- •Оглавление.
- •Глава 1. Общие сведения.
- •Глава II. Проводниковые и резистивные материалы.
- •Глава III. Полупроводниковые материалы.
- •Глава IV. Диэлектрические материалы.
- •4.6. Контрольные вопросы.
- •Глава V. Магнитные материалы.
- •5.1. Классификация.
- •Глава VI. Конструкционные материалы.
- •Глава VII. Пассивные радиокомпоненты.
- •7.6. Контрольные вопросы.
- •Глава I. Общие сведения.
- •Основные определения.
- •3. Технологические свойства:
- •1.2. Строение радиоматериалов.
- •1.2.1. Строение атома.
- •1.2.2. Виды химических связей.
- •1.2.3. Физическое состояние материалов.
- •1.3.4. Зонная теория твёрдого тела.
- •2.2. Электрические свойства и параметры.
- •2.2.1. Удельное электрическое сопротивление.
- •2.2.2. Температурный коэффициент удельного сопротивления.
- •2.2.3. ТермоЭдс.
- •2.3. Неэлектрические свойства.
- •2.3.1. Механические свойства.
- •2.3.2. Тепловые свойства.
- •2.3.3. Технологические свойства.
- •2.3.4. Специальные свойства.
- •2.4. Материалы высокой проводимости.
- •2.4.1. Медь.
- •2.4.2. Алюминий.
- •2.6. Материалы специального назначения
- •2.6.1. Благородные металлы.
- •2.6.2. Тугоплавкие материалы.
- •2.6.3. Припои.
- •2.6.4. Неметаллические проводники.
- •2.6.4.1. Углеграфитовые материалы.
- •2.6.4.2. Композиционные резистивные и проводящие материалы.
- •2.6.5. Материалы для контактов.
- •2.6.6. Материалы для термопар.
- •2.7. Сверхпроводники и криопроводники.
- •2.8. Контрольные вопросы.
- •Глава III. Полупроводниковые материалы.
- •3.1. Историческая справка.
- •3.2 Классификация полупроводников.
- •3.3. Типы полупроводников.
- •3.3.1. Собственные полупроводники.
- •3.3.2. Примесные полупроводники.
- •3.4. Электронно-дырочный переход.
- •3.6. Параметры полупроводников.
- •3.7. Простые полупроводники.
- •3.8. Полупроводниковые соединения.
- •3.10. Термоэлектрические эффекты.
- •3.11. Эффект Холла.
- •3.12. Проводимость в сильных электрических полях.
- •3.13. Пьезоэлектрические эффекты.
- •3.15. Контрольные вопросы к разделу III.
- •Глава IV. Диэлектрические материалы.
- •4.1. Электрические свойства диэлектриков.
- •4.1.1. Поляризация диэлектриков.
- •4.1.4. Проводимость диэлектриков. Проводимость твёрдых диэлектриков.
- •4.1.5. Диэлектрические потери.
- •4.2. Неэлектрические свойства диэлектриков.
- •4.2.1. Влажностные свойства диэлектриков.
- •4.2.2. Механические свойства.
- •4.2.3. Тепловые свойства.
- •4.3. Твёрдые пассивные органические диэлектрики.
- •4.3.2. Полимеры.
- •4.3.3. Полимеры, получаемые полимеризацией.
- •4.3.4. Полимеры, получаемые поликонденсацией.
- •4.3.6. Волокнистые материалы.
- •4.3.7. Лаки и эмали.
- •4.3.8. Компаунды.
- •4.3.9. Слоистые пластики.
- •4.3.10. Эластомеры.
- •4.4. Неорганические диэлектрики.
- •4.4.1. Свойства неорганических диэлектриков.
- •4.4.3. Ситаллы (стеклокерамика).
- •4.4.4. Электротехническая керамика.
- •4.4.5. Слюда.
- •4.4.6. Асбест.
- •4.4.7. Жидкие диэлектрики.
- •4.4.8. Газообразные диэлектрики.
- •4.5. Активные диэлектрики.
- •4.5.1. Сегнетоэлектрики.
- •4.5.3. Пироэлектрики.
- •4.5.5. Материалы квантовой электроники.
- •4.5.6. Материалы с оптическими эффектами.
- •4.6. Контрольные вопросы к главе IV.
- •Глава V. Магнитные материалы.
- •5.1 Классификация.
- •5.2 Свойства ферромагнетиков.
- •5.3.1. Материалы для постоянных и низкочастотных магнитных полей.
- •5.4. Литые высококоэрцитивные сплавы.
- •5.4.2. Металлокерамические и металлопластические материалы.
- •5.4.3. Магнитотвёрдые ферриты.
- •5.5. Контрольные вопросы.
- •Глава VI. Конструкционные материалы.
- •6.1. Строение конструкционных материалов.
- •6.2. Механические свойства.
- •6.3. Производство чугуна и сталей.
- •6.4. Конструкционные металлические сплавы.
- •6.4.1. Сплавы на основе железа.
- •6.4.2. Сплавы на основе алюминия.
- •6.4.3. Сплавы на основе меди.
- •Глава VII. Пассивные радиокомпоненты.
- •7.1. Общие сведения.
- •7.2.1. Классификация.
- •7.2.2. Параметры резисторов.
- •7.2.5. Свойства резисторов.
- •7.2.6. Специальные резисторы.
- •7.3. Конденсаторы.
- •7.3.2. Классификация конденсаторов.
- •7.3.3. Условные обозначения и маркировка.
- •7.4. Катушки индуктивности.
- •7.4.1. Свойства катушек индуктивности.
- •7.4.3. Классификация катушек индуктивности.
- •7.4.4. Условные графические обозначения.
- •7.4.5. Основные параметры катушек индуктивности.
- •7.4.6. Специальные катушки индуктивности.
- •7.6. Контрольные вопросы.
4.5.3. Пироэлектрики.
Пироэлектрики ― диэлектрики, обладающие пироэлектрическим эффектом, состоящим в изменении поляризованности диэлектрика при изменении температуры.
К типичным линейным пироэлектрикам относится турмалин и сульфат лития.
Все пироэлектрики обладают и обратным эффектом ― изменением температуры при поляризации.
Пироэффект используется для создания тепловых датчиков и приёмников лучистой энергии, предназначенных для регистрации инфракрасного и СВЧ-излучений.
4.5.4. Электреты.
Электреты ― диэлектрики, способные длительное время сохранять поляризованное состояние и создавать в окружающем их пространстве электрическое поле. Временем жизни электрета считается время в течении которого электрическое поле электрета уменьшается в е = 2,718 раз.. Для многих электретов оно исчисляется десятками лет. Время жизни электретов зависит от их удельного электрического сопротивления и быстро уменьшается с повышением температуры и влажности.
Стабильные электреты получают поляризацией диэлектриков при нагревании, освещении в электрическом поле. Наиболее стабильные электреты получают из плёночных фторсодержащих полимеров.
Материалы электретов:
– Неорганические: керамика, ситаллы, стекло, кристаллы кварца, корунда.
– Природные: смолы, эбонит, слюда, асфальт.
– Синтетические: полярные фторсодержащие плёночные полимеры (фторопласт-4, фторлон-4, тефлон, полипропилен).
Электреты применяют как источники электрического поля в телефонах, микрофонах, дозиметрах, датчиках не электрических величин, ксерографии, пылеулавливающих фильтрах и др.
4.5.5. Материалы квантовой электроники.
Оптические квантовые генераторы (лазеры, мазеры) были созданы в середине ХХ века Басовым Н,Г, и Прохоровым А,М. (СССР) и Таунсом Ч. (США). ОКГ преобразуют различные виды энергии в энергию когерентного электромагнитного излучения оптического диапазона. Принцип действия ОКГ основан на использовании стимулированного излучения света системой возбужденных атомов, ионов, молекул (активной средой, рабочим телом), помещённых в оптический резонатор. Для получения стимулированного излучения производится возбуждение, накачка активной среды. Лазерное излучение охватывает диапазон длин волн от ультрафиолетового до инфракрасного.
По типу рабочего тела ОКГ делятся на твёрдотельные, газовые, жидкостные.
Требования к активным диэлектрикам ОКГ:
– оптическая однородность;
– высокая теплопроводность;
– технологичность;
– высокий КПД.
Материалы для твёрдотельных ОКГ: кристаллы рубина, граната, флюорита, специальные сорта стёкол и ситаллы.
Материалы для жидких ОКГ: растворы неорганических редкоземельных соединений и др. Жидкости свободны от дефектов твердотельных ОКГ, неоднородностей и дефектов кристаллов.
Материалы для оптически наиболее совершённых газовых лазеров: гелийнеоновая смесь, углекислый газ, аммиак.
4.5.6. Материалы с оптическими эффектами.
Электрооптический эффект заключается в изменении показателей преломления диэлектрика под воздействием электрического поля, механических напряжений и др. Материалы, обладающие электрооптическим эффектом, используется для изготовления модуляторов, применяемых для изменения основных параметров излучения лазеров (амплитуды, частоты, фазы, вектора поляризации).
В качестве материалов с электрооптическим эффектом в промышленности нашли применение ниобат лития (LiNbO3), титанат лития (LiTaO3), дигидрофосфат (KHPO4) и др.
Особый класс электрооптических материалов составляют жидкокристаллические материалы ЖКМ. Жидкие кристаллы ― это вещества, которые находятся в промежуточном состоянии между твёрдым кристаллом и жидкостью и обладают свойствами как для кристаллов (анизотрапия), так и для жидкостей (текучесть).
Жидкие кристаллы образуются органическими соединениями, молекулы которых обычно имеют удлинённую форму. По структуре ЖКМ подразделяются на три класса: нематические, смектические и холестерические.
Нематические жидкие кристаллы имеют доменное строение, создающее оптическую неоднородность среды и сильное рассеяние света. Это свойство используется в устройствах отображения информации для создания индикаторов, табло, мониторов компьютеров, плоских телевизионных экранов. По габаритам и параметрам потребляемой мощности они хорошо совмещаются с малогабаритными устройствами, работающими на ИМС (наручные часы, карманные микроЭВМ).