Напівпровідникові матеріали

Напівпровідникові матеріали – це електротехнічні матеріали, котрі за своєю питомою електричною провідністю займають проміжне місце між електроізоляційними і провідниковими матеріалами (ГОСТ 19880-74). Діапазон питомої провідності напівпровідників знаходиться в межах  = 10^-8…10 ⁶ См/м.

Основною властивістю напівпровідників є сильна залежність їх електропровідності від впливу зовнішніх енергетичних факторів: нагрівання, освітлення, опромінення, деформації та ін.

За хімічним складом вони розподіляються на: прості та складні; природні та синтетичні; органічні та неорганічні.

Магнітні матеріали

Усі речовини у природі магнітні, таким чином вони взаємодіють із зовнішнім магнітним полем і володіють певними магнітними властивостями. Основними властивостями магнітних матеріалів є спроможність намагнічуватись під впливом зовнішнього магнітного поля.

Магнетик – речовина, основною властивістю котрої є спроможність намагнічуватись (ГОСТ 19980-74).

Магнітні властивості речовини характеризуються магнітною сприйнятливістю k_м.

В залежності від взаємодії із магнітним полем всі речовини підрозділяються на слабомагнітні тасильномагнітні. Сила взаємодії речовини (матеріалу) із зовнішнім магнітним полем оцінюється безрозмірною величиною –магнітною сприйнятливістю.

Слабомагнітні матеріалинамагнічуються під впливом зовнішнього магнітного поля в незначній мірі. До цієї групи матеріалів відносяться діамагнетики, парамагнетики та антиферомагнетики.

Діамагнетики (k_m  0) в незначній мірі послаблюють всередині себе зовнішнє магнітне поле, так як їх намагніченість має протилежний напрям по відношенню до зовнішнього поля. До діамагнетиків відносяться більшість органічних сполук та ряд металів (золото, срібло, мідь, свинець).

Парамагнетики (k_m  0) при попаданні в магнітне поле підсилюють його всередині себе в незначній мірі, так як напрям їх намагніченості співпадає із напрямом зовнішнього поля. До парамагнетиків відносяться: платина, титан, алюміній та ін.

Антиферомагнетики (k_m  0) – матеріали у яких магнітні моменти сусідніх атомів рівні, але їх спіни розміщені антипаралельно, вони в незначній мірі підсилюють зовнішнє магнітне поле. До антиферомагнетиків відносяться: церій, самарій, солі та окиси деяких металів.

Із-за низьких магнітних властивостей діамагнетики, парамагнетики та антиферомагнетики не знайшли широкого застосування в техніці.

Практичне застосування в електротехніці найшли сильномагнітні матеріали, які під дією зовнішнього магнітного поля здатні намагнічуватися, тобто набувати особливих магнітних властивостей. Саме ці матеріали ми і будемо далі називати магнітними. До сильномагнітних відносяться феромагнетики та феримагнетики.

Феромагнетики (k_m > 0) характеризуються здатністю сильно намагнічуватися в магнітному полі. Вони також здатні переходити при певній температурі (температура Кюрі) у парамагнітний стан (магнітна сприйнятливість зменшується на кілька порядків). До феромагнетиків відносяться: залізо, нікель, кобальт, сплави на основі заліза, хрому і марганцю та ін.

Феримагнетики (k_m > 0) мають схожі властивості із феромагнетиками, але в значній мірі поступаються перед ними за величиною граничної намагніченості. Основними представниками цієї групи матеріалів є ферити – сполуки оксиду заліза із оксидами інших металів. Властивості феритів залежать від взаємного розташування в кристалічній решітці іонів заліза та іонів другого металу.

Окрім того, за поведінкою в магнітному полі сильномагнітні матеріали додатково розділяють на магнітом’які та магнітотверді.

За складом всі сильномагнітні матеріали розділяються на металеві і неметалеві. До металевих магнітних матеріалів відносяться чисті метали (залізо, кобальт, нікель) і магнітні сплави деяких металів. До неметалевих магнітних матеріалів відносяться ферити.