- •ВЕДЕНИЕ
- •1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ С ОСОБЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
- •1.1. Классификация материалов по применению
- •1.2. Основы зонной теории твердого тела
- •Вопросы для самоконтроля
- •2. ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •2.1. Свойства проводниковых материалов
- •2.1.1. Физическая природа электропроводности металлов
- •2.1.2. Температурная зависимость удельного сопротивления металлов
- •2.1.3. Влияние примесей и дефектов структуры на удельное сопротивление металлов
- •2.1.4. Удельное сопротивление металлических сплавов
- •2.1.5. Электросопротивление тонких металлических пленок
- •2.2. Материалы высокой проводимости
- •2.2.1. Проводниковая медь и ее сплавы
- •2.2.2. Проводниковый алюминий
- •2.2.3. Благородные металлы
- •2.2.4. Тугоплавкие металлы
- •2.2.5. Сверхпроводящие металлы и сплавы
- •2.3. Неметаллические проводники
- •2.3.1. Материалы на основе графита
- •2.3.2. Контактолы
- •2.4. Материалы для электрических контактов
- •2.4.1. Неподвижные контакты
- •2.4.2. Разрывные контакты
- •2.4.3. Скользящие контакты
- •2.5. Материалы высокого удельного сопротивления
- •2.5.1. Сплавы для образцовых резисторов и технических сопротивлений
- •2.5.2. Материалы для нагревательных элементов
- •2.5.3. Сплавы для термопар
- •2.5.4. Материалы для тонкопленочных резисторов
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. ДИЭЛЕКТРИКИ
- •3.1. Основные электрические свойства диэлектриков
- •3.1.1. Поляризация диэлектриков
- •Влияние температуры на поляризацию диэлектриков
- •Влияние напряженности электрического поля на поляризацию диэлектриков
- •3.1.2. Электропроводность диэлектриков
- •3.1.3. Диэлектрические потери
- •3.1.4. Пробой диэлектриков
- •3.2. Газообразные диэлектрики
- •Применение газообразных диэлектриков
- •3.3. Жидкие диэлектрики
- •3.3.1. Нефтяные масла
- •3.3.2. Синтетические жидкие диэлектрики
- •3.4. Неорганические твердые диэлектрики
- •3.4.1. Слюда
- •3.4.2. Стекла
- •3.4.3. Ситаллы
- •3.4.4. Керамика
- •3.4.5. Оксидная изоляция
- •3.5. Органические твердые диэлектрики на основе полимеров
- •3.5.1. Строение и свойства полимеров
- •3.5.2. Высокочастотные линейные полимеры
- •3.5.3. Низкочастотные линейные полимеры (полярные термопласты)
- •3.5.4. Пластмассы
- •3.5.5. Электроизоляционные компаунды. Лаки
- •3.5.6. Резина
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •4.1. Собственная проводимость полупроводников
- •4.1.1. Концентрация собственных носителей заряда в полупроводнике
- •4.2. Примесная проводимость полупроводников
- •4.2.1. Концентрация носителей заряда в примесном полупроводнике
- •4.2.2. Подвижность носителей заряда
- •4.2.3. Удельная проводимость полупроводников
- •Температурная зависимость удельной проводимости
- •4.2.4. Неравновесные носители заряда. Рекомбинация
- •4.3. Фотопроводимость полупроводников. Люминесценция
- •4.4. Элементарные полупроводники
- •4.4.1. Германий
- •4.4.2. Кремний
- •4.4.3. Применение полупроводникового германия и кремния
- •4.5. Полупроводниковые химические соединения
- •4.5.1. Полупроводниковые соединения АIVВIV
- •4.5.2 Полупроводниковые соединения АШВV
- •Формирование проводимости в соединениях АIIIВV
- •Наиболее широко применяемые соединения АIIIВV
- •4.5.3. Полупроводниковые соединения АIIВVI
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- •5.1. Классификация материалов по магнитным свойствам
- •5.2. Природа ферромагнетизма
- •5.3. Особенности ферромагнитных материалов
- •5.4. Процессы намагничивания и перемагничивания ферромагнетиков
- •Этапы намагничивания
- •5.5. Магнитные потери
- •5.6. Классификация магнитных материалов
- •5.7. Магнитомягкие материалы
- •5.7.1. Основные характеристики магнитомягких материалов
- •5.7.2. Низкочастотные магнитомягкие материалы
- •5.7.3. Высокочастотные магнитомягкие материалы
- •Ферриты, применяемые на радиочастотах
- •Ферриты, применяемые на высоких и сверхвысоких частотах (СВЧ)
- •Применяемые ферриты
- •5.7.4. Магнитные материалы специального назначения
- •Доменные структуры в тонких магнитных пленках
- •5.8. Магнитотвердые материалы
- •5.8.1. Основные характеристики магнитотвердых материалов
- •5.8.2. Основные группы магнитотвердых материалов
- •Магнитотвердые сплавы на основе редкоземельных металлов
- •Вопросы для самоконтроля
- •6. СПЛАВЫ С ОСОБЫМИ ТЕПЛОВЫМИ И УПРУГИМИ СВОЙСТВАМИ
- •6.1. Прецизионные сплавы с особыми свойствами теплового расширения
- •Свойства сплавов с минимальным ТКР
- •Свойства сплавов с заданным ТКР
- •6.2. Сплавы с особыми упругими свойствами
- •Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Основные материалы, применяемые для тонкопленочных резисторов:
•чистые металлы (Cr, W, Ta, Re): R□= 500…1000 Ом.
•нихром Х20Н80: R□ = 50…300 Ом.
•нитрид тантала Ta2N: R□ = 200...104 Ом, αρ = 0, отличается высокой температурно-временной стабильностью свойств, пленку получают ионно-плазменным осаждением в среде аргона.
•металлосилицидные сплавы группы PC (табл. 10) - сплавы системы Si-Cr-Fe с температурами плавления Тпл = 1250…1550°С,
R□ = 200…600 Ом.
•сплавы группы МЛТ - 32 сплава, маркируемые порядковым номером. Основными компонентами сплавов являются металлы
Si, Fe, Cr, Ni, Al, W и оксиды SiO2, V2O5, Ge2O5, Dy2O3, (табл. 11).
Для этих сплавов характерны значения R□ до 35 кОм.
Таблица 10
Свойства металлосилицидных сплавов для тонкопленочных резисторов
|
Марка |
Химический состав |
ρ, мкОм·м |
Траб.max.,°C |
|
||
|
PC 4800 |
|
Si+48%Cr |
30,0 |
1550 |
|
|
|
PC 3710 |
Si+37%Cr+10%Fe |
6,0 |
1250 |
|
|
|
|
PC 3001 |
Si+30%Cr+1%Fe |
30,0 |
1350 |
|
|
|
|
PC 1714 |
Si+17%Cr+14%Fe |
4,0 |
1570 |
|
|
|
|
PC 1004 |
Si+10%Cr+4%Fe |
50,0 |
1380 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
||
|
Примеры сплавов МЛТ для тонкопленочных резисторов |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка сплава |
|
Химический состав |
|
|
|
|
|
МЛТ1 |
|
30%Si+28%Fe+6%Cr+12%Ni+23%W+1%SiO2 |
|
|
||
|
МЛТ28 |
|
28%Si+8%Cr+46%Ni+23%W+10%V2O5 |
|
|
||
|
МЛТ31 |
|
28%Si+7%Cr+7%Al+8%W+3%SiO2+47%Dy2O3 |
|
|
Вопросы для самоконтроля
1. От чего зависит электропроводность идеальных и реальных металлов?
57
2.Как определить удельное сопротивление металла при любой температуре?
3.В чем принципиальное отличие изменения ρ и αρ от состава сплавов Cu-Au и Cu-Ni?
4.Как зависит ρ и αρ от толщины тонкой металлической пленки? Что такое сопротивление квадрата?
5.Назовите основные материалы высокой проводимости и их применение.
6.Как влияют примеси на свойства меди и алюминия?
7.Перечислите основные благородные металлы, особенности их свойств и применение.
8.Назовите основные тугоплавкие металлы, особенности их свойств и применение.
9.Какие материалы применяются для неподвижных контактов?
10.Какие материалы используют для слаботочных разрывных контактов?
11.Какие материалы применяют для высоконагруженных разрывных контактов?
12.Из какого материала изготовляют коллекторные пластины электрических машин?
13.Какие электрические щетки лучше всего применять для мощного электродвигателя низкого напряжения; маломощного электродвигателя и быстроходных электрических машин?
14.Расшифруйте сплавы МНМц3-12 и МНМц40-1,5, укажите их свойства и применение.
15.Какие материалы применяются для электронагревательных элементов?
16.Перечислите методы получения тонких резистивных пленок. Какие материалы используются в качестве испарителя и почему?
17.Какие основные материалы применяются для тонкопленочных резисторов? Как определить сопротивление тонкопленочного резистора?
18.Что такое контактолы? С какой целью они используются?
58