Потери в диэлектриках.

Диэлектрическими потерями называют электрическую мощность, затрачиваемую на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле.

Потери наблюдаются как при переменном, так и при постоянном напряжении.

В инженерной практике чаще всего для характеристики способности диэлектрика рассеивать энергию в электрическом поле используют угол диэлектрических потерь, а также тангенс этого угла.

Углом диэлектрических потерь называют угол, дополняющий до 90^о угол сдвига фаз между током и напряжением в емкостной цепи.

Для идеального диэлектрика вектор тока в емкостной цепи опережает вектор напряжения на 90^о и угол диэлектрических потерь равен нулю.

Чем больше рассеивается в диэлектрике мощность, тем меньше угол сдвига фаз и тем больше угол диэлектрических потерь и его функция tg .

Узкозонные твердые растворы (Cd_xHg_1-x )Te (КРТ).

1. Физико-химические свойства.

Структура и связь. Соединения CdTe и HgTe кристаллизуются в кубической решетке типа цинковой обманки, состоящей из двух взаимопроника­ющих кубических подрешеток, смещенных на ¼ a_о вдоль объемной диа­гонали куба. Каждая элементарная ячейка содержит два атома. Связь в кристалле в основном ковалентная: валентные электроны образуют тетраэдрально направленные связи. Некоторый вклад вносит ионная связь. Значения эффективного заряда е* = (0,60 — 0,66) е.

Оба бинарных соединения обладают неограниченной взаимной раствори­мостью и образуют непрерывный ряд твердых растворов при любом соот­ношении кадмия и ртути. Структура и связь в твердых растворах — такие же, как и в соединениях. На рис.1 представлены зависимости постоян-

Рис.1. Зависимость постоянной решетки a_o и плотности d от состава Cd_xHg_1-xTe

ной решетки и плотности Cd_xHg_1-xTe от соотношения компонентов. Зависимость несколько отклоняется от ли­нейной.

Методы получения, однородность. Выращивание монокристаллов (CdHg)Te связано с рядом трудностей, обусловленных особенностями физико-химических свойств этих монокристаллов. Перечислим некоторые из них.

— Большое расхождение между линиями ликвидус и солидус приводит к значительной сегрегации бинарных компонентов HgTe и CdTe. При прием­лемых значениях скорости роста трудно обеспечить квазиравновесные условия, что приводит к получению макроскопически неоднородного ма­териала как в продольном, так и поперечном направлениях относительно оси роста.

— Высокая упругость паров компонентов, особенно паров ртути, приво­дит к трудности сохранения стехиометрии расплава и, следовательно, самого кристалла.

— Существенное различие в значениях удельного веса компонентов при­водит к значительной гравитационной сегрегации, к дополнительной макро­неоднородности и отклонениям от стехиометрии.

— Отклонения от стехиометрии, связанные в первую очередь с уходом ртути, могут приводит к появлению избытка теллура, возникновению концентрационного переохлаждения и, как следствие, к появлению второй фазы, обогащенной теллуром.

Известны следующие основные методы получения монокристаллов:

— модифицированные различными способами методы направленной кристаллизации (Бриджмена—Стокбаргера)],

— зонная плавка

— двухступенчатый метод, включающий быструю кристаллизацию их расплава и последующую длительную твердотельную рекристаллизацию при температуре несколько ниже температуры солидус].

— выращивание из растворов-расплавов, например, в теллуре.

— кристаллизация из двухфазной смеси "твердый кристалл—жидкость" при температурном градиенте. Этот метод обеспечивает поддержа­ние постоянного состава жидкой фазы за счет растворения кристалла заданного состава.

После выращивания кристаллы, как правило, имеют большое число собственных дефектов. Поэтому они подвергаются длительному отжигу в парах ртути. Для получения приблизительно стехиометрического состава необходимо проведение термообработки в течение примерно 100 ч.