo),電子電導(dǎo),離子電導(dǎo),電子和空穴,可移動(dòng)的正負(fù)離子和離子空位,低電場(chǎng)下,高電場(chǎng)下,.,體電導(dǎo)和表面電導(dǎo),體電導(dǎo)率：由材料的本質(zhì)所決定，與試樣尺寸無(wú)關(guān)。

26、,表面電導(dǎo)：表示介質(zhì)抵抗沿表面漏電的性能。,.,電介質(zhì)表面的狀況,電介質(zhì)表面的分子結(jié)構(gòu),空氣濕度,., 介電損耗,在外電場(chǎng)作用下，由電導(dǎo)作用和極化作用引起的 電介質(zhì)內(nèi)的能量損耗。,介電損耗,電導(dǎo)損耗,介質(zhì)極化損耗,靜電場(chǎng)中,交變電場(chǎng)中,電導(dǎo)損耗,電導(dǎo)損耗,電導(dǎo)損耗,并聯(lián)等效電路,串聯(lián)等效電路,.,引起介電損耗的微觀機(jī)制,普通無(wú)機(jī)晶體介質(zhì)(NaCl, SiO2等),只有位移極化，損耗來(lái)源：離子電導(dǎo)，與電導(dǎo)率成正比,無(wú)定形玻璃介質(zhì),電導(dǎo)損耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗（Si-O網(wǎng)絡(luò)變形）,多晶陶瓷,離子電導(dǎo)，松弛損耗和夾層損耗,多相復(fù)合介質(zhì),界面電荷積累“夾層極化”,.,有損耗電容器的等效電路和向量圖,并

27、聯(lián)等效電路,串聯(lián)等效電路,.,損耗角和損耗因素,向量圖, 損耗角 tan 損耗因素,理想（真空）電容器無(wú)損耗，=0； 越大，說(shuō)明介質(zhì)損耗越大。,.,電介質(zhì)基本常數(shù)之間的關(guān)系,提高電介質(zhì)的介電常數(shù)有利于提高電容器的存儲(chǔ)電荷量，然而介電損耗也將隨之增加，因而尋找一種兼具有高介電常數(shù)和低介電損耗的電介質(zhì)是當(dāng)前科學(xué)研究者的任務(wù)。 材料的介電常數(shù)越大，其介電強(qiáng)度不一定高； 電介質(zhì)的電導(dǎo)越大，介電損耗也越高。,.,一些材料的介電性能,.,103,(2) Dielectric Property,某些介電材料的性能,.,104,(3) Ferroelectricity,2.4.3 鐵電性與壓電性Ferroel

28、ectricity and Piezoelectricity,在一些電介質(zhì)晶體中，晶胞的結(jié)構(gòu)使正負(fù)電荷重心不重合而出現(xiàn)電偶極矩，產(chǎn)生不等于零的電極化強(qiáng)度，使晶體具有自發(fā)極化，晶體的這種性質(zhì)叫鐵電性。,具有自發(fā)極化的晶體是一個(gè)永久帶電體，在晶體內(nèi)部及外部建立電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度取決于晶體的自發(fā)極化強(qiáng)度Ps,.,105,鐵電型電滯回線,.,106,居里溫度Tc Curie temperature,鈦酸鋇：是電子陶瓷中使用最廣泛的材料之一，被譽(yù)為”電子陶瓷工業(yè)的支柱,.,壓電材料 是具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)。 石英表，電報(bào)，超聲儀， 耳機(jī)，錄音機(jī),某些電介質(zhì),外力的作用變形內(nèi)部極化表面正負(fù)電荷，外力去掉恢復(fù)到不

29、帶電的狀態(tài)；正壓電效應(yīng)。 相反，電介質(zhì)極化方向電場(chǎng)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后變形隨之消失；逆壓電效應(yīng)，或電致伸縮現(xiàn)象。,quartz,電氣石,高頻震動(dòng)高頻電流；高頻電信號(hào)高頻聲信號(hào)（機(jī)械震動(dòng)）,壓電性 Piezoelectricity,.,石英晶體：如圖示，晶體內(nèi)部正負(fù)離子的偶極矩在外力的作用下由于晶體的形變而被破壞，導(dǎo)致使晶體的電中性被破壞，從而使其在一些特定的方向上的晶體表面出現(xiàn)剩余電電荷而產(chǎn)生的。,壓電效應(yīng)的物理機(jī)制,.,天然形成的石英晶體外形,石英晶體切片及雙面鍍銀封裝,.,石英晶體的壓電效應(yīng)演示,當(dāng)力的方向改變時(shí)，電荷的極性隨之改變，輸出電壓的頻率與動(dòng)態(tài)力的頻率相同；當(dāng)動(dòng)態(tài)力變?yōu)殪o態(tài)力時(shí)，

30、電荷將由于表面漏電而很快泄漏、消失。,., 壓電陶瓷 未極化處理無(wú)壓電效應(yīng)。極化處理兩端出現(xiàn)束縛電荷表面吸附外界自由電荷。施加外壓陶瓷片形變片內(nèi)束縛電荷層間距變小，兩端束縛電荷影響增強(qiáng)表面的自由電荷過(guò)剩放電。外力是拉力充電。,.,在一定的溫度范圍之內(nèi),壓電性質(zhì)一直存在, 溫度超過(guò)這個(gè)范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失 這個(gè)高溫就是所謂的“居里點(diǎn)”,.,1.壓電常數(shù)d33,壓電常數(shù)是反映力學(xué)量（應(yīng)力或應(yīng)變）與電學(xué)量（電位移或電場(chǎng)）間相互耦合的線性響應(yīng)系數(shù)。 當(dāng)沿壓電材料的極化方向（z軸）施加壓應(yīng)力T3時(shí)，在電極面上產(chǎn)生電荷，則有以下關(guān)系式：,式中Q為產(chǎn)生電荷，為電極面積，d33為壓電常數(shù)，足標(biāo)中第一個(gè)數(shù)

31、字指電場(chǎng)方向或電極面的垂直方向，第二個(gè)數(shù)字指應(yīng)力或應(yīng)變方向；T3為應(yīng)力；D3為電位移。d33/=g33 壓電電壓常數(shù),壓電材料性能指標(biāo),.,2、機(jī)電耦合系數(shù)Kp,機(jī)電耦合系數(shù)K是一個(gè)綜合反映壓電陶瓷的機(jī)械能與電能之間耦合關(guān)系的物理量，是壓電材料進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換能力的反映。機(jī)電耦合系數(shù)的定義是：,或,壓電陶瓷振子（具有一定形狀、大小和被覆工作電極的壓電陶瓷體）的機(jī)械能與其形狀和振動(dòng)模式有關(guān)，不同的振動(dòng)模式將有相應(yīng)的機(jī)電耦合系數(shù)。 如對(duì)薄圓片徑向伸縮模式的耦合系數(shù)為Kp（平面耦合系數(shù)）； 薄形長(zhǎng)片長(zhǎng)度伸縮模式的耦合系數(shù)為K31（橫向耦合系數(shù)）； 圓柱體軸向伸縮模式的耦合系數(shù)為K33（縱向耦合系數(shù)）

32、等。,.,3、機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm,壓電陶瓷在振動(dòng)時(shí)，為了克服內(nèi)摩擦需要消耗能量。機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm是反映能量消耗大小的一個(gè)參數(shù)。Qm越大，能量消耗越小。機(jī)械品質(zhì)因數(shù)Qm的定義式是：,其中： fr為壓電振子的諧振頻率 fa為壓電振子的反諧振頻率 R為諧振頻率時(shí)的最小阻抗Zmin（諧振電阻） C0為壓電振子的靜電容 C1為壓電振子的諧振電容,.,4、頻率常數(shù)N,對(duì)某一壓電振子，其諧振頻率和振子振動(dòng)方向長(zhǎng)度的乘積為一個(gè)常數(shù)，即頻率常數(shù)。,N=frl,其中： fr為壓電振子的諧振頻率； l為壓電振子振動(dòng)方向的長(zhǎng)度。,薄圓片徑向振動(dòng),Np=frD,薄板厚度伸縮振動(dòng),Nt=frt,細(xì)長(zhǎng)棒K33振動(dòng),N33=f

33、rl,薄板切變K15振動(dòng),N15=frlt,D為圓片的直徑,t為薄板的厚度,l為棒的長(zhǎng)度,lt為薄板的厚度,.,無(wú)機(jī)壓電材料,有機(jī)壓電材料,壓電陶瓷,壓電晶體,通常為PVDF及其共聚物（薄膜）,2. 壓電材料的分類,壓電晶體: 一般是指壓電單晶體。例如水晶、鎵酸鋰(LiGaO2 )、鍺酸鋰(Li2GeO3) 、鍺酸鈦、酒石酸鉀鈉等。,壓電復(fù)合材料,壓電陶瓷: 泛指壓電多晶體，也是鐵電陶瓷。例如：鈦酸鋇BT(BaTiO3)、鋯鈦酸鉛PZT (Pb(ZrTi)O3) 、改性鋯鈦酸鉛、偏鈮酸鉛、鈮酸鉛鋇鋰PBLN等,半導(dǎo)體 ZnS, ZnO,.,一元系壓電陶瓷,.,我們生活在磁的世界里,任何地方都有

34、磁現(xiàn)象（磁性、磁場(chǎng)）！,宏觀世界到微觀世界 地球到其它天體和宇宙空間,2.5 磁性 Magnetic Property,.,120,2.5.1 磁性基本概念,Hm：磁化強(qiáng)度 magnetization m：磁化率 magnetic susceptibility,.,物質(zhì)的磁性,核磁矩比電子磁矩小三個(gè)數(shù)量級(jí),物質(zhì)磁性具有普遍性 宏觀物質(zhì)的磁性都源于原子的磁性,原子的磁性電子的磁性原子核的磁性,原子核的磁性質(zhì)子的磁性中子的磁性,原子的磁性電子的磁性,.,122,6/22/2020 9:08:12 PM,122,磁性的來(lái)源磁偶極子 magnetic dipoles,The spin of the e

35、lectron produces a magnetic field with a direction dependent on the quantum number ms,Electrons orbiting around the nucleus create a magnetic field around the atom,.,電子的軌道磁矩,電子的自旋磁矩,原子磁矩,物質(zhì)磁性,原子磁矩,物質(zhì)表現(xiàn)何種磁性,原子磁矩間相互作用,外加磁場(chǎng)的作用,.,弱磁物質(zhì),抗磁物質(zhì) 順磁物質(zhì) 反鐵磁物質(zhì) 超導(dǎo)物質(zhì),強(qiáng)磁物質(zhì),鐵磁物質(zhì) 亞鐵磁物質(zhì),磁性材料：有實(shí)際工程意義 磁性較強(qiáng)的材料,2.5.2 磁性的種類

36、,.,125,抗磁性（diamagnetism） m 0 含有非零角動(dòng)量原子（例如過(guò)渡金屬）的材料。 mT-1（居里定理） 一些非過(guò)渡金屬（例如Al）。 m與T無(wú)關(guān),超導(dǎo)材料-臨界溫度下電阻為零，特殊的抗磁性狀態(tài) 巨抗磁性（磁化率比一般抗磁物質(zhì)的大100倍）,.,弱磁性材料,超導(dǎo)物質(zhì),室溫下導(dǎo)電性為正常態(tài)，可為任何磁性狀態(tài) 臨界溫度下電阻為零，特殊的抗磁性狀態(tài) 巨抗磁性（磁化率比一般抗磁物質(zhì)的大100倍） 臨界溫度下，外加B能破壞超導(dǎo)性,.,127,鐵磁性（ferromagnetism） 在不太強(qiáng)的磁場(chǎng)中，就可以磁化到飽和狀態(tài) 。 鐵磁居里溫度 ferromagnetic Curie temp

37、erature,.,128,反鐵磁性（antiferromagnetism） 在外電場(chǎng)作用下，相鄰磁矩反向排列。 Mn、Cr 鐵氧體磁性（ferrimagnetism） 不同的磁矩反平行排列時(shí)，在一個(gè)方向呈現(xiàn)出凈磁矩。 代表：磁鐵礦Fe3O4,.,129,反鐵磁性（MnO）,.,130,磁疇 Magnetic Domain,磁疇壁 Magnetic Domain Wall,磁疇自旋磁矩在一個(gè)個(gè)微小區(qū)域內(nèi)“自發(fā)地”整齊排列起 來(lái)而形成的磁化小區(qū)域。,2.5.3 磁疇和磁化曲線,.,131,磁滯回線 hysteresis loop,.,132,軟磁材料 硬磁材料,.,.,磁參量,內(nèi)稟磁參量: MS

38、、Tc,外稟磁參量: Hc、Mr或Br、磁導(dǎo)率、損耗、磁能積,主要取決于材料的化學(xué)成分,對(duì)材料結(jié)構(gòu)（如晶粒尺寸、晶體缺陷、晶粒取向等）敏感，可以通過(guò)適當(dāng)?shù)墓に嚫淖?.,主要磁性材料分類,軟磁材料,半硬磁材料,硬（永）磁材料,Hc1000A/m(12.5Oe),.,136,光的吸收和透過(guò) 光的反射和折射 材料的顏色 材料發(fā)光,2.6 光學(xué)性能 Optical Property,.,電磁波光譜,.,透射，吸收和反射,.,從微觀上分析，光子與固體材料相互作用，實(shí)際上是光子與固體材料 中的原子、離子、電子之間的相互作用，出現(xiàn)的二種重要結(jié)果是： (1)電子極化 電磁輻射的電場(chǎng)分量，在可見(jiàn)光頻率范圍內(nèi)，電

39、場(chǎng)分量 與傳播過(guò)程中的每個(gè)原子都發(fā)生作用，引起電子極化，即造成電子云和原 子核電荷重心發(fā)生相對(duì)位移。其結(jié)果，當(dāng)光線通過(guò)介質(zhì)時(shí)，一部分能量被 吸收，同時(shí)光波速度被減小，導(dǎo)致折射產(chǎn)生。 (2)電子能態(tài)轉(zhuǎn)變 光子被吸收和發(fā)射，都可能涉及到固體材料中電子 能態(tài)的轉(zhuǎn)變。 原子吸收了光子能量之后，可能將Ei能級(jí)上的電子激發(fā)到能量更高的 Ej空能級(jí)上，電子發(fā)生的能量變化E與電磁波的頻率有關(guān)： E=hij 式中：h為普朗克常量，ij為入射光子的頻率。,材料的線性光學(xué)性能,.,140,金屬材料：不透明； 半導(dǎo)體和其它非金屬材料：取決于能隙Eg； 晶格熱振動(dòng)：對(duì)長(zhǎng)波區(qū)的可見(jiàn)光和紅外光產(chǎn)生吸收； 高分子材料：無(wú)定形

40、透明，結(jié)晶影響透明性（晶粒對(duì)光的散射）,2.6.1 光的吸收和透過(guò),.,固體的光吸收,光的吸收現(xiàn)象 當(dāng)一平行光束通過(guò)均質(zhì)單相材料薄層時(shí)，由于光被吸收，其強(qiáng)度減少量dI和薄層厚度dx及光束強(qiáng)度I成正比： -dI=Idx -比例系數(shù)，也稱吸收系數(shù)。若入射光的初始強(qiáng)度為I0，經(jīng)過(guò)光程長(zhǎng)度t后，射出光強(qiáng)度為I，則透過(guò)率：,.,若考慮界面的反射，對(duì)垂直入射光的透光率是：,吸收,光密度或吸收度,消光系數(shù),吸收系數(shù),.,金屬材料,能帶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：價(jià)帶與導(dǎo)帶重疊的，它們之間沒(méi)有禁帶 光學(xué)性質(zhì)：能吸收各種頻率的光、不透明，反射率高,.,離子晶體的禁帶寬度大約為幾個(gè)電子伏特，相當(dāng)于紫外光區(qū)的能量，純凈的理想離子晶體

41、對(duì)可見(jiàn)區(qū)和紅外區(qū)的輻射，都不發(fā)生吸收，是透明的； 當(dāng)更高能量的輻射（如紫外光）照射離子晶體時(shí)，價(jià)帶中的電子可被激發(fā)越過(guò)禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，發(fā)生光的吸收，故離子晶體在紫外區(qū)是不透明的； 與電子由價(jià)帶到導(dǎo)帶的躍遷相關(guān)的光吸收，稱為基礎(chǔ)吸收或本征吸收,非金屬材料,.,一些堿金屬鹵化物薄膜的吸收光譜在臨近基礎(chǔ)吸收帶的長(zhǎng)波長(zhǎng)一側(cè)，還存在一系列很強(qiáng)的吸收譜帶，這種吸收與電子從價(jià)帶向稍低于導(dǎo)帶底處的能級(jí)躍遷有關(guān)。,這些能級(jí)可認(rèn)為是一些電子-空穴對(duì)（或稱激子excition）的激發(fā)能級(jí)，處于這種能級(jí)上的電子，不同于被激發(fā)到導(dǎo)帶中的電子，并不顯示光電導(dǎo)性，它們和價(jià)帶中的空穴偶合成電子-空穴對(duì)，電子-空穴對(duì)作為整體在晶

42、體中存在或運(yùn)動(dòng)，也可能在一定條件下復(fù)合湮滅。,.,除了基礎(chǔ)吸收和激子吸收外，絕緣體在可見(jiàn)光和紅外光區(qū)可發(fā)生雜質(zhì)和缺陷吸收，以及由離子晶體振動(dòng)產(chǎn)生的殘留吸收光譜，如圖所示。,.,147,幾種無(wú)機(jī)材料的光透過(guò)曲線,.,148,金屬材料：強(qiáng)反射（金屬光澤）； 電子吸收光能后激發(fā)到較高能態(tài)，隨即又以光波的形式釋放出能量回到低能態(tài) 無(wú)機(jī)非金屬材料：主要受介質(zhì)的折射率差影響； 當(dāng)光線從一種介質(zhì)入射另一種介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)的折射率差別越大，反射就越強(qiáng)。 材料的折射率受其結(jié)構(gòu)影響 單位體積中原子的數(shù)目越多，或結(jié)構(gòu)越緊密，則光波傳播受影響越大，從而折射率越大。 原子半徑越大(極化率大），折射率就越大。,2.6.2 光

43、的折射和反射,.,折射：光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，其速度和傳播方向發(fā)生變化 。,折射率n,折射定律,.,光在介質(zhì)中傳播的傳播速度,折射率的定義,-介質(zhì)的介電常數(shù) -介質(zhì)的導(dǎo)磁率,在電介質(zhì)中 =1,.,影響材料的折射率的因素,(1)構(gòu)成材料元素的離子半徑 nr1/2 當(dāng)電磁輻射作用到介質(zhì)上時(shí)，其原子受到電磁輻射的電場(chǎng)作用，使原子的正、負(fù)電荷重心發(fā)生相對(duì)位移，正是電磁輻射與原子的相互作用，使光子速度減弱。由此可以推論，大離子可以構(gòu)成高折射率的材料，如PbS，其n=3.912；而小離子可以構(gòu)成低折射率的材料，如SiCl4，其n1.412,.,(2)材料的結(jié)構(gòu)、晶型 （雙折射現(xiàn)象） 折射率不僅與構(gòu)

44、成材料的離子半徑有關(guān)，還與它們?cè)诰О械呐帕杏嘘P(guān)。根據(jù)光線通過(guò)材料的表現(xiàn)，把介質(zhì)分為均質(zhì)介質(zhì)和非均質(zhì)介質(zhì)。非晶態(tài)(無(wú)定型體)和立方晶體結(jié)構(gòu)，當(dāng)光線通過(guò)時(shí)光速不因入射方向而改變，故材料只有一個(gè)折射率，此乃為均質(zhì)介質(zhì)。,除立方晶體外的其他晶型都屬于非均質(zhì)介質(zhì)。其特點(diǎn)是光進(jìn)入介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象。折射定律的雙折射現(xiàn)象使晶體有二個(gè)折射率：其一是服從尋常光折射率n0，不論入射方向怎樣變化，n0始終為一常數(shù)；而另一折射光的折射率隨入射方向而改變，稱為非尋常光的折射率ne。當(dāng)光沿晶體的光軸方向入射時(shí)，不產(chǎn)生雙折射，只有n0存在。當(dāng)與光軸方向垂直入射時(shí)，ne最大，表現(xiàn)為材料特性。例如，石英的n0=1.543，

45、ne=1.552。般來(lái)說(shuō)，沿晶體密堆積程度較大的方向，其ne較大。,.,（3）材料存在的內(nèi)應(yīng)力 有內(nèi)應(yīng)力的透明材料，垂直于主應(yīng)力方向的n值大，平行于主應(yīng)力方向的n值小。,（4）同質(zhì)異構(gòu)體 在同質(zhì)異構(gòu)材料中，高溫時(shí)的晶型折射率較低，低溫時(shí)存在的晶型 折射率較高。例如：常溫下的石英玻璃n146，常溫下的石英晶體， n 1.55；高溫時(shí)，鱗石英n1.47，方石英n=1.49?？梢?jiàn)常溫下的石 英晶體n最大。 （5）波長(zhǎng)的影響（色散） 材料的折射率還與入射光的波長(zhǎng)有關(guān)，總 是隨著波長(zhǎng)的增加而減小，這種性質(zhì)稱之為色 散。其數(shù)值大小為： 色散dn/d,.,n值可以由色散曲線來(lái)確定 自然光透過(guò)單片透鏡，色 散

46、使像的周圍環(huán)繞了一圈色帶， 成像不清晰，稱為色差?？朔?的方法是用不同牌號(hào)的光學(xué)玻 璃，分別磨成凸透鏡和凹透鏡 復(fù)合鏡頭，以消除色差，這被 稱之為消色差鏡頭。,.,3.材料反射系數(shù)及其影響因素,一束光從介質(zhì)l(折射率為n)穿過(guò)界面進(jìn)入介質(zhì)2（折射為n)出現(xiàn)一 次反射當(dāng)入射光線垂直或接近垂直于介質(zhì)界面時(shí)，其反射系數(shù)為 R=（n211）/( n2l+1)2，n21= n/n 如果光介質(zhì)1是空氣，則 R=（n1）/(n+1)2 顯然，如果兩種介質(zhì)折射率相差很大，因此反射損失相當(dāng)大，透過(guò) 系數(shù)只有(1R)。若兩種介質(zhì)折射率相同，則R=0。垂直入射時(shí)，光透 過(guò)幾乎沒(méi)有損失。光透過(guò)的界面越多，且材料的折射

47、率相差越大，界面 反射就越嚴(yán)重。由于陶瓷等材料的折射率較空氣的大，所以反射損失較 嚴(yán)重。,典型玻璃的n=1.50,.,156,金屬材料：顏色取決于其反射光的波長(zhǎng)； 無(wú)機(jī)非金屬材料：顏色通常與光吸收特性有關(guān)；,2.6.3 材料的顏色,.,幾種金屬材料的反射率隨光波波長(zhǎng)變化曲線,157,.,有色玻璃有選擇吸收或透射的性質(zhì),單一波長(zhǎng)的單色光;,由不同波長(zhǎng)的光組合而成的復(fù)合光;,若兩種不同顏色的單色光按一定的強(qiáng)度比例混合得到白光，那么就稱這兩種單色光為互補(bǔ)色光，這種現(xiàn)象稱為光的互補(bǔ)。,顯色光學(xué)原理,.,不同顏色的可見(jiàn)光波長(zhǎng)及其互補(bǔ)光,.,1. 發(fā)光概述,固體中的原子或離子由于電磁輻射（紫外光、可見(jiàn)光、

48、紅外光、X射線、射線等）的照射，或由于其它外界作用激發(fā)，躍遷到激發(fā)狀態(tài); 處于激發(fā)狀態(tài)的原子或離子返回到基態(tài)，同時(shí)將一部分能量以光輻射的形式發(fā)射出來(lái)，若發(fā)射的是可見(jiàn)光或近紅外光，這時(shí)固體就表現(xiàn)為發(fā)光現(xiàn)象.與熱輻射發(fā)光相區(qū)別，稱這種發(fā)光為冷光。 按外界激發(fā)的能源不同，可分為光致發(fā)光、場(chǎng)致發(fā)光（或電致發(fā)光）、陰極射線發(fā)光等。,2.6.4 材料發(fā)光,.,發(fā)光顏色 固體發(fā)出不同波長(zhǎng)的光就產(chǎn)生不同的發(fā)光顏色 固體的發(fā)光光譜（發(fā)射光譜）分為三種類型： 半高寬為100nm的為寬帶譜 半高寬為50nm的為窄帶譜 半高寬為0.1nm的為銳線譜 固態(tài)基質(zhì)與摻雜物質(zhì)都會(huì)對(duì)發(fā)光光譜半高寬有顯著影響。,.,b) 發(fā)光強(qiáng)度 由于發(fā)