Роль материалов в развитии электро- и радиотехники

Материалы, особенно вновь создаваемые, являются одним из главных звеньев в решении многих инженерных задач в производстве электрооборудования, где основная роль принадлежит электротехническим материалам (ЭТМ). Конструкционные же материалы используются главным образом для изготовления несущих конструкций и вспомогательных узлов и деталей. Современное электрооборудование представляет собой сложное устройство с большим количеством разнообразных деталей, для изготовления которых требуется широкий ассортимент различных электротехнических и конструкционных материалов с вполне определенными электрическими, механическими и химическими свойствами, которые зависят от их химического состава и строения, а также интенсивности внешнего энергетического воздействия (напряженности и частоты электрического поля, температуры, давления и т.п.). Без знания основных свойств ЭТМ, без понимания физических процессов, протекающих в ЭТМ при помещении их в электрическое или магнитное поле, без понимания связи этих процессов с химическим составом и строением материала нельзя спроектировать и изготовить электротехническую аппаратуру, невозможно грамотно ее эксплуатировать. Поэтому, главной задачей науки материаловедение является:

1. Изучение основных физических процессов, протекающих в материалах при воздействии на них электрического, магнитного или теплового полей и механического напряжения;

2. Изучение зависимости электрических, механических и других свойств материалов от их химического состава и строения;

3. Описание свойств и знакомство с материалами, наиболее часто применяемыми в производстве электрооборудования.

Наука и промышленность по производству ЭТМ и КМ зародилась на стыке физики, химии (и ее промышленности), электро- и радиотехники. С развитием электо- и радиотехнической промышленности постоянно выдвигаются все новые требования к свойствам материалов, что, в свою очередь, определяет направление и стимулирует развитие этой науки и промышленности. История развития науки и производства ЭТМ свидетельствует о том, что создание многих электро- и радиотехнических устройств стало возможным в результате не только разработки новых схем, но и в значительной мере благодаря созданию и применению новых материалов. К примеру, появление и развитие микроэлектроники стало возможным благодаря созданию новых радиоэлементов на базе полупроводниковых материалов, активных диэлектриков, ферритов. Использование новых материалов позволило заменить ими целые электронные блоки.

Классификация электротехнических материалов по свойствам и областям применения

Для начала отметим, что же такое материал.

Материал – это объект, обладающий определенным составом, структурой и свойствами, предназначенный для выполнения определенных функций.

Материалы различаются по:

1. Агрегатному состоянию:

   1. Твердое;

   2. Жидкое;

   3. Газообразное;

   4. Плазменное (состояние ионизированного газа, в котором концентрация положительных и отрицательных зарядов равны).

2. Выполняемым функциям. Функции, которые выполняют материалы разнообразны:

   1. Обеспечение протекания тока – проводниковые материалы;

   2. Сохранение определенной формы при механических нагрузках (КМ);

   3. Обеспечение изоляции – диэлектрические материалы;

   4. Превращение электрической энергии в тепловую – резистивные материалы.

Обычно материал выполняет несколько функций. Например, диэлектрик обязательно испытывает какие-то механические нагрузки, то есть является конструкционным материалом.

Материалы, используемые для изготовления любого по назначению и степени сложности электрооборудования, можно разделить на 2 большие группы: электротехнические и конструкционные

ЭТМ	КМ
Применяют для производства элементов (деталей), используемые для сборки электронных схем и осуществляемых прохождение электрического тока, его электрическую изоляцию, генерацию (размножение), усиление, выпрямление, модуляцию и т.п. Элементы, необходимые для осуществления этих операций: диоды, тиристоры, транзисторы, резисторы, электронные лампы, электромеханические преобразователи	Используют для изготовления несущих конструкций и вспо-могательных деталей и узлов