- •1. Межатомное взаимодействие.
- •2. Типы химических связей.
- •3. Кристаллическая структура твердых тел.
- •4. Дефекты кристаллических решеток.
- •7. Линейные дефекты кристаллической решетки.
- •5. Поверхностные дефекты кристаллической решетки.
- •6. Объёмные дефекты кристаллической решетки.
- •7. Энергетические дефекты кристаллической решетки.
- •8. Основы теории сплавов
- •9 Диаграммы состояния сплавов и закономерности Курнакова.
- •10. Элементы зонной теории твердых тел
- •11.Диэлектрические материалы
- •12. Электропроводность диэлектриков
- •Влияние напряженности поля на электропроводность диэлектриков
- •14. Упругая поляризация
- •15. Виды поляризации релаксационного типа.
- •16. Особенности поляризации в активных диэлектриках
- •19. Диэлектрические потери
- •23. Влияние температуры на тангенс угла потерь неполярных диэлектриков
- •Влияние частоты электрического поля на тангенс угла потерь неполярных диэлектриков.
- •Влияние температуры на тангенс угла потерь в полярных диэлектриках
- •Влияние частоты электрического поля на тангенс угла диэлектрических потерь для полярных диэлектриков
- •20. Пробой диэлектриков
- •21 Электрический пробой газов
- •22 Влияние частоты электрического поля на электропрочность газов
- •А) Электрический пробой твердых диэлектриков
- •23. Магнитные материалы
- •24. Природа ферромагнетизма.
- •25. Доменная структура ферромагнетиков.
- •26. Кривая намагничивания
- •27. Электротехническая сталь
- •28 Магнитомягкие материалы для работы в слабых полях
- •29. Магнитомягкие материалы, предназначенные для работы в высокочастотных полях.
- •30. Дисперсионно твердеющие сплавы
- •31. Деформируемые магнитотвердые материалы.
- •Магнитотвердые ферриты
- •33. Высококоэрцитивные магниты.
- •34. Проводниковые материалы
- •35. Материалы высокой электропроводности.
- •36. Материалы высокого удельного сопротивления.
- •Сплавы на основе меди.
- •Никель-хромовые сплавы.
- •Железохромалюминиевые сплавы
- •Сплавы на основе благородных металлов.
- •37. Материалы электрических контактов
- •В)Материалы разрывных контактов.
- •Г) Материалы скользящих контактов.
- •38. Полупроводниковые материалы
10. Элементы зонной теории твердых тел
Зонная теория твердого тела – это теория валентных электронов движущихся в периодическом поле кристаллической решетки.
У отдельных, не взаимодействующих друг с другом атомов электроны могут занимать вполне определенные энергетические уровни, определяемые набором квантовых чисел: главного n, азимутального l, магнитного m, спинового s. Часть этих энергетических уровней заполнена, а часть свободна. На свободные энергетические уровни электроны переходят лишь при возбуждении (рис. 23). Возбужденные электроны стремятся к минимуму энергии и, переходя на уровни с минимальной энергией, излучают кванты электромагнитного поля – фотоны.
Очевидно, что расщепление происходит как энергетических уровней, заполненных электронами, так и свободных энергетических уровней. В ходе расщепления отдельных энергетических уровней некоторые энергетические зоны могут перекрываться. При перекрытии заполненных и свободных энергетических зон электрон может менять свою кинетическую энергию, а следовательно, может двигаться. В том случае, когда заполненная и свободная энергетическая зоны не перекрываются, электроны не могут менять кинетическую энергию и не могут перемещаться. В последнем случае между свободной энергетической зоной и заполненной энергетической зоной появляется зона запрещенных значений энергии.
11.Диэлектрические материалы
Диэлектрическими принято называть материалы, имеющие низкую плотность подвижных носителей заряда (ионов и электронов), поэтому удельное электрическое сопротивление таких материалов в 1012 - 1025 раз выше, чем у проводниковых материалов. Очевидно, что диэлектрическими являются материалы с ковалентной, поляризационной или ионной связью между атомами, причем последние только в твердом состоянии.
По электрической структуре все диэлектрики можно разделить на неполярные и полярные. У неполярных диэлектриков в отсутствии внешнего поля собственный дипольный момент структурных единиц (атомов, молекул, элементарных кристаллических ячеек) равен нулю. У полярных диэлектриков собственный дипольный момент структурных единиц отличен от нуля и в отсутствии внешнего поля. В свою очередь, полярные диэлектрики могут быть параэлектрическими и сегнетоэлектрическими. У параэлектриков дипольные моменты структурных единиц распределены по разным направлениям хаотически, и суммарный дипольный момент даже небольшого объема равен нулю. У сегнетоэлектриков дипольные моменты ориентированы параллельно, и суммарный дипольный момент малых объемов не равен нулю.
12. Электропроводность диэлектриков
Электропроводность диэлектриков определяется в основном перемещением ионов. На концентрацию ионов оказывают влияние: состав материала, температура, облучение материала частицами высоких энергий. Концентрация подвижных носителей заряда в полярных материалах, как правило, выше, чем в неполярных. Это связано с тем, что ионы примесей электрически взаимодействуют с дипольными моментами полярных молекул, поэтому очистка полярных материалов от примесей затруднена.
Влияние температуры на электропроводность диэлектриков
При повышении температуры энергия системы повышается на величину kT и вероятность выхода иона из потенциальной ямы возрастает (см. рис.2 в конспекте 1). Поэтому электропроводность диэлектриков при повышении температуры растет в соответствии с выражением:
g=g0 exp(Ea/kT) (2.1)
Рис.
25. Зависимость электропроводности от
температуры.