陶瓷有哪些种类
问题一:陶瓷的分类有哪几种 按用途分 1、日用陶瓷:如餐具、茶具、缸,坛、盆、罐、盘、碟、碗等。 2、艺术(工艺)陶瓷:如花瓶、雕塑品、园林陶瓷、器皿、相框、壁画、陈设品等。 3、工业陶瓷:指应用于各种工业的陶瓷制品。又分以下6各方面: ①建筑一卫生陶瓷: 如砖瓦,排水管、面砖,外墙砖,卫生洁具等; ②化工(化学)陶瓷: 用于各种化学工业的耐酸容器、管道,塔、泵、阀以及搪砌反应锅的耐酸砖、灰等; ③电瓷: 用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子。电机用套管,支柱绝缘子、低压电器和照明用绝缘子,以及电讯用绝缘子,无线电用绝缘子等; ④特种陶瓷: 用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品,有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。 按材料分粗陶(brickware or terra-cotta), 细陶 (potttery),炻器 (stone Ware),半瓷器 (semivitreous china),以至瓷器(130relain),原料是从粗到精,坯体是从粗松多孔,逐步到达致密,烧结,烧成温度也是逐渐从低趋高。 粗陶是最原始最低级的陶瓷器,一般以一种易熔粘土制造。在某些情况下也可以在粘土中加入熟料或砂与之混合,以减少收缩。这些制品的烧成温度变动很大,要依据粘土的化学组成所含杂质的性质与多少而定。以之制造砖瓦,如气孔率过高,则坯体的抗冻性能不好,过低叉不易挂住砂浆,所以吸水率一般要保持5~15%之间。烧成后坯体的颜色,决定于粘土中着色氧化物的含量和烧成气氛,在氧化焰中烧成多呈或红色,在还原焰中烧成则多呈青色或黑色。 我国建筑材料中的青砖,即是用含有Fe2O3的或红色粘土为原料,在临近止火时用还原焰煅烧,使Fe203还原为FeO成青色,陶器可分为普通陶器和精陶器两类。普通陶器即指土陶盆.罐、缸、瓮.以及耐火砖等具有多孔性着色坯体的制品。精陶器坯体吸水率仍有4~12%,因此有渗透性,没有半透明性,一般白色,也有有色的。釉多采用含铅和硼的易熔釉。它与炻器比较,因熔剂宙量较少,烧成温度不超过1300℃,所以坯体增未充分烧结;与瓷器比较,对原料的要求较低,坯料的可塑性较大,烧成温度较低。不易变形,因而可以简化制品的成形,装钵和其他工序。但精陶的机械强度和冲击强度比瓷器.炻器要小,同时它的釉比上述制品的釉要软,当它的釉层损坏时,多孔的坯体即容易沾污,而影响卫生。 精陶按坯体组成的不同,又可分为:粘土质、石灰质,长石质、熟料质等四种。粘土质精陶接近普通陶器。石灰质精陶以石灰石为熔剂,其制造过程与长石质精陶相似,而质量不及长石质精陶,已很少生产,而为长石质精陶所取代。长石质精陶又称硬质精陶,以长石为熔剂。是陶器中最完美和使用最广的一种。近世很多国家用以大量生产日用餐具(杯、碟盘予等)及卫生陶器以代替价昂的瓷器。热料精陶是在精陶坯料中加入一定量熟料,目的是减少收缩,避免废品。这种坯料多应用于大型和厚胎制品(如浴盆,太的盥洗盆等)。 炻器在我国古籍上称“石胎瓷”,坯体致密,已完全烧结,这一点已很接近瓷器。但它还没有玻化,仍有2%以下的吸水率,坯体不透明,有白色的,而多数允许在烧后呈现颜色,所以对原料纯度的要求不及瓷器那样高,原料取给容易。炻器具有很高的强度和良好的热稳定性,很适应于现代机械化洗涤,并能顺利地通过从冰箱到烤炉的温度急变,在国际市场上由于旅游>> 问题二:陶瓷种类有哪些 陶瓷有多种的分类方法,一般人们习惯按以下四个方面进行分类: ①按用途来分,可分为日用陶瓷,艺术(陈列)陶瓷,卫生陶瓷,建筑陶瓷,电器陶瓷,电子陶瓷,化工陶瓷,纺织陶瓷,透千(燃气输机)陶瓷等等。 ②按是否施釉来分,可分为有釉陶瓷和无釉陶瓷两类。 ⑧人们为了生产、研究和学习上的方便,有时不按化学组成,而根据陶瓷的性能,把它们分为高强度陶瓷,铁电陶瓷、耐酸陶瓷,高温陶瓷、压电陶瓷,高韧性陶瓷,电解质陶瓷、光学陶瓷(即透明陶瓷),磁性陶瓷,电介质陶瓷,磁性陶瓷和生物陶瓷等等。 ④可简单分为硬质瓷,软质瓷、特种瓷三大类。 我国所产的瓷器以硬质瓷为主。硬质瓷器,坯体组成熔剂量少,烧成温度高,在1360℃以上色白质坚,呈半透明状,有好的强度,高的化学稳定性和热稳定性,又是电气的不良传导体,如电瓷、高级餐具瓷,化学用瓷,普通日用瓷等均属此类,也可叫长石釉瓷。 软质瓷器与硬质瓷不同点是坯体内含的熔剂较多,烧成温度稍低,在1300℃以下,因此它的化学稳定性,机械强度,介电强度均低,一般工业瓷中不用软质瓷,其特点是半透明度高,多制美术瓷,卫生用瓷,瓷砖及各种装饰瓷等,通常如骨灰瓷、熔块瓷属于此类。 特种瓷种类很多,多以各种氧化物为主体,如高铝质瓷,它是以氧化铝为主,镁质瓷,以氧化镁为主;滑石质瓷,以滑石为主;铍质瓷,以氧化铍或绿柱石为主;锆质瓷,以氧化锆为主;钛质瓷,以氧化钛为主。 上述特种瓷的特点多是,由不含粘土或含极少量的粘土的制品,成型多用干压、高压方法,在国防工业,重工业中多用此类瓷,如火箭,导弹上的挡板,飞机、汽车上用的火花塞,收音机,内用的半导体,快速切削用的瓷刀等等。 问题三:瓷砖有哪些分类?有什么区别? 我是家装设计师,很多朋友在一直搞不懂瓷砖到底有哪些,其实很简单,从砖的视觉感受上来说,主要分为 亮光砖、亚光砖、柔光砖: 像亮光砖,按瓷砖工艺发展来罗列,最早是抛光砖,也就是把瓷砖表面抛光打亮,花色主要取决于坯体的花样,所以花色很受局限,不过硬度耐磨度不错,为了提高花色工艺,后来出现了釉面砖, 釉面砖:釉面工艺的出现解决了抛光砖花色单一的限制,常见品类有抛釉砖、超平釉、微晶石、金刚釉、大理石瓷砖、柔光大理石瓷砖,这些产品的主要区别在于釉面的配方, 从前到后按照硬度升级,比如微晶石就是在釉面中加入玻璃晶体,闪闪发亮,很奢华,但是很脆非常不耐磨和容易裂,金刚釉的出现则是在右釉面中加入C60分子,硬度大大突破,而成为一个品类,不过现在基本上大品牌的产品釉面配方中都有这个成分,已经成为行业标配,所以这个品类也随之失去意义,不过很多小品牌还是会拿这当噱头。另外值得一提的是最近的瓷抛砖,怎么说呢,广告么你懂得,其实就是瓷质抛釉砖,实际就是当釉面硬度达到瓷质的时候就被定义为瓷抛砖,目前达到这个级别的典型代表 有诺贝尔、亚细亚、和东朋,像东鹏14年的时候就推出了大理石瓷砖,亚细亚瓷砖也推出了希尔顿超平大理石,已经现在是升级版的柔光大理石,都是瓷质抛光砖。 亚光砖其实也是釉面砖,只不过是打磨工艺和配方不一样,釉面形成比较粗糙的纹理,因其独特的视觉风格而被行业单独拉出来形成一个品类。 柔光砖也是,这种产品规避了亮光瓷砖过于闪眼和花俏,和亚光砖在家居应用中不够明亮过于暗沉,又比较容易藏污垢的缺点,给人的感觉更加有格调。特别是它的技术条件要求,一般现在市面上主要有55度柔光,29度柔光和89度柔光,但是能做到55度柔光的品牌好像只有亚细亚磁砖吧,不过因为55度最接近天然大理石的光泽所以档次会更高些,据说柔光的产品比亮光瓷砖在家居环境中更加舒适,能够降低紫外线对小孩子眼睛和皮肤的伤害。而29度则过于暗淡,89度则和亮光没有太多差别。 问题四:瓷砖有哪些种类 瓷砖分类及优缺点 家装类瓷砖分类 一、按产品分类: 1、陶瓷、瓷砖、地砖、墙砖、地板砖; 2、通体砖、釉面砖、玻化砖; 3、仿石砖、仿木砖、仿玉砖、仿布砖、仿金属; 4、抛晶砖、抛金砖、K金砖、金箔砖、微晶石、 5、全抛釉、超平釉 6、抛光砖 7、木纹砖、 8、仿古砖、花砖、纯色砖 9、瓷片:地面瓷片、墙面瓷片、带花瓷片、花片 二、按空间分类: 厨房瓷砖、客厅瓷砖、餐厅瓷砖、阳台瓷砖、卫生间瓷砖、书房瓷砖、卧室瓷砖、背景墙瓷砖、楼梯间瓷砖 三、按功能分类: 防滑砖、耐磨砖、防污砖、高强度砖、易清洁砖、防水砖、耐油污砖、易保养瓷砖、防刮花瓷砖、抗冻瓷砖、不褪色瓷砖 一、抛光砖 该种类型的砖用粘土和石材的粉末经压机压制,然后烧制而成,正面和反面色泽一致,不上釉料,烧好后,表面再经过抛光处理,这样正面就很光滑,很漂亮,背面是砖的本来面目。 优点:经过抛光工艺处理,原本的石材本被打磨的光亮洁净,更加通透有如镜面。使用抛光砖能够让整个空间看起来更加明亮。 缺点:抛光转因为光滑了,所以也就不防滑了,也就是说一旦地上有水了,就非常滑,这也就是为什么大家看到大厦里面一般楼梯等处铺的石才都没有抛成亮光,而是亚光,只有这样才能防滑。同时,差的抛光砖液体容易渗入,不易擦拭。 二、玻化砖 波化砖跟抛光转类似,但是制作要求更高,要求压机更好,能够压制更高的密度,同时烧制的温度更高,能够做到全瓷化。适用于客厅、卧室、走道等。 优点:波化砖就是强化的抛光转,表面一般不再需要抛光处理就很亮了,能够一定程度解决抛光砖容易脏的问题。 三、釉面砖 顾名思义,就是表面用釉料一起烧制而层的,主体又分陶土和瓷土两种,陶土烧制出来的背面呈红色,叫磁砖,瓷土烧制的背面呈灰白色,叫瓷砖,通常瓷土烧制出来的效果好,所以好的砖都叫瓷砖而非磁砖。目前的家庭装修约80%的购买者选此砖为地面装饰材料。 优点:釉面砖表面可以做各种图案和花纹,比抛光转色彩和图案丰富,因为表面是釉料,所以耐磨性不如抛光转。 缺点:热胀冷缩容易产生龟裂,坯体密度过于疏松时,水泥的污水会渗透到表面。 四、仿古砖 仿古砖是从国外引进的,实质上是上釉的瓷质砖。仿古砖属于普通瓷砖,与磁片基本是相同的,所谓仿古,指的是砖的效果,应该叫仿古效果的瓷砖, 优点:仿古砖并不难清洁。数千吨液压机压制后,再经千度高温烧结,使其强度高,具有极强的耐磨性,经过精心研制的仿古砖兼具了防水、防滑、耐腐蚀的特性。仿古砖仿造以往的样 式做旧,用带着古典的独特韵味吸引着人们的目光,为体现岁月的沧桑,历史的厚重,仿古砖通过样式、颜色、图案,营造出怀旧的氛围。 缺点:选花色的时候不要选择那些容易过时的花色,防污能力较抛光砖稍差。 五、通体砖 通体砖即是一种不上釉的瓷质砖,而且正面和反面的材质和色泽一致,有很好的防滑性和耐磨性。我们平常所说的“防滑砖”大部分都是通体砖。适用范围被广泛使用于厅堂、过道和室外走道等地面,一般较少使用于墙面。 优点:样式古朴,而且价格实惠,其坚硬耐磨防滑的特性尤其适合阳台、露台等区域铺设。 表面抛光后坚硬度可与石材相比,吸水率低。 缺点:通体砖是一种耐磨砖,虽然现在还有渗花通体砖等品种,但相对来说,其花色比不上釉面砖。购买前还需要进行防滑测试。 六、马赛克 马赛克是一种特殊存在方式的砖,它一般由数十块小块的砖组成一个相对的大砖。主要分为陶瓷马赛克、大理石马赛克、玻璃马赛克。适用范围它以小巧玲珑、色彩斑斓被广泛使用于室内小面积地、墙面和室外>> 问题五:瓷砖有哪些分类,有什么区别? 瓷砖种类,按其制作工艺及特色可分为釉面砖、通体砖、抛光砖、玻化砖及马赛克。不同特色的瓷砖当然有各自的最佳用途,对瓷砖知识有足够的了解,可以在装饰居室时做到有的放矢,物尽其用。 通体砖: 通体砖的表面不上釉,而且正面和反面的材质和色泽一致,因此得名。通体砖比较耐磨,但其花色比不上釉面砖。分类分为防滑砖、抛光砖和渗花通体砖。适用范围被广泛使用于厅堂、过道和室外走道等地面,一般较少使用于墙面。 釉面砖: 釉面砖就是砖的表面经过烧釉处理的砖。一般来说,釉面砖比抛光砖色彩和图案丰富,同时起到防污的作用。但因为釉面砖表面是釉料,所以耐磨性不如抛光砖。分类按原材料分为陶制釉面砖和瓷制釉面砖。依光泽不同,又分为亚光和亮光两种。适用范围厨房应该选用亮光釉面砖,不宜用亚光釉面砖,因油渍进入砖面之中,很难清理。釉面砖还适用于卫生间阳台等。 抛光砖: 抛光砖就是通体砖经过打磨抛光后而成的砖。相对于通体砖的平面粗糙而言,抛光砖就要光洁多了。这种砖的硬度很高,非常耐磨。在运用渗花技术的基础上,抛光砖可以做出各种仿石、仿木效果。分类可分为渗花型抛光砖、微粉型抛光砖、多管布料抛光砖、微晶石。适用范围除卫生间、厨房外,其余多数室内空间都可使用。 玻化砖: 玻化砖是由石英砂、泥按照一定比例烧制而成,然后经打磨光亮但不需要抛光,表面如玻璃镜面一样光滑透亮,是所有瓷砖中最硬的一种。玻化砖在吸水率、边直度、弯曲强度、耐酸碱性等方面都优于普通釉面砖、抛光砖及一般的大理石。但是玻化砖也不是完美的,它的缺陷就是经过打磨后,毛气孔暴露在外,灰尘、油污等容易渗入。分类主要是地面砖。属于抛光砖的一种。适用范围玻化砖适用于客厅、卧室、走道等。 马赛克: 马赛克是一种特殊存在方式的砖,它一般由数十块小块的砖组成一个相对的大砖。耐酸、耐碱、耐磨、不渗水,抗压力强,不易破碎。分类它主要分为陶瓷马赛克、大理石马赛克、玻璃马赛克。适用范围它以小巧玲珑、色彩斑斓被广泛使用于室内小面积地、墙面和室外墙面和地面。 问题六:陶瓷的种类都有什么? 您好!我是景德镇瓷上功夫陶瓷有限公司 陶瓷的种类分为:日用瓷,工艺瓷,特种瓷以及电子瓷。 日用瓷分为,餐具,茶具,杯子等等实用类的瓷器。 工艺瓷分为,瓷板画,花瓶,赏盘,大缸等等一些用于欣赏的瓷器。 董陶窑的瓷器不是很清楚,我们所属同行不便评判,您还是自己亲身体验方可知道。 希望这些可以帮助到您。 问题七:传统陶瓷都有那些种类? 1、陶瓷按用途可分为日用陶瓷、建筑陶瓷、卫生陶瓷、特种陶瓷; 2、建筑陶瓷的定义用于建筑工程结构,建筑装饰和卫生设施的陶瓷制品。它包括陶瓷内墙、外墙和地砖;建筑琉璃制品;陶瓷建筑浮雕等。 3、墙地砖分类可分为内墙(外墙)、地砖,特殊使用的有梯级砖、地脚线、艺术拼图砖。 4、墙地砖可分为水晶、通体、哑光、抛光等。 问题八:瓷砖有哪些分类 顺溜网上面可以看到,市场上的瓷砖分为五大类 一、釉面砖: 釉面砖就是表面经过烧釉处理的砖。 它基于原材料的分别,可分为两种: 1、 陶制釉面砖(简称陶釉),即由陶土烧制而成,特征是背面颜色为暗红色。吸水率较高,强度相对较低。 2、 瓷制釉面砖(简称瓷釉),即由瓷土烧制而成,特征是背面颜色是灰白色。吸水率较低,强度相对较高。 要注意的是,上面所说的吸水率。和强度的比较都是相对的,目前也有一些陶制釉面砖的吸水率和强度比瓷制釉面砖好的。一般情况下,陶釉价钱比瓷釉低。陶釉仅用于卫生间、厨房的墙面装饰,瓷釉既可用于墙面装饰也可用于地面装饰。 釉面砖根据釉面光泽的不同,还可以分为下面两种: 1、 亮光釉面砖,又叫镜面砖。适合于制造"干净"的效果。容易清洁。砖面越干净越不滑,有尘土或水反而滑。明显的例子是,刮大风的天气,砖面特别滑,就是因为尘土造成的。 2、 哑光釉面砖。适合于制造"时尚"的效果。 二、通体砖: 通体砖由瓷土制成,表面不上釉,正面和反面的材质和色泽一致,因此得名。 通体砖是一种耐磨砖,虽然现在还有渗花通体砖等品种,但相对来说,其花色比不上釉面砖。由于目前的室内设计越来越倾向于素色设计,所以通体砖也越来越成为一种时尚,被广泛使用于厅堂、过道和室外走道等装修项目的地面,一般较少会使用于墙面,而多数的防滑砖都属于通体砖。 三、 抛光砖: 抛光砖就是通体砖的表面经过打磨而成的一种光亮的砖种。抛光砖属于通体砖的一种。相对于通体砖的平面粗糙而言,抛光砖就要光洁多了。抛光砖性质坚硬耐磨,适合在除洗手间、厨房和室内环境以外的多数室内空间中使用。在运用渗花技术的基础上,抛光砖可以做出各种仿石、仿木效果,且色差比石材小,坚硬度也超过石材,制造成本高,价钱比石材贵。 抛光砖有一个致命的缺点:易脏。这是抛光砖在抛光时留下的凹凸气孔造成的,这些气孔会藏污纳垢,以致抛光砖谈污色变,甚至一些茶水倒在抛光砖上都回天无力。 有人意识到这点,一些厂家在抛光砖出厂时都加了一层防污层,但这层防污层又使抛光砖失去了通体砖的效果。装修界也有在施工前打上水蜡以防粘污的做法。 四、 玻化砖: 玻化砖其实就是全瓷砖。其表面光洁但又不需要抛光,所以不存在抛光气孔的问题。解决了抛光砖易脏的问题。 玻化砖是一种强化的抛光砖,它采用高温烧制而成。质地比抛光砖更硬更耐磨。毫无疑问,它的价格也同样更高,不太适用于家庭装饰。因此,普通家庭的装修一般都会选择通体砖和抛光砖。 五、 马赛克: 马赛克(Mosaic)是一种特殊存在方式的砖,它一般由数十块小块的砖组成一个相对的大砖。它以小巧玲珑、色彩斑斓被广泛使用于室内小面积地墙面和室外小幅墙面或地面。它主要分为: 1、 陶瓷马赛克。是最传统的一种马赛克,以小巧玲珑著称,但较为单调,档次较低。 2、 大理石马赛克。是中期发展的一种马赛克品种,丰富多彩,但其耐酸碱性差、防水性能不好,所以市场反映并不是很好。
半导体
什么是半导体呢?
顾名思义:导电性能介于导体与绝缘体(insulator)之间的材料,叫做半导体(semiconductor).
物质存在的形式多种多样,固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性和导电导热性差或不好的材料,如金刚石、人工晶体、琥珀、陶瓷等等,称为绝缘体。而把导电、导热都比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与金属和绝缘体相比,半导体材料的发现是最晚的,直到20世纪30年代,当材料的提纯技术改进以后,半导体的存在才真正被学术界认可。
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前,
1833年,英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。不久,
1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。
在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。
1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应,(jianxia霍尔效应的余绩——四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。很多人会疑问,为什么半导体被认可需要这么多年呢?主要原因是当时的材料不纯。没有好的材料,很多与材料相关的问题就难以说清楚。
半导体于室温时电导率约在10ˉ10~10000/Ω·cm之间,纯净的半导体温度升高时电导率按指数上升。半导体材料有很多种,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的有机物半导体等。
本征半导体(intrinsic semiconductor) 没有掺杂且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。在绝对零度温度下,半导体的价带(valence band)是满带(见能带理论),受到光电注入或热激发后,价带中的部分电子会越过禁带(forbidden band/band gap)进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带(conduction band),价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴(hole),导带中的电子和价带中的空穴合称为电子 - 空穴对。上述产生的电子和空穴均能自由移动,成为自由载流子(free carrier),它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,使电子-空穴对消失,称为复合(recombination)。复合时产生的能量以电磁辐射(发射光子photon)或晶格热振动(发射声子phonon)的形式释放。在一定温度下,电子 - 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时本征半导体具有一定的载流子浓度,从而具有一定的电导率。加热或光照会使半导体发生热激发或光激发,从而产生更多的电子 - 空穴对,这时载流子浓度增加,电导率增加。半导体热敏电阻和光敏电阻等半导体器件就是根据此原理制成的。常温下本征半导体的电导率较小,载流子浓度对温度变化敏感,所以很难对半导体特性进行控制,因此实际应用不多。
杂质半导体(extrinsic semiconductor) 半导体中的杂质对电导率的影响非常大,本征半导体经过掺杂就形成杂质半导体,一般可分为n型半导体和p型半导体。半导体中掺入微量杂质时,杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态,在禁带中产生附加的杂质能级。能提供电子载流子的杂质称为施主(donor)杂质,相应能级称为施主能级,位于禁带上方靠近导带底附近。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时,杂质原子作为晶格的一分子,其五个价电子中有四个与周围的锗(或硅)原子形成共价键,多余的一个电子被束缚于杂质原子附近,产生类氢浅能级-施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多,很易激发到导带成为电子载流子,因此对于掺入施主杂质的半导体,导电载流子主要是被激发到导带中的电子,属电子导电型,称为n型半导体。由于半导体中总是存在本征激发的电子空穴对,所以在n型半导体中电子是多数载流子,空穴是少数载流子。相应地,能提供空穴载流子的杂质称为受主(acceptor)杂质,相应能级称为受主能级,位于禁带下方靠近价带顶附近。例如在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时,杂质原子与周围四个锗(或硅)原子形成共价结合时尚缺少一个电子,因而存在一个空位,与此空位相应的能量状态就是受主能级。由于受主能级靠近价带顶,价带中的电子很容易激发到受主能级上填补这个空位,使受主杂质原子成为负电中心。同时价带中由于电离出一个电子而留下一个空位,形成自由的空穴载流子,这一过程所需电离能比本征半导体情形下产生电子空穴对要小得多。因此这时空穴是多数载流子,杂质半导体主要靠空穴导电,即空穴导电型,称为p型半导体。在p型半导体中空穴是多数载流子,电子是少数载流子。在半导体器件的各种效应中,少数载流子常扮演重要角色。
编辑词条
开放分类:
技术、电子、半导体物理
参考资料:
半导体制冷又称温差电制冷、或热电制冷。是未来电冰箱制冷技术发展的一个方向。半导体制冷是利用特种半导体材料,制成制冷器件,通电后直接制冷,因此得名半导体制冷。
用两种不同金属组成一对热电偶,当在热电偶中通以直流电流时,将在电偶的不同结点处,产生吸热和放热现象,这种现象称为珀尔帖效应。
利用珀尔帖效应制成的半导体制冷器的电偶,是由一种特制的N型和P型半导体组成的。N型半导体是靠电子导电的,而P型半导体是靠所谓“空穴”来导电的。
不论N型半导体中的自由电子,还是P型半导体中的空穴,它们都参与导电,统称为“载流子”,由“载流子”导电的现象,是半导体所特有的。
半导体制冷原理是把一个P型半导体和一个N型半导体,用铜连接片焊接而成电偶对,如图2-7所示。当直流电流从N型半导体流向P型半导体时,则在2、3端的铜连接片上产生吸热现象,此端称为冷端;而在1、4端的铜连接片上产生放热现象,此端称为热端。如果电流方向反过来,则冷、热端将互换。
图2-7 半导体制冷器电偶对的工作原理
当这个制冷器件中通入一定数量的直流电时,冷端会逐渐冷却下来,并出现结霜;而热端的温度逐渐升高,并向周围环境放热。载流子在金属和半导体中的势能大小是不同的,所以载流子在流过结点时,必然会引起能量的传递。当电流的极性如图2-7所示,电子从电源负极出发经金属片—结点4—P型半导体—结点3—金属片—结点2—N型半导体—结点1—金属片,回到电源正极。由于左半部是P型半导体,导电方式是空穴型的,空穴的流动方向与电子流动方向相反。所以空穴是从金属片—结点3—P型半导体—结点4—金属片,回到电源负极。
空穴在金属中具有的能量、低于在P型半导体中空穴所具有的能量:当空穴在电场作用下,由金属片通过结点3到达P型半导体时,必须增加一部分能量,但空穴本身是无法增加能量的,只有从金属片中吸收能量、并把这部分热能转变为空穴的势能,因此,在结点3处的金属片被冷却下来。当空穴沿P型半导体通向结点4流向金属片时,由于P型半导体中空穴能量大于金属中空穴的能量,因而要释放出多余的势能,并将其以热能的形式放出来,所以结点4处的金属被加热。
图2-7中右半部是N型半导体与金属的联结,是靠自由电子导电的,而电子在金属中的势能低于N型半导体中电子的势能。在电场作用下,电子从金属中通过结点2到达N型半导体时,必然要增加势能,这部分势能也只能从金属片的热能取得,因此使结点2处的金属片“冷却”下来。当电子从N型半导体经过结点1流向金属片时,因电子是由势能较高的地方流向势能较低的地方,故释放出多余的势能,并将其变成热能,使结点1处的金属片加热,这样上部的金属片被冷却下来,成为冷端;而下部的两个联接片均放出热量,成为热端。
当电源正负极性调换时,因电子空穴的流动方向将与上述相反,故冷热端将互换。
综上所述,半导体制冷的吸热和放热是由载流子(电子和空穴)流过结点时,由势能的变化而引起能量的传递,这就是半导体制冷的本质。
由于一个电偶对产生的热电效应较小(一般约为1163W左右,视元件的尺寸大小而异),所以实际应用时是将数十个电偶对串联起来,将冷端放在一起,热端放在一起,称为热电堆,将热电堆和热交换器用焊接方式连接起来制成半导体制冷器,如图2-8所示。其特点是结合强度高、接触热阻小,适用于热流密度较大的情况。为了保持电绝缘,在热电堆和热交换器之间用金属化瓷片材料进行绝缘。
图2-8 半导体制冷器的热电堆
我国目前应用的制冷半导体材料,多数是以碲化铋为基体的三元固熔体合金,其中P型材料是Bi2Te3-Sb2Te3;N型材料是Bi2Te3-Bi2Se3。由于半导体材料性能的限制,目前半导体制冷的效率比一般压缩式要低,耗电量约大1倍。但在几十瓦小能量的情况下,由于半导体制冷器的效率与能量大小无关,故对微小型制冷装置,反而比压缩式经济。此外由于半导体制冷器必需使用直流电源,价格贵,使它的应用受到一定的限制。
半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。
1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。
不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。
1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应,(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。
在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。
扩展资料:
人物贡献:
1、英国科学家法拉第(MIChael Faraday,1791~1867)
在电磁学方面拥有许多贡献,但较不为人所知的,则是他在1833年发现的其中一种半导体材料。
硫化银,因为它的电阻随着温度上升而降低,当时只觉得这件事有些奇特,并没有激起太大的火花;
然而,今天我们已经知道,随着温度的提升,晶格震动越厉害,使得电阻增加,但对半导体而言,温度上升使自由载子的浓度增加,反而有助于导电,这也是半导体一个非常重要的物理性质。
2、德国的布劳恩(Ferdinand Braun,1850~1918)。
注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关,这就是半导体的整流作用。
但直到1906年,美国电机发明家匹卡(G W PICkard,1877~1956),才发明了第一个固态电子元件:无线电波侦测器(cat’s whisker),它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能,来侦测无线电波。
在整流理论方面,德国的萧特基(Walter Schottky,1886~1976)在1939年,于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文,做了许多推论,他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在,其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。
3、布洛赫(Felix BLOCh,1905~1983)
在这方面做出了重要的贡献,其定理是将电子波函数加上了周期性的项,首开能带理论的先河。
另一方面,德国人佩尔斯(Rudolf Peierls, 1907~ ) 于1929年,则指出一个几乎完全填满的能带,其电特性可以用一些带正电的电荷来解释,这就是电洞概念的滥觞;
他后来提出的微扰理论,解释了能隙(Energy gap)存在。
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原理:
在极低温度下,半导体的价带是满带(见能带理论),受到热激发后,价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带,空带中存在电子后成为导带,价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位,称为空穴。空穴导电并不是实际运动,而是一种等效。
电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流,分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴,电子-空穴对消失,称为复合。
复合时释放出的能量变成电磁辐射(发光)或晶格的热振动能量(发热)。在一定温度下,电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡,此时半导体具有一定的载流子密度,从而具有一定的电阻率。温度升高时,将产生更多的电子- 空穴对,载流子密度增加,电阻率减小。
扩展资料:
半导体的应用
一、在无线电收音机(Radio)及电视机(Television)中,作为“讯号放大器/整流器”用。
二、发展「太阳能(Solar Power)」,也用在「光电池(Solar Cell)」中。
三、半导体可以用来测量温度,测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域,有较高的准确度和稳定性,分辨率可达01℃,甚至达到001℃也不是不可能,线性度02%,测温范围-100~+300℃,是性价比极高的一种测温元件。
四、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应。
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