傳感器材料中科大

傳感器材料中科大第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.1電學功能材料材料按照其導電性可分為：導體絕緣體介于二者之間的半導體。

第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.1.1導電材料導電材料按導電機理可分為電子導電材料和離子導電材料兩大類金屬材料，引線鍵合工藝中所用導電絲主要有金絲、銅絲和鋁絲。通用高分子材料與各種導電性物質,如金屬粉、炭黑等通過填充復合、表面復合等方式可以制成:導電塑料、導電橡膠、導電纖維織物、導電涂料、導電膠粘劑及透明導電薄膜等。

第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.1.2絕緣材料介電材料又叫電介質，是以電極化為特征的材料。具有壓電效應的材料叫做壓電材料，通過壓電材料可以將機械能和電能相互轉換。鐵電材料是一種特殊的介電材料，即具有電疇和電滯回線，通常稱為鐵電體。第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.1.3半導體材料硅(Si)是當前微電子技術的基礎材料，預計其統(tǒng)治地位至少到21世紀中葉都不會改變。一維量子線、零維量子點材料是一種人工構造(通過能帶工程實施)的新型半導體材料，是新一代量子器件的基礎。半導瓷的半導化機理，在于陶瓷材料成分中化學計量比的偏離或雜質缺陷對晶粒的影響，以及施主和受主在晶界形成的界面勢壘。熱敏電阻可分為正溫度系數(shù)(PTC)和負溫度系數(shù)(NTC)兩大類。。氧化鋅晶體具有纖鋅礦結構。室溫下滿足化學計量比的純凈氧化鋅應是絕緣體，但由于本征缺陷的存在，使之具有n型電導，而攙雜使電導率產生巨大變化。第五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.2磁學功能材料主要有磁性材料、有機磁體和磁電材料。第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.2.1磁性材料磁性材料是指常溫下表現(xiàn)為強磁性的亞鐵磁性和鐵磁性材料。按其不同特點又可分為軟磁（如矽鋼片）、硬磁（磁鐵）、鐵氧體（高頻磁芯）等材料。第七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.2.2有機磁體有機磁性化合物主要可以分為復合型和結構型兩大類：復合型有機磁性化合物主要是以有機化合物(主要是指高分子樹脂)為基體，加入各種磁粉經(jīng)混合成形而制得的具有磁性的復合體系。結構型的有機磁性化合物，目前大多數(shù)只在低溫下才具有鐵磁性，現(xiàn)在尚處于研究階段，理論基礎也還沒有完善。第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.2.3磁電材料材料在外加磁場作用下產生自發(fā)極化或者在外加電場作用下感生磁化強度的效應稱為磁電效應，具有磁電效應的材料稱為磁電材料。從磁電效應定義可知：磁電材料能夠直接將磁場轉換成電場，也可以把電場直接轉換為磁場。

第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.3光學功能材料所謂光功能材料就是指在外場如力、聲、熱、電、磁、光等場的作用下，其光學性質會發(fā)生改變的材料。主要包括磁光、聲光、電光、壓光及激光材料。第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.3.1透光和導光材料透光材料包括透可見光（波長0.39～0.76μm）、紅外光（波長1～1000μm）和紫外光（波長0.01～0.4μm）的材料。光纖材料，又稱為光波導纖維材料。按傳輸模式不同，可分為單模光纖和多模光纖。按光纖材料的組分可分為石英光纖、多組分氧化物玻璃光纖、非氧化物玻璃光纖、晶體光纖和高聚物光纖。第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.3.2發(fā)光材料發(fā)光材料品種很多，按激發(fā)方式發(fā)光材料可以分為：①光致發(fā)光材料。②電致發(fā)光材料。③陰極射線致發(fā)光材料。④熱致發(fā)光材料。⑤等離子發(fā)光材料。⑥有機發(fā)光材料。第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.3.3激光材料激光材料包括激光工質材料、激光調Q材料、激光調頻材料和激光偏轉材料。第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.3.4光調制用材料按照控制光束的不同作用機理，光調制用材料又可分為電光材料、磁光材料和聲光材料三種。電光效應是在外加電場作用下，物體的光學性質所發(fā)生的各種變化的統(tǒng)稱。在磁場的作用下，物質的電磁特性(如磁導率、磁化強度、磁疇結構等)會發(fā)生變化，使光波在其內部的傳輸特性(如偏振狀態(tài)、光強、相位、傳輸方向等)也隨之發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為磁光效應。超聲波在透明媒質中傳播時，媒質折射率發(fā)生空間周期性變化，使通過媒質的光線發(fā)生改變的現(xiàn)象，稱為聲光效應。第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五圖2-1法拉第效應示意圖第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五圖2-2克爾效應示意圖第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.3.5光電材料光電材料是能把光能轉變?yōu)殡娔艿囊活惸芰哭D換功能材料，如光電子發(fā)射材料（電視攝像管、光電倍增管）、光電導材料（如光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管）和光電動勢材料（太陽能電池）。第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.4熱功能材料熱功能材料有熱電材料，磁熱材料和高溫材料等。

第十八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.4.1熱電材料所謂熱電材料就是一種將熱能和電能進行轉換的功能材料，如溫差電動勢材料（如熱電偶）、熱電導材料（如熱敏電阻）和熱釋電材料（如紅外與熱成像探測器）。熱電效應是Seebeck效應、Peltier效應以及Thompson效應的總稱，這三個效應不是獨立的，三者可以通過Kelvin關系式聯(lián)系在一起。具有自發(fā)極化的晶體，由于在晶體發(fā)生溫度變化時，產生熱釋電效應，因而稱為熱釋電晶體。第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.4.2磁熱材料磁熱作用（MagnetocaloricEffect，MCE）于1881年被發(fā)現(xiàn)，它是磁性材料在交變的磁場下溫度變化的一種物理現(xiàn)象。第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.4.3高溫材料耐火材料是指耐火度大于1580℃的無機非金屬材料。它是所有高溫裝置所必需的重要基礎材料。國內中溫應變片多采用康銅；350℃范圍多用卡碼應變電阻合金；550℃用Fe-Cr-Al高溫應變電阻合金；750℃以上用Fe-Cr-Al和鉑鎢高溫應變電阻合金。第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.5生物體功能材料自然界存在許多具有優(yōu)良力學性質的生物自然復合材料，如木、竹、軟體動物的殼及動物的骨、肌腱、韌帶、軟骨等。第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.5.1生物材料生物材料必須具備以下幾方面條件：第一是生物相容性；第二是生物適應性和良好的化學穩(wěn)定性；第三是良好的物理性能。根據(jù)材料屬性，生物材料又可以分為以下五類：生物醫(yī)用金屬材料、生物醫(yī)用高分子材料、生物醫(yī)用無機非金屬材料或稱生物陶瓷、生物醫(yī)用復合材料和生物衍生材料。第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.5.2仿生材料幾十億年的進化歷程使得自然界生物體某些部位巧奪天工，具有特殊性質，給人研究仿生材料以啟迪。把仿生技術用到材料設計、制造中以便獲得接近或超過生物材料優(yōu)異性能的新材料，或用天然生物合成的方法獲得所需材料。第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五圖2-3雞蛋殼截面結構示意圖第二十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期五2.6特殊功能材料正在發(fā)展中的具有特殊性能或特殊用途的一