具有高临界转变温度,能在液氮温度条件下工作的超导材料 。 绝缘体(insulator)
绝缘性通常是指材料阻滞热、电或声通过的能力。
极化率(polarizability) 极化率是衡量原子、离子、分子在电场作用下极化强度的微观参数, 通常用α表示,α为原子、离子、分子在电场作用下形成的偶极矩与作用于原子、离子、分子上的有效内电场之比。
极化强度(polarization)
极化强度是电介质单位体积中电偶极矩的矢量和。
介质极化系数 (polarization coeffecient of dielectric materials)
为了将极化强度P和宏观实际有效电场E相联系, 人们定义 , 式中 为真空介电常数, F/m(法/米), 为电介质的极化系数,是个无量纲的数。
绝对介电常数 、相对介电常数 (ablolute-dielectric constant、relative-dielectric constant) 电介质在电场E中极化后产生的电场可用电感应强度D 表征, ,
式中 为电介质的绝对介电常数, 为电介质的相对介电常数, 也是一个无量纲的数, ,可见 。绝对介电常数、相对介电常数都是物理学中讲平板电容时引入的参数, 表征电介质极化并储存电荷的能力,是个宏观物理量。
电子位移极化(也叫形变极化)(electronic polarization)
在外电场作用下,原子外围的电子云相对于原子核发生位移形成的极化叫电子位移极化,也叫形变极化。
离子位移极化(ionic polarization)
离子晶体在电场作用下离子间的键合被拉长, 导致电偶极矩的增加, 被称为离子位移极化,象Nacl在电场作用下就会发生位移极化。 偶极子取向极化(dipole orientation polarization)
偶极子取向极化是极性电介质的一种极化方式。组成极性电介质中的极性分子具有恒定的偶极矩。无外加电场时,这些极性分子的取向在各个方向的几率是相等的,就介质整体来看,偶极矩等于零。在电场作用下,这些极性分子除贡献电子极化和离子极化外,其固有的偶极矩将沿外电场方向有序化,沿外场方向取向的偶极子比和它反向的偶极子的数目多,所以介质整体出现宏观偶极矩。这种极化现象为偶极子取向极化。
松弛极化(relaxation)
当材料中存在着弱联系电子、离子和偶极子等松弛质点时,热运动使这些松弛质点分布混乱,而电场力图使这些质点按电场规律分布,最后在一定温度下,电场的作用占主导,发生极化。这种极化具有统计性质,叫作松驰极化。松驰极化是一种不可逆的过程,多发生在晶体缺陷处或玻璃体内。
电介质的击穿(breakdown of dielectric medium)
电介质只能在一定的电场强度以内保持绝缘的特性。当电场强度超过某一临界值时,电介质变成了导体,这种现象称为电介质的击穿,相应的临界电场强度称为介电强度或击穿电场强度。
介质损耗(dielectric loss)
将电介质在电场作用下,单位时间消耗的电能叫介质损耗。
氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝(alumina、beryllium oxide、silicon carbide、aluminum nitride)
氧化铝、氧化铍、碳化硅及氮化铝是几种新型高性能介电陶瓷材料。可作为集成电路基板材料。其中的氧化铝应用最为普通。氧化铝陶瓷介电损耗低,电性能与温度的关系不大,机械强度高,化学稳定性好,已被广泛应用于基板材料。氧化铍的最大优点是导热系数高,介电常数较低,但由于其毒性大,价格高而限制了其应用。碳化硅的导热性优于氧化铝,但烧结困难。近年来,氮化铝基板由于其得天独厚的优点,已引起国内外的普遍关注。日本商品化AlN的热传导率已达260W/m.k, 是目前普遍使用的氧化铝的10倍,而其他电性能与Al2O3相当。目前氮化铝作为基板使用要解决的是其金属化技术的可靠性,多层布线技术及降低成本等问题。
光透射(transmittance)
光透射是指光对介质的穿透现象。
吸收(absorption of light)
光的吸收是光在介质中传播时部分能量被介质吸收的现象
反射(reflection)
光反射是指光被表面折回的现象,遵循光的反射定律,既反射角等于入射角。这种反射为镜反射。
折射(refraction)
当光从一种介质1进入另一种介质2时, 其速度和传播方向发生变化,即发生了折射。与界面法向形成入射角 和折射角 (图3-2-17), 与 间关系与两种材料的折射率有关。
, 式中 、 分别为光在材料1和材料2中的传播速度, 为材料2相对于材料1的折射率。
折射率还与入射光的频率有关,随频率的减小(或波长的增加)而减小,这种性质称为折射率的色散。
光子(photons)
光具有波动和微粒二重性,当考虑光与电子之间的能量转换时,把光当成粒子来看待,称为光子。光子是最早发现的构成物质的基本粒子之一。光子所具有的能量不是连续的,而是与其频率v 有关,光子能量 ,式中v 为光的频率, 为光的波长,h为普朗克常数,
选择吸收(selectire absorption)
材料对不同波长的光的吸收能力不同,对某种波长的光吸收率很高,而对另外一些波长的光吸收率很低,这种现象被称为选择吸收。
漫反射(diffuse reflection)
当光线照射到一粗糙不平的表面,则在局部位置入射角的实际大小并不一样,因而反射光的方向也不一致,形成了漫反射。
光泽(luster)
光泽是材料表面在光照条件下所显现出的色泽,光泽与镜反射和漫反射的相对含量密切相关,当镜反射光带宽度窄但强度高时,可以获得高的表面光泽。 透光性(transmittance)
透光性是指光对介质的穿透能力。
荧光材料(fluorescence)
荧光材料是一类发光材料。由于当外界任一形式的能量将电子由价带激发至导带后,该电子又返回到价带时发出的光子频率在可见光范围内,所以材料发光。如果在激发除去之后的 内,电子跳回价带时,同时发光。这种光为荧光,该发光材料为荧光材料。
磷光材料(phosphorescent materials)
磷光材料是一类发光材料。发磷光的材料含有杂质,并在禁带中建立施主能级。当激发的电子从导带跳回价带时,首先跳到施主能级上并被捕获。当电子再从捕获陷阱溢出返回价带时,才会发光,因而延迟了发光的时间(图3-2-25c)。通常人们把这种激发停止后一定时间内能够发光的材料称为磷光材料。
粒子数反转(turning electron numbers over)
粒子数反转是产生激光的必要条件, 即通过使高能级上的电子数多于低能级的电子数,从而实现受激辐射几率大于吸收几率。
光导纤维 (optical waveguide fibre)
光以波导方式在其中传输的光学介质材料,简称光纤。光导纤维由纤芯和包层两部分组成。有两种纤维结构可以形成波导传输,即阶跃(折射率)型和梯度(折射率)型。阶跃型光导纤维的纤芯与包层间折射率是阶梯状的,纤芯的折射率大于包层,入射光线在纤芯和包层间界面产生全反射,因此呈锯齿状曲折前进。梯度型光导纤维的纤芯折射率从中心轴线开始向着径向逐渐减小。因此,入射光线进入光纤后,偏离中心轴线的光将呈曲线路径向中心集束传输,光束在梯度型光导纤维中传播时,形成周期性的会聚和发散,呈波浪式曲线前进。故梯度型光导纤维又称聚焦型光导纤维。
全反射(total reflection)
全反射是光从光密介质射向光疏介质且当入射角大于临界角时,光被界面全部反射回原介质不再进入光疏介质中的现象。
光存储材料(optical memory materials) 光存储材料是通过调制激光束,以光点的形式把信息编码记录在镀膜介质中的一类功能材料。根据存储方式不同,光存储材料可分为三种类型,①只读式,②一次写入多次读出,③可擦重写方式。
光电转换材料(photoelectric conversion material)
光电转换材料是将太阳能转换为电能的一类材料。主要用于制作太阳能电池。 磁感应强度(magnetic intensity)
任何物质在外磁场作用下,除了外磁场外,由于物质内部原子磁矩的有序排列,还要产生一个附加磁场。在物质内部,外磁场和附加磁场的总和称之为磁感应强度,是矢量,常用符号B表示。在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。
介质磁导率(magnetic permeability)
磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一。常用符号μ表示,等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比。
相对磁导率(relative magnetic permeability)
相对磁导率是描述磁介质磁性的物理量之一,其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0 之比。
磁化强度(magnatization)
描述磁介质磁化状态的物理量,常用符号M表示。定义为单位体积内分子 磁矩 m的矢量和。在国际单位制(SI)中,磁化强度M的单位是安培/米(A/m)。
磁化率(magnetic susceptibility)
表征磁介质属性的 物理量 。常用符号χm 表示,等于磁化强度M与磁场强度H之比,即 M= χm H
抗磁性(diamagnetism)
根据磁化强度的大小、正负,可将磁性分为抗磁性、顺磁性、铁磁性和反铁磁性四类(图3-2-32)。
当磁化强度为负值时,物质表现出抗磁性。抗磁性一般较弱,磁化率 为负值,在 量级。金属 等具有这种性质。周期表中前18种元素的单质表现为抗磁性,而且这些元素构成了陶瓷材料中几乎所有的阴离子,故陶瓷材料的大多数原子是抗磁性的。
顺磁性(paramagnetism)
当磁化强度与外磁场方向一致, 为正值且与磁场强度成正比时,物质为顺磁性。顺磁性的大小还与温度有关,温度越高,顺磁磁化率越小。顺磁物质的磁化率一般也很小,室温下约 。一般含有奇数个电子的原子或分子,电子未填满壳层的原子或离子如过渡族单质、稀土、锕系及铝、铂等金属都属于顺磁物。
铁磁性(ferromagnetism)
对于铁、钴、镍这几种金属,磁化率均为正,且可达 量级,属于强磁性物质,这种磁性称为铁磁性。铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来,超过这一温度,铁磁性转变为强顺磁性。这个温度称之为居里点。 反铁磁性(antiferromagnetism)
反铁磁性物质磁性特征是磁化率几乎为零。这种现象的存在与温度有关,只在某个温度以下存在,这个温度称为尼尔点 。当 ,反铁磁体与顺磁体有相同的磁化行为。反铁磁性物质大都是非金属化合物,如 。
磁滞回线(hysteresis loop)
磁滞回线是显示磁滞现象的闭合磁化曲线。
剩磁(residual magnetism)
剩磁是移去外加磁场,仍保留在试件中的磁性。
矫顽力(coercive field) 铁磁体磁化到饱和后,使他的磁化强度或磁感应强度降低到零所需要的反向磁场称为矫顽力。
磁致伸缩(magnetostriction)
当铁磁体磁化状态改变时,磁体的尺寸及形状会变化,这种现象叫磁致伸缩。定义沿磁化方向单位长度发生的变化为磁致伸缩系数 ,磁化强度饱和时的磁致伸缩系数 是材料常数。
磁矩(magnetic moment)
描述载流线圈或微观粒子磁性的物理量。平面载流线圈的磁矩定义为 式中i为电流强度;S为线圈面积;n为与电流方向成右手螺旋关系的单位矢量。
交换作用(exchange effect)
交换作用是指处于不同原子的、未被填满壳层上的电子之间发生的特殊相互作用。由这种交换作用所产生的交换能J与晶格的原子间距有密切关系(图3-2-36)。当原子间距离很大时,J接近于零,随着距离的减小,相互作用增加。当原子间距a与未被填满的电子壳层的直径D之比大于3时,交换能为正值,材料呈现铁磁性;当 时,交换能为负值,材料呈现反铁磁性
磁畴(domains)
磁畴是磁矩方向一致的小区域,含有 个原子,体积约 。磁畴的形成是由于近邻原子间的交换作用。
自发磁化(spontaneous magnetization)
铁磁体内部自发地形成了磁化到饱和的小区域-磁畴。铁磁体的这种作用不是依赖外磁场的作用,因此称为自发磁化。自发磁化是铁磁物质的一个基本特性,是其与顺磁物质的区别所在。
软磁材料(soft magnet materials)
软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料 。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。
硬磁材料(permanent magnetic material)
硬磁材料也称为永磁材料,具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁,一经磁化即能保持恒定磁性的材料。
磁记录材料(magnetic recording materials)