Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Минский государственный высший радиотехнический коледж»

Достанко О.А. Нехайчик Т.В.

Материаловедение

(Электронный вариант лекций)

2004

Разработали:

Достанко О.А. Нехайчик Т.В. — преподователи кафедры общетехнических дисциплин

Электронный вариант лекций по предмету «Материаловедение».

Разработан для преподователей, учащихся и студентов всех специальностей по разработке, изготовлению и использованию радиотехнических, электронно-вычеслительных средств и микроэлектроники дневной и безотрывной форм обучения.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 5

1 Физико-химические основы материаловедения 5

1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА 6

1.1.1 Типы химических связей 6

1.1.2 Агрегатные состояния вещества 9

1.1.3 Кристаллическое строение вещества 11

1.1.4 Анизотропия кристаллов. Индексы Миллера 12

1.1.5 Процесс кристаллизации веществ 13

1.1.6 Полиморфизм (аллотропия) 15

1.1.7 Виды дефектов в кристаллах 15

1.1.8 Влияние термической обработки на структуру свойства материалов 17

1.1.9 Влияние пластической деформации на структурные свойства материалов 18

1.2 ОСНОВНЫЕ CBEДЕНИЯ О СПЛАВАХ 20

1.2.1 Понятие о сплавах 20

1.2.2 Диаграммы состояния двойных сплавов 20

1.2.3 Диаграмма "состав-свойство" 24

1.2.4 Диаграмма состояния сплавов железо-углерод. 26

1.3.Основные свойства и параметры материалов. 28

1.3.1 Механические и технологические свойства материалов и методы их определения 28

1.3.1.1 Определение твердости металлов и сплавов 31

1.3.2 Тепловые характеристики 32

1.3.3 Физико-химические характеристики 34

1.3.4 Электрофизические характеристики 36

1.3.5 Зонная структура твердых тел 37

2 Проводниковые материалы 39

2.1 Классификация проводниковых материалов 39

2.2 Электрические свойства проводниковых материалов 41

2.3 Материалы с высокой проводимостью 45

2.3.1 Медь и ее сплавы 46

2.3.2 Алюминий и его сплавы 50

2.3.3 Натрий 54

2.4 Материалы с высоким сопротивлением 54

2.4.1 Проволочные резистивные материалы 54

2.4.2. Пленочные резистивные материалы 57

2.4.3. Материалы для термопар 60

2.5 Проводниковые материалы и сплавы различного применения 61

2.5.1 Благородные металлы 61

2.5.2 Тугоплавкие металлы 64

2.5.3 Ртуть Hg 67

2.5.4. Легкоплавкие металлы 68

2.6 Сверхпроводники и криопроводники 70

2.6.1 Сверхпроводники 70

2.6.2 Криопроводники 73

2.7 Неметаллические проводниковые материалы 74

2.7.1 Материалы для электроугольных изделий 74

2.7.2 Проводящие и резистивные композиционные материалы 77

2.7.3 Контактолы 80

2.8 Материалы для подвижных контактов 82

2.8.1 Материалы для скользящих контактов 83

2.8.2 Материалы для разрывных контактов 83

2.9 Припои 87

2.10 Металлокерамика 91

2.11 Металлические покрытия 92

2.12 Проводниковые изделия 96

2.14 Порошковые конструкционные материалы 110

2.15 Композиционные конструкционные материалы 111

2.16 Металлы и сплавы для элементов конструкции полупроводниковых приборов и микросхем 112

3 Полупроводниковые материалы 114

3.1 Собственная и примесная электропроводность полупроводников 114

3.2 Примеси в полупроводниках 116

3.3 Основные параметры полупроводников 118

3.4 Влияние различных факторов на электропроводность полупроводников 120

3.4.1 Зависимость электропроводности полупроводников от температуры 120

3.4.2 Зависимость электропроводности полупроводников от внешнего электрического поля. 121

3.4.3 Влияние деформации на проводимость полупроводников 122

3.4.4 Влияние света на проводимость полупроводников 123

3.5 Производство полупроводниковых материалов 123

3.5.1. Выращивание монокристаллов кремния по методу Чохральского 123

3.6 Свойства полупроводниковых материалов и их применение 126

3.6.1 Классификация полупроводниковых материалов 126

3.6.2 Применение полупроводниковых материалов 127

3.6.3 Германий 127

3.6.4 Кремний 128

3.6.5 Карбид кремния 132

3.6.6. Полупроводниковые соединения A^III B^V 133

3.6.7. Соединения A^IIB^VI и другие халькогенидные полупроводники 135