Классификация и требования к материалам            1

Эл/тх мат – имеют опр.свва к эл/маг.п и примся в технике.

                                             в маг.п                            в эл.п

мат            /  эл/тх              - слб.маг (блво вщв)        пров, п/п,

эл.фзки     \  кнстр, спц     \ сил.маг (магнетики)      диэл

Пров – выс.эл и теп/прв. П/п – по эл/прв м/ду пров и диэл, сил.звсть уд.прв от примсй и дефктв. Диэл – спсбть к пол, мал.уд.прв и медл. пол: пас.диэл (изол.мат и конд), акт.диэл (сегн-, пьезо-, пиро/эл). Изол.мат – низ.диэл.пот, выс.эл.прч.

Маг.серд – бол.маг.прон, выс.уд.сопр.

Строение материалов, виды связи в материалах

Осн.эл.част – эл, прот, нейт. Газы, жид, тв.тл – ат, мол, ионы.

Связи – в звсти от строения вн.эл.оболочек:

- ковал (общ.эл): непол (цнтры плж. и отр.з спдют), пол (нет);

- ионная (силы пртжия м/ду плж. и отр.ионами) – всегда пол;

- дон/акц (один ат отдает эл другому);

- методчск (систма из плж.ат нахся в среде св.эл).

Металы – выс. теп и эл/прв из-за св.эл.

Классификация веществ по эл и маг свойствам

по эл.сввм                            по маг.сввм

- пров (нет зз)  | сэу |        - диамагнтки (μ<1)

- п/п (узк.зз)    |  зз  |        - парамагнтки (μ>1)

- диэл (шир.зз)                        |  зэ  |        - магнтки (μ>=1, звсит от вн.маг.п)

Физ процсы в диэлах, поляризация и проницаемость

Пол – смещние, свзное с зар, или ориентция дип.момнтов.

Нагрев – св.зар создают мал.скв.токи (эл/прв). Пробой – потеря диэл.свв при прев.напр (проб.напр). Эл.прч – знчние вн.эл.п при пробое. Диэл м/ду элтрми – кондстр: Q=CU.

Q=Qo+Qg, Qo – вкм вместо диэл, Qg – полия диэлка.

Диэл.прон – ε_r=Q/Qo, в вкме =1, в вщве всегда >1.

Основные виды поляризации                                    2

1) мгнвная, упругая, без рас.энргии (эл. и ион.пол)

2) не мгнвная, а замедл, с нагр.диэлка (релкс.пол)

Элтрная – упр.смщие и дефия эл.об ат и ионов, не звст от темп, диэл.прон умся с ув.темп (все диэл).

Ионная – смщие упр.свз.ион, увся с ув.темп (тв.т с ион.стр).

Дип/релкс – дип.молы орнтся по эл.п, с ув.темп снчла увся, а зтм резко умся (пол.газы и жид, тв.т). Время релкс – умение упорти дип после снятия эл.п в 2,7 раза.

Ион/релкс – смщие слаб.свз.ион.вщв под вн.эл.п (неорг.сткл).

Эл/релкс – вслдствие возбжия теп.эн, изб.эл или дырок (диэл с выс.пок.прелмл, с бол.внтр.п и эл/прв).

Резонсная – хим.особ.вщва, при свет.частах.

Мигрцная – пров. или п/п.вклчия, наличие слоев с разл.прв.

Спонтная – сегн/эл.

Классификация диэлектриков по виду поляризации

1) Диэл с эл.пол (непол. и слаб.пол.) в крист или амф.сост (сера), и непол. и слаб.пол.жид и газы (бензол, водород).

2) Диэл с эл/- и дип/релкс.пол (эпок.смолы, целлюлоза).

3) Тв.вщв: а) с эл. и ион.пол (кварц, слюда, рутил), б) с эл/- и ион/релкс.пол (неорг.сткл, фарфор, микалекс).

4) Сегн/эл (сегн.соль, титанат бария), особенности: а) спон. пол, дом.стр, орнтия дом по эл.п – сил.пол, б) при напр.насщ вн.эл.п интенсть пол умся, в) звсть от темп в опр.темп.инт, сегн/эл свва до т.Кюри, г) при опр.усл – пьез/эл.

Электретное состояние вещества

Элтрт – диэл, кт сохрет пол и создет эл.п – пост.маг. Изг из фот/мат с фот/эл/прв (сера). Qэлтрт=Qгом-Qгет. Гомозр – из элтрд, знак как у него, гетерозр – релкс.пол, прот.знак. Псле пол снчл гетзр, зтм гомзр. У орг.элтрт дольше гетзр, у неорг. – гомзр. Гомзр – на повти, гетзр – по объему. Испся для изг микфн, измлей мех.вбр, радц, атм.дав, влаж.

Электропроводность диэлектриков                           3

Токи смщ замдл.пол – абср.ток (перх.ржм). Св.эл – скв.ток (скв.эл/прв). Плн.эл/прв Iут=Iаб+Iскв. Псле пол тлко скв.ток. Rут=U/Iскв (чрз 1мин). Тв.диэл имют об. и пов.прв – уд.об. сопр ρ=RS/h и уд.пов.сопр ρ_S=R_Sd/l. При длит.рбт ток измся: умся – изза эл.очстки, увся – старние. Проб.сопр излции Rиз. Пстн вр.самрзр кондсра τ₀=RизC= ρε₀ε_r. Напр U=U₀exp(-τ/τ₀).

Электропроводность газов

Ток изза эл и ион. Эл/прв изза вн.фктр – несамст, изза удр. ионзц – симтр. Соедие плж. и отр.ион – рекомбц. Напр от 0 до Uн (напр.нсщ) – з.Ома, от Uн до Uи (напр.ионзц) – ток const, от Uи – ток увся (самст.эл/прв).

Электропроводность жидкостей

Эл/прв в непол.жид – изза дисцр.прмс, в пол. (повыш.прв) – то же + дисц мол жид. Уд.прв сил.звст от темп γ=Aexp(a/T)= =γ₀exp(-αT). Устнв.скрст жид υ=F/(6πrη). Звст уд.прв от взкст γ=nqu= =nqυ/E=nυ²/(6πrη), n – конц нос зар, u – пдвжст нос, слдвно, γ_η= nυ²/(6πr). В ВАХ отсутет горз.учстк.

Электропроводность твердых тел

Эл/прв изза ион диэл, ион слч.прмс, с.эл. Звст уд/прв от темп γ=Aexp(-b/T), b=(W_o+W_n)/k,  W_o – энрг освбж ион, W_n – энрг пермщ ион. W_o>W_n – эл/прв опрся измем конц нос. Конц и напр: n=n_maxexp(-W_o/kT), U=U_maxexp(-W_o/kT).Сопр ρ=1/γ=

=Bexp(b/T)=ρ₀exp(-αT). Темп.кфц.сопр ТКρ=b/T²=-α.

Диэлектрические потери

Диэл.пот – мщнс, кт расся на диэл под эл.п (нгрв). При пст.н харкся уд.об. и пов.спр (скв.ток). Угл.диэл.пот δ – угл, допий до 90° угл фаз.сдвг м/ду ток и напр в емк.цпи. У идеал.диэл δ=0. Акт.мщнс P=UIcosφ. Псл.сх.змщ: P=U²ωC_Stgδ/(1+tgδ), tgδ=1/ωC_SR_S. Прл. сх.змщ: P=U²ωC_Ptgδ, tgδ=1/ωC_PR_P. Стнш: C_P=C_S/(1+tg²δ), R_P=R_S(1+1/tg²δ). У выс.кч.диэл C_P=C_S, R_P=R_S, слдвно, P=U²ωCtgδ. Уд.диэл.пот p=P/V=γE².

Виды диэлектрических потерь                                   4

1) Диэл.пот изза пол. В вщв с релкс.пол, в диэл с дип. и ион. стр, с неплт.упк.ион. Релкс.пот изза наршн теп.двж под сил. эл.п. У темп.звст – max (врм релкс=приод прм.н). В сегн/эл – спон.пол, бол.пот при темп<т.Кюри. Резнс.пот при выс.част.

2) Диэл.пот на эл/прв. В диэл с выс.об. и пов.прв, tgδ= =1,8·10¹⁰/ε_rfρ. Пот не звс от част, увся с ув.темп P=P₀exp(αT).

3) Ионзц.диэл.пот. У газов, P=Af(U-U_и)³, f – част, U>Uи.

4) Диэл.пот изза неоднрд.стр. Слст.диэл (керамика).

Диэлектрические потери в газах

Пот изза эл/прв (т.к. орнтц дип.мол без пот), tgδ=1,8·10¹⁰/ε_rfρ, tgδ=f(U). При напр от Uи (напр.ионзц) до Uт (tgδ=max) ув.пот, от Uт – ум.пот (пробой).

Диэлектрические потери в жидкостях

В непол.жид – изза эл/прв, пол. (звст от усл(T,υ)) – изза ион/релкс.пол. В тхнк прмся смси из пол. и непол.вщв (мсл/кнф.кмпды). Дип/релкс.пот в пол.жид при прм.напр знч> пот изза эл/прв.

Диэлектрические потери в твердых телах

1) Диэл мол.стр. Неп.мол без прмс – мал.пот, звст от темп (бумага, картон, оргстекло).

2) Диэл ион.стр. Вщв с плт.упк.ион без прмс – мал.пот (окс.алм, кам.соль), с неплт.упк.ион – крист.вщв с бол.пот (муллит, кордецерит, циркон).

   а) Пот мал.звс от темп и увся прям.прпрц по част – tgδ не звс от част. Пот изза релкс.пол (техн.стекло).

   б) Пот увся с ув.темп и мал.звс от част – tgδ умся с ув.част. Пот изза прдвж слаб.свз.ион (эл/прв).

3) Сегн/эл. Пот > обыч.диэл. Пот слаб.измся с ув.темп в облс сампрзв.пол, резко умся при темп > т.Кюри.

4) Диэл неоднрд.стр. Пот изза крист. и стклв.фаз и клч.стнш м/ду ними. Выс.пот, если есть вклчия с эл.эл/прв (керамика).

Пробой диэлектриков                                                 5

Проб диэл – потря эл/изол.свв при напр.п > крит.зния. Эл.прч.диэл Eпр=Uпр/h, Uпр – проб.напр.

Пробой газов

Эл.прч при н.у. мала. Под эл.п чстц полчт доп.энрг W=qU_λ, U_λ=Eλ – напр на длне св.прбг. Усл.ионзц: W≥Wион, W вклчт в себя теп.двж. Ионзц.потцнл Uи=Wи/q. Чем > U, тем быстр. проб. Проб не звст от однр эл.п. В однр.п проб взнкт мгнвно (дуга). В неоднр.п в мсте крит.зния напр.п взнкт корона. При выс.част напр.крны = проб.напр (мал.измся с ув.растния м/ду элтрдми).

Пробой жикостей

Эл.прч у жид > газ при н.у. Прмси в жид.диэл – вода, газы. Проб тхн.чст.жид изза пергрв и вскпния (обрся газ.мостик).

Пробой твердых тел

1) Эл.проб в макрск.однр.диэл. Быст.рзвся изза теп.энрг. Чисто эл.проб, если исклч эл/прв, диэл.пот (нгрв) и газ.вклч (ионзц). Мера прч.вщв – эл/прч (монокрист щел/гал.соедий, орг.плмр). Проб.напр в однр.п > в неоднр.п.

2) Эл.проб в неоднр.диэл. У тхн.диэл с газ.клч, быст.развся. Проб.напр мало, в однр.п > в неоднр.п. эл.прч не звс от темп до нек.зния. Низ.эл.прч – диэл с откр.порст (непроп.бмг, дрв, порст.крмк). Выс.эл.прч – диэл с плт.стр без газ.вклч (сткл).

3) Теп., эл/теп.проб. При выдлии теп (диэл.пот) > мжт расся, наршся теп.рвнвс – лав.обр.харктр. Теп.проб – разгрв до распл и обугл. Проб.напр (изза нгрв) свзн с частой напр, усл.окр.ср. Эл/теп.проб.напр звст от нгрв/стк.мат. Проб.напр у орг.мат < неорг. (кврц, крмк). При теп.проб эл.прч умся.

4) Эл/хим.проб. Имет зние при выс.темп и влж.вздх. При эл/хим.стрнии. При выс.част, если в порах проткет ионзц газа. Для рзвтия трбся длит.врм (теп/прв – медлна).

Физико-химические свойства диэлектриков              6

1) Влажность. Диэл – влг/пронцмы. Абс.влж увся с ув.темп (ув.давл вод.паров). Отн.влж φ=M/Mнас·100%=P/Pнас·100%. Норм.влж – 65%. Пол.тв.диэл покрвт несмач.лкми. Краевой угл.смач θ – спсбст смачся. Смач.пов < 90°, несмач. > 90°.

2) Влагопроницаемость – спсбст прпскт пары воды. Важна для защ.покр. У сткл, крмк, метл = 0. Клво впит.воды m=П(P₁-P₂)St/h, П – кфц вл/пронц. Для умия вл/пронц прмся пропитка, умия плесени – добавки фунгицидов.

Механические свойства диэлектриков

1) Прочность при растяжении, сжатии, изгибе вржся в Па. Для диэл анизтр.стр (слст) мех.прч звст от напрв нагрзк. Мех.прч звст от плщд ппрч.сеч и темп (с ув.темп – ум.прч). Термопласты дфрмся при длит.рбт – пласт. (холод.) течение.

2) Хрупкость звст от стр.мат и усл. Удар.хрпк – при удар. нагрз. Удар.взк – затр на излом энрг к плщд ппрч.сеч, Дж/м².

3) Вязкость – внтр.трние в жид и газ. Кфц.дин.взк η, Па·с. Кинем.взк θ=η/ρ, ρ – плотность. Умие взк при ув.темп: η=Aexp(W/kT), где A – кфцнт.

Тепловые свойства диэлектриков

1) Нагревостойкость – спсбст выдржт выс.темп при длит. рбт без ухдш.свв. Темп опредт по нчлу измия свв, у неорг. вщв – эл.свв, у орг. – нчлу мех.деф. Теп.стрние – ухдш.свв при длит.рбт изза медл.протк.хим.прцс (ухдш.хрпк и тврд): lnt=A/T+B, где A, B – кфцнты.

2) Холодостойкость – спсбст выдржт низ.темп при длит.

рбт без ухдш.свв (< -60°).

3) Теплопроводность – свв прпскт тепло. Кфц.теп/прв γ: ΔP=γΔS·dT/dl, где dT/dl – градиент темп.

4) Тепловое расширение. Кфц.мгн.расш TKl=1/l·dl/dT. Мат с мал.TKl имеют наиб.нагр/стк, и наоборот.

Смолы                                                                         7

Смл – при.низ.темп амрф.сткл.обр.вщв, хрп, при нгрв плст. Прмся в лак, плстм, искс. и синт.мат. По прсхж: прир., искс. и синт. (плмрзц. и конд.). Прир.смл – из жив.орг и раст-смлнс (кнфл), искп.смлнс (копалы). Синт.смл (наиб.зние):

1) Плолефн. Непол.диэл (выс.эл/изол.свв, низ.влг/прон): плэтлн (тв.вщв, мал.плтн, мал.диэл.прон, в рад.част. и сил. изол), плпрплн (элст, выс.темп.плвл, как диэл в сил.конд), плизбтлн (кауч.под.вщв, лпк, хор.хол/стк, элст, мал.вл/прон), плстрл (хрп, мал.стк к рствр, мал.нгрв/стк). Произв.этлна: плвнлхлрд (стк к вд, щлч, кслт, мсл, бнзн, спрт, для плстм и рзн), плвнл.спрт (бол.диэл.пот, рствр в вд, для снтз смл).

2) Плакрлт – плмр эфрв акрл. и мтакрл.кслт, хор.хол-, мсл-, щлч/стк. Плмтлмтакрлт (оргсткл) – как кнстр, дугогас.мат.

3) Фтрорг.плмр – выс.эл.прч. Плттрфтрэтлн (фторлон-4) – непол., выс.нгрв/стк, хим.стк, не грч, не влг/прон, не смач, лпк. Плттрфтрхлрэтлн (фторлон-3) – пол., хим-, радц/стк.

4) Гтрцп.трмплст.смл. Пламд – выс.мех.прч, элст, плх.рств, срд.влг/прон, мал.радц- и свет/стк, нгрв/стк, для синт.влкн, гибк.плнк и плстм. Фенил.грп – выс.нгрв/стк. Плуртн – лин. плмр, нгрв/стк, для эмалрвния првд.

5) Фнлфрмлдг.смл – пол., прдкт плкндс фнл (крзл) и фрмлдг. Терм/реакт. (бакелит) – для прптк дрв, изг плстм. Терм/плст. (новолак) – после нгрв сохрнт плвкст и рстврст.

6) Плэфр.смл – прдкт плкндс разлж спрт и кслт. Глфтл.смл – терм/реакт, выс.элст, клкст, стк к теп/стрн. Плэтлнтрфтлт – терм/плст, прдкт пклндс глкл и трфтл.кслт, выс.мех.прч, выс. темп.размгк, для синт.влкн, гибк.плнк, эмал.изол. Плкрбнт – плэфр угол.кслт, выс.мех.свв. Плэфрклт – мал.взк.

7) Крмн.орг.смл – стр из слк.грп крмн и кслрд, выс. нгрв/стк, выс.эл/изол.свв, нгрв/стк, мал.влг/прон, не смач вд, низ.мех. прч, исп в лак, кмпнд, плстм. М.б. терм/пласт и терм/реакт.

Лаки                                                                             8

Лак – рств смл, бтм (лак.осн) в лет.рстврл. При сшке рстврл ултч и лак.осн прхдт в тв.сост. По прим: пропт. (для прптк пор.изол, ув.проб.напр, ув.тепл/прв, ум.влг/прон), пкрв. (для прч.глдк.блст.пов, зщт от влг, рзршт, згрз), клеящ. (для склв тв.диэл.мат). По ржму сшк: гор. (>70°) и хол.сшк (кмн.темп).

1) Смл.лак – рствр синт. и прир.смл: бклт. (пропт.и клщ.) – выс.мех.прч, мал.элст, для изг гтнкс, ткстлт, изол.выс.напр; глфтл. – смс спрт с жид. углвдрд, клщ.спсб, низ.влг/стк; крмн.орг. – сшк при выс.темп, нагр- и влг/стк; плвнлхлрд. (покрв.) – стк к бнзн, мсл, для зщт изол в атмсфр.

2) Цлллз.лак (хол.сшк) – терм/пласт. Нтрлак – мех.прч, хор. блст, стк к мсл, бнзн, для прптк хлп. бум.оплтк, самлт.првд.

3) Масл.лак – низ.влг/стк, для изг лак/ткн, лак/бмг.

4) Черн.лак – осн из бтм, низ.влг/прон, выс.эл/изол.свв, стк к стрн, мал.элст, дешв.

   а) Чисто бтм.лак (хол.сшк) – ант.кор.покртие метл.издл.

   б) Мсл/бтм.лак – гибк,, раствр- и нгрв/стк.

5) Мсл/смл.лак – для прптк обмтк мсл.напл.трнсфрмт, изол.

Бкв/цфр.обзн: бкв – соств лак.осн, цфр – общ.назн.лак.

Компаунды

Кмпнд – рствр смл,бтм. По прим: пропт. (для прптк пор. изол, ув.проб.напр, ув.тепл/прв, ум.влг/прон), залвч. (для заплн бол.полст,прмжт). Бтм – терм/пласт, для прптк статр. обмтк. Кабл.кмпнд – пропт. и залвч. РГП (терм/реакт.) – из плэфр и искс.смл с отврд, для злвк ктшк. КГМС – из плэфр с спрт и дбвк, при нгрв тв.плмр, для злвк ктшк, трнсфр. МБК (терм/реакт.) – из акрли мтакрл.эфр, для злвк обмтк и блкв при выс.влж. Плуртн.кмпнд – хор.хол/стк, крп.сцпл с мтл, для злвк выс.волт.трнсфр, п/п.выпрм, кондр. Т-10 – из крмн. орг.смл, нплн и отврд, нгрв/стк, взк, для злвк блкв. Эпкс. кмпнд – из эпкс.смл и отврд, мех.прч, нгрв/стк, выс.влг/зщт.

Волокнистые материалы                                            9

Влкн.мат – деш, выс.мех.прч, гибк и удбст в рбт, низ.эл.прч, теп/прв и влг/зщт. Прим в пропт.вид. По исх.сыр: раст. (бмг, кртн, хлп/бум.прж, ткн), жив. (нат.шлк), искс. и синт. (ацтт. шлк, кпрн), неорг. (сткл/влкн, асбст). Бмг (осн.мат): конд. (мал.тлщн, выс.прч, выс.уд.емк), каб/тлф., пропт. (для слст. бум/бклт.изол). Эл/тхн. кртн – бол.тлщн, на вздх. Лак/ткн – ткн, пропт мсл.лак, гибк.эл/изол.мат для изол трнсфр, ктшк.

Пластмассы

Плстм – эл/изол. и кнстр.мат. Сост из (1,2 – осн.): свзщ (орг. плмр, дефся при двлн), нплн (сцпл с свзщ, ув.прч, ум.хрп), плстфкр (ув.плст, ум.хрп), отверд, смаз.вщв (ум.лпк), стблзр (ув.нгрв/стк), крастл. М.б. гор. (терм/плст. – спсб к пвтр.рзмг и рствр, и терм/реакт. – неплвк и нерствр) и хол. прсвк. Из непол.плмр – мал.пот, низ.нгрв/стк, из пол. – хим/стк (мал.темп), изг в виде лист, для эл/изол при выс.влж. Орг.нплн: пршк.обр. (дрв.мук, диспрс.плмр), влкнс. (хлп, лен, синт.влкн), лист. (бмг, ткн). Неорг.нплн: пршк.обр. (молот. слд, талк, кврц.мук), влкнс. (стклвлкн), лист (слд, стклткн).

Прспршк – навск высш., измел. и пермш.кмпнт. Осн грп:

1) Общ.нзн – из фнлфрмл.смл и дрвс.мук, изг птрн, штпсл.

2) Жар/стк. – из ффс и неорг.нплн, изг рад- и эл/устн.дтл.

3) Эл/изол. – из ффс и дрвс.мук, изг дтл, рбт в мсл и бнзн.

4) Выс.част. – из ффс и неорг.нплн, для рбт при с выс.влж.

5) Безамчн. – плкндс фнл с ффс и дрвс.мук, для србр.кнткт.

6) Удар/прч. – из нвлк, кчк и дрвс.мук, для дтл слож.конфг.

7) Влг/хим/стк. – из нвлк, плвнлхлрд и дрвс.мук, изг дтл.

Прсмат с влкнс.нплн (ув.мех.свв): хлп.цлллз (влкнт), длин. влкнс.асбст (асбомаса), стклвлкн (фаолит).

Прсмат с лист.нплн – гтнкс, ткстлт, стклткстлт, асбстлт, стклвлкнс.анзтр.мат (СВАМ), дрвс.слои.плстк (ДСП). СВАМ и ДСП – из сткл. и дрвс.шпон.

Слоистые пластики                                                   10

Слст.плстк – лст.влкн.мат. Гтнкс – прсвк прч.нгрв/стк.бмг, прпт бклт. Спсб прпт: а) лакрвн, б) нанес распл.смл, в) прпт вд/смл.суспнз. Плиты из гтнкс: а) пнл распр.устрв, изол. пергрд, в устрв низ.напр, б) дтл, рбт в мсл.наплн. устрв выс. напр. Ткстлт – ув.уд.удар.взк, изнс- и нгрв/стк, дорг.

Эластомеры

Элстмр – мат на осн каучк. По мех.свв: выс.прч при растж  без нплн (НК, СКХ, СКБл) и с акт.нплн (СКБ, СКК, СКК).

1) Нат.кчк (НК) – из раст, хрп, лпк при нгрв, как клей.

2) Резина – низ.нгрв/стк, мал.стк к непол.жид и у/ф.свт, для изол устнв. и мнтж.првд. В звст от клва серы: мгк. (1-3%) – упр и выс.рстж, тв. (эбонит, 30-35%) – стк к удар.нгрз.

3) Синт.кчк (СК) – из спрт, нфт и прир.газ.

4) Бтдн.кчк (СКБ) – тв, выс.эл/изол.свв.

5) Бтдн-стрл.кчк (СКС) – ув.нгрв/стк, мал.стк к бнзн.

6) Бтл.кчк (СКБл) – нгрв- и хол/стк, стк к кслрд, озн и кслт, мал.газ/прон, не элст.

7) Хлпрн.кчк (СКХ) – пол.мат с мал.эл/изол.свв, стк к бнзн, озн и кслт, стк к теп/стрн.

8) Бтдн-нтрл-акрлн.кчк – дип.стр, мал.эл/изол.свв, плх.рств.

9) Крмн.орг.кчк (СКК) – выс.нгрв- и хол/стк, хор.эл/изол.свв, низ.мех.свв, мал.стк к рствр, дорг.

Клеи

1) Крбнл.кл – стк к нфт, мсл, бнзн, мал.влг/стк, хор.прч и эл/изол.свв, хол/стк.

2) БФ – из фнлфрмлд.смл, прч, хор.сцпл с разл.мат, элст, нгрв- и вибр/стк.

3) Акрл.кл – из оргсткл, влг/прон, выс.прч.

4) Термпрен.кл – нат.кчк с орг.сулфт, влг-, вибр- и плсн/стк.

5) Эпкс.кл – хор.сцпл с разл.мат.

6) Плэфрурт.кл – склв мтл, плстк, дрв, сткл, крмк, рзн, ткн.

Стекла                                                                        11

Сткл – неорг.кваз.амрф.вщв, слж.сист из разл.оксд SiO₂, Ba₂O₃. Свва: плтнст (2-8 г/см³), мех. (хрп, прч на сжт > рзрв), теп. (нет выр.темп.плвл, темп.рзмг 400-800°), опт. (прзрч, дбвк - окрск), гидр/лит.стк (стк к кслт). По назнч: конд. (диэл в кондр, выс.диэл.прон, мал.пот), устнв. (устнв.дтл, изол), ламп. (для блнв и нжк освт.лмп). По хим.сост: щлч.без тяж. оксд (бтл. и окн.сткл, пайрекс, стк к терм/удар), щлч. с тяж. оксд (PbO – флинт, BaO – крона, опт. и изол.сткл, выс.диэл. прон, мал.пот), безщлч. (кварц.сткл, для опт.эл/изол). Сткл. нплн – плстм из сткл и слд.пршк (мклкс). Стклэмл – тонк. сткл.слой на мтл.пов, для зщт от корз и окрск. Стклвлкн – тлст.сткл. слой хрп, тон. – гибк, для нгрв/стк.изол и изг стклвт, свтвд. Свтвд – жгт из стклвлкн с сердцв и облчк из разн.сткл. Ситалл (стклкрмк) – путм крист сткл спец.сост (м/ду обыч. сткл и крмк), непрзрч, для изг важ.изд.

Керамика

Крмк – неорг.мат из отфрмв.лин.мас при выс.темп.обжг, выс. нагрв/стк, влг/непрон, хор.эл.свв, прч, стбл, нджн, стк к выс. энрг, дстпн и дешв. Осн.кмпнт – безкслрд.соедн мтл и оксд. Сост из 3 фаз: крист. (звст диэл.прч, пот, тмп.кфц.рсшр, мех. прч), стклвид. (звст темп.спек, плст), газ. (ум.эл. и мех.прч). Клсфкц крмк: акт. и пасв. (устнв. (плтн. и порст.) и конд.). Плтн. (ε<10) – выс.эл/изол.свв и мех.прч, изг опрн., прох., подвс.ант.изол, лмп.пнл, кркс.инд.ктшк. Порст. – изг внутр. изол эл.лмп, оснвн првлч. и непрвлч.рзстр. Конд. (повыш. (ε>12) и выс. (ε>900)) – для низ. и выс.част.кондр низ.напр. По крист.фаз: млт-крмнзмст. (изол. и рад.фрфр), крнд. (выс. эл/стк, хор.диэл, мал.терм/стк, изг рзцы, дтл выс.темп.печ, свеч зжгн, крпс интгр.схм; плтн. – в вкм, порст. – как порст. изол.мат),  крнд-млтв. (выс.плст, изг изол), цнзнв. (низ.темп. кфц, мал.пот, нгрв/стк, низ.мех.прч, изг выс.част.кондр).

Слюда                                                                        12

Слд – мнрл, спсб разщпл на тонк.лстк, выс.нгрв/стк и эл/прч, для эл/изол. В эл- и рад/тхн прим мусковит и флогопит. Мкнт – скл.слд.лстк при пмщ лак. Мклнт – скл.слд.лстк м/ду 2мя слм бмг, стклмклнт – м/ду 2мя слм стклткн. Мкфл – скл.слд.лстк на 1 слой бмг. Слднт – терм.обрб отхд прир. слд, не сдржт крист.вд. Слдплст – спрсв.слд.лст, прпт. (нгрв/стк) и непрпт. Мклкс – спрсв.слд.пршк с борнощлч. сткл, для изг устн. и изол.эл/терм.мат. Синт.слд (фтор-флогонид) – не сдржт крист.вд, нельзя полчт бол.дтл, дорг. Слдкрмк – спек синт.слддля изг изол.клц, втлк, изол ламп. Прскрмк – нгрв/стк, для изг прох. и ант.изол. Нвмклс и мкплст – спрсв.слд с сткл, для зпрсвк вывдв из ттн, тнтл, млбдн, стали. Сегнкрмк – сегн/эл.свв (BaTiO3, SrOTiO2). Пьезкрмк – для изг мкрфн, звкснмт, дтчк двлн, ускрн и вибр (Т-1700). Мат для вркнд – выр.нелин.свв, для изг вркнд.

Полимерные материалы

Выс.мол.вщв: а) искст.мат, изг путем хим.обработки, б) синт. мат из низ.мол.вщв (мнмр). Плмр (все важ.выс.мол.вщв) – свкпст бол.чсла один.стр груп ат. Плмрзц – ебъедие мнмр. Плмр – смс из неск. вщв с разн.стп.плмрзц (гмлг). Плмр не имет выр.темп плвл (у гмлг – разн). Деплмрзц – разлж плмр на вщв с мен.стп.плмрзц. Плмр: лин. и прстр. Мол.лин.плмр – цепи (нити), изогнт. и перпл.др.с.др; прстр. – в разн.напрв. прстрв. Лин. – гбк, элст, при ув.темп мгк; прстр. – бол.жстк, обуглся. Лин. – терм/плст, прстр. – терм/реакт. Лин. – хор. рствр, прстр. – плх. Лин.: амф. (хтч.рсплж.мол, жстк, элст) и крист. стр (чстч.упор.мол). Фазы лин.плмр в звст от темп:

1) Сткл.обр. Хрпк, при мех.напр незнч.дефся перед разрш.

2) Выс.элст. При мал.мех.напр имеет упр.дефцию.

3) Взк.текуч. При мал.мех.напр необр.дефся (в тхнл.обрб).

Плмр.выс.стп.плмрзц полн.инртн к изм.темп окр.срд.

Проводниковые материалы                                     13

Прв.мат – мат, облд эл/прв (мтл и их сплв), делся на грп:

мат выс.прв, спл выс.сопр, кнткт.мат, кнст.мат, мат для пай, мат для эл/вкм.тхн. Свва прв.мат:

1) Уд.прв γ=j/E и уд.сопр ρ=1/γ=RS/l (0,016-10 мкОм·м).

2) Темп.кфц.уд.сопр ТКρ=1/ρ·dρ/dT, К^-1 – всегда плж.

3) Кфц.теп/прв γ_T (у мтл > диэл), с ув.темп ув.уд.прв, з.Видемана-Франца-Лоренца: γ_T/γ=L₀T, L₀ – число Лоренца.

4) Кнткт.разн.птнц U_AB=U_B-U_A+kT/l·ln(n_A/n_B) и термэдс U=Ψ(T₁-T₂), Ψ=k/l·ln(n_A/n_B) – пост.кфц.термэдс, n_A, n_B – конц.

5) Работа выхода эл из мтла.

6) Прдл.прч при рстж σ_P и отн.удлн перед рзрв Δl/l, темп. кфц.лин.рсшр ТКl=1/l·dl/dT. Мех.свв опрдлся хрп и тв мтла.

Сплавы высокого сопротивления

1) Реост.спл – мал.прв и терм/эдс, выс.врм.стбл, изг реост, доп. и обрзц.сопр. Мнгнн (М + 3% Н + 12% Мц) МНМц3-12 – осн.мат для изг эл/изм.прбр и обрзц.сопр. Кнстнтн (М + 40% Н + 1,5% Мц) МНМц40-1,5 – низ.уд.сопр, пост.эл/прв, изг реост.лнт и првл. Нейзлбр (М + 13-15% Н + 18-22% Ц) МНЦ15-20 – изг реост.

2) Нгрв.спл – выс.жар/упр, изг нгрв.прбр. Нхрм (Н + Х) Х15Н60 – жар/стк, плтн.оксд.плнк. Хрмл (Ж + Х + А, без углрд) – хрп, трд.мех.обрб, дешв.

Конструкционные материалы

Кнстр.мат (стал, сплв) – выс.прдл.текч, плст, сопр.разрш, хор.тхнлг.свв, хор.обрб двл и рзк, не обрз трщн, изг изнс. и корз/стк., пруж., жар/прч.дтл мшн. К ним отнся алм и плстм.

Материалы для электровакуумной техники

Влфрм – изг тела нкл, ктд, эл.лмп. Млбдн – изг ввды эл.тк для нит.нкл. Нкл – изг мал.эл.лмп, анд, стк. Нкл.спл (плтнт) – для пайк элтрд в мяг.сткл. Ковар – для пайк в тв.сткл. Цркн – для ув.изл.спсб прбр. Ттн – как газ. поглтл в эл/вкм.прбр.

Материалы высокой проводимости                        14

Србр – наиб.прв, мгк, плх.оксл, для элтрд кондр, тк.вд.эл печ.схм, в слб. и сил.тчн.кнткт.

Медь – роз/кр.цв, мал.уд.сопр, выс.мех.прч, корз/стк, хор. обрб, лгк.пайк и сврк, для эл/тхн.цел. М: тв. и мгк., безкслрд. и кслрдсдрж.

Лтн (М + 20-55% Ц) – жел.цв, мех.прч, мен.Ц – мгк, плст, бол.Ц – тв, жст, для прлвк, лист, дтл глб.выдржк. Томпак – <25% Ц. Обзн: ЛС59-1 (Л 59% М и 1% С). Свнц.Л – хор.мех. свв, обрся рзк. Олв.Л – выс.корз/стк, обрся двлн в гор.сост. Никл.Л – выс.прч, обрся двлн в хол. и гор.сост.

Брнз (М + О, А, С, кдм, Б, Х, Мц) – мал.усдк, выс.тв, мех.прч и изнс/стк, хор.эл/прч, для првд.свз, ант. Обзн: БрОФ7-0,2 (Бр 7% О и 0,2% Ф). Кдм.Бр – выс.эл/прв и мех.свв, нгрв/стк. Брл.Бр – выс.упр и мех.прч, не дает искр, для тк.нес.пржн, зжм, рбнк. Алм.Бр – выс.мех. и жар/прч, стк к корз, в звст от содрж А – гор. или хол.обрб, Л на кнце – лит.бр. Крмн.Бр – выс.упр, вынсл, обрся литм, двлн, рзк и сврк.

Алм (осн.эл/тхн.мат) – срб/бел.цв, мал.уд.вес, оксл, рств, как кнст.мат. По чист: осб.чист. А₉₉₉, выс.чист А₉₉₅ (для тк.вд. и каб.изд), тхн.чист. (для шин, кондр).

Дралм (А + М) – обож. – мгк, плст, закал. – тв, жст, прч.

Алдр (А + 0,5% Мц) - нгрв/стк, низ.эл. прч, выс.мех.прч, в мал.нагр.ЛЭП и свз. Для прч добвлт 0,7% К и 0,3% Ж.

Слмн (А + К) – лит.сплв, для лит изд слож.кнфг.

Мгнл (А + Мг) – изг стрлк измер.прбрв.

Жлз (сталь) – выс.уд.сопр и мех.прч, выс.темп.кфц, быст. оксл, дешв, дстпн, как пров.мат, для срдчн в првдх.

Обзн:

А - Al, Б - Be, Бр - брнз, Ж - Fe, К - Si, Л - лтн, М - Cu, Мц - Mn, Мг - Mg, Н - Ni, О - олв, С - Pb, Ц - Zn, Х - Cr, Ф - фсфр.

Контактные материалы                                            15

Эл.кнткт – соедие 2х првдн, позвл првдт эл.тк. Виды кнткт: неразмк. (слаб. и сл.тчн.), размк. и сколз. Осн.харктстк:

а) Кнткт.сопр Rк=Rперхд+Rплнк. Для Rперхд прим мат с бол.уд.эл/прв и мал.тв (медь, србр). Все кнткт имют выс.сопр клнк Rплнк.

б) Эл. и мех.изнс (корз) кнткт. Для всех мат сущт I_min и U_min, при кх эл.дуга невозмжн. Изнс/стк. свва мат: бол.взк, стк к истир, низ.кфц.трен.

1) Слаб.тчн.кнткт (благ.мтл и спл) – мал.кнткт.нажт, нет дуг.

Серебро – для покрт галв.кнткт.

Золото – не оксл, стк к обрз плнк, лгк.сврк, для покрт галв. кнткт. Злт-плтн – выс.плтнст, не оксл при нгрв. Злт-нкл – выс.уд.сопр, для покрт кнткт.

Платина – наиб.уд.сопр, сам.низ.теп/прв, не обрзт плнк, мал.тв, для мкркнткт.

Палладий – выс.уд.сопр, стк к обрз плнк.

Родий – мал.плст, не обрб мех, для эл/хим.покрт.

2) Сил.тчн.кнткт (србр и неблаг.мтл) – знч.кнткт.нажт, есть дуг, низ.сопр, выс.стк к сврк, в сил.цеп.упр.

Медь – подв корз, лгк.сврк и оксл, в неоксл.срд (мсл).

Вольфрам – выс.стк к сврк, мал.мех.изнс, в выклч с газом.

Молибден – немн.устп влфрму по свв, но дешле.

Рений – стк к изнс, для неразмк.кнткт.

Кмпзц: србр-нкл, србр-влфрм, србр-грфт, мед-грфт.

Материалы для пайки

Припой – спец.спл для пайк мтл.чст и првд. Мяг.прп (спл олв и свнц) – темп.плвл 60-400°, тв.прп (србр) – >500°.

Флюсы – для пайк мяг.прп, рсврт и удлт оксл и згрз с пов мтл, зщт от оксл, ул.растек прп. Флс: кслт. (на осн сол.кслт), безкслт. (кнфл, глцрн), актвр. (кнфл + салцл.кслт). Для пайк тв.прп исп буру в смс с бор.кслт и хлрст.калием.

Полупроводники                                                       16

П/п – лгк.разрв эл.свз, эл/прв при комн.темп, мал.перм.ток, узк.запр.з, по свв м/ду пров и диэл. Осбн: выс.чувст к прмс и вн.энрг. воздст, два типа эл/прв – эл. и дыр. (n- и p-тип). П/п.прбр: (терм-, фот/сопр, диод и триод) – мал.вес и гбрт, прост изг, бол.срк.слжб, нджн. П/п.элм (13): бор, углрд, крмн, грмн, олв, фсфр, мшк, срма, всмт, сер, слн, тлр, йод.

Электропроводность полупроводников

Уд.прв γ=enu_N+epu_P, n=p – конц эл и дыр, u_N, u_P – подвж эл и дыр. Дыр – св.урвн. Прмс – прив к появ лок.урвн в запр.з на краях з.прв и вал.з. Донр – прмс поствл эл в з.прв (n-тип), акцр – захвт эл из вал.з (p-тип). Прмс.прв – изза прмс или дефкт рштк. Осн.нос.зар – те, кх в п/п болше.

Типы эл/прв:

1) собст. (n=p) – эл прхдт из заплн.з (вал.з) в з.прв,

2) эл. (n-тип) – доплн.эл з.прв изза дон.прмс,

3) дыр. (p-тип) – появ дыр в вал.з иззи акц.прмс.

Влиян темп на эл/прв: низ.темп – ув.конц изза прмс, сред. темп – пост.конц изза исттщ прмс, выс.темп – быст.ув.конц изза прхд эл чрз запр.з.

Осн.прмтр:

1) Уд.эл/прв γ=Aexp(-W/2kT), W – энрг.актвц.

2) Уд.сопр ρ=1/γ=Bexp(W/2kT).

3) Темп.кфц.лин.сопр ТКρ=1/ρ·dρ/dT (не пост.).

Влиян деф на эл/прв: терм/рзст.эфкт – изм.сопр при рстж или сжт. Тензометр (крмн) – прбр чувств к деф, изг мкрфн, гидрфн, сейсмгрф. Тензочувствст d_ρ=(Δρ/ρ)/(Δl/l).

Влиян свт на эл/прв: фот/прв – ув.эл/прв при эл/маг.излч (снчл – быстр, птм – медл).

Влиян сил.эл/п на эл/прв: до нек.зн Екр – не звст (медл.взрст), птм – быстр.растт (разрш п/п).

Магнитные свойства материалов                            18

Маг.мат – феромаг.вщв и феримаг.соед. Маг.свв изза эл. круг.ток: вращ эл вкрг оси (эл.спин) и орбт.вращ эл в ат. Фрмгнтзм изза крист.стрр (домен) в мат при темп <т.Кюри, в кх эл.спин один.напрвл (самопрзв.намагнч) без вн.маг.п. Маг.текстуры – рзк.выр.маг.анзтрп. Магнтстркц – ув.лин. рзмр при намаг (в плкрист.мол). Маг/прон μ=B/H, B – маг. инд, H – маг.напр. Маг/прон звст част (умся) и темп (темп. кфц.маг/прон). Петля гстрзс – остат.инд B_R и коэрц.сил H_C. Маг.мяг.мат – мал. H_C, бол. μ, маг.тв.мат – бол. H_C, мал μ. При перемаг – нгрв: пот на гстрз и дип.пот (вихр.ток). Феримагнтк (ферит) – антипарл.напрвл.спин эл в дмнх.

Магнито-мягкие материалы

Маг.мяг.мат – выс.маг/прон, мал.коэрц.сил и пот на гстрзс, изг срдчнк трнсфр, элмгнт, в изм.прбр.

1) Техн.сит.жлз – мног.прмс, низ.уд.эл/сопр, изг магнтпрвд пост.маг.птка. Низ.углрдст.эл/тхн.сталь.

2) Особ.чист.жлз (эл/тхн. и крбнл.жлз) – мал.прмс.

Лист.эл/тхн.сталь (осн.маг.мяг.мат) – ув.уд.сопр и маг/прон, ум.коэрц.сил и пот на гстрзс.

3) Пермалои (жлз/нкл.спл) – выс.мол.прон в обл слаб.п, нет анзтрп и магнстркц, чуств к вн.мех.напр, звст от хим.сост, прмс в спл и терм.обрб. Добвк: млбдн и хрм (ув.уд.сопр и маг/прон, ум.чуств), медь (ув.темп. стблн и уд.сопр, лгк. обрб), крмн и мргнц (ув.уд.сопр). Для изг срдчнк мал.габ. сил.трнсфр, дросл, реле, дтл маг.цеп для  рбт при пов.инд без подмагн или мал.подмагн.

4) Альсифер (спл жлз с крмн и алм) – тв, хрп. Для изг маг. экрн, крпс прбр, пршк.

Материалы специального назначения                    19

1) Спец.феромгнтк.

   а) Спл с незнч.изм.маг/прон при изм.напр.п.

Пермивар (Fe-Ni-Co) – неб.коэрц.сил, мал.маг.стблн, чуств к темп и мех. напр. Изоперм (Fe-Ni-Al (Cu)) – ув.маг.стблн.

   б) Спл с сил.звст маг/прон от темп.

Терм/маг.спл на осн Ni-Cu, Fe-Ni – для кмпнсц темп.погрш.

   в) Спл с выс.мгнтсркц.

Спл на осн Fe-Pt, Fe-Co, Fe-Al – для звк. и ултрзвк.гнртр.

   г) Спл с особ.выс.инд.насщ.

Жлз/кблт.спл – наиб.инд.насщ, мал.уд.эл/сопр.

2) Ферриты – маг.крмк с незнч.эл.эл/прв, бол.уд.сопр, мал. пот и выс.маг.свв на выс.част, выс.диэл/прон (с ув.част умся). Фрт.грп: Mg-Ni, Ni-Zn и Li-Zn.

3) Маг/диэлктр – рбт на выс.част, бол.эл/сопр, мал.пот, маг/прон не звст от вн.маг.п, в огр.обл прим.

4) Кнстр.чугун и сталь – выс.мех.свв, шир.тхнлг.взмжн, в эл/маш-, апрт- и прбр/стр.

Магнито-твердые материалы

1) Легир.стали, закалвм на мартенсите – наиб.прост и достп, изг пост.маг.

2) Литые маг.тв.спл. Альни (Al-Ni-Fe) – бол.маг.энрг, тв, хрп, плх.обрб. Спл альни с крмн – альниси, с кблт – альнико, с небол.колчв.кблт – магнико.

3) Мгнт из пршк – мтлкрмч. и мтлплст.мат, изг пост.маг.

4) Маг.тв.фрт. Бариевый феррит – бол.коэрц.сил.

5) Плстч.дефрм.спл и маг.лнт – для записи и воспризв звк.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Марийский Государственный Политехнический Институт

Кафедра КиПР

Радиоматериалы

(шпоры)

Выполнил: студент гр.РРТ-21

Смирнов С.М.

Проверил: к.т.н., доцент

Михеева Е.В.

Йошкар-Ола

2006