Тема: «Материалы с особыми электрическими свойствами»

Тема: «Материалы с особыми электрическими свойствами»

Цель: изучить основные виды железоуглеродистых сплавов.

Студент должен

знать: - постоянные примеси в сталях и чугунах;

- основные виды сталей и чугунов;

- классификацию сталей и чугунов по содержанию в них углерода и легирующих добавок

уметь: - расшифровывать маркировку сталей и чугунов.

Изучение материалов с особыми электрическими свойствами целесообразно начать с принципа деления материалов на проводники, полупроводники и диэлектрики.

Затем рассмотреть их виды, свойства и применение. При изучении проводников необходимо дать их сравнительную характеристику.

Материалы высокой проводимости - это проводниковые материалы с удельным электросопротивлением при нормальных условиях не более 0,1 ^. 10 ^-6 Ом^. М. Их применяют в электротехнике, приборостроении для изготовления обмоточных и монтажных проводов, различных токоведущих частей и др. Эти материалы должны обладать следующими свойствами: малым уд. эл.сопротивлением, высокими механическими свойствами, хорошими технологическими параметрами, стойкостью против коррозии.

Их делят по группам:

Ag, Cu, Au, Al, Be, Mg, W, Mo, Zn, Co, Ni, Cd,  Fe,  Pt    Sn

→ уд. эл. сопротивление от 0,016^. 10^-6 Ом^. м до 0,120^. 10^-6 Ом ^. м →

Серебро имеет минимальное эл. сопротивление,  но  является остродефицитным материалом. Наибольшую электропроводимость имеет чистая медь и медные сплавы

(из бронз лучшие бериллиевые и кадмиевые).

Aлюминий дешевле меди, менее дефицитен, легче меди и стоек к окислению. Преимущество алюминия – возможность анодного оксидирования (анодирования). Алюминий применяют для проводов воздушных линий электропередач, в распределительных устройствах, для ка-белей, обмоток трансформаторов, электромагнитов и др.

В отдельную группу выделяют материалы для электрических контактов. Контакты изготовляют из материалов на основе:

Cu-Cr, Cu-Ag-Cd, Au-Pt-Ag, Pt-Ni, Pt-W, Pt-Ir и др.

Полупроводники (ПП) - это материалы, основное свойство которых – зависимость их электропроводимости от воздействия внешних факторов. ПП, основной состав которого образован атомами одного хим.элемента, наз. простым. (2-х и более элементов - сложным).

ПП, не содержащий примесей,влияющих на его электропроводимость, называют собственным. ПП, электропроводимость которого определяется примесями, называют примесным.

В ПП носителями заряда, которые обуславливают эл.проводимость, являются дырки проводимости и электроны проводимости.

ПП, электропроводимость которого обусловлена перемещением дырок проводимости, называют дырочным. ПП, электропроводимость которого обусловлена электронами проводимости, называют электронным.

Простые ПП: кремний и германий (Ge). Сложные ПП используют для изготовления диодов, транзисторов, модуляторов инфракрасного излучения, солнечных батарей, лазеров, магниторезисторов и др. Их изготовляют из материалов: арсенид галлия, антимонид галлия (с сурьмой), фосфид индия, антимонид индия и др.

Диэлектрики - материалы с низкой электропроводимостью и высоким электросопротивлением (10 ⁷- 10 ¹⁸ Ом *м). Их основное электрическое свойство – способность поляризоваться в электрическом поле). Диэлектрики в основном используют в качестве электроизоляционных материалов (электроизоляционный лак, компаунд, миканит, слюдопласт и др.).