电子陶瓷总复习
第一章
陶瓷的定义：用粘土以外的其他原料，依陶瓷制造的工艺方法制成的制品
陶瓷的发展大致经历了陶器、瓷器、现代先进陶瓷、纳米陶瓷4个发展阶段。
陶器(从公元前24000年开始)
瓷器 (从公元250年开始)
现代先进陶瓷 (从20世纪40年代开始)
纳米陶瓷 (从20世纪90年代开始)
1、陶器阶段用黏土制成毛坯，经过高温(~1000 °C) 烧结而成，是原始人类制成的最重要的物品之一
2、瓷器阶段发明了釉、发现并使用高铝质瓷土、高温技术的发展（>1200 °C ）
3、现代先进陶瓷阶段原料纯化——从天然矿物原料为主发展到高纯人工合成原料为主
4、纳米陶瓷阶段原料纳米化、陶瓷内部晶粒纳米化、性能高度优化、正在深入研究，预期将引起重要变化。
第二章
电子陶瓷的性质与其结构有密切的关系。结构可以分为：
Electronic Structure；电子结构
Atomic Structure；原子结构
Microscopic Structure；显微结构
Macroscopic structure宏观结构
材料科学与工程是研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用性能以及他们之间关系的学科。因而把组成与结构、合成与生产过程、性质以及使用效能称之为材料科学与工程的四个基本要素。
上述四个要素是基本的，缺一不可的，对材料科学与工程的发展来说，这四个要素必须是整体的。材料的四要素反映了材料科学与工程研究的共性问题，其中合成和加工、使用性能是两个普遍的关键要素，这是在这四个要素上，各种材料相互借鉴、相互补充、相互渗透。
混合键实际材料中，特别是陶瓷、半导体等往往是由离子键和共价键混合形成的键结。
确定AB组成的化合物中共价键的比例p可由下式决定：
p=exp[-(Ea-Eb)2/4)]
Ea,Eb分别为A,B元素的负电性(electronegativity)
泡令原则
1)负离子配位多面体原则（Pauling’s 1st Rule）
在正离子周围形成负离子配位多面体；正、负离子间距与离子半径之和有关；配位数与正、负离子的半径之比有关。负离子组成多面体，正离子占据间隙位置
2)电价原则（Pauling’s 2nd Rule）
Z+、Z-为正、负离子的电价
CN+ 、CN-为正、负离子的配位数
3)共用原则（Pauling’s 3rd Rul e）
当配位体共用顶点、棱或面时，稳定性会降低。正离子的电价越高、配位数越低，此效应越明显。
4)共顶点原则（Pauling’s 4th Rule ）
含有一种以上的正离子晶体中，电价大、配位数小的正离子周围的负离子配位多面体总趋于共顶点结合
5)类型原则（Pauling’s 5th Rule ）
晶体中的配位体的类型总是尽可能地最少
第三章
相变是指在温度或压强等外界条件发生变化时:
（1）物质的晶体结构发生了变化；
（2）物质的化学成分发生不连续变化，如固溶体的脱溶分解；
（3）某些反映长程序物理性质的出现或消失
二级相变二级相变时热力学量（自由能）的改变是连续的，体积、熵等热力学函数没有突变，但它们的一级微商有突变，材料的等压热容（Cp）、热膨胀系数（α）和压缩系数（κ）有突变。或者说两相的自由能对温度或压力的一阶导数相等，而二阶导数不相等。
二级及以上相变统称连续相变。
κ和α分别为材料的等温体压缩系数和等压体膨胀系数
一级相变特点:两种相的自由能对温度或压力的一阶导数不相等，即其热力学函数，如体积、熵等在相变点发生不连续改变或突变。
铁电相变
PbTiO3-PbZrO3假二元系固溶体相图。Pc——顺电立方相，Ar——反铁电四方相，A0——反铁电正交相，FR——铁电三角相，FT——铁电四方相
第四章
了解电子陶瓷的力学、热学、电学、磁学、声学及光学等性质与其组成、结构的关系；
重点掌握电子陶瓷的电学性能
材料的理论断裂强度。奥罗万（Orowan）计算的理论强度为:
式中γ为断裂表面能，是材料断裂形成单位面积新表面所需的能量。
平面应力状态裂纹扩展的临界应力为式中c为裂纹的半长度
电学性能I=SJV=LE电场E, 电流密度J
如IV为体积电流，IS为表面电流,
离子电导
式中A、B为与化学组成、晶体结构有关的常数。W为电导激活能，包括缺陷形成能和迁移能。k=1.38×10-23J/K=0.86×10-4eV/K。T为绝对温度。
陶瓷电导混合法则
设陶瓷材料有两个均匀的相A,B组成，则有：
VA、VB为两相的体积分数；σA、σB为两相的电导率。 n为状态指数。
电子陶瓷的介电性能
介电常数对电介质材料，在电场E中，有电感应矢量D：
0为真空介电常数，r为相对介电常数
真空的相对介电常数为1, 其他材料的相对介电常数均大于1。
对于平行平板电容器，有：
式中，C为试样的电容量；d为试样厚度或电极距离；S为电极面积；ε0为SI单位制中真空的介电常数，ε0=8.85×10-12 F/cm
电介质的极化点电荷q对某一定点的电矩为：
多点系统：
介质内质点的正负电荷重心分离可形成偶极子：产生偶极矩：
方向从负电荷指向正电荷，单位（C?m）或Debye, 1D=3.33 10-30(C ? m)
极化机制有电子极化、离子极化、偶极子转向极化、界面极化、谐振式极化、自发极化等多种极化机制。
重点掌握电子极化、离子极化、偶极子转向极化等三种极化机制。
电子位移式极化
离子位移极化
偶极子转向极化
多相陶瓷材料的介电性能
a)、混合物法则
由成分、结构、化学组成等不同的晶体所组成的多相陶瓷材料. 设只有两相组成陶瓷：
介电常数的温度系数介电常数的温度系数——介电常数随温度变化而产生的相对变化率：
第五章
电子陶瓷的制备过程大致可分为:备料计算、粉料加工、成型、排胶、烧结、机械加工、表面金属化等基本工序。
配料计算：设原料的摩尔数为X1、X2、X3…，原料的分子量（或以克为单位的摩尔质量）为M1、M2、M3…，则原料重量为:
原料的重量百分比即为
若考虑实际原料的纯度P，则实际原料的重量应为
第六章
晶体的压电性压电效应—当晶体受外力作用发生形变时，在晶体的某些表面出现电荷积累的现象称为正压电效应。
逆压电效应—当晶体受电场作用时，晶体会发生形变的现象称为逆压电效应。（如果电场是交变的，就会引起晶体的振动）
应变S和电场E之间的关系为：dt仍称为压电常数。
晶体是否有压电性，是由晶体的结构对称性所决定的。
在32种点群中，有11种点群具有对称中心，没有压电性；有21种点群没有对称中心，可能有压电性。在21种没有对称中心的点群中，点群432因为具有较高的对称性，也没有压电性。具有压电性的点群为20种。
晶体对称性对压电常数的影响
压电常数dijk是描述晶体物理性质的一种张量，因此将受到晶体对称性的制约。晶体的对称性越高，dijk的非零独立分量的个数越少。
正、逆压电效应的张量和矩阵表示法如表所示：
机电耦合系数k的定义为：
机电耦合系数 k 一般的通式为：
对机电耦合系数k的证明：
式中：Uc为机电相互作用能Ue为弹性能Up为极化能
对于单位体积的压电体, 有：
机电耦合系数是一个小于1的无量纲的数。
钛酸钡（BaTiO3）压电陶瓷
结构特点：BaO-TiO2系统的相平衡图可知，钛酸钡（BaTiO3）是一致熔融化合物，其熔点为1618℃。
在此温度以下，1460℃以上结晶出来的BaTiO3属于非铁电的六方晶系6/mmm 点群。
在1460～120℃之间BaTiO3转变为立方钙钛矿型结构。
相变特征
复合钙钛矿结构
ABO3的钙钛矿结构要求：
A位离子平均电价为+2、摩尔数为1 B位离子平均电价为+4、摩尔数为1
如果A，B位置有多种不同电价的离子，它们的电价和摩尔数应满足上述关系。
第七章
微波的定义：在电磁波的全频谱中，一般将甚高频（30~300 MHz）至近红外（750 GHz）波段称为微波。
微波器件的分类：将300 MHz~3000 GHz定义为微波波段，其中又可划四个波段：
微波应用的特点：微波信号因为其频率极高、波长极短，具有以下特
点： 1、频率高、信息容量大，目前可应用的微波波段数已经超过长、中、短波段的1000倍以上。
2、可进行直线传播、具有很强的传播方向性。波束能量高、金属目标对微波信号有强反射，可用于雷达、导航等
3、对不同介质具有强穿透和强吸收的能力，可以穿透高空电离层实现卫星通信、微波治疗、微波探伤等。
4、微波设备的数字化可实现保密通信
四种主要的微波陶瓷：
1.BaO-TiO2系微波陶瓷BaO-TiO2体系中含有多种化合物，其介电性能随TiO2含量的变化而变化。
2. BaO-Ln2O3-TiO2系统这类材料的介电系数ε位居微波介质陶瓷体系之首，且随着组成的变动，ε可在20~90（或更高）相当大的范围内变化，Ln3+可以
是镧系元素中任一元素或它们之间的复合，Ba可以部分用Sr，Pb，Bi2O3置换，或全部用CaO，Li2O取代或CaO-Li2O复合取代。
3.复合钙钛矿系A（B‘1/3B‘‘2/3）O3系
（A＝Ba，Sr；B‘＝Mg，Zn，Co，Ni，Mn；B‘‘＝Nb，Ta）
在厘米、毫米波段使用的通信体系，要求介电材料在高频（大于10GHz）时有很高的Q值
4.铅基钙钛矿系
主要指(Pb1--xCax)ZrO3、(Pb1--xCax)(Fe1/2Nb1/2)O3、(Pb1-xCax)
(Mg1/3Nb2/3)O3等系材料。
该系列材料原本是被用来制备多层电容器元件的，但J.Kato研究了它们在微波频率下的介电特性，发现它们在微波频率下同样具有较高的介电常数和Q值，同时具有近于零的谐振频率温度系数。
微波陶瓷的性能测试：主要测试介电常数、介电损耗、频率温度系数
有圆柱形介质谐振器法（开式腔法）、封闭式谐振腔法和传输线法等。
第九章
燃料电池的核心部分是电解质材料，燃料电池的发展已经历了3个时代、五个大类：
①碱性燃料电池和磷酸燃料电池；
②熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池；
③固体氧化物燃料电池（SOFC）。
问题：
1、市场价格贵
2、高温时寿命及稳定性不理想
3、燃料电池技术还需发展
SOFC主要由电解质层、阳极和阴极所组成，在电解质两侧加上阳极和阴极，成为三明治式结构，这是SOFC的最基本的结构之一。
根据电解质膜形状的不同，SOFC结构可分为：平板式、管式、瓦楞式、块状式、改良S型等
主要有氧化锆基、氧化铈基、氧化铋基、钙钛矿基等电解质材料。
①氧化锆基电解质
ZrO2是SOFC中最常用的电解质之一，稳定化的氧化锆是良好的氧离子导体。
目前，使用最多的是8% （mol） Y2O3稳定的ZrO2 。 8% Y2O3＋ ZrO2 （8YSZ）
②氧化铈基电解质材料
CeO2本身具有稳定的萤石结构，不像ZrO2需要添加稳定剂，而且比Y2O3稳定的ZrO2具有更高的离子电导率和较低的电导活化能，是一种优良的氧离子导体。
③氧化铋基电解质材料
氧化铋基电解质材料与其他材料相比，在相同温度下电导率最高，这是由它的结构本性所决定的。纯氧化铋有两种晶型结构：一是α—Bi2O3，在低于730℃温度下是稳定的，为单斜结构是p型导体；二是δ-Bi2O3，在730℃以上到其熔点825℃范围内稳定存在，并且具有立方结构。
④掺杂LaGaO3(LSGM)电解质材料
LaGaO3属钙钛矿型（ABO3）氧化物，对氧离子亚晶格有较高的容忍度。
A、B位置可被低价阳离子置换，增大A位置换或提高温度，容忍度因子提高，减少基体所受的应力，防止LaGaO3由立方相转为单斜相。
固体氧化物燃料电池依其工作的温度区间，可分为三类：高温（800～1000℃）、中温（600～800℃）、低温（400～600℃）。
传统的高温SOFC由于采用氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）为电解质，其在中低温时的氧离子电导率不够高，必须在高温（900～1000℃）下操作。
第一章绪论 1如何区别结构陶瓷和功能陶瓷材料？ 利用陶瓷对声、光、电、磁、热等物理性能所具有的特殊功能而制造的陶瓷材料称为功能陶瓷。 在工程结构上使用的陶瓷称为工程陶瓷，它主要在高温下使用，也称高温结构陶瓷。这类陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点。★★★ 2功能陶瓷的耦合效应有哪些？课件P36 答：热电效应、压电效应、磁电效应、光电效应、声光效应、磁光效应。 第二章功能陶瓷的基本性质 3功能陶瓷的热学性能有哪些？了解其含义。P19-23 答：（1）功能陶瓷的热学性质有热容、热膨胀系数、热导率和抗热冲击性。 （2）热容：物体温度升高1K所需要增加的热量。 热膨胀系数：温度升高1℃而引起的体积和长度的相对变化。 热导率：单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比例系数。 抗热冲击性：指物体能承受温度剧烈变化而不被破坏的能力。 4什么是绝缘强度？P15 答：当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时，它就丧失了绝缘性能，由介电状态转变为导电状态，这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿，击穿时的电场强度称绝缘强度。 5功能陶瓷的电学性质有哪些？了解其含义。P7-15 答：（1）功能陶瓷的电学性质有电导率、介电常数、介电损耗角正切值和击穿电场强度。 （2）电导率：指在介质中该量与电场强度之积等于传导电流密度。 介电常数：是衡量电介质材料在电场作用下的极化行为或存储电荷能力的参数。 介质损耗角正切值：表示电介质在交流电压下的有功损耗和无功损耗之比，值越大，介质损耗越大，反映了电
介质在交流电压下的损耗性能。 [额外知识点介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。介质损耗角：δ在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角。] 击穿电场强度：当作用于陶瓷材料上的电场强度超过某一临界值时，它就丧失了绝缘性能，由介电状态转变为导电状态，这种现象称之为介电强度的破坏或介质的击穿，击穿时的电场强度称击穿电场强度。 第四章超导陶瓷 6什么是超导体？超导体有什么特征？约束超导体的临界参数有哪些？P68-69 答：（1）超导体：处于具有特殊电性质的物质的超导状态下的零电阻导体。 （2）特征是零电阻。 （3）临界温度Tc（超导体从一定电阻的正常态转变为电阻为零的超导态的温度）；临界磁场Hc（使超导体从超导态转变为正常态的磁场）；临界电流Ic（通过超导体的电流密度超过某一数值Jc时，超导体的超导电性就会被破坏，Jc即为临界电流密度，对应的电流为临界电流Ic）。 [额外知识点P69超导体的T-H-J临界面图有必要记下] 7超导陶瓷的作用。P85-86 答：（1）超导量子干涉器（SQUID）；（2）微波无源器件和微波有源器件；（3）利用超导陶瓷的约瑟夫逊效应研制第五代计算机；（4）混频器；（5）射频量子干涉仪；（6）磁屏蔽；（7）多层结构；（8）超高频天线；（9）磁通变换器；（10）用于输配电；（11）高温超导无源微波器件；（12）利用高温超导陶瓷的抗磁性，进行废水处理、除毒、分离红血球、抑制和杀死癌细胞、加速高能粒子等。★ [额外知识点另外可以如此记：10、12加上1（在电力系统方面，可以用于输配电。）2（在交通运输方面，可以制造磁悬浮高速列车。）3（用于电子陶瓷）共五条。] 8什么是第一类超导体？什么是第二类超导体？P69-70 第一类超导体只存在一个临界磁场Hc，当外磁场H 陶瓷工艺学复习资料 一．名词解释： 1.可塑性：是指粘土与适量的水结合后所形成的泥团，在外力作用下产生变形但不开裂。当外力去掉后仍保持其形状不变的能力。 2.触变形：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加，静置后逐渐恢复原状。此外，泥料放置一段时间后，在维持原有水分的情况下也会出现变稠和固化现象，这种性质统称为触变性。 3.烧结温度：到达初始烧结温度后随着温度的继续升高，粘土的气孔率不断降低，收缩不断增大，当其密度达到最大状态时（一般以吸水率等于或小于5%为标志），称为完全烧结，相应于此时的温度叫烧结温度（T 2 ）。 4.烧结温度范围：通常把烧结温度到软化温度之间粘土试样处于相对稳定阶段的 温度范围称为烧结范围（ T 2 ~T 3 ）。 5.原料标准化：将开采的陶瓷原料用科学的方法按化学组成、颗粒组成分成若干个等级，使每个等级的原料其化学组成、颗粒组成在一个规定的范围内波动，这就是原料的标准化、系列化。 6.酸度系数：指组分中的酸性氧化物与碱性氧化物的摩尔比，一般以C.A表示。 7.生料釉：将全部原料直接加水，制备成釉浆。 8.熔块釉：将原料中部分可溶于水的原料及铅化合物，先经1200~1300℃的高温熔化，然后投入冷水中急冷，制成熔块，再与其余生料混合研磨而成釉浆。 9.造粒：在细粉料中添加粘结剂，做成流动性好的颗粒，且该类颗粒是由几种大小不同的球状颗粒（团粒）组成的。 10.可塑成型：利用模具或刀具等工艺装备运动所造成的压力、剪力或挤压力等外力，对具有可塑性的坯料进行加工，迫使坯料在外力作用下发生可塑变形而制作坯体的成型方法。 11.干压成型：将干粉坯料在钢模中压成致密坯体的一种成型方法。 12.等静压成型：对密封于塑性模具中的粉料各向同时施压的一种成型工艺技术。 13. 热转导：物体各部分无相对位移，仅依靠物质分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而使热量从高温部分向低温部分传递的现象。 14.湿传导：物料表面的水蒸气向干燥介质中移动的气相传质（外扩散过程）；内部水向表面扩散的内部传质（内扩散过程）。 15.拱桥效应：粉料自由堆积的空隙率往往比理论计算值大得多，就是因为实际粉料不是球形，加上表面粗糙图表，以及附着和凝聚的作用，结果颗粒互相交错咬合，形成拱桥型空间，增大了空隙率。这种现象称为拱桥效应。 16.釉：覆盖在陶瓷制品表面的无色或有色的玻璃质薄层。 17.喷雾干燥：在干燥室热气流中使喷成雾状的液体物料干燥的方法。 18.解凝剂：是指能够改善料浆的流动性和稳定性,并使其悬浮不絮凝的添加剂。19白度：指陶瓷制品对可见光漫反射的能力 二．分子结构式 高岭石：Al2O3?2SiO2?2H2O偏高岭石Al2O3?2SiO2 多水高岭石Al2O3·2SiO2·nH2O（n=4~6） 电子陶瓷总复习 第一章 陶瓷的定义：用粘土以外的其他原料，依陶瓷制造的工艺方法制成的制品 陶瓷的发展大致经历了陶器、瓷器、现代先进陶瓷、纳米陶瓷4个发展阶段。 陶器(从公元前24000年开始) 瓷器 (从公元250年开始) 现代先进陶瓷 (从20世纪40年代开始) 纳米陶瓷 (从20世纪90年代开始) 1、陶器阶段用黏土制成毛坯，经过高温(~1000 °C) 烧结而成，是原始人类制成的最重要的物品之一 2、瓷器阶段发明了釉、发现并使用高铝质瓷土、高温技术的发展（>1200 °C ） 3、现代先进陶瓷阶段原料纯化——从天然矿物原料为主发展到高纯人工合成原料为主 4、纳米陶瓷阶段原料纳米化、陶瓷内部晶粒纳米化、性能高度优化、正在深入研究，预期将引起重要变化。 第二章 电子陶瓷的性质与其结构有密切的关系。结构可以分为： Electronic Structure；电子结构 Atomic Structure；原子结构 Microscopic Structure；显微结构 Macroscopic structure宏观结构 材料科学与工程是研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用性能以及他们之间关系的学科。因而把组成与结构、合成与生产过程、性质以及使用效能称之为材料科学与工程的四个基本要素。 上述四个要素是基本的，缺一不可的，对材料科学与工程的发展来说，这四个要素必须是整体的。材料的四要素反映了材料科学与工程研究的共性问题，其中合成和加工、使用性能是两个普遍的关键要素，这是在这四个要素上，各种材料相互借鉴、相互补充、相互渗透。 混合键实际材料中，特别是陶瓷、半导体等往往是由离子键和共价键混合形成的键结。 确定AB组成的化合物中共价键的比例p可由下式决定： p=exp[-(Ea-Eb)2/4)] Ea,Eb分别为A,B元素的负电性(electronegativity) 泡令原则 1)负离子配位多面体原则（Pauling’s 1st Rule） 特种陶瓷常见的成形方法有＿＿、＿＿、＿＿、＿＿。等静压成形、热压铸成形、轧膜成形、挤制成形等等。 瘠性料的塑化主要加入____、_____和_____三种添加剂。粘结剂、增塑剂、溶剂。 ____、____和_____流延成形浆料中常见的添加剂。分散剂、粘结剂、悬浮剂、增塑剂、溶剂等。 ___成形和____________成形是薄片状陶瓷坯体常见的成形方法。流延成形、轧膜成形 陶瓷烧结的传质机理主要有＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。蒸发-凝聚、扩散、粘滞流动和塑性流动、溶解-沉淀 烧结机制包括、、、。蒸发和凝聚、扩散、粘滞流动与塑性流动、溶解与沉淀。 烧成制度包括＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿。升温速率、最高烧成温度、保温时间、冷却速度。 氧化铝陶瓷主要有三种晶型，分别是＿、＿和＿。α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3 ＿＿和＿＿是两类典型的氧化物陶瓷材料。氧化铝、氧化锆或氧化镁、氧化硅等等。 氧化锆陶瓷主要晶型有____、____和____三种。单斜氧化锆、四方氧化锆、立方氧化锆。陶瓷脆性改善的方法有＿＿、＿＿、＿＿。纳米复相、相变增韧、纤维补强 陶瓷材料脆性断裂往往表现为___、_____和_____断裂。瞬间、无先兆、暴发式 氧化物和非氧化物陶瓷的硬度大，是因其晶体化学键多属＿＿和＿＿。离子键、共价键 含锆的矿石，在自然界主要有＿＿和＿＿。斜锆石、锆英石 非氧化物陶瓷有多种，＿＿和＿＿是两个典型。碳化物陶瓷、氮化物陶瓷或硼化物陶瓷。复合材料主要由＿和＿两部分组成。基体、增强体 制作高强度、高韧性复合材料应满足：、、、、。采用高强度、高模量的纤维或晶须；在制备条件下纤维或晶须的性能不退化；纤维或晶须与基体不发生化学反应；热膨胀系数要匹配，纤维的膨胀系数应略大于基体膨胀系数；纤维与基体间的结合力要适中，以达到拔出效应。 钎维补强基复合材料的补强韧化机理是、、、、。负载传递；预应力效应；拔出效应；微裂纹化能量吸收；裂纹转向。 绝缘陶瓷材料主要强调该材料具有高的＿＿。体积电阻率。 绝缘陶瓷有多项性能要求，一般要有___， ___， ___， ___， ___。 高的体积电阻率、高的抗电强度、低的介电常数、低的介质损耗、满足要求的力学强度。从材料的极化性能看，__陶瓷和__陶瓷是常见的电容器陶瓷材料。铁电陶瓷材料、非铁电陶瓷材料。 按不同的材料分，电容器的类型有很多种，＿、＿和＿是常见的三种类型。 非铁电电容器、铁电陶瓷电容器、半导体电容器等等铁电陶瓷在点以下具有自发极化。 人教版初中物理八年级下学期电学基础知识汇总第五章电流和电路 (一)简单的电现象 1、摩擦起电用摩擦的方法使物体带电，叫做摩擦起电。摩擦起电的原因是不同物质的原子核束缚电子的本领不同。两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上；失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因有了多余电子而带等量的负电。摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体上，并没有创造电荷或产生电荷，电荷的总量不变。 2、两种电荷(1)物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电，或者说带了电荷也就是说：带电体能吸引轻小物体。自然界中只有两种电荷：绸子摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫做，毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做。 3、电荷间的相互作用：，。人们认识自然界中只有两种电荷是在实验的基础上经过推理得出来的。 4、带电体和另一物体相吸，是另一物体可能带，也可能。因为吸引有两种可能，即：带电体吸引轻小物体；异种电荷互相吸引。 5、验电器是一种检验物体是否带电的仪器。验电器带电是一种接触带电的现象。原理是：。将物体接触验电器的金属球，若两片金属箔张开，表明物体带电。 6、电荷的定向移动形成。金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的。要得到持续电流必须有，电路还必须是的。 7、)规定：定向移动的方向为电流的方向。在电源外部，电流方向是从电源的流向。 8、电流的效应、效应、效应分别把电能转化为热能、磁场能和化学能，它们在生活和生产中得到了广泛的应用。发生电流的化学效应的同时一定发生电流的热效应和磁效应。 9、串联电路中各处电流相等，用符号表示。并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和用符号表示。 10、由、、和等元件所组成的电流路径，叫做电路。是在电路中提供电能的设备，是电路中形成持续电流的必要条件。电路中的各种用电设备统称，它是消耗电能把电能转化为其他形式能的装置。传输电能。可以接通或切断电路。用特定的符号表示电路中各元件连接情况的图叫做。 11、电路的三种状态：、、。短路和局部短路--前者是导线不经过用电器直接跟电源两极相连的电路，后者是将一根导线直接与用电器的两端并联，若电路中还有其他用电器，不会造成电源短路，这种电路为局部短路。局部短路时被短路的用电器中几乎无电流通过，这个用电器将不再起作用也不会被损坏．电路中其他用电器工作时电流将增大。 12、电路连接方式：用电器逐个顺次连接起来的电路叫做，用电器并列地连接起来的电路叫做。特点：中只有一条电流的路径，各用电器的工作互相影响，当一个用电器断路或损坏时，另一个用电器也就不能工作了，开关控制整个电路的通断，开关的位置改变控制作用不变；中有两条或多条电流的路径，用电器能各自独立工作，互不影响。一个用电器损坏或断路，其他用电器仍能正常工作， 非金属材料复习资料 非金属材料复习资料 随着科技的不断进步和人们对环境保护的日益重视，非金属材料在现代社会中 扮演着越来越重要的角色。本文将对非金属材料的基本概念、分类以及应用领 域进行复习和总结。 一、基本概念 非金属材料是指在常温下不具有金属特性的材料。与金属材料相比，非金属材 料具有较低的导电性、导热性和机械强度，但却具有较高的绝缘性、耐腐蚀性 和轻质化等优点。常见的非金属材料包括陶瓷、塑料、橡胶和复合材料等。 二、分类 1. 陶瓷材料：陶瓷材料是指以无机非金属物质为主要原料，经过成型、烧结等 工艺制成的材料。陶瓷材料具有高硬度、高熔点、高耐热性和良好的绝缘性能，广泛应用于电子、航空航天、建筑等领域。 2. 塑料材料：塑料材料是以合成树脂为基础，通过加工成型制得的材料。塑料 材料具有良好的可塑性、耐腐蚀性和绝缘性能，广泛应用于包装、建筑、汽车 等领域。 3. 橡胶材料：橡胶材料是由天然橡胶或合成橡胶经过加工制得的材料。橡胶材 料具有良好的弹性、耐磨性和耐老化性能，广泛应用于轮胎、密封件、橡胶管 等领域。 4. 复合材料：复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料。复合材料 具有优异的力学性能、耐腐蚀性和轻质化等特点，广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。 三、应用领域 1. 电子领域：非金属材料在电子领域中具有广泛的应用。陶瓷材料常用于制作电子陶瓷元件、半导体器件等；塑料材料常用于制作电子外壳、连接器等；橡胶材料常用于制作电线电缆绝缘层、密封圈等。 2. 化工领域：非金属材料在化工领域中扮演着重要的角色。陶瓷材料常用于制作化工反应器、管道等；塑料材料常用于制作化工容器、泵体等；橡胶材料常用于制作化工密封件、管道衬里等。 3. 建筑领域：非金属材料在建筑领域中得到广泛应用。陶瓷材料常用于制作建筑砖、地砖等；塑料材料常用于制作建筑膜、隔热材料等；橡胶材料常用于制作建筑密封条、防水材料等。 4. 汽车领域：非金属材料在汽车领域中具有重要的应用价值。陶瓷材料常用于制作汽车发动机部件、刹车片等；塑料材料常用于制作汽车外壳、内饰件等；橡胶材料常用于制作汽车轮胎、密封件等。 总结： 非金属材料作为现代工程材料的重要组成部分，其应用范围越来越广泛。在科技不断进步的今天，人们对非金属材料的研究和应用也在不断深入。通过对非金属材料的基本概念、分类和应用领域的复习，我们能够更好地了解非金属材料的特点和优势，为今后的学习和工作提供参考和指导。 功能陶瓷复习题 功能陶瓷复习题 功能陶瓷是一种特殊的陶瓷材料，具有优异的物理、化学和机械性能，被广泛应用于各个领域。本文将通过一系列复习题，帮助读者巩固对功能陶瓷的理解和知识。 一、选择题 1. 功能陶瓷的特点不包括： A. 高温稳定性 B. 低热导率 C. 超导性 D. 耐磨性 2. 下列哪种功能陶瓷常用于制作航空发动机部件？ A. 氧化铝陶瓷 B. 碳化硅陶瓷 C. 氮化硅陶瓷 D. 钛酸锆陶瓷 3. 以下哪种功能陶瓷常用于制作电子元件？ A. 铝酸锶陶瓷 B. 铝酸镁陶瓷 C. 铝酸钛陶瓷 D. 铝酸锌陶瓷 4. 功能陶瓷的应用领域不包括： A. 医疗器械 B. 电子设备 C. 航空航天 D. 建筑材料 5. 下列哪种功能陶瓷常用于制作陶瓷刀具？ A. 氧化锆陶瓷 B. 氧化铝陶瓷 C. 碳化硅陶瓷 D. 氮化硅陶瓷 二、判断题 1. 功能陶瓷的热膨胀系数与金属相似。 ( ) 2. 功能陶瓷具有良好的耐腐蚀性能。 ( ) 3. 氧化锆陶瓷具有优异的断裂韧性。 ( ) 4. 碳化硅陶瓷是一种透明陶瓷材料。 ( ) 5. 功能陶瓷的制备工艺主要包括烧结和热处理。 ( ) 三、简答题 1. 功能陶瓷的定义是什么？它与传统陶瓷有何不同之处？ 2. 请简要介绍功能陶瓷的主要分类及其应用领域。 3. 功能陶瓷的制备工艺包括哪些步骤？请简要描述其中一个制备工艺。 4. 功能陶瓷的优点是什么？为什么它在各个领域得到广泛应用？ 5. 功能陶瓷的未来发展趋势是什么？请简要阐述。 四、综合题 功能陶瓷具有广泛的应用前景，但也面临一些挑战。请结合你对功能陶瓷的理解，从材料性能、制备工艺、应用领域等方面，分析功能陶瓷面临的挑战，并提出相应的解决方案。 总结： 通过这些复习题，我们回顾了功能陶瓷的特点、分类、应用领域以及制备工艺等方面的知识。功能陶瓷作为一种具有特殊功能和优异性能的材料，其应用前景广阔。然而，功能陶瓷在材料性能的优化、制备工艺的改进以及应用领域的拓展等方面仍然面临一些挑战。只有不断深化研究，解决这些挑战，才能更好地推动功能陶瓷的发展和应用。 电子材料导论 1.压电效应 答：（1）当在某一特定方向对晶体施加应力时，在与应力垂直方向两端表面能出现数量相等，符号相反的束缚电荷—正压电效应（2）当一块具有压电效应的晶体置于外电场中，由于晶体的电极化造成的正负电荷中心位移，导致晶体变形，形变量与电场强度成正比—逆压电效应。 2.电畴 答：具有自发极化的晶体中存在一些自发极化取向一致的微小区域。 3.霍尔效应 答：在一块半导体某一方向上加有电场，并在垂直方向上加有磁场，在两种外力作用下，载流子的运动发生变化，结果在半导体的两端产生一横向电场，其方向同时垂直于电流和磁场。 4.平衡载流子 答：载流子的产生和复合两个相反过程建立起动态平衡，这种状态下的载流子为平衡载流子。 5.非平衡载流子 答：当用电子能量大于该半导体禁带宽度的光照射时，光子的能量传给了电子，使价带中的电子跃迁到导带，从而产生导带的自由电子和价带的自由空穴，即非平衡自由载流子。 6.辐射性复合 答：由于电子与空穴的复合以光能的形式辐射能量。（1）电子和空穴由于碰撞而复合（2）通过杂质能级的复合（3）激子复合 7.非辐射性复合 答：由跃迁能量转换为低能声子而形成。（1）阶段性的放出声子的复合（2）俄歇过程（3）表面复合 8.固体电解质 答：具有离子导电性能的固体物质。 9.功能材料 答：指除强度性能外，还有其特殊功能，或能实现光、电、磁、热力等不同形式的交互作用和转换的非结构材料。 10.发光材料 答：在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。 11.玻璃键合 答：在厚膜导电材料中含有玻璃，通过离子的相互渗透作用使它的基片表面形成键合，这种键合类型称为玻璃键合。 12.氧化物键合 答：在厚膜导电材料中含有金属氧化物，通过离子的相互渗透作用使它的基片表面形成键合，这种键合类型称为氧化物键合。 13.负温度系数（NTC）热敏材料 答：将电阻率随温度升高而下降的材料，称为负温度系数材料，简称NTC材料。P384 14.正温度系数（PTC）热敏材料 答：将电阻率随温度升高而增大的材料，称为正温度系数材料，简称PTC材料。P390 15.临界温度电阻热敏材料 答：指具有突变电阻-温度特性曲线的材料，称为临界温度电阻热敏材料，简称CTR材料。P389 16.电子陶瓷的显微结构 答：电子陶瓷的显微结构是指用各类显微镜所能观察到的陶瓷内部的组织结构，包括晶相、玻璃相、气相（或气孔）等的大小与分布。 一次颗粒：在物质的本质结构不发生改变的情况下，分散或者细化而得到的固态基本颗粒。一般是指没有堆积、絮联等结构的最小单元。 二次颗粒：实际应用的粉体原料往往多数是由一次颗粒团聚而成的。尤其是特种陶瓷粉体，由于比较细，极易发生团聚。 一次颗粒团聚为二次颗粒的动力：分子间的范德华力；颗粒间的静电引力；吸附水分的毛细引力；颗粒间的磁引力；颗粒表面不平滑引起的机械纠缠力。 粉体颗粒的粒度：粉体颗粒的平均大小。表征方法：等体积球相当径；等面积球相当径；等沉降速度相当径；显微镜下测量的颗粒径。 等体积球相当径：以与颗粒体积相同的球体直径表征颗粒大小；适用于颗粒体积可求的情况，适用范围有限，但是它直接与颗粒的质量对应，所以很有用。 等面积球相当径：以与颗粒面积相同的球体直径表征颗粒大小。 等沉降速度相当径（斯托克斯相当径）：斯托克斯假设：当速度达到极限值时，在无限大范围的粘性流体中沉降的球体的阻力，完全由流体的粘滞力所致，这时可用下式表达沉降速度与球径的关系： 2()18s f stk g v D ρρη-=∙ 显微镜下测量的颗粒径：马丁径；费莱特径；投影面积径 马丁径：也称定向径，是颗粒影像的对开线长度，该对开线可以在任何方向划出，但是对所有颗粒要一致。 费莱特径：颗粒影像的二对边切线（相互平行）之间的距离，必须注意：只要选定一个方向之后，任意颗粒影像的切线都必须与该方向平行。 投影面积径：与颗粒影像有相同面积的圆的直径。 斯托克斯径的测定往往更多的是反映了团聚后的二次颗粒大小，而显微镜法则可用于测定一次颗粒及二次颗粒。 最可几粒度：曲线最高点对应的粒径 中位径：累计百分数为50％的粒径 平均径：所有颗粒的平均直径 固相法制备粉料：①压块合成：将混合物的粉料加压压制成块状，再进行合成。由于原料之间接触比较紧密，再加上压力的作用，可以使合成进行得比较充分，且可以在较低温度下进行。 ②粉末合成法：将混合物粉末直接进行合成反应。③二次粉末合成：一次合成后过筛，再进行温度稍高一些的二次合成反应。 自蔓延燃烧技术是利用反应物之间高化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术。 自蔓延法有以下优点：1、工艺简单2、消耗外部能量少3、可在真空或者控制气氛下进行， 一、名词解释： 1、晶体 ； 2、非晶体； 3、点阵； 4、晶格； 5、格点； 6、晶体的周期性； 7、晶体的对称性 8、密勒指数； 9、倒格子；10、配位数；11、致密度；12、固体物理学元胞；13、结晶学元胞；14、布拉菲格子；15、复式格子；16、声子；17、布洛赫波 ；18、布里渊区；19、格波；20、电子的有效质量 二、计算证明题 1. 晶体点阵中的一个平面h kl ，试证：（1）晶格的两个相邻平行平面（这些平面 通过格点）之间的距离为2|| hkl d K π = 此处123K hb kb lb =++ ； （2）利用上述关系 证明，对于简单立方格子，d = a 为晶格常数；（3）说明什么 样的晶面容易解理，为什么？ 2、金刚石晶胞的立方边长为m 101056.3-⨯，求最近邻原子间的距离、平均每立方厘米中的原子数和金刚石的密度。（碳原子的重量为2310*99.1-g ） 3. 试证：在晶体中由于受到周期性的限制，只能有1、2、3、4、6重旋转对称轴，5重和大于6重的对称轴不存在。 4、晶体点阵中的一个平面.hkl （a ）证明倒易点阵矢量321b l b k b h G ++=垂直于这个平面。 （b ）证明正格子原胞体积与倒格子原胞体积互为倒数 5. 证明体心立方格子和面心立方格子互为正、倒格子。 6. 在六角空间格子中选取一平行六面体为原胞，试求：（1）基矢321,,a a a 的表示式；（2） 原胞的体积；（3）倒格子基矢321,,b b b 。 7、氪原子组成惰性晶体为体心立方结构，其总势能可写为 ()⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=6 612122R A R A N R U σσε，其中N 为氪原子数，R 为最近邻原子间距离，点阵 和A 6=12.25，A 12=9.11；设雷纳德—琼斯系数ε=0.014eV ，σ=3.65。求：（1）平衡时原子间最近距离R 0及点阵常数a ；（2）每个原子的结合能（eV ）。 8. 设两原子间的互作用能可表示为()n m r r r u β α+-=式中，第一项为引力能；第二项为排 斥能；βα,均为正常数。证明，要使这两原子系统处于平衡状态，必须n>m 。 9. 已知，由N 个惰性气体原子结合成的具有面心立方结构的晶体，其互作用能可表示为 中考物理总复习课教案 第五章 电路和电流 二、复习的重点和难点 1、电流方向：把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电子移动方向与它正好相反。 2、导体:容易导电的物体叫导体。如金属、石墨、人体、大地及酸碱盐水液绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体。如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等 3、电源:能够提供持续电流的装置。在干电池中电能是以化学能的形式存在 4、自由电子:在金属导体中能脱离原子核束缚而在金属内部自由移动的电子 5、电路：把用电器、电源、开关用导线连接起来的电流路径。电路图：用符号表示电路连接情况的图。 6、通路：处处接通的电路。开路：某处断开的电路。短路：不经过用电器直接把导线接在电源两端的电路。 7、串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来的电路。特点：电流依次通过每个用电器。并联电路：把电路元件并列连接起来的电路。特点电流在某处分支，再在某处会合。 8、1安培＝1000毫安(mA) 1毫安＝1000微安(μA) 9、测量电流的仪表是电流表。符号 A 10、使用电流表的注意事项：a 、电流表要串联在电路中b 、电流要从"+"接线柱入，"-"接线柱出。c 、被测电流不能超出电流表的量程。d 、绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连在电源两极上。 11、串并联电路的电流特征：串联电路中电流处处相等。并联电路中干路中的电流等于各支路中电流的和 三、知识梳理 电流方向 电流表的使用 串、并联电路中电流的特点 组成 串联 电路的连接方法 并联 家庭电路 组成 安全用电 五、教学课时：四课时 第一课时 二、复习内容 （一）、电荷 1、带了电（荷）：摩擦过的物体有了吸引物体的轻小物体的性质，我们就说物体带了电。 （轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。） 2、使物体带电的方法： ②接触带电：物体和带电体接触带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。 3、两种电荷： 正电荷：规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电。 实质：物质中的原子失去了电子 电流 电路 电 路 和 电 流 定义：用摩擦的方法使物体带电 原因：不同物质原子核束缚电子的本领不同 实质：电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开 能的转化：机械能-→电能 ①摩擦起电 1、举出3种以上的典型的超导陶瓷氧化物超导体,定义及其应用; LaBaCuo、SrBaCuo、NbBaCuo； 2、说明Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ电容器陶瓷的典型材料、性能特点和用途;I类陶瓷主要用于高频电路中使用的陶瓷电容器;性能特点a:一般具有负温度系数,有时为正温度系数；b:介电常数较高为飞铁电电容陶瓷；c:温度系数值稳定且高频下及高温时具有低的介质损耗;典型材料：MgTiO3瓷;II类陶瓷主要用于制造低频电路中使用的陶瓷电容器;性能特点：a:介电常数值高4000-8000b:温度稳定性好；c:居里点在工作温度范围内且能方便的调整;典型材料：BaTiO3系、反铁电系; III类陶瓷介质的半导体主要用于制造汽车、电子计算机等电路中要求体积非常小的电容器,性能特点a:介电常数非常大7000-几十万以上b:主要用于低频下典型材料：半导化BaTiO3 3、何为铁电陶瓷 BaTiO 3 铁电陶瓷老化的含义是什么是一类在某一温度范围内具有自发极化且极化强度随电场反向而反向,具有与铁磁回线相仿的电滞回线的陶瓷材料老化意义：铁电陶瓷烧成后其介电常数和介电损耗随时间的推移而逐渐减少 4、BaTiO 3陶瓷有哪几种晶型相变画出BaTiO 3 陶瓷的介电常数-温度特性曲线示意图;立方 相、四方相、斜方相和三方相； 5、何谓移峰效应和压峰效应改性加入物可以有效的移动居里温度,即移动介电常数的居里峰,但对介电常数的陡度一般不呈现明显的压抑作用,这时所引起的效应为移峰效应；有的改性加入物可使介电常数的居里峰受到压抑并展宽所引起的效应为压峰效应; 6、为什么BaTiO 3 陶瓷最适合做低频电容器介质由于频率f升高,ε降低,Tanδ升高性能恶化,所以要在低频下使用由于新畴的成核与生长需要一定的时间内,所以ε和f有关;损耗产生 的原因是：1、电畴运动：畴壁运动是克服杂质、气孔、晶界的摩擦阻力；2、自发极化反转时;伴随着集合形变的换向,必须克服晶胞间与晶粒间应力作用的反复过程;都要消耗电 场能,并以热的形式相空间散逸;反转愈剧烈,次数愈频繁,则Tanδ愈大; 7、BaTiO 3,PbTiO 3 ,SrTiO 3 为什么具有铁电性它们为什么具有不同的居里温度其居里点分 《功能陶瓷》复习题 1.电容器陶瓷与电绝缘陶瓷在性能要求上有何不同？ 2.简述莫来石、刚玉－莫来石电绝缘陶瓷配方中粘土、工业氧化铝、氧化钙、氧化镁、滑 石、白云石和碳酸钡的作用。 3.简述滑石瓷生产中滑石预烧的目的。 4.电容器陶瓷有哪几类？举出典型材料。 5.温度补偿电容器陶瓷与温度稳定电容器陶瓷的性能特点有何不同？ 6.微波介质陶瓷具有什么性能特点？列出以上典型的陶瓷材料体系，说明其应用背景。微 波介质陶瓷的低温烧结工艺有哪些方法？有何意义？ 7.说明金红石电容器陶瓷的配方中各组成的作用及在生产中应该注意的问题。 8.什么是介电常数的温度系数αε？为什么在高频稳定电容器陶瓷钛酸镁瓷和锡酸钙中加 入钛酸钙可以调节αε？有什么实际意义？ 9.为什么PZT压电陶瓷中PbZrO3含量在53％mol时（Zr/Ti=53/47）时，压电性能最好？ 三元系压电陶瓷PMN-PT-PZ的组成如何？相对于二元系压电陶瓷，有何特点？ 10.什么是PZT陶瓷？软性添加物和硬性添加物对材料的性能和烧结工艺有哪些影响？ 11.什么是热释电陶瓷？热释电系数P的物理意义是什么?具有压电性的晶体一定有热释电 性吗？为什么？举出你所知道的热释电陶瓷材料。 12.什么是PTC陶瓷？简述BaTiO3陶瓷产生PTC效应的条件和半导化途径。说明移峰剂对 PTC陶瓷的居里温度的影响。其烧成工艺有何要求？ 13.简要说明Co-MnO-O2系NTC热敏电阻陶瓷的导电机理。在NTC陶瓷生产中为什么要 进行敏化处理和老练处理？ 14.列出典型的四种气敏陶瓷材料，说明它们各有何特点？ 15.ZnO系气敏陶瓷元件主要特点是什么？如何实现其对气体的选择性？。 16.简要说明γ－Fe2O3的气敏机理。 17.常见的湿敏陶瓷有哪些?有何特点？ 18.简述Si-Na2O-V2O5系和ZnO-Li2O-V2O5系湿敏陶瓷各组分的作用和感湿机理。 19.什么是压敏陶瓷？简要说明 ZnO压敏陶瓷的压敏机理。 20.什么是导电陶瓷？简述常见材料及其应用。 21.说明氧化锆导电陶瓷的导电机理。简述其制备方法。简述其氧气敏原理及应用。 22.说明高磁导率铁氧体的晶粒大小和磁导率的关系。超高磁导率陶瓷的显微结构有什么特 点？矫顽力与晶粒大小什么关系？ 23.软磁铁氧体有哪些特性？常见材料有哪些体系？常用的掺杂组分有哪些？ 24.锰铁氧体在冷却时容易出现什么问题？应采取什么措施？ 25.硬铁氧体有哪些特性？常见材料有哪些体系？ 26.制备各向异性的铁氧体有什么意义？如何制备？ 电学总复习 电路 1、物体带电：物体有能够吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了电。 2、摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电。自然界存在正、负两种电荷。同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。正电荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷。负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷。中和：等量的异种电荷放在一起互相抵消的现象叫做中和。（中和后物体不带电）。原因：电子从一个物体转移到另一物体，得到电子的物体因有多余的电子带上负电荷，失去电子的物体因缺少电子而带上等量的正电荷。 3、检验物体是否带电的方法：一是看它能否吸引轻小物体，如能则带电；二是利用验电器，用物体接触验电器的金属球，如果金属箔张开则带电。 4、判断物体带电性质(带什么电)的方法：把物体靠近(不要接触)已知带正电的轻质小球或验电器金属球，如果排斥(张开)则带正电，如果吸引(张角减小)则带负电。（如果靠近带负电物体时，情况恰好相反） 5、电流的形成：电荷的定向移动形成电流。(任何电荷的定向移动都会形成电流)。方向：把正电荷定向移动的方向规定为电流方向。（负电荷定向移动的方向和正电荷移动的方向相反，即与电流方向相反）。 6、电源：能提供持续电流（或电压）的装置。电源是把其他形式的能转化为电能。如干电池是把化学能转化为电能。发电机则由机械能转化为电能。持续电流的条件：必须有电源和电路闭合。 7、导体：容易导电的物体叫导体。如：金属，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等。绝缘体：不容易导电的物体叫绝缘体。如：橡胶，玻璃，陶瓷，塑料，油，纯水等。导体和绝缘体的主要区别是：导体内有大量自由移动的电荷，而绝缘体内几乎没有自由移动的电荷，但导体和绝缘体是没有绝对的界限，在一定条件下可以互相转化。金属导电靠的是自由电子，它移动的方向与金属导体中的电流方向相反。 8、电路组成：由电源、导线、开关和用电器组成。电路有三种状态：(1)通路；(2)开路；(3)短路。电路图：用符号表示电路连接的图叫电路图。 9、串联：把元件逐个顺序连接起来，叫串联。（电路中任意一处断开，电路中都没有电流通过）；并联：把元件并列地连接起来，叫并联。（并联电路中各个支路是互不影响的） 电流强度 电流的大小用电流强度表示。测量电流仪表是：电流表，使用规则是：①电流表要串联在电路中；②接线柱的接法要正确，使电流从“+”接线柱入，从“-”接线柱出；③被测电流不要超过电流表的量程；④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源的两极上。实验室中常用的电流表有两个量程：①0～0.6安；②0～3安。电压 1、电压(U)：电压是使电路中形成电流的原因，电源是提供电压的装置。国际单位：伏特(V)。 2、测量电压的仪表是：电压表，它的使用规则是：①电压表要并联在电路中；②接线柱的接法要正确，使电流从“+”接线柱入，从“-”接线柱出；③被测电压不要超过电压表的量程；实验室中常用的电压表有两个量程：①0～3伏，每小格表示的电压值是0.1伏；②0～15伏，每小格表示的电压值是0.5伏。 电阻 1、电阻(R)：表示导体对电流的阻碍作用。(导体如果对电流的阻碍作用越大，那么电阻就越大，而通过导体的电流就越小)。电阻(R)的单位：国际单位：欧姆(Ω)；常用的单位有：兆欧(MΩ)、千欧(KΩ)。 2、决定电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的：材料、长度、横截面积和温度。（电阻与加在导体两端的电压和通过的电流无关） 3、(1)滑动变阻器：改变电阻线在电路中的长度来改变电阻的；作用：通过改变接入电路中的电阻来改变电路中的电流和电压；铭牌：如一个滑动变阻器标有“50Ω2A”表示的意义是：最大阻值是50Ω，允许通过的最 初中物理电学知识点复习填空 电流和电路 一、摩擦起电：摩擦过的物体具有的现象叫摩擦起电； 二、两种电荷：用丝绸摩擦过的带的电荷叫正电荷；用毛皮摩擦过的带的电荷叫负电荷； 三、电荷间的相互作用：同中电荷相互，异种电荷相互； 四、验电器1、用途：用来检验物体是否带电；2、原理：利用； 五、电荷量（电荷）：电荷的叫电荷量，简称电荷；单位是库仑，简称库，符号为C； 五、元电荷： 1、原子是由位于中心的带正电的和核外带电的电子组成； 2、最小的电荷叫元电荷（一个电子所带电荷）用e表示；e= ; 3、在通常情况下，原子核所带电荷与核外电子总共所带电荷在数量上相等，电性相反，整个原子呈中性； 六、摩擦起电的实质：电荷的。（由于不同物体的原子核束缚电子的本领不同，所以摩擦起电并没有新的电荷产生，只是电子从一个物体转移到了另一个物体，失去电子的带正电，得到电子的带负电） 七、导体和绝缘体：的物体叫导体（如金属、人体、大地、酸碱盐溶液），不善于导电的物体叫绝缘体（如橡胶、玻璃、塑料等）；导体和绝缘体在一定条件下可以相； 八、电流：电荷的形成电流；电流方向：定向移动的方向为电流的方向（负电荷定向移动方向和电流方向相反）；在电源外部，电流的方向从电源的极流向极； 九、电路：用导线将电源、开关、用电器连接起来就组成了电路；电源：（把其它形式的能转化成电能）的装置；用电器：（把电能转化成其它形式的能）的装置； 十、电路的工作状态：1、通路：处处连通的电路；2、开路：某处的电路；3、短路：用直接将电源的正负极连同； 十二、串联和并联 1、把电路元件连接起来的电路叫串联电路；串联电路特点：电流只有一条路径；各用电器影响； 2、把电路元件连接起来的电路叫并联电路；并联电路特点：电流有多条路径；各用电器影响； 十三、电路的连接方法：1、线路简捷、不能出现交叉；2、实物图中各元件的顺序要与电路图一致；3、并联电路连接中，先串后并，先支路后干路，连接时找准节点。5、在连接电路前应将开关断开； 十四、电流的强弱 1、电流：表示的物理量，符号，单位是，符号，还有毫安(mA)、微安（µA）1A＝ mA＝µA 1、传统陶瓷与先进陶瓷如何划分？它们的开展过程有何特点？ 答：先进陶瓷与传统陶瓷的区别，可以从以下几方面来说明。①原料：传统陶瓷以天然的粘土为主要原料，而先进陶瓷原料是人工提纯、人工化合成的高纯度物质。 ②粒度：传统陶瓷的粉粒大小在0.1毫米以上，而先进的粉粒大小在0.01以下，有的 到达纳米级别。 ③制作工艺：先进陶瓷的成型方法也很多，有模压成型、等静压成型、注射成型、热压 铸、流涎成型等，在烧结方面，温度要求更高，条件要求更严，方法也很多， 有热压烧结、热等反响烧结、真空烧结、微波烧结、等离子烧结、自蔓燃烧结 等，突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产的烧结方式。 ④加工：传统陶瓷一般不需要二次加工，先进陶瓷烧结成型后，能够进展切割、打孔、 磨削、抛光等精细加工。〔5、6点为资料中追加〕 ⑤性能应用：先进陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、 绝缘以及在磁、电、光、声、生物工程各方面具有的特殊功能，从而使其在高 温、机械、电子、计算机、宇航、医学工程等各方面得到广泛的应用。 ⑥显微构造：普通陶瓷主要由莫来石以及SiO2为主，而先进陶瓷那么以单一相构成。 2、与金属比，陶瓷的构造和性能特点？为什么陶瓷一般具有高强度和高硬度？答：①构造：金属内部原子间结合的化学键为金属件，陶瓷材料的原子间结合力主要为离子键、共价键或离子–共价混合键； 陶瓷材料显微构造的不均匀性和复杂性〔书P1-2〕 性能：优点：高熔点、高强度、耐磨损、耐腐蚀； 缺点：脆性大、难加工、可靠性与重现性差〔书P2〕 ②原因：上述陶瓷内部的几种结合键具有很高的方向性，结合力较强，破坏化学键所需 能量较大，故硬度与硬度都较高，同时陶瓷材料化学键决定了其在室温下几乎 不能产生滑移或位错运动，因此很难产生塑性变型，室温下只有一个较高的 断裂强度。 3、如何评价陶瓷材料的力学性能？如何提高材料力学性能？ 答：强度方面从抗拉、抗压、抗弯以及抗热冲击性能评价；韧性方面通过单刃开口梁法或压痕法测量评价，硬度那么主要通过维氏硬度和洛氏硬度进展评价； 通过颗粒弥散、纤维及晶须强化增韧来改善陶瓷的力学性能〔求补充〕 4、影响陶瓷抗热震性的因素主要有哪些？ 答：影响因素主要有热应力、导热系数、热膨胀系数、弹性模量、断裂能、强度和韧性等； ①导热系数高，材料各局部温差较小，抗热震性较好；②热膨胀系数较小，材料内部热 应力较小，抗热震性较好；③弹性模量较小，在热冲击中可以通过变形来局部抵消热应力，从而提高抗热震性；④强度大，韧性强都能使材料抗热应力而不至于破坏，改善热震性。〔答案为材料物理性能书P133〕 初中物理电学详细知识点 一电荷电荷也叫电，是物质的一种属性。 1．①电荷只有正、负两种。与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同的电荷叫正电荷；而与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同的电荷叫负电荷。②同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。③带电体具有吸引轻小物体的性质④电荷的多少称为电量(Q)。 ⑤验电器：用来检验物体是否带电的仪器，是依据同种电荷相互排斥的原理工作的。 2、导体和绝缘体容易导电的物体叫导体，金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等都是是常见的导体。不容易导电的物体叫绝缘体，橡胶、塑料、玻璃、陶瓷等是常见的绝缘体。 理解：导体和绝缘体的划分并不是绝对的，当条件改变时绝缘体也能变成导体，例如在常温下是很好的绝缘体的玻璃在高温下就变成了导体。又如常态下，气体中可以自由移动的带电微粒（自由电子和正、负离子）极少，因此气体是很好的绝缘体，但在很强的电场力作用下，或者当温度升高到一定程度的时候，由于气体的电离而产生气体放电，这时气体由绝缘体转化为导体。所以，导体和绝缘体没有绝对界限。在条件改变时，绝缘体和导体之间可以相互转化。 3、电路将用电器、电源、开关用导线连接起来的电流通路 电路的三种状态：处处连通的电路叫通路也叫闭合电路，此时有电流通过；断开的电路叫断路也叫开路，此时电路中没有电流；用导线把电源两极直接连起来的电路叫短路。 4、电路连接方式串联电路、并联电路是电路连接的基本方式。 理解：识别电路的基本方法是电流法，即当电流通过电路上各元件时不出现分流现象，这几个元件的连接关系是串联，若出现分流现象，则分别在几个分流支路上的元件之间的连接关系是并联。 5、电路图用符号表示电路连接情况的图形。 二、电流电压电阻欧姆定律 1、电流的产生：由于电荷的定向移动形成电流。 电流的方向：①正电荷定向移动的方向为电流的方向 理解：在金属导体中形成的电流是带电的自由电子的定向移动，因此金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反。而在导电溶液中形成的电流是由带正、负电荷的离子定向移动所形成的，因此导电溶液中的电流方向跟正离子定向移动的方向相同，而跟负离子定向移动的方向相反。②电路中电流是从电源的正极出发，流经用电器、开关、导线等流回电源的负极的。电流的三效应：热效应、磁效应和化学效应，其中热效应和磁效应必然发生。 2、电流强度：表示电流大小的物理量，简称电流。 ①定义：每秒通过导体任一横截面的电荷叫电流强度，简称电流。I＝Q/t ②单位：安（A）常用单位有毫安（mA）微安（μA）它们之间的换算：1A＝103 mA＝106μA ③测量：电流表 要测量某部分电路中的电流强度，必须把安培表串联在这部分电路里。在把安培表串联到电路里的时候，必须使电流从“+”接线柱流进安培表，并且从“－”接线柱流出来。在测量前后先估算一下电流强度的大小，然后再将量程合适的安培表接入电路。在闭合电键时，先必须试着触接电键，若安培表的指针急骤摆动并超过满刻度，则必须换用更大量程的安培表。 使用安培表时，绝对不允许不经过用电器而将安培表的两个接线柱直接连在电源的两极上，以防过大电流通过安培表将表烧坏。因为安培表的电阻很小，所以千万不能把安培表并联在用电器两端或电源两极上，否则将造成短路烧毁安培表。 读数时，一定要先看清相应的量程及该量程的最小刻度值，再读出指针所示数值。 3、串联电路电流的特点：串联电路中各处的电流相等。I＝I1＝I2 并联电路电流的特点：并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和I＝I1+I2 4、电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置 5、①电压的单位：伏特，简称伏，符号是V。 常用单位有：兆伏（MV）千伏（KV）毫伏（mV）微伏（μV） 它们之间的换算：1MV＝103KV 1KV＝103V 1V＝103 mV 1mV＝103μV陶瓷工艺学
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