- •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
ского и бутилкаучука. Морозостойкие резины изготовляют на основе бутадиенстирольного кремнийорганического и бутилкаучука.
Для придания резине заданных свойств и снижения стоимости в нее добавляют наполнители - сажу, каолин, кварцевый песок, тальк, мел и вспомогательные вещества - стабилизаторы, пластификаторы, красители.
Существенный недостаток резины, как и многих пластмасс - склонность к старению. В процессе старения происходит деструкция макромолекул и окисление резины. Свойства падают вплоть до полной потери прочности, эластичности и электроизоляционных свойств. Процесс старения усиливается за счет воздействия тепла и света, особенно ультрафиолетовых лучей. Деформация также способствует старению. Для сохранения структуры и свойств в состав резины вводят стабилизаторы - органические вещества, замедляющие старение. Например, парафин и воск, введенные в резину легко мигрируют на поверхность и образуют пленку, которая препятствует проникновению кислорода внутрь изделия. Защита резины от прямого действия солнечного света достигается увеличением отражательной способности введением в ее состав алюминиевой пудры или наполнителей белого цвета.
Резина - низкочастотный диэлектрик:
•ε = 3…7;
•tgδ = 0,01…0,1;
•ρ = 1012…1014 Ом·м;
•Епр = 20…40 МВ/м.
Наиболее высокие характеристики свойственны эбониту. Мяг-
кая резина применяется для изоляции проводов, кабелей, шланговой изоляции, электроизоляционных резиновых ковриков, перчаток, эбонит - для изготовления панелей, аккумуляторных баков и различных деталей электроаппаратуры.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные электрические свойства диэлектриков. Как влияет температура на ε диэлектриков?
102
2.Как влияет напряженность поля на ε линейных и нелинейных диэлектриков?
3.Чем вызвана электропроводность диэлектриков?
4.Перечислите основные виды диэлектрических потерь и укажите, каким диэлектрикам они присущи.
5.Как влияет температура и частота поля на диэлектрические потери сквозной проводимости?
6.Как влияет температура и частота поля на релаксационные потери диэлектриков?
7.Что такое электрическая прочность и пробой диэлектриков? Какие факторы влияют на Епр воздуха?
8.Перечислите преимущества и недостатки нефтяных масел.
9.В чем преимущества оксидной изоляции и где она применя-
ется?
10.Укажите особые свойства кварцевого стекла и его примене-
ние.
11.Чем отличаются ситаллы от стекол и керамики?
12.Каковы основные материалы высокочастотной и низкочастотной установочной керамики и как они используются в электронной технике?
13.Какие требования предъявляют к конденсаторной керамике
икакая керамика применяется для обычных конденсаторов?
14.Назовите особенности сегнетокерамики и материалы, используемые для нелинейных конденсаторов (варикондов)?
15.Назовите основные этапы получения керамики.
16.Какой из высокочастотных органических твердых диэлектриков применим при криогенных температурах?
17.Какие пластмассы находят наиболее широкое применение в электрорадиотехнике?
18.С какой целью применяются компаунды? От чего зависит их допустимая рабочая температура?
103