2. Тематичний зміст дисципліни

Вступ

Значення дисципліни та його зв’язок з другими спеціальними дисциплінами. Введення у предмет. Класифікація матеріалів. Загальні та спеціальні матеріали. Ціль та завдання курсу. Науково-технічний прогрес та електротехніка. Загальні положення про засвоєння дисципліни.

Розділ І. Основи металознавства

Тема І.1. Побудова та властивості металу, поняття про сплави

Побудова, та відомості про метали та сплави. Поняття про метало ведення. Структура металів. Кришталеві грати, дефекти їх будові.

Класифікація сплавів, їх відомості. Зв‘язок між структурою сплаву та його механічними, фізичними та технологічними властивостями. Класифікація залізовуглецевих сплавлень та їх властивості. Обсяг сучасних способів отримання чавуну та криці.

Вуглецеві криці. Вплив кількості вуглецю на структуру та властивості криці. Вплив домішок на якість сталі. Класифікація криць по призначенню: конструкційні та інструментальні.

Леговані криці, їх призначення та застосування. Нержавіючі, термічні та кислотостійкі криці.

Чавун, його властивості. Вплив домішка на структуру та властивості чавуну.

Тверді сплавлення, їх властивості та призначення. Металокерамічні сплави, та сплави влаштовані порошковою металургією. Сплави кольорових металів на мідній та алюмінієвій основі.

Тема І.2. Термічна, та хіміко-термічна обробка металів та сплавів

Поняття про хіміко-термічну обробку, її значення. Зміни, котрі проходять в структурі сталі. Закалювання, відпуск, віджиг, нормалізування.

Властивості про поверхневе закалювання сталі. Цементування, азотування, ціанування. Поняття про корозію металу. Види корозії: хімічна та електрохімічна. Засоби боротьби з корозією.

Тема І.3. Ливарне виробництво

Загальні поняття. Моделі, стрижневі суміші. Формування, види (ручна, машинна). Ливарні сплавлення, їх характеристики. Засоби лиття.

Тема І.4. Обробка металів та сплавів

Загальні види обробки металів та сплавів. Види інструментарію та пристроїв, що використовуються. Обробка тиском, різанням. Зварювання та паяння металів та сплавлень.

Знайомство з технологічною послідовністю операцій. Електрофізичні та електрохімічні методи обробки металів, та сплавлень. Порівняння різноманітних технологічних процесів при виготуванні деталі.

Розділ ІІ. Магнітні матеріали

Тема ІІ.1. Фізичні процеси у магнітних матеріалах

Загальні характеристики магнітних матеріалів та процеси, що протікають в них під дією магнітного поля. Область застосування магнітних матеріалів у електротехніці та потреби, що до їх вимоги. Поняття про загуби у сталях. Способи зменшення загрубів. Класифікація магнітних матеріалів по їх магнітним властивостям.

Класифікація втрат при перемагнічуванні; точка Кюрі.

Тема ІІ.2. Магнітом'які матеріали

Металеві магнітні матеріали: потреби, що до них. Технічно-чисте залізо, його магнітні відомості, застосування. Електротехнічна сталь, її склад, загальні характеристики. Магнітом‘які матеріали - пермалой, альсіфер. Їх склад, магнітні характеристики, застосування. Магнітодіелектрики. Сплави з особливими відомостями.

Пермалої; альсифери; характеристики; застосування; хімічний склад.

Тема ІІ.3. Магнітотверді матеріали

Металеві магнітотверді матеріали. Легована криця мартенситної структури. Магніти з порошків, види, одержання. Трійні сплави їх характеристика та склад. Пластично-деформувальні сплави. Властивості.

Литті магнітотверді сплавлення: порошки; ферити; пластично деформовані сплавлення.

Тема ІІ.4. Спеціальні магнітні матеріали

Неметалеві магнітні матеріали. Ферити. Характерні властивості феритів. Їх склад, побудова. Магнітні та електричні характеристики феритів, класифікація. Магнітом‘які ферити. Ферити з прямокутною петлею гістерезису.

Розділ ІІІ. Провідникові матеріали

Тема ІІІ.1. Загальні властивості провідників

Класифікація провідникових матеріалів. Електричні характеристики провідників. Фактори, що впливають на питомий опір провідникового матеріалу.

Опор тонких металевих плівок. Контактні явища, поняття термоЕРС. Поняття надпровідність.

Тема ІІІ.2. Провідникові матеріали високої провідності

Фізичні процеси, властивості. Матеріали високої провідності: срібло, мідь, алюміній. Сплави міді та алюмінію. Біметалеві та сталеалюмінієві провідники. Надпровідники та кріопровідники: хімічний склад, електромагнітні властивості, застосування.

Надпровідники – хімічний склад, електромагнітні властивості. Неметалеві провідні матеріали - контактоли.

Тема ІІІ.3. Провідникові матеріали високого електричного опору. Фізичні процеси, властивості

Сплави з великим питомим опором. Сплави які застосовані у вимірювальних приладах, резисторах, термопарах. Електротехнічне вугілля та вироби з нього. Їх відомості, значення, та застосування.

Оксидні плівки, кріопровідники. Неметалеві матеріали: кермети, електротехнічне вугілля, технологія отримання, види виробів, характеристики, композиційні матеріали високої нагрівостійкості.

Тема ІІІ.4. Контактні матеріали

Матеріли засновані на благородних металах: золото, платина. Сплавлення для термопар. Контактні матеріали. Вимоги до контактів. Припої та флюси.

Тема ІІІ.5 Дроти та кабелі

Класифікація дротів. Галузь застосування. Обмотувальні монтажні дроти, маркування. Класифікація кабелів. Галузь застосування. Паперові, гумові і інші види кабелів, маркування.

Розділ ІV. ДіЕлектричні матеріали

Тема ІV.1. Фізика пасивних діелектриків

Електротехнічні характеристики діелектриків. Відносна електрична пронизливість. Питомий опір. Електрична тривкість. Кут діелектричних втрат. Одиниці та методи виміру питомих опорів діелектриків. Векторна діаграма розділу струму в діелектрику. Тангенс кута діелектричних втрат. та значення цієї характеристики при визначені діелектричних втрат. Діелектрична пронизливість методи її виміру. Види пробою діелектрика: тепловий, електричний, електрохімічний.

Лабораторна робота №1

"Визначення питомих електричних опорів твердих діелектриків”

Тема ІV.2. Механічні, теплові та фізико-хімічні характеристики діелектриків

Механічні характеристики: міцність при розтягненні, стисканні та вигину. Ударна в‘язкість. Вібростійкість. Теплові характеристики: температура плавлення, спалаху парів, пом’якшення, теплостійкість, морозостійкість, температурні коефіцієнти. Фізико-хімічні характеристики: в‘язкість рідких діелектриків, кисневе число, хімічна, радіаційна, тропічна стійкість, вологостійкість.

Характеристики діелектриків

Тема ІV.3. Газоподібні діелектрики

Роль повітряних діелектриків в електротехнічних устаткуваннях. Загальні електричні характеристики газів. Електропровідність повітря. Вольт-амперна характеристика. Пробій повітря у однорідних та неоднорідних електричних колах. Типи електродів. Види розряду. Використання газоподібних діелектриків.

Види, загальні матеріали, характеристики матеріалів криогенної техніки.

Лабораторна робота №2

“Визначення електричної міцності повітря”.

Тема ІV.4. Рідкі діелектрики

Електропровідність та пробій рідких діелектриків. Вплив чистоти рідини на її електричну тривкість. Застосування рідких діелектриків. Нафтові, синтетичні, кременеві та фторорганічні масла. Якість та недоліки.

Синтетичні рідини: види; характеристики; галузь впровадження.

Тема ІV.5. Полімери

Значення полімерів у промисловості. Класифікація, загальні відомості, методи одержання. Синтетичні полімери: полімеризаційні та полі конденсаційні. Полістирол його види. Поліетилен, поліхлорвініл, фторопласти їх склад, загальні властивості, види та влаштування. Поліконденсацій, фенол-формальдегидні смоли. Бакеліт, ново лаки. Епоксидні, поліефірні, кремнійорганічні смоли.

Електричні властивості, нагрівостійкість. Загальні неполярні та полярні матеріали, та їх властивості. Природничі та синтетичні смоли: класифікація; отримання матеріалів; характеристики; застосування.

Тема ІV.6. Пластмаси, плівкові матеріали

Пластичні маси та плівкові матеріали. Поняття про пластмасу. Загальні особливості, склад, методи використання. Класифікація. Листкові, та дерево-листкові пластини. Загальні відомості, види та використання.

Плівкові матеріали та каучукоподібні термопласти: класифікація; характеристики; застосування.

Тема ІV.7. Гуми

Натуральні та синтетичні каучуки, їх недоліки. Склад гуми та її використання. Процес вулканізації. Вплив складу на електричні, механічні та теплові властивості. Ебоніт, властивості, застосування. Застосування гуми в електротехніці.

Природничий каучук; синтетичний каучук: класифікація; характеристики; властивості. Характеристики гуми; ебоніт.

Тема ІV.8. Лаки, емалі, компаунди

Лаки, емалі, та компаунди. Поняття про лаки. Класифікація та склад лаків. Вимоги до лаків. Область застосування лаків. Емалі, їх склад. Пігменти, класифікація емалей. Поняття про компаунди. Їх класифікація та застосування. Термопластичні, епоксидні компаунди.

Воскоподібні діелектрики: парафін, церезин, головакс, вазелін, бітуми; види; характеристики; склад; застосування; марки.

Тема ІV.9. Волокнисті матеріали

Види волокон, що до застосування в електротехніці: природничі; синтетичні, штучні. Неорганічні волокна: азбест, скловолокно, загальні характеристики та властивості. Дерево. Зальні характеристики. Механічні властивості. Папір, застосування, способи виготовлення, види. Картони, лакотканини, ліноксинові та скловолокнисті трубки.

Кабельний, телефонний, пропитаний, намотувальний, конденсаторний, мікалентний папір та картони: характеристики; властивості; застосування.

Тема ІV.10. Мінералові діелектрики

Слюди. Склад, коло влаштування. Ізоляційні матеріали засновані на слюді: мікафолій, мікастрічка, слюденіти. Застосування у електротехніці. Штучна слюда - фторфлогопіт, характеристики.

Загальні матеріали, що засновані на слюді: міканіти; слюденіти; слюдопласти; мікалекс; синтетичні слюди. Характеристики та застосування.

Тема ІV.11. Скло та кераміка

Склад скла, спосіб одержання, характеристики. Кварц, кераміка, фарфор: склад, призначення кожного компонента. Способи одержання керамічних виробів. Загальні електричні, механічні та теплові відомості. Види ізоляторів. Стеатит. Склад стеатитових мас. Конденсаторна кераміка. Матеріали з високою діелектричною пронизливістю.

Класифікація скла по технічному призначенню; ситали; характеристики. Загальні види виробів з кераміки: характеристики; застосування

Тема ІV.12. Фізика активних діелектриків

Загальні характеристики, область застосування: сегнетодіелектрики, п’єзоелектрики, електретів, діелектриків для оптичної генерації. Електрооптичні матеріали.

Поняття сегнетоелектрик, його властивості; застосування; матеріали. П’єзоелектрики, піроелектрики, електрети, рідкі кришталі, електрети: характеристики; застосування. Матеріали для лазерів: характеристики; вимоги до матеріалу активатору.

Розділ V. Напівпровідникові матеріали