Электронное учебно-методическое пособие по учебной дисциплине Материаловедение для учащихся специальности 2-41 01 31 Микроэлектроника

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

Введение

Познакомить

с

со-

Содержание

дисциплины,

Высказывает

общее

держанием

дисци-

цели ее изучения, место и

суждение о содержа-

плины

«Материало-

роль в системе специальных

нии

дисциплины,

о

ведение»,

целями

ее

дисциплин

целях ее изучения, о

изучения,

местом и

Понятие о материалах и их

месте и роли в си-

ролью

в

системе

видах: конструкционных,

стеме

специальных

специальных

дисци-

инструментальных

и специ-

дисциплин.

плин.

альных.

Определяет

класси-

Дать понятие о клас-

Классификация

электротех-

фикацию

электро-

сификации

электро-

нических

материалов

по

технических

матери-

технических матери-

назначению:

проводниковые,

алов по назначению

алов по назначению.

диэлектрические,

полупро-

водниковые, магнитные.

Раздел 1 Основы металловедения

Тема 1.1 Основные сведения о металлах и сплавах

Сформировать

зна-

Кристаллическое

строение

Объясняет кристал-

ния

о

кристалличе-

металлов. Виды кристалли-

лическое

строение

ском

строении

ме-

ческих решеток.

металлов,

превраще-

таллов и их свой-

Превращения

в

железе

при

ния, происходящие в

ствах.

нагревании и охлаждении.

железе при нагреве и

Дать представление о

Кристаллизацией

металлов.

охлаждении.

классификации спла-

Кривые охлаждения и нагре-

Характеризует

важ-

вов

и

особенностях

вания.

нейшие

физические,

их свойств, о струк-

Физические,

механические,

химические,

турных

составляю-

химические

и

технологиче-

механические

и тех-

щих

железоуглероди-

ские свойства металлов.

нологические

свой-

стых

сплавов

и

их

Классификация сплавов и их

ства металлов.

свойствах.

свойства. Понятие о диа-

Высказывает

общее

грамме состояния

сплавов.

суждение

о

класси-

Структурные

составляющие

фикации

сплавов,

железоуглеродистых сплавов

структурных

соста-

и их свойства.

ляющих

железоугле-

родистых

сплавов

и

их свойствах.

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

Тема 1.2 Сплавы железа с углеродом

Сформировать знания

Деление железоуглеродистых

Описывает

структу-

о структуре, химиче-

сплавов на стали и чугуны.

ру, свойства, прин-

ском составе, свой-

Углеродистые стали. Влияние

ципы

маркировки,

ствах,

применении,

количества углерода и приме-

особенности

приме-

маркировке

углероди-

сей на структуру и свойства

нения углеродистых

стых

конструкцион-

стали.

Классификация сталей

конструкционных и

ных и инструменталь-

по назначению и количеству

инструментальных

ных сталей, чугунов,

углерода. Маркировка сталей,

сталей, серых, высо-

легированных сталей и

применение.

копрочных

и

ковких

твердых сплавов.

Чугун.

Влияние

количества

чугунов,

легирован-

Дать понятие о клас-

углерода и

примесей на

ных сталей и твердых

сификации

сталей и

структуру и свойства. Белый,

сплавов.

чугунов, влиянии по-

серый, высокопрочный, ков-

Определяет

класси-

стоянных примесей на

кий чугуны, их свойства и об-

фикацию

и

влияние

свойства сталей и чу-

ласть применения. Маркиров-

легирующих

элемен-

гунов.

ка чугунов.

тов на свойства ста-

Дать понятие о влия-

Легированные стали, их клас-

лей и чугунов.

нии легирующих эле-

сификация

и

применение.

Расшифровывает

ментов

на

свойства

Маркировка

легированных

марки сталей, чугу-

стали.

сталей. Легированные стали с

нов, твердых сплавов

Сформировать умение

особыми свойствами: нержа-

по алгоритму.

по расшифровке марок

веющие, жаростойкие, жаро-

углеродистых и леги-

прочные, износостойкие, их

рованных сталей и чу-

применение.

гунов.

Выполняет

расчет

Научить

определять

Лабораторная работа № 1

твердости

металлов

твердость

металлов

Определение твердости

на основании опыт-

опытным путем.

металлов

ных данных.

Сформировать зна-

Понятие о термической обра-

Описывает

назначе-

ния об основных ви-

ботке металлов. Превращения,

ние, технологию, па-

дах термической и

происходящие в стали при

раметры и

примене-

химико-термической

нагреве и охлаждении. Основ-

ние основных видов

обработки металлов

ные виды термической обра-

термической и хими-

ботки стали: отжиг, нормали-

ко-термической об-

зация, закалка, отпуск. Общие

работки металлов.

сведения о поверхностной за-

калке стали.

Химико-термическая обработ-

ка стали: цементация, азотиро-

вание, цианирование, нитро-

цементация.

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

Дать

представление

Особенности

строения

ме-

Высказывает

общее

об

особенностях

таллов. Электропроводность

суждение

об

особен-

строения

металлов

и

металлов. Температурная за-

ностях строения

ме-

основных

физиче-

висимость

удельного

элек-

таллов

и

основ-

ских

процессах

в

трического

сопротивления

ных физических

про-

проводниках.

металлических проводников.

цессах в проводниках.

Сформировать

зна-

Влияние примесей и дефек-

Объясняет

сущность

ния об основных ха-

тов на удельное электриче-

основных

характери-

рактеристиках

про-

ское сопротивление.

стик проводниковых

водников и их клас-

Классификация проводнико-

материалов

и

их

сификации.

вых материалов.

классификацию.

Тема 2.2 Материалы высокой проводимости

Сформировать знания

Основные

свойства,

марки-

Описывает

свойства,

об

основных

свой-

ровка и применение провод-

маркировку и приме-

ствах, маркировке

и

никовой меди и её сплавов.

нение проводниковой

применении

провод-

Основные свойства, марки-

меди, алюминия и их

никовой меди, алю-

ровка и применение провод-

сплавов;

особенности

миния и их сплавов.

никового

алюминия

и

её

свойств и применение

Дать понятие об осо-

сплавов.

благородных

метал-

бенностях

свойств

и

Свойства и применение бла-

лов, материалов

для

применении

благо-

городных металлов (серебро,

контактов,

сверхпро-

родных металлов, ма-

золото).

водников,

криопро-

териалов

для

контак-

Материалы для контактов.

водников,

припоев и

тов,

сверхпроводни-

Свойства

и

применение

флюсов.

ков,

криопроводни-

сверхпроводников и

крио-

ков, припоев и флю-

проводников.

сов.

Припои и флюсы.

Лабораторная работа № 2

Обучить

методике

Анализ структуры и марки-

Проводит

микроана-

проведения микроана-

ровки проводниковых

лиз цветных металлов

лиза, научить разли-

материалов

и сплавов,

сравнивает

чать по микрострукту-

микроструктуры

ре цветные металлы и

цветных

металлов.

сплавы.

Сформиро-

Расшифровывает

вать умение по рас-

марки меди, алюми-

шифровке марок цвет-

ния и их сплавов.

ных

металлов

и

их

сплавов.

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

Тема 2.3 Материалы высокого электрического сопротивления

Сформировать знания

Основные требования к ма-

Формулирует

требо-

о требованиях к мате-

териалам высокого

сопро-

вания

к

материалам

риалам

высокого со-

тивления.

Классификация.

высокого

сопротив-

противления

и

спла-

Состав, свойства, маркировка

ления и сплавам для

вам для термопар.

и

применение

манганина,

термопар.

Дать понятие

о со-

константана,

нихрома и

Описывает состав,

ставе,

свойствах,

фехраля.

свойства,

маркировку

маркировке и приме-

Сплавы для термопар.

и применение мате-

нении

материалов

риалов

высокого

со-

высокого

сопротив-

противления.

ления.

Тема 2.4 Неметаллические проводниковые материалы

Сформировать

поня-

Угольные

проводниковые

Описывает

состав,

тие о составе, свой-

материалы;

их

основные

свойства, виды и об-

ствах, видах и обла-

свойства и виды. Применение

ласти

приме-нения

стях применения неме-

угольных изделий.

неметаллических

таллических

провод-

Композиционные

проводя-

проводниковых

ма-

никовых материалов

щие материалы. Контактолы.

териалов.

Обязательная контрольная работа № 1

Раздел 3 Диэлектрики

Тема 3.1 Физические процессы в диэлектриках

Сформировать

пред-

Поляризация

диэлектриков.

Высказывает

общее

ставление

о

физико-

Виды поляризации:

упругая

суждение

о

физико-

химических

процес-

поляризация (без потерь), по-

химических

процес-

сах, протекающих в

ляризация, связанная с поте-

сах в

диэлектриках

диэлектриках

под

рей энергии.

под

воздействием

воздействием

элек-

Понятие диэлектрической про-

электрического поля.

трического поля.

ницаемости

как

численной

Описывает качества

Дать понятие об ана-

оценки процесса поляризации.

диэлектриков

по

за-

лизе качества диэлек-

Проводимость диэлектриков.

данным параметрам.

триков

по

заданным

Понятие удельного объёмного,

параметрам

удельного поверхностного со-

противления и их зависимость

от внешних факторов, струк-

туры и параметров диэлектри-

ков.

Понятие токов утечки. Потери

в

диэлектриках.

Векторная

диаграмма токов диэлектрика.

Понятие тангенса угла ди-

электрических потерь и его

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

зависимость

от

различных

факторов. Численное опреде-

ление потерь в диэлектрике.

Пробой

диэлектриков, виды

пробоя,

механизмы развития

пробоя. Электрическая проч-

ность, ее зависимость от раз-

личных факторов: однородно-

сти поля, давления, темпера-

туры, толщины диэлектрика,

площади электродов.

Сформировать

уме-

Практическая работа № 1

Решает

задачи

по

ния

определять

Расчёт удельного объемного

расчету

удельного

удельное объёмное и

и удельного поверхностного

объёмного и удельно-

удельное поверхност-

сопротивления

го

поверхностного

ное

сопротивления

диэлектриков

сопротивлений

ди-

диэлектриков.

электриков.

Научить определять

Лабораторная работа № 3

Определяет

электри-

электрическую проч-

Определение электрической

ческую

прочность

ность

твердых

ди-

прочности твердых диэлек-

твердых

диэлектри-

электриков

опытным

триков

ков опытным путем.

путем.

Решает

задачи

по

Сформировать

уме-

Практическая работа № 2

расчету токов утечки

ния определять

токи

Расчёт токов утечки и потерь

и

мощности

потерь

утечки

и

мощности

диэлектриков

диэлектриков.

потерь диэлектриков.

Тема 3.2 Неэлектрические характеристики диэлектриков

Сформировать знания

Механические характеристики

Объясняет сущность

об основных механи-

диэлектриков:

прочность при

механических, тепло-

ческих,

тепловых и

растяжении, сжатии и изгибе,

вых

и

физико-

физико-химических

ударная вязкость, вибропроч-

химических

характе-

характеристиках

ди-

ность. Тепловые характери-

ристик

диэлектриков

электриков

и приме-

стики: температура плавления,

и применение их для

нении их для оценки

вспышки и размягчения мате-

оценки качества.

качества.

риалов, нагревостойкость, мо-

розостойкость,

температурные

коэффициенты.

Физико-

химические

характеристики:

вязкость

жидких

диэлектри-

ков, кислотное число, химиче-

ская стойкость, влагостой-

кость, радиационная стой-

кость, тропическая стойкость.

Цели изучения темы

Содержание темы

Результат

Тема 3.3 Газообразные диэлектрики

Сформировать

пред-

Роль

газообразных

диэлек-

Высказывает

общее

ставление о роли га-

триков в электротехнических

суждение о роли га-

зообразных

диэлек-

установках.

Особенности

зообразных

диэлек-

триков в электротех-

свойств и основные характе-

триков в электротех-

нических установках.

ристики газов.

нических установках.

Сформировать знания

Электропроводность

газов.

Описывает

свойства

о

свойствах

газооб-

Вольт-амперная

характери-

газообразных диэлек-

разных

диэлектриков

стика. Пробой газов в одно-

триков и особенности

и

особенностях их

родном и неоднородном поле.

их применения.

применения.

Применение

газообразных

Анализирует

опыт-

Научить

определять

диэлектриков (воздух, азот,

ным путем

электри-

электрическую

проч-

водород, инертные газы, эле-

ческую

прочность

ность

воздуха

опыт-

газ, фреон, вакуум) в элек-

воздуха и ее зависи-

ным путем и анали-

тротехнических установках.

мость от

расстояния

зировать зависимость

между

электродами

пробивного напряже-

Лабораторная работа № 4

и от площади их по-

ния

от

расстояния

Определение электрической

верхности.

между электродами и

прочности воздуха

от площади их по-

верхности.

Тема 3.4 Жидкие диэлектрики

Познакомить

с

осо-

Особенности свойств

жидко-

Называет

особенно-

бенностями

жидких

стей.

Электропроводность и

сти жидких

диэлек-

диэлектриков.

пробой жидких диэлектриков.

триков.

Сформировать знания

Влияние

степени

чистоты

Описывает

свойства,

о свойствах, способах

жидкости на её электрическую

способы получения и

получения и о приме-

прочность.

применение

жидких

нении

жидких

ди-

Нефтяные

электроизоляцион-

диэлектриков.

электриков.

ные масла, их получение, свой-

ства, методы очистки и приме-

нение.

Синтетические жидкие диэлек-

трики: совол, совтол, гексол. Их

свойства и применение.

Кремнийорганические и фто-

рорганические соединения. Их

применение, достоинства и не-

Научить

определять

достатки.

Анализирует

опыт-

электрическую

проч-

Лабораторная работа № 5

ным путем

электри-

ность

трансформа-

Определение электрической

ческую

прочность

торного масла опыт-

прочности

трансформа-торного

ным путем.

трансформаторного масла

масла.