
- •Предмет, цель и содержание курса «материалы и материаловедение»
- •Роль отечественных ученых в становлении науки о материале и материаловедении.
- •Материалы электронных средств.
- •1. Классификация материалов.
- •2. Качество материалов электронных средств:
- •Кристаллическое строение материалов.
- •Виды дефектов кристаллической решетки.
- •Кривые охлаждения и нагревания материала.
- •Влияние степени переохлаждения на кристаллическое строение материалов.
- •Модифицированные материалы.
- •Сплавы материалов. Диаграммы состояния сплавов.
- •Механические характеристики материалов
- •Стали и сплавы.
- •Классификация сталей.
- •Вляиние углерода и примесей на свойства сталей
- •Классификация, маркировка и свойства углеродистых сталей
- •Легированные стали
- •Инструментальные стали
- •Стали и сплавы с особыми физико-механическими свойтствами
- •Цветные металлы и их сплавы
- •Алюминий и его сплавы
- •Медь и её сплавы
- •Магний и его сплавы
- •Титан и его сплавы
- •Радиоматериалы Диэлектрические материалы
- •Газовые диэлектнрики
- •Жидкие диэлектрики
- •Синтетические жидкости
- •Твёрдые диэлектрики
- •Активные диэлектрики
- •Полупроводниковые материалы
- •Кремний
- •Германий
- •Полупроводниковые соединения
- •Аморфные металлические сплавы
- •Проводниковые материалы
- •Сверхпроводниковые материалы
Полупроводниковые соединения
Это современные полупроводниковые материалы из которых изготавливается современная база РЭС (ЭВС).
Оксиды – меди
, магния
. Оксиды применяются для изготовления выпрямителей, терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления.
Карбиды – кремния SiC. Из них изготавливают диоды и транзисторы с высокой стойкостью против пронизывающей радиации.
Сульфиды – свинца PbS, висмута
, кадмия CdS, цинка ZnS, гидрариум HgS,
. Используются для изготовления фоторезисторов. Они имеют высокую чувствительность в инфракрасной области спектра. Если эти сульфиды соединить с металлами, то мы получаем высококачественные люминафоры.
Селениды – PbSe.
Теллуриды – PbTe. Это основные материалы для изготовления термоэлементов, работающих в интервале температур от 20-600 . Применяются для изготовления современных фотоэлементов, работающих в данном диапазоне температур.
Стеклообразные полупроводниковые материалы:
Они получаются сплавлением:
- окислов металла;
- на основе халькогенов.
К халькогенам относят: S, Se, Te + III, IV и V группы.
На основе окислов металла:
(60 %),
(20 %),
(20 %) (Zn, Co,
Cd и др.)
Применение:
- различные подложки для схемных элементов.
Исследования показывают, что данные соединения, в основном халькогенидные, обладают памятью.
7. Полупроводниковые соединения
и
:
- Al, B, In,
Ga и др.
- Na, As, P, Sb, Bi и
др.
GaP, InP, Gas, InSb – это современные полупроводниковые соединения.
Они имеют высокую чувствительность к инфракрасному, видимому и ионизированному излучению, ни обладают низкой проводимостью.
Применяются: фоторезистивные материалы, фотоэлементы.
Аморфные металлические сплавы
(металлические стёкла)
Аморфные металлические сплавы являются новыми перспективными материалами для изготовления РЭС и ЭВС. По химическому составу они состоят из двух фаз:
Кристаллическая фаза (Fe, Ni, Al)
Аморфное. Используются такие добавки как B, C, Si, N и др., обычно в количестве до 30 %. Аморфное состояние обеспечивается за счёт быстрого охлаждения расплава в результате чего образуется аморфная масса.
Достоинства:
Высокая твёрдость HRC= 100 и более;
;
хорошие упругие свойства
от длины;
-
очень плохие пластические свойства, но
несмотря на это они имеют очень хорошие
технологические свойства: прокатка
;
волочение (получение проводов)
до 30 %.
Эксплуатационные свойства:
Высокая коррозионная стойкость
Металлические стёкла подразделяются на три группы:
- магнитные;
- инварные;
- резистивные.
Магнитные металлические стёкла изготавливаются на основе Fe, Fe + Ni и Fe + Co.
Магнитные металлические стёкла на основе железа
Маркировка (содержит буквы и цифры).
Буквы указывают на химический состав металлических стекол.
Цифры указывают на процентное содержание элемента в металлическом стекле. По сравнению с обычными металлическими стёклами, металлические стекла выполненные на основе железа имеют низкие потери при эксплуатации, поэтому их перспективное использование – это силовые трансформаторы.
Металлические стёкла на основе железа и никеля
Основные достоинства:
- имеют очень большую магнитную проницаемость;
- высокая прямоугольность петли гистерезиса при перемагничивании.
Применение
Используют для изготовления малогабаритных электромагнитных устройств, работающих на высоких частотах.
Инварные аморфные металлические сплавы
Инварные – это означает, что материалы имеют очень низкий температурный коэффициент линейного расширения.
Марки: 93 ЖХР-А
-
коэффициент линейного расширения.
Характеристики:
Интервал рабочих температур
(у инварного сплава 36Н
).
Используется для получения спаев, термопар, очень точного измерительного инструмента.
Резистивные аморфные металлические сплавы
По сравнению с выше рассмотренными сплавами, они имеют очень хорошие свойства:
- очень низкий коэффициент линейного расширения;
- более чем в 1,5 раза выше удельное омическое сопротивление.
В настоящее время разработано большое количество резистивных сплавов.
Сопоставим такой резистивный сплав как
с нихромом:
Сплав |
ТКЛР( |
|
|
0 |
1,52 |
|
|
1,08 |
Резистивные аморфные металлические сплавы парамагнитны. В определённых интервалах температур эти сплавы имеют линейную зависимость изменения сопротивления от температуры.
Применение:
Изготовление прецизионных резисторов.
Изготовление тензодатчиков.
Изготовление тонкого провода (d = 12 мкм) в стеклянной изоляции.