Bài giảng vật liệu học - Chương 5: Tính chất vật lý pot

TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 1 1 Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 VẬT LIỆU HỌC VẬT LIỆU HỌC Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 2 2 Chương 5 Chương 5 Tính chất vật lý Tính chất vật lý    ấ đ ệ    ấ đ ệ    ấ ừ  ấ ừ   Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 3 3 5.1.Tính chất điện 5.1.Tính chất điện    ả ă ượ    ả ă ượ      ệ ề ẫ đ ệ      ệ ề ẫ đ ệ       ẫ đ ệ ủ ậ ệ       ẫ đ ệ ủ ậ ệ  ạ  ạ ! !       ẫ đ ệ ủ ậ ệ ơ       ẫ đ ệ ủ ậ ệ ơ        ẫ đ ệ ủ ậ ệ ữ ơ        ẫ đ ệ ủ ậ ệ ữ ơ " "   Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 4 4   # $ế # $ế % % & &   ' '   ( (   ' )  %ử ạ ầ ' )  %ử ạ ầ       ươ ớ   ươ ớ     $* +, $* +, -. -.  /ấ  /ấ 1 MO phản liên kết có E 1 MO phản liên kết có E (plk) (plk) cao cao ∆ ∆ E = E = E E (plk) (plk) - E - E (lk) (lk)   Miền cấm (hố năng lượng) Miền cấm (hố năng lượng)   E plk E l k 5.1.1.Mô hình dải năng lượng 5.1.1.Mô hình dải năng lượng Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 5 5   #$ #$     ( (   &   %ệ ề ử &   %ệ ề ử 00 '… 00 '…         '1$* '1$* N/2 MO phản liên kết N/2 MO phản liên kết E : N mức liên tục E : N mức liên tục   ∆ ∆ E: min E: min   Dải năng lượng Dải năng lượng ( Miền cấm Miền cấm ∆ ∆ E E : : Kim loại : Kim loại : ∆ ∆ E rất nhỏ hay E rất nhỏ hay ∆ ∆ E = 0 ev E = 0 ev Chất bán dẫn: Chất bán dẫn: ∆ ∆ E = 0.1 – 3 ev E = 0.1 – 3 ev Chất cách điện : Chất cách điện : ∆ ∆ E > 3 ev E > 3 ev [...]... 5.1.7 .Tính chất cách điên (điện môi) của vật liệu  Sấ phân • Phân tấ E→ cấc Đi ện Phân không tử cấc + ∑P e =o ấiấn “e” ấiấn môi có cấc l ệch so tấ : Pe - h ạt TS Hà Văn Hồng nhân E - + ∑P e E=0 Tháng 02.2006 v ới ≠o E≠ + + + + + + 24 • Phân Pi vật liệu tấ có Pi cấc → Phân cấc ion : E + + - + -+ -+ -+ -+ + - ∑P = o - ∑P ≠ o i i E≠ 0 E=0 Tháng 02.2006 - + + + + + + TS Hà Văn Hồng 25 5.1.7 .Tính chất cách...   (PA) + - A                        3/2nmI 2         TS Hà Văn Hồng [CH m+ (I 3 ) m ] n 21 5.1.7 .Tính chất điện môi của vật liệu t iấ n  Chấn, ấ có đi ệ tấ nhiên  Ứng Làm Tháng 02.2006 môi là vấ t liấ u cách c ấu trúc l ưỡng c ực đi ện hoấc nhân tấo d ụng tấ ấiấn TS Hà Văn Hồng 22 5.1.7 .Tính chất điện môi của vật liệu  Vect ơ Momen đi ện lấấng tr ường cấc ấiấn P P = dq E d + : + - - + - Lưỡng cực... + + + TS Hà Văn Hồng 25 5.1.7 .Tính chất cách điên (điện môi) của vật liệu • Phân c ực xoay h ướng : Po E ∑P o ∑P =o o E≠ 0 E=0 Tháng 02.2006 ≠o TS Hà Văn Hồng 26 5.1.7 .Tính chất cách điên (điện môi) của vật liệu • Phân c ực P = Pe P = toàn Tháng 02.2006 phân Pi c ực + : αE α - độ + ph ần Po α = αe + αi + αo TS Hà Văn Hồng 27 5.2 .Tính chất nhiệt 5.2.1 Độ 5.2.2.Giãn 5.2.3 Ứng Tháng 02.2006 d ẫn nhiêt... 5.2.1.Độ dẫn nhiệt  Độ d ẫn nhi ệt q- độ d ẫn dT q=k dx nhi ệt, k-h ệ s ố d ẫn k = kl + nhi ệt, nhi ệt -h ệ s ố d ẫn dT/dx-gradien Tháng 02.2006 kcal/m.h.k Ke k l -h ệ s ố d ẫn ke 2 kcal/m h b ởi nhi ệt nhiất TS Hà Văn Hồng dao b ởi ấấ, độ ng m ạng “e ” kcal/m 30 5.2.2.Giãn nở nhiệt  Giãn nở nhi ệt theo chi ều ll − lo = α l (Tl − To ) lo l l -chiấ u dài l o -chiấu α l -h ệ Tháng 02.2006 số nở ấ dài ∆l...5.1.4.Dẫn điện của vật liệu bán dẫn  Chất bán dẫn Si:14e  1S22S22P63S13P3 Liên kết 4 ng.tử Si  Vùng hóatrị: “e” điền đầy  Bão hòa  ∆E=1.12eV 1-Vùng hóa trị 2 2-Vùng dẫn 3 ∆E 3-Vùng cấm 1  ∆ E = 0. 1- 3 “e ” đủ E nh ảy đi ện Tháng 02.2006 eV I, H, T, Chiếu sáng lên vùng TS Hà Văn Hồng tự do => D ẫn 11 Bán... cùng chiều E Si E Si Si Si Si Si Si Si Si I Bán dẫn tạp chất n Mạng tinh thể Si có tạp chất P5+:1s22s22p63s23p3 “e” thừa dễ tách ra → “e” tự do P+ Si Si Si Si Si Si Si Si Bán dẫn tạp chất P Mạng tinh thể Si có tạp chất B3+ :1s22s22p63s23p1 Một “e” chuyển đến lấp lỗ trống → Tạo lỗ trống mới B- Si Si Si Si Si Si Si Si 5.1.5.Dẫn điện của vật liệu vô cơ k &  LiênIonếtở : ionnút mc ộng trị → các ạng... ể tích ∆V = α v ∆T Vo ∆ V-bi ến đổi th ể V o -th ể tích tích ở nhi ệt độ T o α v -h ệ s ố n ở kh ối Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 32 5.2.3.Ứng suất nhiệt  Cơ ch ế ↑T → Bên ↓T → Bên V ật li ệu trong Vất liấu trong → Sinh th ướ c → Ứng σ - ng : bấ nở Bề m ặt : bị nén Bấ : mất : bấ kéo kéo bấ co bấ l ực : nén n ội ra su ất ch ống l ại sự thay đổi kích nhi ết suất E-modun α l -hấ : giãn sấ ấàn nấ hấi dài... do lỗ tr ống cation Na ∀↑ Nhi ệt độ ∀↑ Tấp chất Độ Tháng 02.2006 (MnCl 2 ) d ẫn đi ện σ TS Hà Văn Hồng 17 5.1.6.Dẫn điện của vật liệu hữu cơ kất  Liên các tử ở → : cấng hoá nút m ạng Không dấn Tháng 02.2006 pha → Phân ấiấn n nh ờ ph ụ gia  D ẫn đi ệbất graphit loấi, Ng.tấ trấng trấ tấp → T ạo TS Hà Văn Hồng : bất “e” kim ho ặc lỗ 18 5.1.6.Dẫn điện của vật liệu hữu cơ ờ thay  D ẫn đi ện nhvất liấu... Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 33 5.2.3.Ứng suất nhiệt  Ứng su ất bên trong ↑T → ấng suất kéo ↓T → ấng suất nén  Ứng su ất bề m ặt ↑T → ấng suất nén ↓T → ấng suất kéo Tháng 02.2006 TS Hà Văn Hồng 34 5.3 .Tính chất từ 5.3.1.Khái 5.3.2.V ật Tháng 02.2006 niấ m li ệu chung từ TS Hà Văn Hồng 35 5.3.1.Khái niệm chung • 1.Lựỡng c ực t ừ Lấc t ừ : sinh chuy ển độ ng => ra do các : h ạt mang đi ện L ực c ủa t ừ . Hồng 1 1 Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 VẬT LIỆU HỌC VẬT LIỆU HỌC Tháng 02.2006 Tháng 02.2006 TS. Hà Văn Hồng TS. Hà Văn Hồng 2 2 Chương 5 Chương 5 Tính chất vật lý Tính chất vật lý    ấ đ ệ . ự 9D 9D  ẫ  ẫ  đ ệ  đ ệ 1-Vùng hóa trị 2-Vùng dẫn 3-Vùng cấm 2 1 ∆E 3 I, H, T, Chiếu sáng 5.1.4.Dẫn điện của vật liệu bán dẫn 5.1.4.Dẫn điện của vật liệu bán dẫn 2 Bán dẫn tinh khiết • Si:14e Si:14e . +6  % “ị 5 5 ” ”   #đ ề đầ   #đ ề đầ 1-Vùng hóa trị 2-Vùng dẫn 5.1.3.Dẫn điện của vật liệu kim loại 5.1.3.Dẫn điện của vật liệu kim loại 1 2 Điện tử 3S 3P E 1 ng.tử Na N ng.t Na Dải