金属材料电学性能(xìngnéng)金属材料显微结构与物理性能教材(jiàocái)及参考资料①材料技术②信息技术③能源技术④生物技术⑤先进制造技术⑥航空航天技术⑦环境保护技术等已经成为影响人类进步的重要技术。其中材料技术是重中之重的技术。其他任何技术的发展都离不开材料的发展。没有高性能的材料作为基础(jīchǔ)，现代社会的文明很难再上一层楼！绪论(xùlùn)金属(jīnshǔ)铁绪论(xùlùn)材料(cáiliào)性能的划分本课程(kèchéng)讲授内容第一章电学性能(xìngnéng)第一节材料(cáiliào)的导电性一些材料(cáiliào)室温下的电导率二、金属(jīnshǔ)导电理论（一）经典(jīngdiǎn)自由电子理论在自由电子(diànzǐ)做定向运动过程中，会不断与正离子发生碰撞妨碍电子(diànzǐ)加速运动，形成电阻。从这种认识出发，设电子(diànzǐ)两次碰撞之间运动的平均距离（自由程）为l，电子(diànzǐ)平均运动的速度为͞v，单位体积内的自由电子(diànzǐ)数为n，则电导率为经典自由电子理论的不足之处不能解释二、三价金属的价电子虽然比一价金属多，但导电性比一价金属差的原因实际测量(cèliáng)到的电子平均自由程比经典理论估计的大很多不能解释超导现象的产生经典自由电子理论的问题根源忽略了电子之间的排斥作用忽略正离子点阵(diǎnzhèn)周期场的作用立足于牛顿力学的宏观运动对于微观粒子的运动问题，需要利用量子力学的概念来解决。（二）量子自由电子(zìyóudiànzǐ)理论不同点：金属(jīnshǔ)中每个原子的内层电子基本保持着单个原子时的能量状态，而所有价电子按量子化规律具有不同的能量状态，即具有不同的能级。电子具有波粒二象性，运动(yùndòng)着的电子作为物质波（德布罗意波），其波长与电子的运动(yùndòng)速率或动量之间的关系为自由电子(zìyóudiànzǐ)的E-K曲线电场对E-K曲线(qūxiàn)的影响电阻的形成电子波在传播过程中被离子点阵散射，然后相互干涉而形成电阻。超导体量子力学(liànꞬzǐlìxué)证明，当电子波在绝对零度下通过一个理想的晶体点阵时，它将不会受到散射而无阻碍地传播，此时的材料是一个理想的导体，即所谓的超导体。电阻产生的本质晶体点阵离子的热振动使电子(diànzǐ)波受到散射晶体中的杂质原子、位错和点缺陷等使电子(diànzǐ)波受到散射对电子(diànzǐ)波产生了阻碍作用，降低了导电性，这就是材料产生电阻的本质所在。量子(liàngzǐ)马基申定则(dìnꞬzé)（三）能带理论(lǐlùn)能带的形成原子结构理论—每个电子都占有一个分立的能级。泡利不相容原理—每个能级只能容纳(róngnà)2个电子。例如，一个原子的2s轨道只能有一个能级，可以容纳(róngnà)2个电子。2p轨道则有3个能级，一共可以容纳(róngnà)6个电子。电子数量增加(zēngjiā)时能级扩展成能带自由电子(zìyóudiànzǐ)模型导体如果(rúguǒ)价带内的能级未被填满，价带与导带之间没有禁带，或者相互重叠，在外电场作用下电子很容易从一个能级跃迁到另一个高能级去而产生电流绝缘体价带是满带，且满带上面相邻的是一个较宽的禁带，由于满带中的电子没有活动的空间，即使禁带上面的能带完全是空的，在外电场作用下电子也很难跳过禁带半导体半导体的能带结构与绝缘体类似，所不同的是它的禁带宽度比较窄，电子可以相对容易跃过禁带，如果(rúguǒ)存在外界作用（如热、光辐射等），则价带中的电子获得能量就可能跃迁到导带上去，在价带中出现电子留下的空穴，从而具有导电性三种导电理论的主要(zhǔyào)特征第二节影响(yǐngxiǎng)金属导电性的因素一、温度(wēndù)的影响一、温度(wēndù)的影响一、温度(wēndù)的影响一、温度(wēndù)的影响温度对铁磁性金属比电阻(diànzǔ)和电阻(diànzǔ)温度系数的影响二、应力(yìnglì)的影响二、应力(yìnglì)的影响二、应力(yìnglì)的影响三、冷加工变形(biànxíng)的影响三、冷加工变形(biànxíng)的影响三、冷加工变形(biànxíng)的影响四、合金(héjīn)元素及相结构的影响四、合金元素(yuánsù)及相结构的影响（一）固溶体的电阻（一）固溶体的电阻(diànzǔ)Au-Ag合金(héjīn)电阻率与成分关系（一）固溶体的电阻(diànzǔ)（一）固溶体的电阻(diànzǔ)（二）有序固溶体的电阻(diànzǔ)Cu3Au合金(héjīn)有序化对电阻率的影响（三）不均匀(jūnyún)固溶