第一章：電學效能
1、絕緣體ρ﹥10^10ω·m 半導體：10^-2＜ρ10^10ω·m 導體：10^-2ω·m﹥ρ
2、電阻對應三種散射機制：聲子散射、電子散射、電子在雜質和缺陷上的散射。
3、馬基申定則：金屬固溶體中溶質原子的濃度較小，以致可以略去它們之間的相互影響，把固溶體的電阻看成由金屬的基本電阻和殘餘電阻組成，即ρ＝ρ（t）＋ρ殘。這實際上表明，在一級近似下不同散射機制對電阻的貢獻可以加法求和。
根據馬基申定律，在高溫時金屬的電阻率基本上取決於ρ(t) ，而在低溫時取決於ρ殘。既然ρ殘是電子在雜質和缺陷上的散射引起的，那麼ρ殘的大小就可以用來評定金屬的電學純度。
4、影響金屬導電性因素：溫度、應力、冷加工變形、合金元素及相結構
5、載流子：能夠攜帶電荷的粒子稱為載流子。在金屬、半導體和絕緣體中攜帶電荷的載流子是電子；在離子化合物中，攜帶電荷的載流子則是離子。
6、本徵半導體：純淨的無結構缺陷的半導體單晶。其電學特性：
1)本徵激發成對產生自由電子和空穴，自由電子濃度與空穴濃度相等；2)禁帶寬度eg 越大，載流子濃度ni 越小；3)溫度公升高時載流子濃度ni 增大。4)載流子濃度ni 與原子密度相比是極小的，所以本徵半導體的導電能力很微弱。
7、多子：在n型半導體中，自由電子的濃度大（1.5×10^14㎝-3），故自由電子稱為多數載流子，簡稱多子。少子：把n型半導體中的空穴稱為少數載流子，簡稱少子。
8、雜質半導體：摻入雜質的本徵半導體稱為雜質半導體。雜質半導體特性：
1)摻雜濃度與原子密度相比雖很微小，但是卻能使載流子濃度極大地提高，因而導電能力也顯著地增強。摻雜濃度愈大，其導電能力也愈強。2)摻雜只是使一種載流子的濃度增加，因此雜質半導體主要靠多子導電。
當摻入五價元素(施主雜質)時，主要靠自由電子導電；當摻入三價元素(受主雜質)時，主要靠空穴導電。
9、電介質的分類：中性電介質、偶性電介質、離子型電介質
10、介質損耗：.電介質在電場作用下，單位時間內因發熱而消耗的能量稱電介質的損耗功率，簡稱介質損耗。介質損耗形式：
1）電導（或漏導）損耗，實際使用的電介質都不是理想的絕緣體，都或多或少地存在一些弱聯絡帶電離子或空穴，在e 作用下產生漏導電流，發熱，產生損耗。2）極化損耗3）電離損耗
11、電介質的極化：電介質在電場的作用下，其內部的束縛電荷所發生的彈性位移現象和偶極子的取向現象。基本方式：
電極極化：1）電子式極化（電子位移極化）：在e作用下，原子外圍的電子雲中心相對於原子核發生位移，形成感應電矩而使介質極化的現象。
形成很快（10-14～10-16 s),是彈性可逆的，極化過程不消耗能量。在所有電介質中都存在，但只存在此種極化的電介質只有中性的氣體、液體和少數非極性固體。2）離子式極化(離子位移極化）:
離子晶體中，除離子中的電子產生位移極化外，正負離子也在e作用下發生相對位移而引起的極化。又分為： a.
離子彈性位移極化：在離子鍵構成的晶體中，離子間約束力很強，離子位移有限，極化過程很快（ 10-12～10-13s），不消耗能量，可逆。 3）偶極子極化(固有電矩的轉向極化）:
有e時，偶極子有沿電場方向排列的趨勢，而形成巨集觀電矩，形成的極化。所需時間較長（10-2～10-10s），不可逆，需消耗能量。4）空間電荷極化：
有些電介質中，存在可移動的離子，在e作用下，正負離子分離所形成的極化。所需時間最長（10-2s）。
12、超導電性：一定的低溫條件下，材料電阻突然失去的現象。超導體的特性：完全導電性完全抗磁性通量量子化
13、電阻分析方法可用材料學問題：研究過飽和固溶體的脫溶和溶質元素的回溶、測定固溶體的溶解度曲線、研究合金的時效、合金的不均勻固溶體的形成及有序—無序的轉變等。
14、雙臂電橋法的原理：上式中各量見圖4所示，上列方程可得從式可以看出，雙臂電橋的平衡條件式如果滿足以下輔助條件， 則公式中第二項為零，於是得到雙臂電橋的平衡條件為
15：電阻分析的應用：1）測定固溶體的溶解度曲線2）研究合金的時效3）材料疲勞過程的研究4）研究碳鋼的回火5）研究cu3au有序-無序轉變6）馬氏體相變的研究
第二章：磁學效能
1、物質磁性的分類：抗磁體，順磁體，鐵磁體，亞鐵磁體，反鐵磁體
2、磁滯迴線：磁化曲線和磁滯迴線是技術磁化的結果。ms：飽和磁化強度
bs：飽和磁感強度mr：剩餘磁化強度br：剩餘磁感強度hc：矯頑力
hs: 飽和外加磁場強度hr: 剩餘磁場強度
1） 磁化曲線是磁介質的磁化強度m（或磁感應強度b）隨外磁場強度h的變化曲線，分為靜態磁化曲線和動態磁化曲線（磁滯迴線）。
鐵磁質的磁化曲線的特點:①鐵磁質的靜態磁化曲線按磁化強度隨外磁場的變化規律大致可分為三個階段。第一階段磁化強度隨外磁場緩慢增加；撤除外磁場，磁化強度恢復為原始值（可逆磁化）。
第二階段磁化強度隨外磁場強度增加而快速增加；去除外磁場，磁化強度不能完全恢復至原始狀態（不可逆磁化或有剩磁）。第三階段磁化強度又隨外磁場強度增加而緩慢增加並趨於飽和狀態。②磁滯迴線的形狀與磁場強度和磁場強度的變化頻率及變化波形有關；頻率一定時，隨交變磁場強度幅值的減小，磁滯迴線的形狀逐漸趨近於變為橢圓形；隨頻率增加，磁滯迴線呈現橢圓形的磁場強度幅值的範圍擴大，且各磁場強度幅值下回線的矩形比增大。
2）磁滯迴線中，外磁場減小為零時，鐵磁質所具有的磁感應強度為剩餘磁感應強度，簡稱為剩磁；為使剩磁降低為零而施加的反向外磁場強度，稱為矯頑力。
3) 外磁場與鐵磁質的相互作用能為磁位能
4）某處某磁矩的磁位能與外磁場強度h，該處的磁導率 ，該磁矩 j的大小和磁矩與外磁場的夾角有關。
5）使更多的磁矩轉向與外磁場一致的方向能降低體系磁位能。
磁滯損耗：磁滯迴線所包圍的面積表示磁化一周時所消耗的功，稱為磁滯損耗q
3、本徵磁矩（固有磁矩）：原子中電子的軌道磁矩和電子的自旋磁矩構成了原子固有磁矩，即本徵磁矩。
4、對抗磁性物質，在外加磁場的作用下的附加磁矩大小δμ=﹣（er h）／（4m）或δμ=δiπr
5、自發磁化的原因：鐵磁質自發磁化的根源是原子磁矩，其中其主要作用的為電子自旋磁矩。產生的條件：
1）原子內部有未填滿的電子殼層，即原子本徵磁矩不為零；（必要條件）2）rab/r之比大於3使交換積分a為正，即滿足晶體結構的要求。磁致伸縮：是鐵磁物質(磁性材料）由於磁化狀態的改變，其尺寸在各方向發生變化的現象。
6、磁疇結構：磁疇的形狀，尺寸，疇壁的型別與厚度總稱為磁疇結構。平衡狀態時的疇結構影響因素：
交換能，各向異性能，磁彈性能，疇壁能及退磁能。平衡狀態時的疇結構使上述能量之和具有最小值。
7、技術磁化：技術磁化是指在外磁場作用下鐵磁體從完全退磁狀態磁化直飽和狀態的內部變化過程。實質上是外加磁場對磁疇的作用過程。
方式：磁疇壁的遷移和磁疇的旋轉；機制：壁移磁化和疇轉磁化
9、鐵磁物質技術磁化的三個階段及各階段特點：第一階段疇壁可逆遷移區，對自發磁化方向與磁場成銳角的磁疇，由於靜磁能低的有利地位而發生擴張，而成鈍角的磁疇則縮小，此時去除外磁場，則疇壁結構和巨集觀磁化都將恢復到原始狀態；第二階段疇壁不可逆遷移區，存在巴克豪森跳躍；第三階段磁疇旋轉區，磁場要為增加磁晶各向異性能而做功，因而轉動困難，磁化進行的很微弱。
10、靜態磁特性的測量方法：衝擊法，磁轉矩儀（熱磁儀）測量法，磁天平（或磁稱）測量法，振動樣品磁強計測量法。
11、磁性分析的應用：鐵磁性分析；抗磁性與順磁性分析
第三章：光學效能
1、影響折射率的因素：1）構成材料元素的離子半徑2）材料的結構、晶型和非晶態3）材料所受的內應力4）同質異構體。物理本質：
反映了材料的電磁結構（對非鐵磁結構主要是電結構）在光波電磁場作用下的極化性質或介電特徵。
2、在微觀上，光與固體材料互相作用兩種重要結果：1）電子極化2）電子能態轉變
3、光與物體相互作用的本質有兩種方式：
4、光的色散：材料的折射率隨入射光的波長而變化，這種現象稱為光的色散。散射：
光線通過有塵土的空氣或膠質溶液等媒質時，部分光線偏離原來的傳播方向而向四面八方瀰散開來的現象。叫做光的散射
5、全反射：入射光線在介質分界面上被全部反射的現象，叫做光的全反射。臨界角：
折射角等於90°時的入射角稱為臨界角發生全反射的條件：1)光從光密介質射入光疏介質；2)入射角大於臨界角。
6、從巨集觀上講，當光從一種介質進入另一種介質時，會發生的現象：透射、吸收、反射、散射
7、愛因斯坦對於黑體輻射的理論要點：光與物質的相互作用除了光吸收與光發散外還有第三個基本過程，及受激輻射。光的發射與吸收可經由三個基本過程：
受激吸收、受激輻射和自發輻射。該理論首次預言了受激輻射的存在，明確提出光子與受激輻射概念，，以更清晰的物理影象解釋了黑體輻射的規律，是雷射工作原理的核心。
8、光致發光：物體依賴外界光源進行照射，從而獲得能量，產生激發導至發光的現象，它大致經過吸收、能量傳遞及光發射三個主要階段
9、彈射散射的分類：延德爾散射、公尺氏散射、瑞利散射
第四章：熱學效能
1、材料的熱力學效能：熱容、熱膨脹、熱傳導、熱輻射、熱電勢和熱穩定性等。
2、金屬材料不發生相變時摩爾定容熱容隨溫度變化的基本規律： 3、熱分析：在程式控制溫度下，測量物質的物理性質與溫度關係的一類技術。
方法：普通熱分析法、差熱分析法、差示掃瞄量熱法、微分熱分析法、熱重分析法和機械分析法等；其應用：建立合金相圖，測定鋼的過冷奧氏體轉變曲線，熱彈性馬氏體相變的研究，研究合金的有序無序轉變，研究淬火鋼的回火，非晶態合金晶化過程研究，液晶相變的熱分析研究等。
4、熱膨脹：物體在加熱或冷卻時的熱漲冷縮現象膨脹分析：利用式樣長度和體積的變化研究材料內部組織的變化規律。
膨脹的物理本質：溫度公升高，原子振幅增加，導致原子間距增大，因此產生熱膨脹。膨脹儀的分類：
機械式膨脹儀，光學膨脹儀，電測試膨脹儀。
材料物理效能
學材料有感學院 工學院 學號 100118008 姓名 高浩 班級 10材料 材料物理效能這門課是今年新開的一門課，剛開這門課時很迷糊，不知道這究竟是一門什麼樣的課程，主要是幹什麼的！通過一學期的學習稍微有點收穫，下面我將說說我對這門課的認識。這門課主要講述材料的各種效能和用途，全書共分七章內容，第...
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gaas單晶結構與特性 1 gaas的晶體結構 gaas作為iii v族化合物半導體材料，晶體結構屬於閃鋅礦型晶格結構，砷化鎵在晶體結構上不存在對稱中心，在砷 鎵原子之間的化學鍵合上，電子密度分布也不對稱，這兩種不對稱性稱為化合物的極性 由於極性的存在，使閃鋅礦結構的晶體的解理面改變。1.一般情況下...
材料物理效能複習
1 固體無機材料的物理效能主要包括力 可用機械效能代替 熱 光 電 磁 輻照 或寫成輻射 介電 聲等方面的效能。2 超導體的三個效能指標分別是指 臨界轉變溫度 臨界磁場強度 臨界電流密度 3 導熱的微觀機制有 電子熱導和聲子熱導 也可寫作電子導熱和聲子導熱 4 光子通過固體會發生反射 折射 透過 吸...