План изучения дисциплины

Содержание темы

Результат

Введение

Цели и задачи изучения дисциплины. Значение дисциплины, междисциплинарные связи. Классификация электротехнических материалов, области их применения. Современные достижения отечественной и зару­бежной науки в области производства электротех­нических и конструкционных материалов, пер­спективы их развития.

Высказывает общее суждение о значении дисциплины в системе подготовки специали­ста о современных достижениях в области производства электротехнических и конструкционных материалов. Определяет классификацию электротехнических материалов по назначению.

[1] стр. 9

РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ МЕТАЛЛОВЕДЕНИЯ

Тема 1.1. Основные сведения о металлах и сплавах

Кристаллическое строение металлов. Виды кри­сталлических решеток, дефекта их строения. Превращения в железе при нагревании и охлаждении. Физические, химические, механические и технологические свойства металлов.

Классификация сплавов, их свойства. Понятие о диаграмме состояния сплавов. Связь между структу­рой сплава и его свойствами.

Объясняет кристаллическое строение металлов и их свойства.

Высказывает общее сужде­ние о классификации сплавов и особенностях их свойств.

[1] стр.9-18

[2] стр.6-12

Тема 1.2. Сплавы железа с углеродом

Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов и их свойства. Деление железоуглеродистых сплавов на стали и чугуны.

Обзор современных способов получения чугуна и стали.

Углеродистые стали. Влияние количества углерода и примесей па структуру и свойства. Классификация сталей по назначению и количеству углерода. Мар­кировка сталей, применение.

Чугун. Влияние количества углерода и примесей на структуру и свойства. Белый и серые чугуны, их свойства и применение. Маркировка чугунов.

Легированные стали, их назначение и применение. Маркировка легированных сталей. Легированные стали с особыми свойствами.

Твердые сплавы, их получение, свойства и применение

Описывает получение, структуру, свойства, принципы мар­кировки, особенности примене­ния углеродистых сталей, чугунов, легированных сталей, твердых сплавов.

Определяет классификацию сталей и чугунов.

[2] стр.22

Лабораторная работа № 1

Определение твердости металлов.

Выполняет расчет твердости металлов на основании опытных данных.

Тема 1.3. Основы термической и химико-термической обработки металлов

Понятие о термической обработке металлов. Изменения происходящие в структуре стали при ее нагревании и охлаждении. Основные виды термической обработки стали: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Общие сведения о поверхностной закалке стали.

Химико-термическая обработка стали: цементирование, азотирование, цианирование.

Понятие о коррозии металлов: вилы коррозии, спо­собы защиты металлов от коррозии.

Описывает назначение, технологию, параметры и применение основных видов термической и химико-термической об­работки металлов.

Раскрывает сущность явле­ния коррозии металлов, описывает виды коррозии, излагает способы защиты от коррозии.

[2] стр.33

РАЗДЕЛ 2. ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Тема 2.1. Физические процессы в проводниках

Особенности строения металлов. Электропровод­ность металлов. Температурная зависимость удельного электрического сопротивления металлических проводников. Влияние примесей и дефектов на удельное электрическое сопротивление.

Сопротивление тонких металлических пленок.

Контактные явления.

Классификация проводниковых материалов.

Высказывает общее сужде­ние об особенностях строения металлов и основных физических процессах в проводниках.

Объясняет сущность основных характеристик проводниковых материалов и их классификацию.

[1] стр.277-318

[2] стр.111

Тема 2.2. Материалы высокой проводимости

Получение, свойства, маркировка и применение проводниковой меди. Свойства, маркировка и применение проводникового алюминия.

Сплавы меди и алюминия, их получение, свойства, маркировка и применение.

Свойства и применение благородных металлов. Материалы для контактов. Применение тугоплавких металлов.

Свойства и применение сверхпроводников и криопроводников. Припои и флюсы.

Описывает получение, свойства, маркировку и применение проводниковой меди и алюминия, их сплавов; особенности свойств и применения благородных металлов, материалов для контактов, тугоплавких

металлов, сверхпроводников, криопроводников. припоев и флюсов.

[1] стр.290

[3] стр.31

Лабораторная работа № 2

Определение температурного коэффициента удельного электрического сопротивления проводников.

Выполняет расчет температурного коэффициент удельного электрического сопротивления на основании опытных данных.

Тема 2.3 Материалы высокого электрического сопротивления

Общие требования к материалам высокого сопро­тивления. Классификация. Состав, свойства, марки­ровка и применение манганина, константана, нихро­ма, фехраля.

Сплавы для термопреобразователей.

Формулирует требования к материалам высокого сопротивления и сплавам для термо­преобразователей, определяет их классификацию. Описывает состав, свойства, маркировку и применение мате­риалов высокого сопротивления.

[1] стр.313

[3] стр.39

Тема 2.4. Неметаллические проводниковые материалы

Угольные проводниковые материалы, их свойства. Виды и применение угольных изделий.

Композиционные проводящие материалы.

Проводящие материалы на основе оксидов. Контактолы, керметы.

Описывает состав, свойства и области применения неметал­лических проводниковых мате­риалов.

[1] стр.318

[3] стр.46

Обязательная контрольная работа №1

РАЗДЕЛ 3. ДИЭЛЕКТРИКИ

Тема 3.1. Физические процессы в диэлектриках

Поляризация диэлектриков. Виды поляризации: упругая (без потерь), поляризация, связанная с поте­рями. Понятие относительной диэлектрической про­ницаемости (ε) как численной оценки процесса поля­ризации. Полярные и неполярные диэлектрики.

Проводимость диэлектриков. Понятие удельного объемного (ρ_ν) и удельного поверхностного (ρ_s) со­противления. Зависимость ρ_ν и ρ_s от внешних факто­ров, структуры и параметров диэлектрика. 11онятие токов утечки.

Потери в диэлектриках. Электрическая схема за­мещения диэлектрика. Векторная диаграмма токов диэлектрика. Понятие тангенса угла диэлектрических потерь (tg б). Зависимость tg б от различных факто­ров. Численное определение потерь в диэлектрике.

Пробой диэлектриков, виды пробоя, механизмы развития. Электрическая прочность (Епр). зависи­мость се от различных факторов. Влияние парамет­ров диэлектриков (ε, p_v , р_s , tgб, Епр) на массогабаритные показатели аппаратуры.

Высказывает общие сужде­ния о физико-химических про­цессах, протекающих в диэлек­триках под воздействием элек­трического поля.

Описывает качества диэлек­триков по заданным параметрам.

[1] стр.18-54

[3] стр.144

Практическая работа №1

Определение удельного объемного и удельного по­верхностного сопротивления твердых диэлектриков.

Решает задачи по расчету удельного объемного и удель­ного поверхностного сопротив­ления диэлектриков.

Лабораторная работа № 3

Определение электрической прочности твердых диэлектриков.

Выполняет измерение пробив­ного напряжения и расчет элек­трической прочности твердых диэлектриков опытным путем.

Практическая работа № 2

Определение токов утечки и потерь в диэлектриках.

Решает задачи по расчету то­ков утечки и мощности потерь в диэлектриках.

Тема 3.2. Неэлектрические характеристики диэлектриков

Механические характеристики диэлектриков: прочность при растяжении, сжатии и изгибе, ударная вязкость, вибропрочность. Тепловые характеристики диэлектриков: температура плавления, вспышки и размягчения материалов, нагревостойкость. морозо­стойкость, температурные коэффициенты. Понятие о пожаробезопасной и самозатухающей изоляции. Физико-химические характеристики: вязкость, кислот­ное число, химическая стойкость, влагостойкость, радиационная стойкость, тропическая стойкость.

Объясняет сущность механи­ческих, тепловых и физико-химических характеристик ди­электриков и применение их для оценки качества.

[1] стр.97-114

[3] стр.144-162

Тема 3.3. Газообразные диэлектрики

Роль газообразных диэлектриков в электротехни­ческих установках. Особенности свойств газов. Электропроводность газов. Пробой газов в однородном и неоднородном поле. Основные электрические характеристики газов. Применение газообразных диэлектриков (воздух, азот, водород, элегаз, инертные газы, фреон, вакуум) в электрических устройствах.

Высказывает общее сужде­ние о роли газообразных диэлектриков в электро-техниче­ских установках.

Описывает свойства газообразных диэлектриков и особен­ности их применения.

[3] стр.230

Лабораторная работа № 4

Исследование электрической прочности воздуха в однородном и неоднородном электрическом поле.

Анализирует опытным путем

электрическую прочность воз­

духа и ее зависимость от однородности электрического поля и расстояния между электродами.

Тема 3 .4 . Жидкие диэлектрики

Особенности свойств жидкостей. Электропровод­ность и пробой жидких диэлектриков. Влияние сте­пени чистоты на электрическую прочность.

Нефтяные электроизоляционные масла, их полу­чение, свойства, методы очистки и применение.

Синтетические жидкие диэлектрики: совол, совтол, гексол. Их свойства и применение.

Кремнийорганические и фторорганические соеди­нения, их применение, достоинства и недостатки.

Называет особенности жид­ких диэлектриков.

Описывает свойства и спосо­бы применения жидких диэлектриков.

[1] стр.67,86

[3] стр.223

Лабораторная работа № 5

Определение электрической прочности трансфор­маторного масла.

Анализирует опытным путем

электрическую прочность транс­форматорного масла.

Тема 3.5. Полимеры

Значение полимеров в промышленности. Классификация полимеров.

Полимеризационные полимеры: полиэтилен, полихлорвинил, полистирол, фторопласты, их получение свойства и применение.

Поликонденсационные смолы: фенолформальдегидные, полиэфирные, эпоксидные, кремнийорганические, их получение, свойства и применение.

Различает полимеры по ос­новным признакам

Описывает свойства и воз­можности применения полиме­ров при заданных условиях.

[1] стр.120

[3] стр.164

Тема 3.6. Пластмассы, пленочные материалы

Понятие о пластмассах. Состав пластмасс, их особенности. Классификация пластмасс. Методы получения изделий из пластмасс. Слоистые пластики, их получение. Древесно слоистые пластики.

Общие сведения о получении и применении пле­ночных материалов.

Описывает состав и особен­ности пластмасс, их классифи­кацию, методы получения изде­лий из пластмасс, методы полу­чения слоистых пластиков.

Высказывает общее сужде­ние о получении и применении

пленочных материалов.

[3] стр.185

Тема 3.7. Резина

Состав и получение резины. Влияние составляю­щих на электрические, механические и тепловые свойства. Электрические характеристики и особенно­сти свойств резины, применение в электротехнике.

Описывает состав, получение.

свойства и применение резины.

Объясняет влияние состав­ляющих на свойства резины.

[3] стр.188

Тема 3.8. Лаки, эмали, компаунды

Понятие о лаках. Состав лаков, их классификация.

Требования, предъявляемые к лакам, их применение.

Эмали, их классификация, роль пигментов, применение. Понятие о компаундах, их классификация, состав и применение. Особенности свойств и применение термоусаживаемых материалов.

Описывает классификацию, состав, особенности свойств и

применение лаков, эмалей, ком­паундов.

[3] стр.192

Тема 3.9. Волокнистые материалы

Виды волокон, применяемых в электротехнике:

природные, синтетические, искусственные, неорга­нические их основные свойства и применение.

Электроизоляционные бумаги: производство, виды бумаг, применение.

Электрокар гоны: получение, виды, применение.

Лакоткани, линексиновые и стекловолокнистые трубки.

Общие сведения о дереве и фибре.

Называет виды волокон, при­

меняемых в электротехнике, их особенности.

Описывает способы получе­ния, свойства и применение во­локнистых материалов.

Высказывает общее суждение

о дереве и фибре.

[3] стр.204

Тема 3.10. Слюда и слюдопласты

Слюда, ее состав, свойства, и применение.

Изоляционные материалы на основе слюды: мика­ниты, микафолий, микаленты, слюдиниты, слюдо­пласты. Их получение, свойства и применение.

Искусственная слюда, ее свойства и применение.

Излагает состав, свойства и применение слюды в электро­ технике.

Описывает получение, свойства и применение материалов на основе слюды.

[1] стр.256

Тема 3.11. Стекло и керамика

Состав стекла, получение, свойства и применение.

Электрофарфор, его состав, свойства и примене­ние. Стеатит, состав стеатитовых масс. Способы изготовления керамических изделий.

Виды изоляторов.

Конденсаторная керамика.

Описывает состав стекла и керамики, особенности свойств и применение в электротехнике. Определяет способы изготов­ления изделий из стекла и ке­рамики виды изоляторов.

[1] стр.226-237

Теми 3.12. Активные диэлектрики

Особенности свойств активных диэлектриков.

Свойства и применение сегнетоэлектриков, элек­третов, пьезоэлектриков, пироэлектриков.

Свойства и применение жидких кристаллов.

Электрооптические материалы.

Описывает особенности свойств и применение активных диэлек­триков, жидких кристаллов и

электрооптических материалов.

[3]стр. 238

Тема 3.13 . Провода и кабели

Классификация проводов. Обмоточные провода. их виды. Установочные провода. Монтажные провода. Провода для воздушных линий электропередач. Маркировка проводов. Назначение, сортамент стальных, алюминиевых и медных шин. Назначение и классификация силовых кабелей, их конструкция и маркировка. Кабели с пластмассовой изоляцией. Назначение и маркировка контрольных кабелей. Общие сведения о специальных кабелях.

Описывает классификацию.

маркировку, назначение и конструкцию проводов и кабелей.

[2] стр.248

Практическая работа № 3

Изучение конструкции проводов и кабелей.

Характеризует конструкцию проводов и кабелей различного назначения, расшифровывает

их марки.

Обязательная контрольная работа № 2

Раздел 4. Полупроводниковые материалы

Тема 4.1. Физические процессы в полупроводниках

Классификация полупроводниковых материалов, их назначение. Особенности свойств полупроводников. Собственные и примесные полупроводники. Ос­новные и неосновные носители заряда. Концентрация

и подвижность носителей заряда. Ширина запрещен­ной зоны. Эффект Холла, туннельный эффект. Опти­ческие, фотоэлектрические и термоэлектрические яв­ления.

Высказывает общее суждение о классификации полупроводниковых материалов, их свойствах и назначении.

Описывает физические процессы в полупроводниках в за­висимости от их основных па­раметров.

[1] стр.321

Лабораторная работа № 6

Исследование фотоэлектрических явлений в полу­ проводниках.

Анализирует опытным путем сопротивление полупроводни­ков при различных уровнях освещенности.

Лабораторная работа №7

Определение зависимости сопротивления полупроводников от температуры.

Анализирует опытным путем сопротивление полупроводников при различных температурах.

Тема 4.2. Элементарные полупроводники

Германий, кремний. Их получение, очистка, выра­щивание монокристаллов, свойства, параметры и

применение.

Описывает получение, свой­ства, параметры и применение

элементарных полупроводников.

[1] стр.323

Тема 4.3. Сложные полупроводниковые соединения

Соединения A^II B^IV, A^IIIB^V, A^IVB^IV и др. Их строе­ние, получение, свойства и применение.

Органические, аморфные, магнитные полупровод­ники. Их особенности и применение.

Описывает строение, полу­чение, свойства, особенности и применение сложных полупроводниковых соединений.

[1] стр.350

Раздел 5. Магнитные материалы

Тема 5.1. Физические процессы в магнитных материалах

Основные свойства магнитных материалов. Диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики. Магнитная проницаемость. Явления намагничивания и

перемагничивания. Понятие о потерях в стали.

Объясняет основные свой­ства магнитных материалов, основные магнитные характеристики, сущность процессов намагничивания и перемагни­чивания. Описывает потери в стали.

[1] стр.368

Тема 5.2. Магнитомягкне и магнитотвердые материалы

Классификация магнитомягких материалов. Тре­бования к ним. Электролитическое и технически чис­тое железо и их разновидности. Электротехнические кремнистые стали, текстурованные стали. Их марки, свойства, применение. Пермаллой, алсиферы. Маг­нитные ферриты. Их основные особенности. Характеристики магнитотвердых материалов, их классификация и применение в технике. Требования к магнитотвердым материалам. Литые, порошковые магнитотвердые материалы и материалы на основе редкоземельных элементов, их свойства и примене­ние. Магнитотвердые ферриты.

Различает классы магнитных

материалов.

Определяет требования, предъявляемые к различным группам

магнитных материалов, описы­вает их состав, свойства и при­менение.

[1] стр.375

Тема 5.3. Магнитные материалы специального назначения

Магнитные материалы с прямоугольной петлей гис­терезиса. Их характеристики, состав, свойства приме­нение. Магнитные пленки. Термомагнитные сплавы.

Магнитострикционные материалы, их свойства и при­менение. Материалы с высокой индукцией насыщения

Описывает особенности свойств, состав и перспективы использо­вания магнитных материалов специального назначения.

[1] стр.381