Диэлектрические материалы
Электропроводность диэлектриков. Взаимосвязь особенностей строения диэлектрика с электрофизическими параметрами. Влияние примесей и дефектов структуры на электропроводность. Электропроводность газов, жидкостей и твердых диэлектриков. Электрическая очистка и старение диэлектриков. Экспериментальные способы определения объемного и поверхностного сопротивления.
Поляризация диэлектриков. Виды поляризации, особенности упругой и релаксационной поляризации. Механизмы поляризации. Электронная, ионная, дипольная и спонтанная поляризация. Влияние температуры и частоты электрического поля на диэлектрическую проницаемость. Практическое применение диэлектриков с различными видами и механизмами поляризации.
Диэлектрические потери. Мощность, рассеиваемая в диэлектрике электрическим полем и угол потерь. Эквивалентная схема замещения диэлектрика с потерями. Механизмы диэлектрических потерь в газообразных, жидких и твердых диэлектриках. Зависимость тангенса угла потерь от температуры, частоты и напряженности поля и строения диэлектриков. Частотная область применения диэлектриков в зависимости от тангенса угла потерь.
Электрическая прочность диэлектриков. Пробивное напряжение и электрическая прочность. Виды пробоя. Механизмы пробоя диэлектриков. Влияние агрегатного состояния диэлектрика на электрическую прочность. Влияние примесей на электрическую прочность. Поверхностный разряд. Методы повышения электрической прочности.
Активные диэлектрика. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, электреты, суперионные проводники. Требования, предъявляемые к активным диэлектрикам разного вида. Примеры практического использования активных диэлектриков.
Полупроводниковые материалы.
Механизм электропроводности в полупроводниках. Электронная и дырочная проводимость и их особенности. Собственная и примесная проводимость. Регулирование концентрации электронов и дырок. Вырожденные и скомпенсированные полупроводники.
Классификация полупроводниковых материалов. Экономические и физические критерии выбора полупроводниковых материалов.
Магнитные материалы
Основные магнитные свойства и физика их проявления. Природа диа- и парамагнетизма. Необходимые условия существования ферромагнетизма. Спонтанная намагниченность и доменная структура ферромагнетиков. Кривая намагничивания и петля гистерезиса. Влияние констант магнитной и кристаллографической анизотропии на магнитные свойства материалов. Магнитные потери. Динамическая, амплитудная и комплексная магнитные проницаемости. Влияние температуры, деформации и фазового состава на магнитные свойства ферромагнетиков.
Магнитомягкие материалы. Основные характеристики магнитомягких материалов и методы их улучшения. Основные группы магнитомягких материалов: электротехнические стали, пермаллои, альсифер, сендаст, магнитомягкие ферриты. Влияние состава материала на магнитную проницаемость, магнитные потери и индукцию насыщения. Термическая обработка магнитомягких материалов. Критерии выбора магнитомягких материалов.
Магнитотвердые материалы. Требования, предъявляемые к магнитотвердым материалам. Основные характеристики магнитотвердых материалов. Кривая размагничивания и запасенная магнитная энергия. Основные виды магнитотвердых материалов: мартенситостареющие стали, дисперсионностареющие сплавы, магнитотвердые ферриты, сплавы со сверхвысокой запасенной магнитной энергией.