
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
- •Isbn 978-5-06-005817-8 © фгуп «Издательство «Высшая школа», 2007
- •Раздел 1 введение в курс «материаловедение и технология конструкционных материалов»
- •Глава 1 основные сведения о строении материалов
- •1.1. Роль материалов в развитии электро- и радиотехники
- •1.2. Классификация материалов, используемых в электро- и радиотехнике
- •Кристаллографическая система Пространственная решетка (см. Рис. 1.1, б)
- •1.4. Типы связей
- •Электроотрицательность химических элементов (в единицах шкалы Полинга)
- •Дипольные моменты химических связей и груш в органических соединениях
- •Непрерывный переход неполярных, полярных и ионных молекул Возрастание поляризации
- •1.7.1. Строение макромолекул и полимерного тела
- •Атакгический
- •Надмолекулярная структура аморфных полимеров
- •Надмолекулярная структура кристаллизующихся полимеров
- •Максимальный размер, а
- •1.7.2. Три физических состояния полимеров
- •1.7.3. Влияние введения пластификаторов и твердых наполнителей на Гс и Гт полимеров
- •Раздел 2 диэлектрические материалы
- •Глава 2
- •2.1.1. Физическая сущность поляризации диэлектриков
- •2.1.2. Поле внутри диэлектрика
- •2.1.3. Диэлектрическая проницаемость
- •2.4. Зависимость диэлектрической проницаемости от различных факторов
- •2.4.1. Газообразные диэлектрики
- •2.4.2. Жидкие и твердые диэлектрики молекулярного строения неполярные
- •8 2,2 2,1 2,0 1,9 50 Т, с 63 50 1 — парафин; 2 — нефтяное электроизоляционное масло. Образующие е: 3 — аэ(7); 4 — п(т) (схематически)
- •2.4.3. Жидкие и твердые диэлектрики молекулярного строения полярные
- •2.4.4. Твердые диэлектрики ионного строения с плотной упаковкой решетки ионами
- •2.4.5. Диэлектрики ионного строения аморфные и кристаллические с неплотной упаковкой решетки ионами
- •Глава 3
- •3.1.2. Токи смещения, абсорбции и сквозной проводимости
- •3.1.3. Зависимость электропроводности диэлектриков, концентрации носителей зарядов и их подвижности от температуры
- •3.4. Электропроводность твердых диэлектриков
- •3.4.1. Электропроводность твердых диэлектриков молекулярного строения
- •3.4.2. Электропроводность твердых диэлектриков ионного строения
- •3.4.3. Зависимость у и j от е в широком интервале
- •3.4.4. Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
- •Глава 4
- •4.2. Эквивалентные схемы замещения диэлектрика с потерями
- •Ir ru(tiCp соRCp
- •4.4. Диэлектрические потери в газообразных диэлектриках
- •4.6. Диэлектрические потери в твердых диэлектриках 4.6.1. Твердые диэлектрики ионного строения
- •4.6.2. Твердые диэлектрики молекулярного строения
- •4.6.3. Полимерные диэлектрики
- •Глава 5
- •5.1. Основные понятия и определения
- •5.2. Пробой газообразных диэлектриков
- •5.2.1. Пробой газов в однородном электрическом поле
- •Электрическая прочность некоторых диэлектриков в газообразном состоянии
- •5.2.2. Пробой газов в неоднородном электрическом поле
- •5.2.3. Пробой неоднородных диэлектриков
- •Поверхностный разряд в резконеоднородном электрическом поле
- •5.3. Пробой жидких диэлектриков
- •5.3.1. Теория теплового пробоя
- •5.3.2. Теория электрического пробоя
- •5.3.3. Пробой технически чистых жидких диэлектриков
- •5.3.4. Мероприятия по повышению пробивного напряжения жидких диэлектриков в электроустановках
- •5.4. Пробой твердых диэлектриков
- •5.4.1. Электрический пробой
- •5.4.2. Электротепловой пробой
- •5.4.3. Электрохимический пробой
- •Сравнительная короностойкость некоторых электроизоляционных материалов при 50 Гц
- •Старение под действием тепловых процессов, протекающих в порах изоляции, заполненных влагой
- •Старение под действием электролитических процессов
- •5.4.4. Влияние природы и строения твердых диэлектриков и внешних условий на электрическую прочность Влияние природы диэлектриков
- •Число слоев тонкослойной изоляции
- •5.4.5. Электрическая прочность полимерных диэлектриков
- •Влияние кристалличности, размера надмолекулярных образований и ориентации образцов
- •20 60 100 Afcd), мкм
- •Электрическая прочность, плотность, влагопроницаемость и относительная оптическая плотность ацетилцеллюлозы в зависимости от молекулярной массы
- •* Образцы нефракционированные. Пробой производили на фронте одиночных стандартных импульсов напряжения.
- •5.5. Профилактическое испытание изоляции повышенным напряжением
- •Глава 6
- •6.1. Механические свойства диэлектриков
- •6.2. Влажностные свойства диэлектриков
- •6.3. Тепловые свойства диэлектриков
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
- •7.1. Жидкие диэлектрики
- •7.1.1. Нефтяные электроизоляционные масла
- •Предельно допустимые значения показателей качества трансформаторного масла, подготовленного и залитого в электрооборудование
- •7.1.2. Синтетические жидкие диэлектрики
- •7.1.3. Растительные масла
- •7.2.Термопласты
- •Свойства синтетических полимеров (смол)
- •7.3. Реактопласты
- •7.4. Пластические массы
- •Пресс-материалы с порошкообразным наполнителем (пресс-порошки)
- •7.5. Резины
- •7.6. Природные смолы, целлюлоза и ее эфиры
- •7.7. Воскообразные диэлектрики
- •7.8. Волокнистые материалы
- •7.9. Электроизоляционные лаки, эмали и компаунды
- •7.10. Неорганические стекла
- •7.11. Керамические диэлектрики
- •7.12. Слюда и материалы на ее основе
- •Электрические свойства слюды
- •7.13. Асбест и материалы на его основе
- •7.14. Минеральные диэлектрики
- •7.15. Активные диэлектрики
- •7.15.1. Сегнетоэлектрики
- •Свойства сегнетокерамики для варикондов
- •0,6 0,8 Мв/м Рис. 7.8. Зависимость е от напряженности электрического поля е материалов для варикондов (для сравнения приводится зависимость е от е для BaTi03)
- •Некоторые характеристики варикондов из материалов bk-1, bk-2 и bk-4
- •Цвет свечения люминофора в зависимости от природы активатора
- •Электретные материалы
- •Раздел 3 полупроводниковые материалы
- •Глава 8
- •8.1.Общие сведения и классификация полупроводниковых материалов
- •Удельное электрическое сопротивление электротехнических материалов различных классов при 20 °с и постоянном напряжении
- •Простые полупроводники
- •Примесные уровни в германии и кремнии (определены термическим методом)
- •8.2.4. Определение типа электропроводности полупроводников
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
- •Некоторые характеристики термисторов
- •Некоторые характеристики позисторов
- •Характеристики варикапов
- •8.7. Пробой р-п-перехода
- •Глава 9
- •9.1. Технологии очистки и получения монокристаллических слитков и эпитаксиальных слоев
- •9.3. Полупроводниковые химические соединения и многофазные материалы
- •9.3.3. Химические соединения типа ahbvi и другие полупроводниковые материалы
- •Раздел 4
- •Глава 10
- •10.1. Классификация металлов
- •10.2. Строение и свойства металлов 10.2.1. Механические свойства металлов
- •10.2.3. Влияние дефектов строения металлов на их механическую прочность
- •10.3.2. Сплавы, образующие твердые растворы
- •10.4.2. Компоненты и фазы в сплавах системы «железо—углерод»
- •10.4.3. Диаграмма состояния сплавов системы «железо—углерод»
- •10.5. Понятие о термической обработке сталей 10.5.1. Сущность и назначение термической обработки
- •10.5.2. Фазовые превращения в сталях при термической обработке
- •Изменение структуры и твердости углеродистой стали эвтектоидного состава в зависимости от скорости охлаждения
- •10.5.3. Виды термической обработки сталей
- •10.6. Строение и свойства сталей
- •10.6.1. Влияние углерода и постоянной примеси на свойства сталей
- •10.6.2. Общие сведения, классификация и маркировка углеродистых сталей
- •10.6.3. Общие сведения, классификация и маркировка легированных сталей
- •Глава 11
- •11.1.2. Дуговая сварка
- •11.1.3. Контактная сварка
- •11.1.4. Газовая сварка и огневая резка
- •11.1.5. Пайка. Припои и флюсы
- •11.2.1. Общие сведения
- •11.2.2. Основные виды литья
- •11.3.1. Общие сведения
- •11.3.2. Основные виды обработки металлов давлением
- •1. Сортовой прокат в свою очередь делят на две подгруппы.
- •11.4.1. Общие сведения
- •11.4.2. Основные виды обработки металла резанием
- •Раздел 5 проводниковые материалы
- •Глава 12
- •12.1. Общие сведения и классификация
- •12.3. Физические процессы в металлических проводниках
- •12.3.1. Зависимость удельного электрического сопротивления металлических проводников от их строения и внешних факторов
- •Влияние частоты напряжения на сопротивление металлических проводников
- •12.3.2. Эмиссионные и контактные явления в металлах
- •12.3.3. Тепловые свойства металлов Тепловое расширение
- •Теплопроводность
- •12.4. Механические свойства металлических проводников
- •Глава 13
- •13.1. Проводниковые материалы высокой проводимости
- •13.1.1. Медь и ее сплавы
- •13.1.2. Алюминий и его сплавы
- •13.1.3. Биметаллические проводники
- •13.4. Материалы высокого сопротивления
- •13.4.1. Металлические сплавы, образующие твердые растворы
- •13.4.2. Пленочные резистивные материалы
- •13.4.3. Сплавы для термопар
- •13.5.1. Тугоплавкие металлы
- •13.5.2. Металлы со средним значением температуры
- •13.5.3. Легкоплавкие металлы
- •13.5.4. Благородные металлы
- •13.6.1. Материалы для скользящих контактов
- •13.6.2. Материалы для разрывных контактов
- •Раздел 6 магнитные материалы
- •Глава 14
- •14.1. Основные сведения о магнитных свойствах и классификация магнитных материалов
- •14.1.1. Диамагнетики
- •14.1.2. Парамагнетики
- •14.1.3. Ферромагнетики
- •14.1.4. Антиферромагнетики
- •14.1.5. Ферримагнетики
- •14.2. Магнитные свойства ферромагнетиков 14.2.1. Природа ферромагнетизма
- •14.2.2. Магнитная анизотропия
- •14.2.3. Магнитострикция
- •14.2.4. Причины, приводящие к образованию доменов
- •14.2.5. Механизм технического намагничивания и магнитный гистерезис
- •14.2.6. Магнитная проницаемость
- •10 10 Частота, Гц
- •14.2.7. Магнитные потери
- •Глава 15
- •15.1.1. Низкочастотные магнитомягкие материалы
- •15.1.2. Высокочастотные магнитные материалы
- •15.3. Магнитные материалы специализированного назначения
- •Глава 6 285
- •Раздел 4 485
- •Раздел 5 проводниковые материалы 601
- •Раздел 6 магнитные материалы 474
Раздел 6 магнитные материалы 474
и=-4- <14-5> 477
1,2 0,8 0,4 545
6 84
18
32 208,9824
18 6p4
[263]
106 i2
32
6dW g 8
2
н О И д ы
7 85
18
32 c 209,9871
18 6p
[262]
Ю7 132
32
edW 18 8
2
8 86
18
32 222,0176
18 бр6
| - s-элементы Г - р-элементы D - d-элементы I - f-элементы
Атомная масса ^
Относительные
атомные массы приведены по Международной
таблице 1983 г. (точность указна для
последней значащей цифры). Для элементов
104-107 в квадратных скобках приведены
массовые числа наиболее устойчивых
изотопов.
U 92-Г
2
238,0289±1 2i 5f36d17s2 32
Атомный
номер
о-
-Распределение электронов по уровням
65
2
158,9254±1 fQ 4f95d°6s2 8 тербий
66
2
162,50±3 4f105d°6s2 диспрозий
Но 67
164,9304±1 4f115d°6s2 гольмий
Ег 681
167,26±3 30 4f125d°6s2 8 эрбий
Тт 691
168,9342±1 31 4f135d°6s2 8 тулий
70 2
Yb
173,04±3 4f145d°6s2
Lu
174,967±1 32
4f145d16s2 8 2
71
H О И Д Ы
Вк 97 • ВЛ 26 247,0703 32 5f86d17s2 188 |
Cf 98 * Wl 28 251,0796 32 5f106d°*2 188 |
Es 99 - 29 252,0828 32 Sf"ed®782 18 |
Fm 100 * 1111 30 257,0951 32 5f126d°7s2 188 |
Md 101 j 258,0986 32 5f136d°7s2 18g |
(No) 102 j 259,1009 32 5f146d°7s2 188 |
(Lr) юзj 260,1054 32 5f146d17s2 188 |
берклий 2 |
калифорний 2 |
2 эйнштейний |
2 фермий |
менделевий 2 |
(нобелий) 2 |
2 (лоуренсий) |
Материаловедение и технология конструкционных материалов
Издание второе, переработанное и дополненное
Москва
«Высшая школа» 2007
УДК 620.2 ББК 30.3 К60
Рецензенты:
кафедра технологии пластмасс Казанского государственного технологического университета (зав. кафедрой д-р техн. наук,
проф. В. П. Архиреев); кафедра «Электроснабжение железных дорог» Петербургского госуниверситета путей сообщения (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. А. Т. Бурков);
Институт материаловедения Мартин-Лютер-Униве^ситета Халле-Виттенберг (директор, д-р техн. наук, проф. Ханс-Иоахим Радуш)
Колесов С.Н.
К60 Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебник для вузов / С.Н. Колесов, И.С. Колесов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2007. — 535 е.: ил.
ISBN 978-5-06-005817-8
В учебнике на современном уровне изложены основы строения металлических и неметаллических материалов, включая полимерные. Рассматривается физика явлений, имеющих место в диэлектрических, полупроводниковых, проводниковых и магнитных материалах, находящихся в электрическом, магнитном или тепловом поле, а также в конструкционных материалах при воздействии на них температуры или механического напряженния. Приведены данные об электрических, физико-химических и механических свойствах материалов, используемых в электро- и радиотехнике. Более подробно рассмотрены: электропроводность, диэлектрические потери и пробой полимерной изоляции; влияние на электрическую прочность молекулярной и надмолекулярной структуры полимеров; механизм электрического старения полимерной и другой изоляции; поверхностный пробой электроизоляционных конструкций. Описаны новые электроматериалы: сверхпроводники, активные диэлектрики и др. Рассмотрены строение и механические свойства металлов и сплавов, используемых в качестве конструкционных материалов в электроустановках, и их термическая обработка (закалка, отжиг и т. д.). Описаны основные виды технологии обработки материалов (сварка, литье, резание и т. д.).
Для студентов электротехнических и электромеханических специальностей транспортных и других технических вузов. Может быть полезен аспирантам и инженерам, работающим в области электро- и радиотехники.
УДК 620.2 ББК 30.3