晶格熱振動：晶體中的質(zhì)點總是圍繞著平衡位置作微小振動。格波:晶格振動以波的形式在材料內(nèi)傳播。熱容：在沒有相變或化學反應的條件下，材料溫度升高1K時所吸收的熱量(Q)，單位為J/k。聲頻支振動:格波中頻率甚低的振動波，質(zhì)點彼此之間的位相差不大時，格波類似于彈性體中的應變波.光頻支振動:格波中頻率甚高的振動波，質(zhì)點間的位相差很大，鄰近質(zhì)點的運動幾乎相反時，頻率往往在紅外光區(qū)為什么溫度升高材料會吸收熱量？這是因為溫度升高時，晶格振動加劇，材料的內(nèi)能增加；另外，吸收的熱量與過程有關(guān)，若溫度升高時體積發(fā)生膨脹，物體還要對外作功。②二級相變：序一無序轉(zhuǎn)變、合金的超導轉(zhuǎn)變等。I、bbc點陣有有變:是在一定溫度區(qū)間內(nèi)逐步完成熱容是材料的焓隨溫度變化而變化的一個物理量，這就是熱容的本質(zhì)。組織轉(zhuǎn)變對熱容的影響:①一級相變：相變在某一溫度點完成，除體積突變外，還同時吸收和放出潛熱的相變。如金屬三態(tài)轉(zhuǎn)變、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、合金的共晶和包晶轉(zhuǎn)變等。特點：如圖1-6(a)所示，加熱到Tc②二級相變：序一無序轉(zhuǎn)變、合金的超導轉(zhuǎn)變等。I、bbc點陣有有變:是在一定溫度區(qū)間內(nèi)逐步完成特點：如圖1-6(b)所示，熱焓無突變，僅在相變點附近的狹窄區(qū)域內(nèi)加居劇,同時熱容也發(fā)生劇烈變化，但為有限值。相變的潛熱對應于圖中的陰影部分面積。(a)一勤相變 由)二勤相變熱容的測量:1.量熱計法2.撒克斯法3.熱分析法熱膨脹：物體的體積或長度隨溫度的升高而增大的現(xiàn)象。線膨脹系數(shù)：溫度升高1K時，物體的相對伸長。統(tǒng)性振動：是指質(zhì)點間的作用力與距離成正比。熱膨脹和結(jié)合能、熔點的關(guān)系:固體材料的熱膨脹與晶體點陣中質(zhì)點的位能性質(zhì)有關(guān)，而質(zhì)點的位能性質(zhì)是由質(zhì)點間的結(jié)合力特性所決定的。所以，質(zhì)點間結(jié)合力強，熱膨脹系數(shù)小.熔點也取決于質(zhì)點間的結(jié)合力。所以熔點高的材料膨脹系數(shù)小。熱膨脹系數(shù)的測定：要測準材料的平均線膨脹系數(shù)，關(guān)鍵在于能否精確地給出試樣溫度變化值^T并同時精確反映| 『出此時試樣長度的變化值△」通常把能給出試樣長度隨溫:度變化的裝置稱為膨脹儀。按原理可分為機械式、光學式和電測式。機械杠桿式膨脹儀：把試樣的膨脹量通過杠桿放大傳遞到記錄筆上。光杠桿膨脹儀：是利用三角架的機械放大，再加上安裝在三角架上的旋轉(zhuǎn)鏡的光點反射光程的放大，使用照相方法直接記錄出膨脹曲線。其精度較高，穩(wěn)定性較好，是目前使用最高度廣泛的膨脹儀之一。電感式膨脹儀：是目前應用最多的一種，放大倍數(shù)高。熱膨脹分析：組織轉(zhuǎn)變附加的體積效應使膨脹曲線產(chǎn)生拐折。切線法：從膨脹曲線可以確定組織轉(zhuǎn)變臨界點：①取膨脹曲線上偏離單純熱膨脹規(guī)律的開始點，即切離點。②取膨脹曲線上4個極值點a、b、c、d所對應溫度作為組織轉(zhuǎn)變臨界點Ac1、Ac3、Ar3、Ar1影響熱膨脹的素：1.鍵強：鍵強越大的材料，熱系數(shù)越小。2.晶體結(jié)構(gòu)影響熱膨脹的一般規(guī)律（1）結(jié)構(gòu)不同（即使成分相同），膨脹系數(shù)不同。（2）通常結(jié)構(gòu)緊密的晶體，膨脹系數(shù)較大；3.非等軸晶系晶體，其單晶在各晶軸方向上的膨脹系數(shù)不同。4.相變：材料在加熱過程中發(fā)生相變時，體積變化，材料的膨脹系數(shù)也變化。5.化學成分:形成固溶體合金時，溶質(zhì)元素的種類和含量對合金的膨脹系數(shù)有明顯影響。兩元素形成的化合物比形成的固溶體膨脹系數(shù)小。多相合金的膨脹系數(shù)介于其組成相的膨脹系數(shù)之間?？山频馗鶕?jù)“加和法則”粗略計算。溫度應力又稱為熱應力,它是由于構(gòu)件受熱不均勻而存在著溫度差異，各處膨脹變形或收縮變形不一致，相互約束而產(chǎn)生的內(nèi)應力熔點：在一個大氣壓下，晶體從固態(tài)熔化為液態(tài)的溫度。熱傳導：當固體材料一端的溫度比另一端高時，熱量會從熱端自動地傳向冷端的現(xiàn)象。熱傳導：熱量降從溫度高的區(qū)域自動流向溫度低的區(qū)域的現(xiàn)象。穩(wěn)定傳熱是：傳熱過程中，材料在傳熱方向上各處的溫度T是恒定的，與時間無關(guān)，^Q/M是常數(shù)。導熱系數(shù)入的物理意義是指單位溫度梯度下，單位時間內(nèi)通過單位垂直面積的熱量。熱阻率：熱導率的倒數(shù)。非穩(wěn)定傳熱是指：傳熱過程中物體內(nèi)各處的溫度隨時間而變化。固體導熱的基本方式：由晶格振動的格波和自由電子的運動來實現(xiàn)的。氣體導熱的基本方式：質(zhì)點間直接碰撞金屬材料導熱的基本方式：自由電子間碰撞；非金屬材料導熱的基本方式：晶格振動（格波）-聲子碰撞，并且格波分為聲頻支和光頻支兩類。在溫度不高時，光頻支的能量很小，固體材料的導熱主要靠聲頻支的作用，可以忽略光頻支在導熱過程中的作用。聲頻波的量子稱為聲子。它所具有能量仍然應該是hv，經(jīng)常用hw來表示。聲子熱導的理論假設(shè)：可把聲頻支的傳熱看成是聲子的運動。把格波和物質(zhì)的相互作用理解為聲子和物質(zhì)的碰撞把格波在晶體中傳播時遇到的散射看作是聲子同晶體中質(zhì)點的碰撞，把理想晶體中熱阻歸結(jié)為聲子-聲子的碰撞。晶格的熱振動是非線性的―晶格間有著一定的耦合作用-聲子間會產(chǎn)生碰撞，使聲子的平均自由程減小-熱導率降低。聲子間碰撞引起的散射是晶格中熱阻的主要來源。熱射線：有熱效應的電磁波稱為熱射線。熱輻射：熱射線的傳遞過程稱為熱輻射。影響導熱性能的因素：電導率，溫度，晶體結(jié)構(gòu)，化學組成，復相陶瓷,氣孔。熱導率的測量：穩(wěn)態(tài)法，非穩(wěn)態(tài)法熱穩(wěn)定性:材料承受溫度的急劇變化而不致破壞的能力，所以又稱為抗熱震性。熱應力：材料由于熱膨脹或收縮引起的內(nèi)應力熱沖擊損壞的類型（1） 材料抵抗發(fā)生瞬時斷裂這類破壞的性能，稱為抗熱沖擊斷裂性；（2） 材料抵抗在熱沖擊循環(huán)作用下，材料表面開裂、剝落，并不斷發(fā)展，最終碎裂或變質(zhì)這類破壞的性能，稱為抗熱沖擊損傷性。提高抗熱沖擊斷裂性能的措施：1.提高材料強度。，減小彈性模量E,使°/E提高。2.提高材料的熱導率入，使R'提高。3.減小材料的熱膨脹系數(shù)a。4減小表面熱傳遞系數(shù)h。5減小產(chǎn)品的有效厚度rm。6有意引入裂紋，是避免災難性熱震破壞的途徑。抗熱沖擊斷裂性：以強度一應力（strength-stress）理論為判據(jù)，認為材料中熱應力達到抗張強度極限后，材料產(chǎn)生開裂、破壞。這適應于玻璃、陶瓷等無機材料?？篃釠_擊損傷性：以應變能一斷裂能（strain-fractureenergy）為判據(jù)，認為在熱應力作用下，裂紋產(chǎn)生，擴展以及蔓延的程度與材料積存有彈性應變能和裂紋擴展的斷裂表面能熱導率的應用：（1）是保溫材料選擇的依據(jù)；（2）金屬材料熱處理計算保溫時間的重要參數(shù)；（3）多相材料的導熱系數(shù)可降低，且氣體的導熱系數(shù)比固體材料要低得多氣孔率高的多孔輕質(zhì)耐火材料比一般的耐火材料的導熱系數(shù)低，這是隔熱耐火材料生產(chǎn)應用的基礎(chǔ)。（4）航空、航天材料，電子信息材料的選擇與計算。導電性:在電場作用下，材料中的帶電粒子發(fā)生定向移動從而形成宏觀電流的現(xiàn)象。根據(jù)材料導電性的高低，可將材料劃分為：導體、半導體、絕緣體。電子電導的特性電子電導的載流子：是電子或空穴（即電子空位）。電子電導材料：主要發(fā)生在導體和半導體中。電子的運動1） 在理想晶體中：在絕對零度下，電子運動像理想氣體分子在真空中的運動一樣，電子運動時不受阻力，遷移率為無限大。2） 實際晶體中：周期性受到破壞，電子運動受到阻礙。電子與點陣的非彈性碰撞引起電子波的散射是電子運動受阻的原因之一3） 電場周期破壞的原因：晶格熱振動、雜質(zhì)的引入、位錯和裂縫等。4） 電子運動受阻的原因：電子與點陣的非彈性碰撞引起電子波的散射使電子運動受阻。電流密度J：單位面積通過的電流量?；魻栃喝粼赬方向通以電流，在z方向上加以磁場，則在Y方向電極兩側(cè)開始聚積異號電荷 而產(chǎn)生相應的附加電場的現(xiàn)象。 。二Phe+"^/載流子：材料中參與傳導電流的帶電粒子。遷移率：載流子在單位電場中的遷移速度。叩v/E電導率:°=nqp半導體的電導率表達式為：離子電導：載流子為離子的電導稱為離子電導；電子電導：載流子為電子的電導稱為電子電導。導電性的物理本質(zhì)研究的三個理論階段：經(jīng)典自由電子理論，量子自由電子理論，能帶理論。經(jīng)典電子理論認為：正離子形成的電場是均勻的，自由電子運動的規(guī)律遵循經(jīng)典力學氣體分子的運動規(guī)律。量子自由電子理論的主要內(nèi)容：金屬中正離子形成的電場是均勻的，價電子不被原子所束縛，可以在整個金屬中自由地運動。滿帶：全帶中每一能級都被都被兩個電子占據(jù)的能帶。在能帶圖中滿帶

是在最下方，該處電子能量低，不足以參加物理過程（除非受激發(fā)），因此滿帶沒有導電性?？諑В核鶎俑髂芗壣蠜]電子的能帶。因此也無導電性。價帶：與原子中價電子的能量相對應的能帶。在半導體或電絕緣體中，價帶是滿帶中能量最高的能帶。由于熱激發(fā)、光輻射或摻入雜質(zhì)等原因，價帶可能失去少量電子，留下空穴，從而產(chǎn)生空穴導電性。導帶"〃〃〃奴價帶導帶：最靠近價帶而能量較高的能帶.這是除去完全被電子充滿的一系列能帶外，還有部分被填表滿的能帶.此帶中，電子能自由活動。由于熱激發(fā)、光輻射或摻入雜質(zhì)等原因，導帶出現(xiàn)少量電子，從而產(chǎn)生電子導電性。禁帶：又稱能隙。不允許自由電子和空穴存在的各能帶之間的能量間距，較常指價帶之上，導帶之下的一段能量區(qū)間。為了產(chǎn)生電導，必需將電子激發(fā)，越過禁帶，進入導體、半導體、絕緣體的能帶中電子分布的情況各具有明顯的特征，導體中存在未滿帶（由于電子未充滿或能帶重疊）。絕緣體的特征是價電子所處的能帶都是滿帶，且滿帶與相鄰的空帶之間存在一個較寬的禁帶。半導體的能帶與絕緣體的相似,但半導體的禁帶要狹窄得多（一般在1eV導帶"〃〃〃奴價帶經(jīng)典自由電子理論存在著嚴重缺陷。原因：認為所有的自由電子都參與導電。根源：經(jīng)典自由電子理論沒有認識到金屬中自由電子的能量、波矢或速度狀態(tài)的量子化特征影響本征載流子的濃度的因素：溫度T高時，熱缺陷濃度才顯著，即本征電導在高溫下顯著。E和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，在離子晶體中，肖待基缺陷形成能比弗侖克爾缺陷形成能低。只有在結(jié)構(gòu)很松，離子半徑很小的情況下，易形成弗侖克爾缺陷，如AgC1晶體。物體的導電現(xiàn)象的微觀本質(zhì)：載流子在電場作用下的定向遷移影響遷移率的因素：晶格散射，電離雜質(zhì)散射

=neR+=neR+neRNe-Eg/2kT(r+r^半導體能帶結(jié)構(gòu)：半導體禁帶較窄（Eg?。?，電子=遷比較容易。絕緣體能帶結(jié)構(gòu)：金屬中載流子濃度等于自由電子濃度；絕緣體中載流子濃度很小，所以主要介紹半導體中載流子濃度。（將在半導體的導電性中詳細闡述）。離子電導的影響因素：溫度個導電性，、離子性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)的影響（晶體熔點高T原子之間的結(jié)合力大-導電激活能高T電導率降低）金屬材料為電子導電，陶瓷材料中電子電導比較顯著的主要是半導體陶瓷。電子電導率：和離子電導率一樣，電子電導率仍可按公式。=nqp計算。素：1.金屬材料的導電性控制因素2素：1.金屬材料的導電性控制因素2.溫度對金屬導電性的影響3.合金元素與晶體缺陷對金屬導電性的影晌4.原子結(jié)合鍵對金屬導電性的影半導體金屬 為Vm>OcV晌5.相變對金屬導電性的影晌6.電阻率的各向異性7.電阻率的尺寸效應金屬材料電阻分析的應用：研究合金的時效，測定固溶體的溶解度，研究合金的有序-無序轉(zhuǎn)變，研究材料的疲勞過程本征半導體：pe電子遷移率ph空穴遷移率本征電導：導帶中的電子導電和價帶中的空穴導電同時存在的電導。n型半導體：摻入施主雜質(zhì)的半導體壓敏效應：指對電壓變化敏感的非線性電阻效應。晶界效應：壓敏效應，PTC效應；表面效應雙堿效應：指當玻璃中堿金屬離子總濃度較大時（占玻璃組成25-30%）,堿金屬離子總濃度相同的情況下含兩種堿金屬離子比含一種堿金屬離子的玻璃電導率要小。壓堿效應：指含堿破璃中加入二價金屬氧化物，特別是重金屬氧化物，使玻璃的電導率降低，相應的陽離子半徑越大，這種效應越強。超導現(xiàn)象：當某種材料在低于某一溫度時，電阻率突然減小到零的現(xiàn)象。該溫度即是臨界溫度（Tc）b第一類超導體主要包括一些在常溫下具有良好導電性的純金屬，如鋁、鋅、鎵、金鬲、錫、錮等，該類超導體的熔點較低、質(zhì)地較軟，亦被稱作“軟超導體。第一類超導體由于其臨界電流密度和臨界磁場較低，因而沒有很好的實用價值。第二類超導體主要包括金屬化合物及其合金，還包括金屬元素釩、锝和鈮。電化學老化現(xiàn)象：在電場作用下，由于化學變化引起材料電性能不可逆的惡化。磁化：物質(zhì)在磁場中受到磁場的作用而表現(xiàn)出一定的磁性。材料磁性來源：安培的分子環(huán)流說磁介質(zhì)：在考慮物質(zhì)受磁場的影響或物質(zhì)對磁場的影響時的物質(zhì)。磁介質(zhì)的磁化：由于物質(zhì)的分子（或原子）中存在著運動的電荷，所以磁介質(zhì)將受到磁場的作用而處于一種特殊的狀態(tài)。磁化強度：單位體積內(nèi)原子磁矩的矢量總和。磁導率：單位磁場中材料的磁感應強度大小。磁化率：材料在磁場中磁化的難易程度。磁性分類：抗磁性，順磁性，亞鐵磁性，鐵磁性自發(fā)磁化：在低于居里溫度并且沒有外加磁場的情況下，電子之間的交換耦合作用會使相鄰原子或者離子的磁矩在一定的區(qū)域內(nèi)趨于平行或者反平行排列。居里點：鐵磁性和亞鐵磁性材料的磁性轉(zhuǎn)變溫度。磁矩的來源：軌道磁矩和自旋磁矩鐵磁性主要起源于電子的自旋磁矩。磁晶各向異性：單晶體在不同晶向上磁性能不同的性質(zhì)。磁致伸縮效應：鐵磁體在磁場中磁化時，其形狀和尺寸都會發(fā)生變化。磁致伸縮機理：在居里溫度以下，磁性材料中存在著大量的磁疇。在每個磁疇中，原子的磁矩有序排列，引起了晶格發(fā)生形變。由于各個磁疇的自發(fā)磁化方向不盡相同，因此在沒有加外磁場時，自發(fā)磁化引起的形變互相抵消，顯示不出宏觀效應，外加磁場后，各個磁疇的自發(fā)磁化都轉(zhuǎn)向外磁場方向，于是產(chǎn)生了宏觀磁致伸縮。自發(fā)磁化：鐵磁物質(zhì)為正值的較大交換能使得相鄰原子的磁矩平行取向，在物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域一磁疇。磁疇：物質(zhì)內(nèi)部的存在自發(fā)磁化的小區(qū)域。磁疇壁：磁疇和磁疇之間的邊界自旋一軌道相互作用理論磁晶各向異性和晶體場對電子軌道運動的影響有關(guān):一方面電子軌道磁矩產(chǎn)生的磁場對電子自旋運動作用，使軌道和自旋間存在耦合作用；另一方面電子軌道平面受到晶體場的影響，使得能量簡并被消除，這兩方面的作用疊加在一起，就使得原子磁矩傾向于在晶體的某些方向上能量最低，而在另一些方向上能量高。原子磁矩能量低的方向為易磁化方向，而能量高的方向為難磁化方向。在無外磁場作用的平衡狀態(tài)下，原子磁矩傾向于排列在易磁化方向上退磁場：有限幾何尺寸的磁體在外磁場中被磁化后，表面將產(chǎn)生磁極，從而使磁體內(nèi)部存在與磁化強度M方向相反的一種磁場，起減退磁化的作用。

磁化曲線:反映磁感應強度B與磁場強度H或磁化強度M與H關(guān)系的曲線。3%Si-Fe室溫的磁化曲線：第I部分（0A）:可逆磁化過程（磁場減少到零時，M、B沿原曲線減少到零），磁化曲線是線性的，沒有剩磁和磁滯。以可逆壁移為主。第II部分（AB）:不可逆壁移階段。非線性，有剩磁、磁滯。第III部分（BC段）：磁化矢量的轉(zhuǎn)動過程。B點時，壁移消失，為單疇體。但M與H的方向不一致。再增加外場，磁矩逐漸轉(zhuǎn)動，與外場趨于一致，至S點達到技術(shù)飽和，這時的磁化強度稱飽和磁化強度。相應的磁感應強度稱飽和磁感應強度。鐵磁合金的磁滯回線：磁感應強度的變化總是滯后于磁場強度的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯效應，相應的磁感應強度的變化曲線稱為磁滯回線。磁滯回線是鐵磁體的一個重要基本特征，它的大小、形狀均有一定的實用意義。其中，磁滯回線所包圍的面積相當于磁化一周所產(chǎn)生的能量損耗，稱為磁滯損耗。矯頑力：鐵磁體磁化到飽和后，使其磁化強度或磁感應強度降低到零所需要的反向磁場。鐵芯損耗：磁性材料在交變場中工作時引起的能量損耗。P:總損耗，Ph:磁滯損耗，Pe:渦流損耗，Pc:剩余損耗剩余磁化強度：鐵磁體磁化到飽和并去掉外磁場后，在磁化方向保留的剩余磁化強度或剩余磁感應強度。影響損耗的因素：以FeSi合金為例:硅含量、雜質(zhì)元素含量、織構(gòu)度、晶粒大小、薄片厚度、表面狀態(tài)等對損耗都有影響。電介質(zhì)：指在電場作用下，能建立極化的一切物質(zhì)。

電介質(zhì)的極化:介質(zhì)內(nèi)質(zhì)點（原子、分子、離子）正負電荷重心的分離，從而轉(zhuǎn)變成偶極子的過程。電介質(zhì)的極化：在外電場作用下電介質(zhì)表面出現(xiàn)電荷的現(xiàn)象E是電介質(zhì)的介電常數(shù)￡「稱相對介電常數(shù)￡0是真空介電常數(shù)8.85x10-12F/m（法拉/米）?！辍?￡/￡0磁滯回線：由C點的磁化狀態(tài)（+MS）到C'點的磁化狀態(tài)（-MS）,稱為反磁化過程。與反磁化過程相對應的B-H或M-H曲線稱為反磁化曲線。兩條反磁化曲線組成的閉合回線為磁滯回線。（I）區(qū)：晶粒的磁矩轉(zhuǎn)動到最靠近外磁場的易磁化方向；也可能產(chǎn)生新的反磁化疇。（II）區(qū)：可能是磁矩的轉(zhuǎn)動過程；也可能是疇壁的小巴克豪森跳躍；也可能產(chǎn)生新的反磁化疇。（III）區(qū)：不可逆的大巴克豪森跳躍。（IV）區(qū)：磁矩轉(zhuǎn)動到反磁化場方向的過程。D—1 34H圖3-40D—1 34H圖3-40退磁曲線與磁滯回線—可逆轉(zhuǎn)動小巴克薇森跳躍—-大巴克豪森眺狀介質(zhì)極化類型：電子極化、離子極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化、空間電荷極化和自發(fā)極化等。極化基本形式：位移式極化，松弛極化電子位移極化：在外電場作用下，原子外圍的電子云相對于原子核發(fā)生位移形成的極化。特點：電子位移極化是在原子和離子內(nèi)部發(fā)生的可逆變化，極化建立時間短，不耗散能量，不導致介電損耗。離子位移極化：離子在電場的作用下，偏移平衡位置引起的極化，特點：極化時間短，不消耗能量，不導致介電損耗。介電常數(shù)的溫度系數(shù)：隨溫度變化，介電常數(shù)的相對變化率。電介質(zhì)損耗：電介質(zhì)在單位時間內(nèi)消耗的能量。是導致電介質(zhì)發(fā)生熱擊穿的根源。極化損耗由極化電流引起，主要與松弛極化過程有關(guān)。要經(jīng)過一定時間，才能從建立極化到極化的穩(wěn)定狀態(tài)。損耗因素：外施電壓一定時，介質(zhì)損耗只與Etg。有關(guān)。etgS僅由介質(zhì)本身決定。介質(zhì)損耗的影響因素:頻率、溫度、濕度。介質(zhì)材料還有兩種損耗形式：電離損耗和結(jié)構(gòu)損耗降低材料的介質(zhì)損耗的方法：選擇合適的主晶相，盡量選擇結(jié)構(gòu)緊密的晶體作為主晶相；改善主晶相性能時，盡量避免產(chǎn)生缺位固溶體或填隙固溶體，最好形成連續(xù)固溶體，這樣弱聯(lián)系離子少，可避免損耗顯著增大；盡量減少玻璃相；防止產(chǎn)生多晶轉(zhuǎn)變；注意焙燒氣氛；控制好最終燒結(jié)溫度。介質(zhì)損耗是介質(zhì)的電導和松弛極化引起的電導和極化過程中帶電質(zhì)點移動時，將它在電場中所吸收的能量部分地傳給周圍“分子”，使電磁場能量轉(zhuǎn)變?yōu)椤胺肿印钡臒嵴駝樱芰肯脑谑闺娊橘|(zhì)發(fā)熱效應上。介質(zhì)的擊穿:當電場強度超過某一臨界值時，介質(zhì)由介電狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)的現(xiàn)象。擊穿電壓:導致?lián)舸┑淖畹团R界電壓擊穿電場強度:介質(zhì)的擊穿時，相應的臨界電場強度稱為介電強度。擊穿類型:熱擊穿、電擊穿和電化學擊穿熱擊穿：電介質(zhì)在電場作用下，由于漏導電流、損耗或氣隙局部放電產(chǎn)生熱量，逐漸升溫，積熱增多，達到一定溫度，即行開裂、?；蛉刍?，導致絕緣材料性能破壞的現(xiàn)象。熱擊穿的本質(zhì)：在電場作用下，固體電介質(zhì)承受的電場強度雖不足以發(fā)生電擊穿，但因電介質(zhì)內(nèi)部熱量積累、溫度過高而導致失去絕緣能力，從而由絕緣狀態(tài)突變?yōu)榱紝щ姞顟B(tài)。影響熱擊穿的素：電學因素：電壓的大小、類型、頻率和介質(zhì)的電導、影響熱擊穿的損耗；熱學因素：材料的熱傳導、熱輻射以及介質(zhì)試樣的形狀、散熱情況、周圍媒質(zhì)溫度等。電擊穿：在電場作用下，電介質(zhì)內(nèi)少量自由電子的動能加大，當電壓足夠大時，在電子沖擊下激發(fā)出新的自由電子參加運動，并產(chǎn)生負離子，介電功能遭受破壞，而被擊穿。電擊穿的本質(zhì)：電介質(zhì)中存在的少量導電電子，一方面在外電場作用下獲得動能，另一方面又要與振動的晶格產(chǎn)生相互作用而損耗能量。當外加電場足夠高，使電子從電場中獲得的能量超過其失去的能量時，電子就可以在碰撞過程中積累能量，積累的能量達到可使電子與晶格發(fā)生碰撞電離時，將產(chǎn)生出新的電子，構(gòu)成雪崩效應，最終導致介質(zhì)擊穿。固體介質(zhì)中導電電子的來源：本征激發(fā)，雜質(zhì)電離和注入電子。電化學擊穿：電介質(zhì)在長期的使用過程中受電、光、熱以及周圍媒質(zhì)的影響，產(chǎn)生化學變化，電性能發(fā)生不可逆的破壞，最后被擊穿。工程上稱為老化。鐵電體：在一定溫度范圍內(nèi)含具有自發(fā)極化，并且發(fā)極化方向可隨外電場作可逆轉(zhuǎn)動的晶體。產(chǎn)生鐵電性的原因一自發(fā)極化：自發(fā)極化的極化狀態(tài)并非由外電場所造成，而是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點造成的，晶體中每一個晶胞里存在固有電耦極矩，這類晶體通常稱為極性晶體。自發(fā)極化過程：以鈦酸鋇為例：鈦酸鋇的自發(fā)極化是由晶胞中鈦離子的位移引起的。在鈦酸鋇晶體中，鈦離子處于“氧的八面體”中央，氧八面體空腔體積大于鈦離子體積，鈦離子能在氧八面體內(nèi)移動。居里溫度以上，熱振動能比較大，鈦離子不能在偏離中心的某一個位置上固定下來，它接近六個氧離子的幾率相等，晶體保持高的對稱性，自發(fā)極化為零。溫度降低到1201,鈦離子平均熱振動能降低，因熱漲落，熱振動能低的鈦離子占很大比例，其能量不足以克服氧離子電場作用，有可能向某一個氧離子靠近，在新平衡位置上固定下來，并使這一氧離子出現(xiàn)強烈極化，發(fā)生自發(fā)極化，使晶體順著這個方向延長，晶胞發(fā)生輕微畸變，由立方變?yōu)樗姆骄w。也因此產(chǎn)生永久電偶極矩，并且形成電疇。鐵電性通常是指鐵電體的微觀結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及因此而可能顯示出來的宏觀性質(zhì)。鐵電疇鐵電體自發(fā)極化的方向不相同，但在一個小區(qū)域內(nèi)，各晶胞的自發(fā)極化方向相同的小區(qū)域。鐵電疇與鐵磁疇差別：①鐵電疇壁的厚度很薄，大約是幾個晶格常數(shù)的量級，但鐵磁疇壁則很厚，可達到幾百個晶格常數(shù)的量級。③磁疇壁中自發(fā)磁化方向可逐步改變方向，而鐵電體則不可能。電滯回線的意義：①判定鐵電體的依據(jù)②由于有剩余極化強度，因而鐵電體可用來作信息存儲、圖象顯示。同一種材料，單晶體和多晶體的電滯回線是不同的。例：BaTiO3單晶和多晶體電滯回線就不完全相同：BaTiO3單晶的電滯回線既窄又陡接近于矩形，Ps和Pr很接近，而且Pr較高。☆BaTiOB陶瓷的電滯回線既寬又斜。陶瓷的電滯回線中Ps與Pr相差較多，表明陶瓷多晶體不易成為單疇，即不易定向排列。移峰效應：在鐵電體中引入某種添加物生成固溶體，改變原來的晶胞參數(shù)和離子間的相互聯(lián)系，使居里點向低溫或高溫方向移動。移峰的目的：使在工作情況下（室溫附近），材料的介電常數(shù)和溫度關(guān)系盡可能平緩，即要求居里點遠離室溫溫度，如加入PbTiO3可使BaTiO3居里點升高。壓峰效應目的：降低居里點處的介電常數(shù)的蜂值，即降低&T非線性，也使工作狀態(tài)相應于e-T平緩區(qū)。鐵電體的非線性是指介電常數(shù)￡隨外加電場強度非線性地變化。壓電性：是某些晶體材料按所施加的機械應力成比例地產(chǎn)生電荷的能力。正壓電效應：當對石英晶體在一定方向上施加機械應力時，在其兩端表面上會出現(xiàn)數(shù)量相等、符號相反的束縛電荷；作用力反向時，表面荷電性質(zhì)亦反號，而且在一定范圍內(nèi)電荷密度與作用力成正比。逆壓電效應：石英晶體在一定方向的電場作用下，則會產(chǎn)生外形尺寸的變化,在一定范圍內(nèi)，其形變與電場強度成正比。正壓電效應與逆壓電效應統(tǒng)稱為壓電效應。具有壓電效應的物體稱為壓電體。壓電振子是最基本的壓電元件，它是被覆激勵電極的壓電體。頻率常數(shù)：壓電元件的諧振頻率與沿振動方向的長度的乘積為一常數(shù)。鐵電體是一種極性晶體，屬于熱電體。它的結(jié)構(gòu)是非中心對稱的，因而也一定是壓電體。必須指出，壓電體必須是介電體。鐵電陶瓷只有經(jīng)過“極化”處理，才能具有壓電性；壓電陶瓷一般是鐵電體,只有鐵電陶瓷才能在外電場作用下，使電疇運動轉(zhuǎn)向，達到“極化”的目的，成為壓電陶瓷，因而把這類陶瓷稱為鐵電、