2. Функціональні матеріали. Електропровідні матеріали. Напівпровідникові матеріали. Напівпровідники.

Матеріали за електричними властивостями поділяються на 3 групи: провідники, напівпровідники, діелектрики.

Провідники. Електрична провідність твердих тіл визначається електронною будовою атомів. Залежно від пиомого електричного опору та застосування, провідникові матеріали поділяють на такі групи: матеріали та сплави високої провідності; припої; надпровідники; контактні матеріали; сплави з підвищеним електричним опором.

Напівпровідники. Із пониженням температури електричний опір усіх металів монотонно спадає. Однак є метали та сплави, у яких електричний опір за критичної температури різко спадає до нуля – матеріал стає надпровідником. Перехід металу у надпровідний стан пов’язують із фазовим перетворенням. Надпровідниковий стан руйнується внаслідок нагрівання: у сильних магнітних полях; під час пропускання електричного струму великої сили. Практичне застосування мають надпровідні сплави з високим вмістом ніобію. Сплави використовують для обмоток потужних генераторів, магнітів великої потужності.

Діелектрики. Діелектриками називають речовини, у яких валентна зона відокремлена від зони провідності широкою зоною заборонених енергій. За хімічним складом діелектрики поділяють на органічні та неорганічні. До органічних належать полімери, гумма,шовк; до неорганічних – слюда, кераміка, скло, ситали. За електричними властивостями діелектрики поділяються на низько/електричні/ та високочастотні /радіотехнічні/. Для електроізоляційних матеріалів вирішального значення набуває їх термостійкість, тобто здатність без ушкодження властивостей витримувати нагрівання протягом тривалого часу. Великий вплив на властивості діелектриків справляють гігроскопічність і вологопроникливість. Найміцнішими діелектриками є кераміка, скло, ситали.Органічними діелектриками руйнуються за комбінованої дії нагрівання, окислення на повітрі та іонізації, тому термін їх експлуатації менший, ніж кераміки ,або скла. Таку кераміку використовують для виготовлення ізоляторів, каркасів, котушок.

3. Надпластичність.

Надпластичність — здатність металу до значної рівномірної деформації без деформаційного зміцнення (наклепу) і руйнування; виявляється за певних температурно-швидкісних умов деформування; розрізняють структурну надпластичність і надпластичність перетворення

Білет №qa

1. Дифузійне насичення сплавів металами і неметалами. Хіміко-термічна обробка сталі.

Хіміко-термічною обробкою називають насичення поверхні виробу різними елементами.

Мета хіміко-термічної обробки - надати поверхневому шару стальних деталей підвищеної твердості, зносостійкості, жаростійкості, корозійної стійкості та ін. Для цього нагріті деталі поміщають у середовище, з якого в процесі дифузії у поверхневий шар переходять деякі елементи (вуглець, азот, алюміній, хром, кремній, бор та ін.).

Такі елементи найкраще поглинаються тоді, коли вони виділяються в атомарному стані при розпаді якої-небудь сполуки. Подібний розпад найлегше відбувається у газах, тому їх і намагаються застосовувати для хіміко-термічної обробки сталі. Активізований атом елемента, що виділяється при розпаді, проникає у решітку кристалів сталі і утворює твердий розчин або хімічну сполуку. Найпоширенішими видами хіміко-термічної обробки сталі є: цементація, азотування, ціанування, дифузійна металізація.

Цементацією називається насичення поверхні стального виробу вуглецем. Після загартування такого виробу він стає твердим на поверхні і в'язким у серцевині. Цементації піддають в основному деталі, які працюють на стирання і удар одночасно. Цементація придатна для маловуглецевих сталей. Є два види цементації: цементація твердим карбюризатором і газова цементація.

Азотування - це насичення поверхневого шару виробу азотом, щоб надати йому високої твердості, підвищити зносостійкість та опір агресивним середовищем. Азотують леговану сталь, що містить алюміній, титан, ванадій, вольфрам, молібден або хром. Такі елементи, при взаємодії з азотом, утворюють тверді, стійкі в агресивних середовищах нітриди (TіN і т.п.).

Ціанування - насичення поверхневого шару виробів одночасно вуглецем і азотом. Воно буває рідинне і газове, низькотемпературне (773-973⁰К), високотемпературне (1073-1123 ⁰К). Ціанування в основному застосовують для обробки інструментів із швидкорізальної сталі, підвищується твердість і корозійна стійкість.

Дифузійна металізація - насичення поверхневого шару виробу різними металами. Найбільш поширені: алютування (насичення алюмінієм); хромування (насичення хромом); нікелювання (насичення нікелем); силіціювання (насичення кремнієм). Дифузійна металізація проводиться для підвищення твердості, корозійної стійкості, жаростійкості, блиску і естетичного вигляду. Цей спосіб насичення поверхневого шару проводиться, у твердому стані.