Глава I. Общие сведения.
Основные определения.
Материалом называется вещество, обладающее необходимым комплексом свойств для выполнения заданных функций. Химический состав и структура определяют его свойства.
Количественно свойства определяются параметрами, численное значение которых позволяет их сравнить. Зависимость параметров от внешних воздействий (температуры, напряжённости, внешнего электрического или магнитного поля) называются характеристиками материала.
При выборе материалов для радиоэлектронной аппаратуры рассматривают следующие группы их свойств:
1. Потребительские свойства:
– экономические (стоимость изготовления и эксплуатации);
– экологические (влияние на окружающую среду);
– эстетические (внешний вид, удобство);
– гигиенические (влияние на здоровье, работоспособность персонала).
2. Функциональные свойства― электрические, магнитные, механические, теплофизические, оптические.
Определяют пригодность материала для создания данного устройства. Основными свойствами материала будем называть функциональные свойства, которые определили основное массовое применение данного материала.
3. Технологические свойства:
– обрабатываемость резанием, давлением;
– литейные свойства;
– свариваемость;
– адгезивные свойства;
– окисляемость и химическая стойкость;
– растворимость в разных растворителях.
4. Эксплуатационные свойства:
– срок службы;
– огнеопасность (горючесть);
– зависимость свойств от внешних воздействий.
От эксплуатационных свойств зависит количество и квалификация обслуживающего персонала, стоимость эксплуатации.
1.2. Строение радиоматериалов.
1.2.1. Строение атома.
Изучение свойств материалов проводят с помощью моделей, которые помогают объяснять явления микромира.
Планетарная модель строения атома Резерфорда. В центре атома находится положительно заряженное ядро, состоящее из нуклонов (протонов, нейтронов). Объём ядра составляет ничтожно малую часть объёма атома. Вокруг ядра вращаются электроны. Размер атома определяется размерами орбит, по которым двигаются электроны. Атом состоит из взаимодействующих между собой ядра и электронов. Ядро атома заряжено положительно, электроны ― отрицательно. Заряд протона равен заряду электрона. Нейтрон не имеет заряда. Заряд ядра равен числу протонов. Число протонов равно порядковому номеру элемента в периодической системе. Атом электрически нейтрален. Число электронов равно числу протонов в ядре. Электроны вращаются вокруг ядра и составляют его электронную оболочку.
Н. Бор существенно дополнил модель атома Резерфорда:
1. Электрон вращается вокруг атома по определённым стационарным круговым орбитам.
2. По орбите электрон двигается без излучения энергии. Радиус каждой орбиты связан со скоростью двигающегося по ней электрона.
3. Ближайшая к ядру орбита соответствует наиболее устойчивому «основному» состоянию атома. При сообщении атому энергии извне его электрон может перейти на одну из более удалённых орбит и, будет находиться на более высоком энергетическом уровне (атом становится «возбуждённым»).
4. Поглощение и излучение энергии атомом происходит только при переходе электрона с одной орбиты на другую. Величина энергии излучаемой или поглощаемой при таком переходе будет
,
где h ― постоянная
Планка, ν ― частота излучения.