- •1. Пояснювальна записка
- •2. Тематичний зміст дисципліни
- •Тема V.1. Фізичні процеси у напівпровідниках
- •5. Методичні вказівки до змісту і обсягу
- •5.1. Короткі методичні вказівки по вивченню
- •Тема 17. Магнітом’які матеріали
- •Тема iіi.2. Матеріали високої електричної провідності
- •Тема iiі.3. Матеріали високого електричного опору
- •Тема iiі.4. Вугільні матеріали і вироби. Припої. Контактні матеріали
- •Тема iiі.5. Монтажні й обмотувальні дроти і кабелі
- •Тема IV.1. Фізичні процеси, що відбуваються в діелектриках
- •Тема IV.2. Механічні, фізико-хімічні і теплові властивості електроізоляційних матеріалів
- •Тема IV.3. Газоподібні діелектрики і їхні властивості
- •Тема IV.4. Рідкі діелектрики і їхні властивості
- •Тема IV.5. Високомолекулярні органічні і елементо-органічні діелектрики
- •Тема IV.6. Воскоподібні діелектрики. Бітуми, лаки, компаунди.
- •Тема IV.7. Волокнисті діелектрики
- •Тема IV.8. Пластмаси. Плівкові матеріали. Гуми
- •Тема IV.9. Електроізоляційна слюда і матеріали на її основі
- •Тема IV.10. Керамічні електроізоляційні матеріали. Скло і ситали
- •Тема V.1. Фізичні процеси у напівпровідниках.
- •Тема V.2. Прості напівпровідники.
- •Тема V.3. Складні напівпровідники.
- •7. Список рекомендованої літератури
- •8. Додатки
- •Завдання
- •Відповіді
7. Список рекомендованої літератури
Л-1. Пасынков В.В., Сорокин В.В. Материалы електронной техники.М:,В.Ш.1986.
Л-2. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы, м., "Энергия", 1976.
Л-3 Дроздов Н.Г., Никулин Н.В. Электроматериаловедение. М:, В.Ш. 1968.
Л-4. Попов В.С. Теоретическая электротехника. М., "Энергия", 1978.
Л-5 Богородицкий М.П., Пасынков В.В., Тареев Б.М. Електротехнические материалы.М:,Энергия.1977.
Л-6 Никифоров В.М. Краткий курс технологии металлов.М:,МАШГИЗ. 1956.
8. Додатки
Додаток А.
Зразок виконання контрольної роботи;
Завдання
Перелік загальних питань, що до виконання контрольної роботи:
1. Розповісти про електричний пробій діелектриків. Поясніть фізичну сутність пробивної напруги й електричної міцності.
2. Розповісти про різновиди, основні властивості і застосування в електротехники природних смол.
3. Приведіть класифікацію керамічних матеріалів по застосуванню, електричним властивостям, похідним матеріалам.
4. Розповісти про властивості й області застосування жаростійких сплавів.
5. Розповісти про витрати енергії в магнітних матеріалах на вихрові струми.
Відповіді
Питання 1. Розповісти про електричний пробій діелектриків. Поясніть фізичну сутність пробивної напруги й електричної міцності.
Пробій - явище утворення струмоведучого каналу в діелектрику під чинністю електричного поля. Мінімальна напруга, яка додана до діелектрика і приводить його до пробою -> пробивна напруга Uпр. Електрична тривкість - мінімальна напруженість однорідного електричного поля яка приводить до пробивання діелектрику:
Епр=Uпр/h [кВ/m], |
(1) |
h - товщина діелектрика.
Електричний пробій діелектриків триває за t=10-8 c, без виділення термальний енергії -> це чисто електронний процес, коли з декількох електронів виникає лавина. Електрони передають свою енергію вузлам структури діелектрика і руйнують її до розчинення. В розрядному каналі створюється значний тиск, що механічно руйнує ізолятор.
Електричний пробій має місце виключено при впливі електропровідності і діелектричних втрат (нагрівання матеріалу), а також іонізації газових включень.
Даний вид пробою спостерігається в: монокристалах різноманітних окислів; лужно-галоїдних сполученнях; органічних полімерах.
Питання 2. Розповісти про різновиди, основні властивості і застосуванні у електротехники природних смол.
КАНІФОЛЬ - склоподібна речовина, яку одержують переробкою живиці - соку хвойних дерев. Після відгону з живиці води утворюється - каніфоль. До її складу входять кислоти: абіетинова, колофеїнова, ефірні олії і т.д. При нагріванні каніфолі разом з металами, або їх окислами, одержують солі, які називаються резиніти. Каніфоль розчиняється в нафтових оліях і інших рідких вуглеводоpодах, pослинних оліях, скипидарі.
Характеристики:
EПР кВ/мм |
tраб 0С |
V Ом*м |
S Ом |
ε |
tg δ |
20 |
70 |
1012 |
1012- 1013 |
2.8 |
0.01...0.05 |
На повітрі каніфоль окислюється. Розчиняється в багатьох розчинниках. У розчиненому виді застосовується у нафтових оліях, при виготовленні пpопитних і заливальних кабельних компаундів; pезиноти служать сикативами для масляних лаків.
У електроніці застосовуються в якості загустивачів олій компаундів, а також сикативів - речовин,що прискорюють процеси висихання Маслових лаків.
ШЕЛАК - продукт життєдіяльності комах, які перероблюють сік тропічних дерев і виділяють напливи сирої смоли, що містить 85% шелаку, 8% воску, 7% фарбуючих речовин. Добувається в тpопічних станах Південної і Південно-Східній Азії.
Технологія: Сирець попитують в гарячій воді і сушать, потім плавлять і фільтрують. Речовина має вид крихкої лусочки.
Характеристики:
EПР кВ/мм |
tраб 0С |
V Ом*м |
S Ом |
ε |
tg δ |
30 |
120 |
1014 |
1013 |
|
0.02-0.08 |
20 - 30 |
50 - 60 |
1015 |
1013 |
3.5 |
0.01 |
Добре розчиняється у спиртах, мінеpальних оліях, ефіpах. Виготовлення на його основі спиртових лаків клеї.
При сильному нагpіванні шелак запікається, стає неплавким і не розчинюється. Ввозиться з Індії.
КОПАЛИ - тугоплавкі смоли з характерним блиском, великий твердістю і порівняно важким розчиненням.
Їх добувають:
як копалини - це продукти розчинених раніше смолоносній деревини;
як смоли нині зростаючих дерев в тропіках.
КОПАЛИ - застосовують як добавки до масляних лаків, для збільшення твердості плівки покpиття. Розшуканий копал - янтар добувають на збережжі Балтійського морю. Його рідко застосовують для виготовлення введень у пристрої, де необхідно високий опор.
Питання 3. Приведіть класифікацію керамічних матеріалів по застосуванню, електричним властивостям, похідним матеріалам.
Класифікація керамічних діелектриків.
Діелектричні керамічні матеріали, по технічному призначенню, можна поділити на:
установочні;
конденсаторні.
Установочні - перевизначені для виготовлення різноманітних ізоляторів і конструкційних деталей: опорних, прохідних, підвісних, ізоляторів радіо пристроїв, підкладок інтегральних мікросхем, лампові панелі, внутрилампові ізолятори, корпусів резисторів, каркасів котушок індуктивності і пр..
Конденсаторні - перевизначені для виробництва високочастотних і низькочастотних конденсаторів низької і високої напруги По ДГСТ 5458 - 64. Виробляють матеріали наступних типів:
А - високочастотні для конденсаторів;
Б - низькочастотні для конденсаторів;
В - високочастотні для установочних виробів і інших радіотехнічних деталей.
Питання 4. Розповісти про властивості й області застосування жаростійких сплавів.
ІІ.3.2.в. Сплави на основі Fe: НІХРОМ - Fe,Nі,Gr; ФЕХРАЛЬ - Fe,Gr,Al.
Володіють високої нагрівостійкістю, що пояснюється введенням до складу металів з високим коефіцієнтом оксидації.
НІХРОМ - дорогий, технологічний, менш крихкий ніж ФЕХРАЛЬ, однак при багаторазовому вмиканні схильний до перегоряння, але чим довше працює він, тим більше стійкий.
ФЕХРАЛІ - дешеві, менш технологічні, тверді і крихкі (призначені для роботи в техніці великих потужностей).
Марки матеріалів: НІХРОМ ->> Х15Н60; Х20Н80; ФЕХРАЛЬ - >> Х13Ю4; 0Х25Ю5.
Літерне позначення елементів застосовуваних у сплавах: Б - ніобій; У - вольфрам; Г - марганець; Д - мідь; ДО - кобальт; Л - берилій; Н - нікель; Т - титан; Х - хром; Ю - алюміній.
Питання 5. Розповісти про витрати енергії в магнітних матеріалах на вихрові струми.
Динамічні втрати на віхpеві струми. Емпірична формула потужності, зумовленої втратами на вихреві струми:
Рт=Эт*f*V=$*f2*B2max*V, |
(65) |
де: $ - коефіцієнт, пропорційний питомої провідності речовини, що залежить від геометричної форми і розмірів поперечного перетину намагнічуваємого зразка.