Лабораторные работы по материаловедению Лабораторная работа №1

1. Как классифицируются проводниковые материалы?

Для проводников применяют твердые, жидкие или газообразные материалы. В электротехнике в основном применяют металлы и сплавы.

2. Каковы основные характеристики проводниковых материалов?

удельная проводимость, удельное сопротивление

коэффициент теплопроводности

работа выхода электронов

контактная разность потенциалов

3. В чем заключается сущность явления сверхпроводимости и какие материалы применяются для изготовления сверх- и криопроводников?

Сверхпроводимость – состояние проводника под воздействием низкой температуры, в котором удельное сопротивление значительно уменьшается по сравнению с состоянием при нормальной температуре. Для сверхпроводников используют в основном ниобий и его сплавы. Для криопроводников используют медь, алюминий, бериллий…

4. Какие сплавы высокого сопротивления наиболее широко применяются в электротехнике и для каких целей?

Манганин – сплав меди марганца и никеля наиболее широко применяется для изготовления резисторов.

Константан – применяется для изготовления реостатов и нагревательных элементов.

5. Для каких целей используются материалы на основе благородных и неблагородных металлов?

Благородные металлы применяются в основном для изготовления контактов, высокоточных измерительных приборах и т.д.

Неблагородные металлы применяют для изготовления электротехнических элементов резисторы, конденсаторы, пластины для аккумуляторов.

Лабораторная работа №2

1. Что такое полупроводники?

Большая группа веществ с электронной проводимостью, удельное сопротивление которых при нормальной температуре больше чем у проводников, но меньше, чем у диэлектриков.

2. Какие энергетические зоны имеются в полупроводниках и как они образуются?

Зона проводимости, валентная зона, запрещенная зона. В валентной зоне находятся электроны при состоянии вещества когда на него не воздействует внешняя энергия, при воздействии внешней энергии электроны проходят через запрещенную зону в зону проводимости (меняют свои орбиты)

3. Что такое собственный, примесный и компенсированный полупроводники?

Собственные полупроводники – чистые проводники не содержащие примесей.

Примесные полупроводники - проводники

4. Чем определяется электропроводность полупроводников?

Направленным движением электронов под действием внешнего электрического поля.

5. Как влияют на электропроводность полупроводников температура, деформация, освещение, электрическое поле?

С ростом температуры увеличивается электропроводность полупроводников.

Электропроводность при деформации полупроводника меняется в зависимости от увеличения или уменьшения межатомных состояний.

Световая энергия, поглощаемая полупроводником, вызывает появление в нем избыточного (по сравнению с равновесным при данной температуре) количества носителей зарядов, приводящего к возрастанию электропроводности.

При воздействии внешнего электрического поля электропроводность полупроводника увеличивается. Возрастание проводимости обусловлено ростом числа носителей заряда, т.к. под влиянием поля они более легко освобождаются тепловым возбуждением.