发布时间 : 星期一 文章材料物理性能课后习题答案 - 北航出版社 - 田莳主编更新完毕开始阅读b55f19d2a9114431b90d6c85ec3a87c241288a4d
页眉 第二章 材料的电性能
1. 铂线300K时电阻率为1×10-7Ω·m，假设铂线成分为理想纯。试求1000K时的电阻率。
（P38）
解： ?T??0(1??T)?21+?T21+?T25???2??1g?1?10?7??2.27?10?7?gm?11+?T11+?T12.22.
镍铬丝电阻率（300K）为1×10-6Ω·m，加热到4000K时电阻率增加5%，假定在此温度区间内马西森定则成立。试计算由于晶格缺陷和杂质引起的电阻率。（P38）
为什么金属的电阻温度系数为正的？ （P37-38） 答：当电子波通过一个理想晶体点阵时（0K），它将不受散射；只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子波才受到散射（不相干散射），这就是金属产生电阻的根本原因，因此随着温度升高，电阻增大，所以金属的电阻温度系数为正。 试说明接触电阻产生的原因和减小这个电阻的措施。（P86）
接触电阻产生的原因有两个：一是因为接触面不平，真正接触面比看到的要小，电流通过小的截面必然产生电阻，称为会聚电阻。二是无论金属表面怎样干净，总是有异物形成的膜，可能是周围气体、水分的吸附层。因此，一般情况下，接触金属时首先接触到的是异物薄膜，这种由于膜的存在而引起的电阻称为过渡电阻。
镍铬薄膜电阻沉积在玻璃基片上其形状为矩形1mm×5mm，镍铬薄膜电阻率为1×10-6Ω·m，两电极间的电阻为1KΩ，计算表面电阻和估计膜厚。
表2.1中哪些化合物具有混合导电方式？为什么？ （P35）
3.
4.
5.
6.
ZrO2?CeO2、FeO?Fe2O3?CaO?SiO2?Al2O3
7. 说明一下温度对过渡族金属氧化物混合导电的影响。
8. 表征超导体的三个主要指标是什么？目前氧化物超导体的主要弱点是什么？
（P76）临界转变温度、临界磁场强度、临界电流密度。 主要弱点是临界电流密度低。
9. 已知镍合金中加入一定含量钼，可以使合金由统计均匀状态转变为不均匀固溶体（K状
态）。试问，从合金相对电阻变化同形变量关系曲线图（见图2.70）中能否确定镍铁钼合金由均匀状态转变为K状态的钼含量极限，为什么？
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页眉 10. 试评述下列建议，因为银具有良好的导电性能而且能够在铝中固溶一定的数量，为何不
用银使其固溶强化，以供高压输电线使用？
（a）这个意见是否基本正确（b）能否提供另一种达到上述目的的方法；（c）阐述你所提供方案的优越性。
答：不对。在铝中固溶银，会进一步提高材料的电阻率，降低导电性能。
11. 试说明用电阻法研究金属的晶体缺陷（冷加工或高温淬火）时为什么电阻测量要在低温
下进行？
答：根据马西森定则，晶体缺陷所带来的电阻和温度升高带来的电阻是相互独立的，在低温下测量电阻，则温度带来的电阻变化很小，所测量的电阻能够反映晶体缺陷的情况。 12.
实验测出离子型电导体的电导率与温度的相关数据，经数学回归分析得出关系为1T(1)试求在测量温度范围内的电导激活能表达式；lg??A?B-1(2)若给出T1=500K时，?1=10-9（?gm），-1 T2?1000K时，?2=10-6（?gm）计算电导激活能的值。（P52）
解：（1）??10(A?B/T)ln??(A?B/T)ln10 ??e(A?B/T)ln10?eln10Ae(ln10.B/T)?A1e(?W/kT)W??ln10.B.k式中k=0.84?10?4(eV/K) lg10-9?A?B/500??（2）??B??3000-6 lg10?A?B/1000 ??W?0.594eV
13.
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页眉 本征半导体中，从价带激发至导带的电子和价带产生的空穴共同电导，激发的电子数n可以近似表示为：n?Nexp(?Eg/2kT)式中：N为状态密度，k为波尔兹曼常数，T为热力学温度（K），试回答（1）设N=1023cm-3，k=8.6?10-5eV?k?1时，Si（Eg?1.1eV）,TiO2(Eg?3.0eV)在20?C和500℃所激发的电子数（cm-3）各是多少？-1（2）半导体的电导率?（??cm）可表示为??ne?式中：n为载流子浓度（cm-3），e为载流子电荷（电子电荷16.?10-19C）?为迁移率(cm-1V-1s-1)，当电子(e)和空穴(h)同时为载流子时，??nee?e?nhe?h假设Si的迁移率?e?1450(cm-1V-1s-1)，?h?500(cm-1V-1s-1)，且不随温度变化。试求Si在20℃和500℃时的电导率。解：(1)Si：20℃：n?1023exp(?1.1/(2?8.6?10?5?298) =1023?e?21.83?3.32?1013cm?3500℃:n?1023exp(?1.1/(2?8.6?10?5?773) =1023?e?8?2.25?1019cm?3TiO2:20℃：n?1023exp(?3.0/(2?8.6?10?5?298) =1.4?1013cm?3500℃:n?1023exp(?1.1/(2?8.6?10?5?773) =1.6?1013cm?3
（2）20℃：??nee?e?nhe?h?3.32?1013?1.6?10-19?（1450?500）2-1?1.03?10?（?gcm）500℃：??nee?e?nhe?h?2.55?1019?1.6?10-19?（1450?500）-1?7956（?gcm）
14. 根据费米-狄拉克分布函数，半导体中电子占据某一能级E的允许状态几率为f(E)为
f(E)=[1+exp(E-EF)/kT]-1
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