29. Аморфні матеріали: метали, напівпровідники, діелектрики. Халькогенідні склоподібні напівпровідники. Аморфний гідрогенізований кремній

Аморфний стан твердий стан речовини, що характеризується ізотропією властиво­стей, наявністю поверхонь довільної форми на зломі (часто ракови­стої форми), відсутністю точки плавлення. Ці властивості зумовлені відсутністю у речовини в аморфному стані строгої періодичності в розміщенні атомів, іонів, молекул та їх груп

Поняття “склоподібна речовина” застосовується для твердих тіл, які одержуються з розплавів, розчинів або іонів і володіють ізотропністю властивостей, зворотністю процесів переходу з рідкого стану в твердий при певних фіксованих режимах. Крите­ріями склоподібного стану служать: відсутність ліній на дебаєгра­мах, “полочок” (горизонтальних ділянок) на кривих нагрівання при термічному аналізі, характерний раковистий злом.

Температурні залежності ентальпії і об’єму тілапри крис­талізації і склоутворенні приведені на рис.23. Як видно з рисунка, об’єм рідини зменшується лінійно із зменшенням температури (пряма). В момент початку кристалізації (точка) наступає різке зменшення об’єму, ентальпії і виділяється теплота кристалі­зації (пряма), а далі спостерігається лінійна залежність в нап­рямку. Процес кристалізації розчинів розтягується в деякому температурному інтервалі ().

Рис.23. Залежність об’єму та ентальпіївід температури.

Рис.24. Криві диференціального термічного аналізу склоподібних матеріалів.

Якщо швидкість встановлення нового стану рівноваги в системі при любому нескінченно малому зменшенні температури стає мен­шою ніж швидкість охолодження, то спостерігається запізнення структурних змін. В цьому випадку ентальпія розплаву характе­ризується більшим значенням (крива ), ніж можна було че­кати при даній температурі в умовах термодинамічної рівноваги (пряма ). Переохолоджений розплав метастабільний у відно­шенні до кристалічного стану. В температурному інтервалі (інтер­вал склування ) структурна релаксація “замерзає” – переохолоджений розплав переходить в склоподібний стан. Тому деколи говорять, що скло – це заморожений стан переохолоджува­ного розплаву. На відміну від звичайних стекол, металічні і стабі­лізовані стекла мають майже однаковий об’єм в сколоподібному і кристалічному станах.

Процеси твердіння або плавлення скла на відміну від кристалів проходять поступово в температурному інтервалі . На рис.24 приведено термограми склоподібних матеріалів з малою кристалічною здатністю (крива 1) та схильного до кристалізації (крива 2).

Важливою технологічною характеристикою, що задає такі пара­метри основних стадій технології скла, як гомогенізація і освітлен­ня скломаси, відпал і гартування, тощо являється температурна залежність в’язкості, яка є властивістю рідини чинити опір перемі­щенню одної частини рідини відносно іншої. Температурна залежність коефіцієн­ту динамічної в’язкості стекол (в області температур вище ) мо­же бути наближено виражено рівнянням:

,де – енергія активації, зумовлена процесами подолання сил при­тягання і наступного переміщення частинок.Температурна залежність в’язкості являється основою для виз­начення температурних режимів варки скла, формування і термо­обробки виробів.

30. Напівпровідникові сполуки типу А⁴В⁶ та тверді розчини на їх основі: основні властивості та застосування в електроніці.

31. Технологія міді, фізичні властивості, промислові марки та застосування в електроніці.

Мідь – метал червоно-рожевого кольору, пластичний, м'який. Щільність становить 8,96 г/см3, температура плавлення 1083ºС, кристалічні ґратки ГЦК. Мідь хімічно малоактивна. Має високий електроопір, прийнятий в техніці за еталонне значення – 100%. Важливе значення також має теплопровідність міді. Механічні властивості міді не високі і суттєво залежать від умов виго-

товлення деталей. Серед технологічних властивостей можна відзначити гарну оброблюваність тиском, можливість пайки і досить низькі ливарні властивості, зварюваність та оброблюваність різанням. Чиста мідь використовується в електротехніці для виготовлення електричних, телеграфних та телефонних дротів (М00, М0, М1), теплотехнічних виробів (нагрівачів, теплообмінників,радіаторів) у вакуумній техніці, а також в якості основи мідних сплавів. Основними перевагами мідних сплавів є висока електропровідність, низький коефіцієнт тертя, висока пластичність, значна міцність (до 1200МПа), корозійна стійкість в агресивних середовищах, можливість термомеханічної обробки.

Мідні сплави поділяються на:

 Латуні – сплав Сu + Zn;

 Бронзи – сплав Cu + Sn, Cu +Al, Si, Be;

 Мідно-нікелеві сплави.

По хімічному складу сплави міді бувають прості (бінарні) таспеціальні леговані (багатокомпонентні)

По технологічним властивостям і способу виготовлення мідні сплави по-

діляють на деформовані таливарні. З деформованих виготовляють листи,

труби, напівфабрикати різного профілю. З ливарних – корпусні, фасонні ви-

ливки та художні вироби.

Зміцнення мідних сплавів термічною обробкою ускладнене, тому що

розчинність легуючих елементів в міді обмежена, краще застосовувати тер-

момеханічне зміцнення чи наклеп. Пластичність мідних сплавів підвищуєть-

ся відпалюванням (600 – 700ºС).__

За механічними характеристиками розрізняють мідь марок МТ і ММ.

Мідь МТ (твердотягнуту) одержують методом холодного протягання. Завдяки впливу наклепу вона має високу межу міцності при розтягуванні й мале відносне подовження, а також твердість і пружність.

Мідь ММ (м'яка відпалена) має малу твердість, невелику міцність і значне подовження при розриві.