44

Лекции по дисциплине «Химия радиоматериалов»

Лектор - доцент, к.т.н. А.А. Тартанов сент. 2010 г.

Вступление

Для создания электронных приборов необходим целый арсенал материалов и уникальных и тонких технологических процессов. Современная радиотехника и особенно высокочастотная техника (радиосвязь), приборы и аппаратура радиоэлектроники требуют большого количества конструкционных и специальных радиотехнических материалов, свойства которых должны удовлетворять самым разнообразным условиям их применения. Под радиотехническими материалами принято понимать материалы, которые обладают особыми свойствами по отношению к электрическому, магнитному и электромагнитному полям. Они разделяются на 4 группы:

1) проводники

2) диэлектрики

3) полупроводники

4) магнитные материалы

Требования, которым должны удовлетворять радиоматериалы:

1) обладать заданными электрическими (магнитными) характеристиками.

2) нормально работать при повышенных, а иногда при низких температурах.

3) иметь достаточную механическую прочность при различных видах нагрузки, устойчивостью к тряске, вибрации, ударам…

4) обладать достаточной влагостойкостью, химической стойкостью, стойкостью к облучениям.

5) иметь стабильные свойства в различных условиях и не подвергаться заметно выраженному старению.

6) удовлетворять технологичности, т.е. сравнительно легко обрабатываться.

7) быть недорогими и не дефицитными.

“Химия радиоматериалов” должна обеспечить естественнонаучную подготовку студентов, необходимую для усвоения курсов “Электроника”, Электропитание устройств и систем телекоммуникаций, Вычислительная техника и информационные технологии, Основы схемотехники, “Физические основы электроники”. Целью курса “Химия радиоматериалов” является изучение строения, химической структуры, физико-химических свойств, способов получения и модификации основных групп материалов, применяемых при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Студент должен знать: номенклатуру, способы получения и области применения полупроводниковых, диэлектрических, проводниковых и магнитных материалов; физико-химические свойства изучаемых материалов и способы управления ими; варианты подбора материалов для изготовления компонентов РЭА.

Тема I. Диэлектрические материалы

Диэлектрики (изоляторы) — материалы, плохо проводящие или совсем не проводящие электрический ток. Концентрация свободных носителей заряда в диэлектрике не превышает 10⁸ см⁻³.

Основное свойство диэлектрика состоит в способности поляризоваться во внешнем электрическом поле. С точки зрения зонной теории твёрдого тела диэлектрик — вещество с шириной запрещённой зоны больше 3 эВ.

Требования к химическим свойствам диэлектриков

(Химические свойства диэлектриков)

При длительной работе диэлектрики не должны разрушаться с выделением побочных продуктов и не вызывать коррозии соприкасающихся с ними металлов; не реагировать с различными веществами (например, газами , водой, кислотами, щелочами, растворами солей и т.п.). Стойкость к действию всех этих веществ у различных диэлектриков весьма разнообразна.

Материалы в производстве деталей могут обрабатываться различными химико-технологическими способами: склеиваться, растворяться в растворителях с образованием лаков и т.д. Растворимость твердых материалов может быть оценена количеством материала, переходящим в раствор за единицу времени с единицы поверхности материала, соприкасающейся с растворителем. Кроме того, нередко оценивают растворимость по тому наибольшему количеству вещества, которое может быть растворено в данном растворе (т.е. по концентрации насыщенного раствора). Легче всего растворяются вещества, близкие к растворителю по химической природе и содержащие в молекулах похожие группировки атомов; дипольные вещества легче растворяются в дипольных жидкостях, нейтральные – в нейтральных. Так, неполярные или слабополярные углеводороды (парафин, каучук) легко растворяются в жидких углеводородах, например, в бензине; полярные смолы, содержащие гидроксильные группировки (фенолформальдегидные и др. смолы), растворяются в спирте и иных полярных растворителях. Растворимость уменьшается с повышением степени полимеризации, высокомолекулярные вещества с линейной структурой молекул растворяются сравнительно легко, а с пространственной структурой – весьма трудно. При повышении температуры растворимость обычно увеличивается.