1 1电子功能与元器件材料与功能材料的分类
电子功能材料
什么是电子功能材料？定义1：所谓电子功能材料，是以发挥其物理性能（如电、磁、光、声、热等）或物理与物理性能之间、力学与物理性能之间、化学与物理性能之间相互转换的特性为主而主要用于电子信息工业的材料定义2：根据在器件中所起的作用，可将电子功能材料定义为：凡具有能量与信息的发射、吸收、转换、传输、存储、控制与处理功能特性之一或者是直接参与保障这些功能特性顺利发挥而主要用于电子信息工业的材料。
定义3：具有某种功能效应的材料。
功能效应是指材料的光、电、磁、热、声等物理特性以及这些物理特性参量之间的相互耦合（转换）效应。
有哪些电子功能材料？1.按电子材料的用途分类，通常把电子材料分为结构电子材料[能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料]和功能电子材料[指除强度性能外，还有其特殊功能，如能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的材料；在应用中，主要是其功能而不是机械力学性能] 2.按组成分类，从化学作用的角度，可以将电子材料分为无机电子材料[又可分为金属材料（以金属键结合）和非金属材料（硅等元素半导体、金属的氧化物、碳化物、氮化物等，他们以离子键和共价键结合）]和有机（高分子材料）电子材料[主要是由碳、氢、氧、氮、氯、氟等组成的高分子材料，大部分是以共价键和分子键结合]电子功能材料有些什么作用？什么是标量、矢量及二阶张量？它们的下标数、分量数各为多少?无方向的物理量，称为标量（也称零阶张量）。
它们完全由给定的某一数值来确定；与方向有关的物理量，称为矢量（也称一阶张量）。
它们不仅有大小，而且有一定的方向；n维空间n*n的矩阵即二阶张量。
下标数0、1、2.量数1、3、9.求和规则是什么？根据求和规则如何表示∑==31jjijiEDε)3,2,1(=i两个矢量之间的关系，如试证明矢量的变换定律与二阶张量的变换定律当某一项中有重复出现的下标时，则自动按该下标求和，因此，上式可表示为：D i=D DD D D (i, j =1,2,3) j——求和下标i——自由下标上式可按j展开，进而可写出Di的三个分量，则D i=εi1E1+εi2E2+εi3E3诺埃曼原则晶体物理性质的对称元素应当包含晶体的宏观对称元素（即点群的对称元素），也就是说，晶体物理性质的对称性可以高于晶体点群的对称性，但不能低于晶体点群的对称性，而至少二者是一致的。
功能材料的分类及应用
功能材料的分类与应用吉林农业大学资源与环境学院摘要：随着时代的发展，各式各样的材料走进人们的生活中 ，功能材料也越来越多的应用到各行各业 .功能材 料已经是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。
本文从功能技术材料、功能 无机非金属材料、功能高分子材料、功能晶体材料、功能复合材料、具有特殊结构的功能材料等方面对功 能材料进行了分类和描述，概述了功能材料在航天领域、环保领域以及防伪领域上的应用。
关键词：功能材料；分类；应用功能材料是新材料领域的核心，是国民经济、社会发展及国防建设的基础和先导。
它 涉及信息技术、生物工程技术、能源技术、纳米技术、环保技术、空间技术、计算机技术、 海洋工程技术等现代高新技术及其产业。
功能材料不仅对高新技术的发展起着重要的推动和 支撑作用，还对我国相关传统产业的改造和升级，实现跨越式发展起着重要的促进作用。
1功能材料定义功能材料是以物理性能为主的工程材料的统称，即指在电、磁、声、光、热等方面具有2功能材料的分类2.1功能金属材料[2]2.1.1电性材料包括导电材料：电阻材料，电阻敏感材料-应变电阻、热敏电阻、光敏电阻；电热材料； 热电材料，主要用作热电偶。
2.1.2磁性材料具有能量转换、存储或改变能量状态的功能 ，按矫顽力大小分为硬磁、半硬磁、软磁材料3种，广泛应用于计算机、通讯、自动化、音响、电机、仪器仪表、航空航天、农业、生 物与医疗等技术领域。
应用较多的有：金属软磁材料，金属永磁材料，磁致伸缩材料，铁氧 体磁性材料。
2.1.3超导材料具有零电阻特性、迈斯纳效应、磁通量子化和约瑟夫森效应。
常规超导体；高温超导体：镧锶铜氧化物(La - Sr - Cu - O )、钇 钡 铜 氧 化 物(YBa 2Cu 3O 7 - S 卜铋锶钙铜氧化物(Bi -Sr - Ca - Cu- O)、铊钡钙铜氧化物(TI - Ba - Ca - Cu - O)、汞钡钙铜氧化物(Hg - Ba - Ca - Cu - O)、无限层超导体、钕铈铜氧化物(Nd - Ce - Cu - O);其它类型超导材料：金属间化合物 (R -T - B - C)超导体，有机超导体和碱金属掺杂的C 60超导体，重费米子超导体。
常用电子材料及电子元器件
时，选择的刃口直径必须大于导线的直径，反之，可能会切伤导线或切断导线。
2．1．3 各种螺丝刀
1、螺丝刀 螺丝刀是用于旋紧或拧松各种螺丝钉的一种工具。根据螺丝钉头部的形式不
同，螺丝刀可分为平口或十字。不管那种形式的螺丝刀，都有各种尺寸规格可供选择。为了
防止触电，螺丝刀的手柄都是由塑料或木质材料组成。
2、无感改锥 无感改锥是种专门用来调试电感或变压器慈芯用的无感螺丝刀，它的旋竿
绝缘材料的电阻率一般都大于 109Ω/cm，在电子制作过程中非常重要，尤其各种绝缘 板、绝缘纸、绝缘套管等应用更为普遍。
1、绝缘板 主要有热塑性绝缘材料做的适合于不受热、不受力的绝缘部件，例如护套、 护罩、仪器面板等。有热固性层压材料制作的各种厚度的层压纸板。有由环氧树脂材料材 料制作的各种绝缘板。
在电子产品的制作和维修中，有时需要把已焊接好的焊点和元器件拆除，这就要用到 吸锡器。吸锡器是用来吸除焊点存锡的一种工具。拆装电子元器件时，先用电烙铁熔化焊点， 再用吸锡器将焊锡吸除，则电子元器件即可被拔出。
2．2 常用电子制作材料
一些常用的电子材料在设计、安装电子产品时也是非常重要的。掌握这些材料的性能特 点及其选用的常识，对电子产品的设计、安装具有重要意义。
3、 线扎
4、 粘合剂 5、 热熔胶
2．3 常用电子元器件
2.3.1 电阻器 1、电阻器的命名方法
根据国家标准 GB2470—81 的规定，电阻器的型号由以下几部分组成。
区别代号（用大写字母表示） 序号（用数字表示） 分类（多数用数字表示，个别用字母表示，见表2—1） 材料（用字母表示，见表2—2） 主称（用字母表示，R 一般电阻，W 电位器，M 敏感电阻）
2.1.1.a 普通的电工刀 2、 试电笔又叫测电笔、电笔，主要用于测试 500V 以下电线、用电器和电器设备是否 带电，是一种辅助的安全工具。常见的测电笔有钢笔式和螺丝刀式两种。试电笔测试电压的 范围通常在 60～500V 之间，试电笔由笔尖金属体、电阻氖管、笔身、小窗、弹簧和笔尾的 金属体组成。如图 2.1.1.b 所示。
电子信息材料知识点总结
电子信息材料知识点总结1. 电子元器件材料电子元器件是电子设备的核心组成部分，它用于控制电子信号的流动和转换，从而实现各种功能。
电子元器件材料是电子元器件的基础材料，它直接影响到电子元器件的性能和可靠性。
常见的电子元器件材料包括导体、绝缘体、半导体等。
（1）导体材料导体是能够允许电子自由流动的材料，它在电子元器件中用于传输电流。
常见的导体材料包括铜、铝、金等金属材料，它们具有良好的导电性能和机械性能，适合用于制造导线、电极、接线等部件。
（2）绝缘体材料绝缘体是对电子具有很强阻止作用的材料，它在电子元器件中用于隔离电路和保护电子设备。
常见的绝缘体材料包括二氧化硅、氧化铝、聚合物等，它们具有良好的绝缘性能和耐高温性能，适合用于制造绝缘层、密封件、外壳等部件。
（3）半导体材料半导体是介于导体和绝缘体之间的材料，它在电子元器件中用于制造晶体管、二极管、集成电路等部件。
常见的半导体材料包括硅、锗、砷化镓等，它们具有良好的半导体性能和光电性能，适合用于制造各种电子器件。
2. 半导体材料半导体材料是一类具有半导体性能的材料，它在电子领域中具有重要应用价值。
半导体材料的性能直接决定了电子器件的性能和功能，因此对其进行深入研究具有重要意义。
（1）硅材料硅是一种常见的半导体材料，它在电子器件制造中占据着重要地位。
硅材料具有良好的稳定性、加工性和可靠性，适合用于制造各种集成电路、光伏电池、振荡器等器件。
（2）化合物半导体材料化合物半导体材料是由两种或多种元素化合而成的半导体材料，它具有比硅更优秀的性能和应用潜力。
常见的化合物半导体材料包括砷化镓、硒化锌、氮化镓等，它们在光电子器件、微波器件、光伏器件等领域中有着广泛的应用。
（3）有机半导体材料有机半导体材料是一类新型的半导体材料，它具有良好的柔韧性、可加工性和低成本性，因此在柔性电子器件、有机光电子器件等领域中备受青睐。
常见的有机半导体材料包括聚合物、小分子有机物等，它们在柔性显示器、柔性传感器、有机太阳能电池等领域中有着广泛的应用。
电子材料概述
电子材料的要求和选用原则 纳米电子材料、复合材料等新型电子材料 电子材料的发展动态
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1.3.1 现代社会对电子材料的要求
物质尺度到了纳米级后，由于表面电子能级（费米面）的变化
（Kubo效应）导致了纳米材料具有许多奇特的性能，从而使其具备
奇异性和反常性，能使多种多样的材料改性，用途极为广泛。上述 五种效应是纳米材料的基本特性，它使纳米粒子和纳米固体呈现许 多奇异的物理性质、化学性质；
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纳米材料的基本单元包括：
•零维：纳米尺寸的粒子 •一维：纳米粗细尺寸的棒、管、线 •二维：指空间一维处于纳米尺度，如超薄膜、
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2 量子尺寸效应
当粒子尺寸下降到一定值时，金属费米能级附近的电子能
级由准连续变为离散能级的现象，纳米半导体微粒存在不
连续的最高能级占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道 能级的能隙变宽现象均称为量子尺寸效应。
微粒尺寸 量子尺寸效应 特性显著不同。
根据Kubo理论，分立能级的平均间距δ 与颗粒中的电子数N成反比，δ =4EF/3N， 显然当块状金属中电子浓度N很大时，电子能谱可以看作是连续的，当金属颗粒尺 寸减少时，能级δ 将随之增大，这些分立的能级不能按连续的能带论处理。呈现出 量子尺寸效应。
物体的表面积与体积之比称为比表 面积，这个数据对纳米材料的性质 具有重要影响。球形颗粒的表面积 与直径的平方成正比，其体积与直 径的立方成正比，故其比表面积与 直径成反比。随着颗粒直径变小， 比表面积将会显著增大，说明表面 原子所占的百分比将会显著增加。
电子元件、器件、元器件的分类说明
电子元件、器件、元器件的分类说明电子元器件是元件和器件的总称.一、元件：工厂在加工产品是没有改变分子成分产品可称为元件，不需要能<电>源的器件。
它包括：电阻、电容、电感器。
（又可称为被动元件Passive Components）（1）电路类器件：二极管，电阻器等等（2）连接类器件：连接器，插座，连接电缆，印刷电路板(PCB) 二、器件：工厂在生产加工时改变了分子结构的器件称为器件器件分为：1.主动器件，它的主要特点是：(1)自身消耗电能(2).还需要外界电源。
2.分立器件，分为（1)双极性晶体三极管（2）场效应晶体管（3）可控硅（4）半导体电阻电容3.模拟集成电路主要是指由电容、电阻、晶体管等组成的模拟电路集成在一起用来处理模拟信号的集成电路。
有许多的模拟集成电路，如集成运算放大器、比较器、对数和指数放大器、模拟乘（除）法器、锁相环、电源管理芯片等。
模拟集成电路的主要构成电路有：放大器、滤波器、反馈电路、基准源电路、开关电容电路等。
模拟集成电路设计主要是通过有经验的设计师进行手动的电路调试，模拟而得到，与此相对应的数字集成电路设计大部分是通过使用硬件描述语言在EDA软件的控制下自动的综合产生。
4.数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。
根据数字集成电路中包含的门电路或元、器件数量，可将数字集成电路分为小规模集成（ＳＳＩ）电路、中规模集成ＭＳＩ电路、大规模集成（ＬＳＩ）电路、超大规模集成ＶＬＳＩ电路和特大规模集成（ＵＬＳＩ）电路。
小规模集成电路包含的门电路在１０个以内，或元器件数不超过１００个；中规模集成电路包含的门电路在１０～１００个之间，或元器件数在１００～１０００个之间；大规模集成电路包含的门电路在１００个以上，或元器件数在１０～１０个之间；超大规模集成电路包含的门电路在１万个以上，或元器件数在１０～１０之间；特大规模集成电路的元器件数在１０～１０之间。
电功能材料——精选推荐
电功能材料概述摘要：本文重点介绍了电功能材料的分类以及超导材料、导电高分子材料和半导体材料的特性、制备和前景等。
介绍了电功能材料的工程价值和研究电功能材料的意义。
关键词：电功能材料；超导材料；导电高分子；半导材料1 电功能材料的分类:电功能材料包括导电材料、介电材料、压电材料和光电材料等。
导电材料又包括导体材料、半导体材料、超导材料。
导电材料有金属材料(如银、铜)、合金材料(如镍铬合金)、无机非金属材料(如石墨)、导电高分子材料(如聚苯胺、聚乙炔)。
超导材料有元素超导体(如Rh、W、Mo、Nb等)、合金和化合物超导体(如钡亿氧铜、NiTi等)、有机高分子超导体(如聚氮化硫)。
介电材料又叫电介质，是具有电极化特征的材料，材料在电场作用下对外表现出极化强度，极化强度越大，材料的介电常数越大。
介电常数是反映材料贮存电荷能力大小的一个参数。
如制作电容器的材料就属于这一类。
例如BaTio：、Ta，Oj、聚乙烯等。
压电材料是指具有压电效应的材料。
压电效应是指没有对称中心的材料受到机械应力作用处于应变状态时，材料内部会引起电极化的现象。
利用压电材料可以制成各种传感器、扬声器、超声探测仪等。
例如铁酸钡陶瓷、聚偏二氟乙烯等。
光电材料是受光照射后，电导率急剧上升的一种材料。
例如CdS陶瓷、ZnU、PbO、聚从乙烯基昧陛(PNVC)在一定条件下都能表现出光导电性，它们可以用于太阳能利用、静电复印等领域。
本篇文章主要介绍超导材料、导电高分材料和半导体材料。
2 超导材料:材料在一定条件下，电阻消失为零的状态称为超导态。
此时磁力线不能进入超导态材料内部，导体呈完全抗磁性。
超导材料从正常的电阻态过渡到超导态(零电阻态)的转变称为正常超导转变，转变时的温度Tc称为超导体的临界温度。
显然Tc越高，超导体才越具有应用价值。
除温度外，足够强的磁场也能破坏超导态。
从超导态转变为正常态的最小磁场Hc(T)叫做该温度下超导体的临界磁场。
如果施加磁场给正处于超导态的超导体，当磁场大于Hc(T)时，会破坏超导态，使电阻恢复正常。
电子材料与元器件介绍
以电子学和光电子学为代表的信息产业已成为当今知识经 济时代国民经济和社会发展的战略性基础产业和支柱产业。 而电子功能材料与器件则是电子学和光电子学的重要物质 基础与先导。
电子信息材料是指以电子或光子为载体、用于制造各种电 子及光电子元器件、半导体集成电路、纳米电子器件、磁 性元器件、电子陶瓷器件等的材料。
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基于光电子材料
1960年出现第一台红宝石激光器。 固态激光器（包括固体激光器和半导体激光器），
A1GaAs半导体激光器和lnGaAsP半导体激光器。 1991年提出和发现光子晶体。
光子晶体是一种介质或金属材料在空间呈周期性排列 并能自由控制光的人造晶体。光子晶体内部的光学折 射率呈周期性分布。
同时又是一种多学科交叉的学科，涉及到电子技术、光学、 物理化学、固体物理学和工艺技术等多学科知原理并不排斥通过操纵单个原 子来制造物质。这样做并不违反任何 定理，而且原则上是可以实现的。毫 无疑问，当我们得以对细微尺度的事 物加以操纵的话，将大大扩充我们可 能获得物性的范围 。 ---费曼,1959
随着电子学向光电子学、光子学迈进，微电子材料 在未来10～15年仍是最基本的信息材料，光电子材 料、光子材料将成为发展最快和最有前途的信息材 料。
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1 硅基半导体材料
硅单晶研发的主要方向：提高硅集成电路成品率、性能，降 低成本，增大直拉硅单晶的直径，解决缺陷等。
2013年进入32纳米技术代，栅长13nm；2016年进入22纳米技 术代，栅长9nm；2022年栅长将是4.5nm。
半导体芯片上晶体管数量及特征尺寸的变化趋势 3
以半导体材料为载体 摩尔定律
18个月，IC集成晶体管数目翻倍 18个月，IC产品性能提高一倍 18个月，相同性能产品降价一半
电子功能材料与元器件名词解释
电⼦功能材料与元器件名词解释名词解释形状记忆合⾦：形状记忆效应是指具有⼀定形状的固体材料，在某种条件下经过⼀定的塑性变形后，加热到⼀定温度时，材料⼜完全恢复到变形前原来形状的现象。
即它能记忆母相的形状。
具有形状记忆效应的合⾦材料即称为形状记忆合⾦。
热弹性马⽒体相变：在某些合⾦材料中会出现⼀种叫做热弹性马⽒体的晶相组织，这种组织的特点是：它的相变驱动⼒很⼩，很容易发⽣相变。
它能随着温度的升⾼⽽弹性地缩⼩或长⼤，故称其为“热弹性马⽒体”。
约瑟夫逊（Josephson）效应：约瑟夫逊从理论上对于超导体－势垒－超导体的情况进⾏了认真的计算。
得出了⼀系列难以想象的结果：在势垒两边电压为零的情况下，电⼦对能够以隧道效应穿过绝缘层，产⽣直流超导电流，此现象叫直流约瑟夫逊效应(d.c. Josephson effect)。
超导隧道结这种能在直流电压作⽤下，产⽣超导交流电流，从⽽能辐射电磁波的特性，称为交流约瑟夫逊效应。
注：把右侧正常⾦属改成超导体迈斯纳效应：处于超导状态时，超导体内部磁感强度为零。
这种现象称为迈斯纳效应超晶格：超晶格材料是由两种或两种以上性质不同的薄膜相互交替⽣长并⽽形成的多层结构的晶体，在这种超晶格材料中，由于⼈们可以任意改变薄膜的厚度，控制它的周期长度。
⼀般来说，超晶格材料的周期长度⽐各薄膜单晶的晶格常数⼤⼏倍或更长，因⽽取名“超晶格”。
组分超晶格：超晶格材料的⼀个重复单元由两种不同材料组成，其电⼦亲和势、禁带宽度均不相同。
掺杂超晶格：若在同⼀半导体材料中，⽤交替改变掺杂类型的⽅法形成的超晶格称为掺杂超晶格。
应变超晶格：当两种不同材料构成超晶格时，若两种材料晶格常数相差较⼤时，会在界⾯处产⽣缺陷，得不到好的超晶格材料。
但是，当多层薄膜厚度⼗分薄时，晶体⽣长时会产⽣很少的缺陷，即是在弹性形变限度内，晶格本⾝的应变使缺陷消除，可制备好的超晶格材料－－应变超晶格材料压电效应：当对某些晶体在某些特定⽅向上加⼒时，在施⼒⽅向的垂直平⾯上出现正、负束缚电荷，这种现象称为压电效应。
电子元器件
电阻在电路中用"R"加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为：分流、限流、分 压、偏置等。
电容在电路中一般用"C"加数字表示(如C13表示编号为13的电容)。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材 料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容的容量大小表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容 量有关。
电视机IC/音响IC/电源模块 影碟机IC/录象机IC/电脑IC 通信IC/遥控IC/照相机IC 报警器IC/门铃IC /闪灯IC 电动玩具IC/温控IC/音乐IC 电子琴IC /手表IC/其他集成电路
触点/触片/探针 铁心/其他电子五金件
点阵/led数码管/背光器件 液晶屏/偏光片/发光二极管芯片 发光二极管显示屏/液晶显示模块 其他显示器件
电磁传感器/敏感元件 光电传感器/光纤传感器 气体传感器/湿敏传感器 位移传感器/视觉、图像传感器 其他传感器
能产生电感作用的元件统称为电感原件，常常直接简称为电感。 磁珠/电流互感器/电压互感器 电感线圈/固定电感器/可调电感器 线饶电感器/非线饶电感器 阻流电感器(阻流圈、扼流圈) 其他电感器
电子元器件包括：电阻、电容、电感、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电 声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电 路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、 电子胶（带）制品、电子化学材料及部品等。
在20世纪出现并得到飞速发展的电子元器件工业使整个世界和人们的工作、生活习惯发生了翻天覆地的变化。 电子元器件的发展历史实际上就是电子工业的发展历史。
1-1电子功能与元器件材料与功能材料的分类 共26页
LOGO
黑色金属 有色金属
生铁（灰口铸铁、球磨铸铁、可锻铸铁） 碳钢（低、中碳钢，超高碳钢） 合金钢（不锈钢、工具钢、耐热钢、其它合金钢等） 轻金属（铝、镁、钠等） 重金属（汞、铜、铅、锌、钴锡、锑、银、金等） 稀有金属（锂、铍、钛、钼、钡、铯、银、金、钯等） 半金属（硅、硒、碲、砷等）
陶瓷（结构陶瓷、建筑陶瓷、传统陶瓷）
B：新能源材料（核能）
原子能的理论基础：爱因斯坦的质能方程（1905年）
核能开发阶段E＝：mc2 1.实现人工核反应 表示的质量(m)和能量(E)之间的关系。式中c为光速
1 初2期.人发工现核反中应（子191及9年卢轻瑟福原： α素粒子裂轰击变N）
3.重H 元4e 素N 14 裂 变O 17 及H 1（ 链质 子 式）反应
纳米技术 环保技术
计算机技术
空间技术
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4. 功能材料的分类
LOGO
热学功能材料（高温耐热材料、燃气轮机、飞机、汽车的高温绝缘材料等）
机械功能材料（质轻、高强度、高硬度材料。例如普通钢抗拉伸强度是 （20-40）kg/mm2 高强度钢为（40-100）kg/mm2，此外， 还有超塑性、抗震材料等)
磁学功能材料（永磁铁、磁流体、即强磁性微粉分布于液相无磁滞现象、
玻璃（普通玻璃、石英玻璃、硼化玻璃、钢化玻璃、铅玻璃等）
水泥
耐火材料（氧化铝、氧化硅、氧化镁、石棉等）
精细陶瓷（金属氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等）
复合材料
非金属基复合材料（玻璃纤维/树脂、碳纤维/树脂） 金属基复合材料（硼/铝、碳/铝）
合成纤维（锦纶、腈纶、涤纶、丙纶、维纶等） 合成橡胶（丁苯、氯丁、丁腈、聚氨酯、氟橡胶、硅橡胶等） 合成塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚砜等） 合成胶黏剂和涂料（聚氨酯、环氧-丁腈、酚醛-缩醛） 部分液晶（近晶型、项列型、胆甾型）
电子功能材料完整版
电子功能材料HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】什么是电子功能材料？定义1：所谓电子功能材料，是以发挥其物理性能（如电、磁、光、声、热等）或物理与物理性能之间、力学与物理性能之间、化学与物理性能之间相互转换的特性为主而主要用于电子信息工业的材料定义2：根据在器件中所起的作用，可将电子功能材料定义为：凡具有能量与信息的发射、吸收、转换、传输、存储、控制与处理功能特性之一或者是直接参与保障这些功能特性顺利发挥而主要用于电子信息工业的材料。
定义3：具有某种功能效应的材料。
功能效应是指材料的光、电、磁、热、声等物理特性以及这些物理特性参量之间的相互耦合（转换）效应。
有哪些电子功能材料？1.按电子材料的用途分类，通常把电子材料分为结构电子材料[能承受一定压力和重力，并能保持尺寸和大部分力学性质（强度、硬度及韧性等）稳定的一类材料]和功能电子材料[指除强度性能外，还有其特殊功能，如能实现光、电、磁、热、力等不同形式的交互作用和转换的材料；在应用中，主要是其功能而不是机械力学性能] 2.按组成分类，从化学作用的角度，可以将电子材料分为无机电子材料[又可分为金属材料（以金属键结合）和非金属材料（硅等元素半导体、金属的氧化物、碳化物、氮化物等，他们以离子键和共价键结合）]和有机（高分子材料）电子材料[主要是由碳、氢、氧、氮、氯、氟等组成的高分子材料，大部分是以共价键和分子键结合]电子功能材料有些什么作用？什么是标量、矢量及二阶张量它们的下标数、分量数各为多少?无方向的物理量，称为标量（也称零阶张量）。
它们完全由给定的某一数值来确定；与方向有关的物理量，称为矢量（也称一阶张量）。
它们不仅有大小，而且有一定的方向；n维空间n*n 的矩阵即二阶张量。
下标数0、1、2.量数1、3、9.求和规则是什么？根据求和规则如何表示两个矢量之间的关系，如试证明矢量的变换定律与二阶张量的变换定律 当某一项中有重复出现的下标时，则自动按该下标求和，因此，上式可表示为：D i =D DD D D (i , j =1,2,3) j ——求和下标i ——自由下标 上式可按j 展开，进而可写出Di 的三个分量，则D i =εi1E 1+εi2E 2+εi3E 3诺埃曼原则晶体物理性质的对称元素应当包含晶体的宏观对称元素（即点群的对称元素），也就是说，晶体物理性质的对称性可以高于晶体点群的对称性，但不能低于晶体点群的对称性，而至少二者是一致的。
物业工弱电维修培训之二电子元器件基本知识课件
电感器检测方法与技巧
外观检测
万用表检测
仪器检测
技巧
检查电感器的外观是否完好， 有无破损、变形、烧焦等现象 。
使用万用表检测电感器的电阻 值，判断其是否开路或短路。 同时，可以通过测量电感器的 电感量来进一步判断其性能。
使用专业的电感测试仪可以准 确测量电感器的各项参数，包 括电感量、品质因数、自谐振 频率等，从而全面评估电感器 的性能。
集成电路检测
通过外观检查、专用测试仪器等方法判断集成电路是否损坏或失效。
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半导体器件检测
通过外观检查、万用表检测等方法判断半导 体器件是否损坏或失效。
实例五：某弱电系统中集成电路应用分析
集成电路作用
将多个电子元器件集成在一个芯片上，实现电路的微型化和高性能化。
集成电路类型
根据功能、封装等不同，集成电路可分为模拟集成电路、数字集成电路等。
集成电路选用
根据电路要求选择合适的集成电路，考虑其性能、功耗、封装等因素。
电阻器类型与参数选择
电阻器类型
根据材料、结构、功率等不同，电阻 器可分为碳膜电阻、金属膜电阻、线 绕电阻、水泥电阻等多种类型。
参数选择
在选择电阻器时，需要考虑其阻值、 精度、功率、温度系数等参数，以确 保电阻器满足电路设计要求。
电阻器检测方法与技巧
外观检测
检查电阻器外观是否有破损、烧焦、 氧化等现象，如有异常则可能影响其 性能。
万用表检测
使用万用表测量电阻器的阻值，判断 其是否符合标称值，同时注意测量时 选择合适的量程和档位。
通电检测
在电路中对电阻器进行通电检测，观 察其发热情况和工作状态，以判断其 性能是否稳定可靠。
新材料研究发展的热点和重点——功能材料
新材料研究发展的热点和重点——功能材料功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。
功能材料涉及面广，具体包括光、电功能，磁功能，分离功能，形状记忆功能等等。
这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。
被用于非结构目的的高技术材料。
一功能材料及其应用从功能的不同可以分为如下几类：（1）力学功能：主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高结晶材料，超高强材料等等。
（2）化学功能分离功能材料：如分离膜，离子交换树脂、高分子络合物。
反应功能材料：如高分子试剂、高分子催化剂等等。
生物功能材料：如固定化酶，生物反应器等等。
（3）物理化学功能电学功能材料：如超导体，导电高分子等。
光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等。
能量转换材料：如压电材料、光电材料等。
（4）生物化学功能医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺，可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等等。
功能性药物：如缓释高分子，药物活性高分子，高分子农药等。
生物降解材料：按功能的显示过程可分为一次功能材料和二次功能材料。
（1）一次功能：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的作用，材料的这种功能称为一次功能。
以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。
力学功能：如惯性、粘性、流动性、润滑性、成型性、超塑性、恒弹性、高弹性、振动性和防震性。
声功能：如隔音性、吸音性。
热功能：如传热性、隔热性、吸热性和蓄热性。
电功能：如导电性、超导性、绝缘性和电阻等。
磁功能：如硬磁性、软磁性、半硬磁性等。
光功能：如遮光性、透光性、折射光性、反射光性、吸光性、偏振光性、分光性、聚光性等。
化学功能：如吸附作用、气体吸附性、催化作用、生物化学反应、酶反应等。
其他功能：如放射性、电磁波特性等等。
（2）二次功能：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于不同形式时，材料起能量的转换部件作用，材料的这种功能称为二次功能或高次功能。
现代电子功能材料器件一课件
电-----半导体材料，超导材料，电阻材料 磁-----磁记录材料，磁屏蔽材料 光-----光纤，光记录材料 热-----热敏电阻 其他 ---- 触点材料，集成电路基片材料 2.利用物----物转换：光电子材料，磁敏材
料 3.利用力----物转换：压电材料，力敏材料 4.利用化----物转换：气敏材料，湿敏材料
27
§1-5 功能材料的性能 一．半导体的导电性 １.本征电导与本征半导体
半导体材料的禁带很小，在外界作用下， 价带上的电子可跃迁到较高能级的空带上， 在价带上留下空穴。在电场作用下，两者 均可参与导电。 载流子：电子+空穴 相应的半导体－本征半导体
28
2. 掺杂半导体
Ａ
．施主能级与n型半导体
在四价的单晶硅中掺入五价的原子(例如 Ｐ)，成键后，多余一个电子，其能级接近 导带，易激发至导带，此能级被称为施主
主题1 半导体材料器件的可靠性 主题2 半导体陶瓷 主题3 光存储材料(光盘) 主题4 磁存储材料(磁卡) 主题5 器件的封装 主题6 敏感材料(报警方面的应用) 主题7 光电子材料 主题8 光纤材料 主题9 压电材料 主题10 磁性记忆合金 主题11 贮氢材料及其他电池材料 主题12 磁阻效应及其应用
形成能带； 2. 满带—若能带被2N个电子所填满，则
3.
4.
所产生的电流正好一一抵消，无电流产生，
且外电场不改变满带中电子的分布；
5. 3． 部分填充能带中的电子可以导电(导带)—
电场作用下，电子在布里渊区的分布不再对称，
总电流不为零。
25
二. 导体的能带结构与导电性
1. 金属的能带结构 2. (Ｅv—价带顶，Ec—导带底)：
常见电子元器件的物料识别详解,电子元器件物料描述标准
元器件物料名称标准化描述元器件种类：1 电阻1.1电阻品名构成:例如1：插件电阻器品名构成R T 1 4—1/4W —10KΩ—J①②③④额定功率精度电阻类别标称阻值例如2：片式电阻器品名构成RI —0805 —1/8W —100Ω—J电阻类别尺寸功率标称阻值精度1.2电阻类别：四局部组成〔不适合敏感电阻〕。
①主称：用字母R表示电阻。
②材料或功能：用字母表示，表示电阻体用什么材料或具有什么功能，T-碳膜、H-合成碳膜、J-金属膜、S-有机实心、N-无机实心、Y-金属氧化膜、I-片式、X-绕线③产品的主要特征：一般用一个数字或一个字母来表示。
1-一般、2-一般、3-超高频、4-高阻、5-高温、7-精密、8-高压、9-格外、G-功率型注：如产品的主要特征为9-格外性时，那么须在备注栏中具体说明其格外性。
★④序号：一般用数字来表示。
3表示1/6W，4表示1/4W，5表示1/2W，6表示1W，7表示2W。
1.3标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。
用数字+电阻单位符号〔Ω、KΩ、MΩ〕表示，1 MΩ=103 KΩ=106Ω，如1.5Ω、3.3KΩ等。
1.4额定功率：用分数或整数标注，如1/4W 、2W等。
1.5封装：只在片式电阻中标注。
2 电容2.1电容器品名构成例如1：插件电解电容品名构成C D 1 1 0 — 16V — 1000UF — M — 5mm — 10*20mm①②③④⑤额定电压精度外形尺寸(直径*高度)产品类别标称容值脚间距例如2: 贴片电解电容品名构成CD50 — 50V — 0.1UF — M — 6*6.3mm产品类别标称容值外形尺寸(直径*高度)额定电压精度例如3：贴片瓷片电容的品名构成：CC41 — 0805 — 50V — 0.1UF — K额定电压精度产品类别封装标称容值例如4:安规电容品名构成CBB62 — 250V — X2 — 0.47UF — J — 25mm — 30*16*22mm额定电压标称容值脚间距安规电容器平安等级精度外形尺寸(长*宽*高) 例如5:薄膜电容品名构成CBB21 — 400V — 0.01UF — K — 7.5mm — 11*6*10mm额定电压精度外形尺寸(长*宽*高) 薄膜电容器标称容值脚间距例如6:贴片钽电容、插件钽电容及插件瓷片电容品名构成CA42— 35V — 0.1UF — K — 2.5mm — 4*7mm额定电压精度外形尺寸(直径*高度)钽电容器标称容值脚间距2.2 电容类别：由四局部组成〔不适合压敏、可变、真空电容器〕。
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由于使用复合材料可减 重 450 公斤，采用高强 度钢代替原先的合金钢 减重 900公斤，采用改 进的铝合金又可减重 363 公斤，三项总计减 重约为1.7吨。
“哥伦比亚”号航天飞机 在起飞大约33秒后的照片12
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
热分解的碳纤维和石墨化树脂
2机身和机翼下表面 （ 650-1260 ℃）
高温陶瓷瓦（SiO2纤维+硼化硅） 3机身侧面和机翼上表面（370-650 ℃）
低温陶瓷瓦（SiO2纤维+胶状SiO2） 4货舱门、尾端机身等 （<398℃）
粘瓦（聚芳纤胺纤维）
11
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
电子功能材料及元器件
电子科学与工程学院
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目录
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第一章 电子功能材料概述（形状记忆合金，超导材料，半
导体超晶格材料，电子功能陶瓷，有机电致发光材料和液晶材料）
第二章 化合物晶体的缺陷化学基础
第三章 热敏陶瓷及热（温）敏感元件
第四章 半导体气体敏感元件
第五章 湿度敏感器件
第六章 光敏及光电器件
玻璃（普通玻璃、石英玻璃、硼化玻璃、钢化玻璃、铅玻璃等）
水泥
耐火材料（氧化铝、氧化硅、氧化镁、石棉等） 精细陶瓷（金属氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等）
复合材料
非金属基复合材料（玻璃纤维 /树脂、碳纤维 /树脂） 金属基复合材料（硼 /铝、碳 /铝）
合成纤维（锦纶、腈纶、涤纶、丙纶、维纶等） 合成橡胶（丁苯、氯丁、丁腈、聚氨酯、氟橡胶、硅橡胶等） 合成塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚砜等） 合成胶黏剂和涂料（聚氨酯、环氧 -丁腈、酚醛 -缩醛） 部分液晶（近晶型、项列型、胆甾型）
功能材料
不凝聚、不沉淀的胶体，还有霍尔器件等）
电学功能材料（光电转换材料、半导体材料、超导材料、绝缘材料、 介电材料等）
光学功能材料（激光材料、光致变色材料，透光、导光玻璃、光声、 光磁材料等）
化学和生物功能材料（人造器官材料、气体、离子分离膜、抗血栓功能 材料等）
其他功能材料（混杂材料、合成碳纤维、氧化铅纤维等复合材料）
B：新能源材料（核能）
原子能的理论基础：爱因斯坦的质能方程（ 1905年）
核能开发阶段E＝：mc2 1.实现人工核反应 表示的质量(m)和能量(E)之间的关系。式中c为光速
1 初2期.人发工核现反中应 （子191及9年卢轻瑟福原： α素粒子裂轰击变N）
3.重H元4e ?素N14 裂?? ? 变O17 ?及H1（链质子）式反应
4
1.材料科学的重要性
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1.材料科学的重要性
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能源指能够提供出能量的自然资源。能 源是人类生存的物质基础，社会经济发展的 原动力。
石油
核能
煤炭 电力
地热能
柴草
太阳能
人类利用能源三个时期
新能源
材料科学是能源技术的基础 6
材料
金属材料
无机非金 属材料
有机高分 子材料
2. 材料的分类
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第七章 光纤பைடு நூலகம்光纤传感器
第八章 压力传感器
2
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?
2/13/2019
学习这门课的 必要性 学习这门课的必要性
科学发展的三大支柱
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?高技术的支柱：新能 源技术，包括核能技术、 太阳能技术、燃煤、磁
材料科学流体发电技术、地热能
技术、海洋能?技高术科等技 的 前 导 ： 信
能信源息科技学术?括 成 单 高 的高对 材 晶 性 开科超 料 材 能 发技导 、 料 结 利的材陶、构用基料瓷纤材息技信微技算技础、材维料技术技电术机术：高料材、术为术子、技等新温、料特，基、技光术材材非、种它础自术导和料料晶超功以，动、技人技、态微能微包化光术工术人材粒材电括技电、智，工料材料子通术子计能包合、料等、、
9
4. 功能材料的分类
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开发新材料的必要性和可能性
1. 人类的需求增加
2. 现有资源的枯竭
3. 科学技术的发展
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5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
A：宇航材料
航天飞机 长：37.2M ， 宽：23.8M，重：68.8吨
火箭 长：56M
重：2020吨
1头锥和机翼
（1260-1500 ℃）
黑色金属 有色金属
生铁（灰口铸铁、球磨铸铁、可锻铸铁）
碳钢（低、中碳钢，超高碳钢） 合金钢（不锈钢、工具钢、耐热钢、其它合金钢等） 轻金属（铝、镁、钠等）
重金属（汞、铜、铅、锌、钴锡、锑、银、金等） 稀有金属（锂、铍、钛、钼、钡、铯、银、金、钯等） 半金属（硅、硒、碲、砷等）
陶瓷（结构陶瓷、建筑陶瓷、传统陶瓷）
2
7
8
1
1932：（质子轰击Li）
7
1
8
4
4
Li ? H ?? ? （Be）?? ? He ? He
3
1
4
2
2
30万eV
860万eV
发出1690万eV
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5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
2 中子的发现轻元素的裂变
1932年，英国的查德威尔：α粒子轰击Be，发现了中子,获得
1935年诺贝尔奖。 1934年，居里夫妇：α粒子轰击Al
16
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
我国进行的 原子弹实验
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO
纳米技术 环保技术
计算机技术
空间技术
8
4. 功能材料的分类
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热学功能材料（高温耐热材料、燃气轮机、飞机、汽车的高温绝缘材料等）
机械功能材料（质轻、高强度、高硬度材料。例如普通钢抗拉伸强度是 （20-40）kg/mm2 高强度钢为（40-100）kg/mm2，此外， 还有超塑性、抗震材料等)
磁学功能材料（永磁铁、磁流体、即强磁性微粉分布于液相无磁滞现象、
7
3. 功能材料的概念
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功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、 声学、力学、化学、生物医学功能，特殊的物理、化学、生物 学效应，能完成功能相互转化，主要用来制造各种功能元器件 而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。
信息技术
生物工程技术
Diagram
能源技术 海洋工程技术
功能材料
27
4
30 1
Al ? He ?? ? P ? n(中子 )
13
2
15 0
28
1
1
Si ? H ? n
3 重核裂变及链式反应 14
1
0
235 1
141
91
1
U ? n ?? ? Ba ? Kr ? 3n(中子)
92 0
56
36
0
费米
哈恩
14
重元素裂变及链式反应示意
LOGO
2/13/2019
5.高新技术及其应用材料的典型例子 LOGO