Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Химия радиоматериалов, лекции Кораблевой А.А. (ГУАП)



 Другие рефераты
Химия никеля Химия платины и ее соединений Химия сегодня Химия сегодня

Вступление
   Для создания электронных приборов необходим целый  арсенал  материалов  и
уникальных и  тонких технологических процессов. Современная  радиотехника  и
особенно  высокочастотная  техника  (радиосвязь),   приборы   и   аппаратура
радиоэлектроники требуют большого количества конструкционных  и  специальных
радиотехнических материалов, свойства  которых  должны  удовлетворять  самым
разнообразным условиям  их  применения.  Под  радиотехническими  материалами
принято  понимать  материалы,  которые  обладают   особыми   свойствами   по
отношению к   электрическому,  магнитному  и  электромагнитному  полям.  Они
разделяются на 4 группы:
   1) проводники
   2) диэлектрики
   3) полупроводники
   4) магнитные материалы
Требования, которым должны удовлетворять радиоматериалы:
   1) обладать высокими электрическими (магнитными) характеристиками.
   2) нормально работать при повышенных, а иногда при низких температурах.
   3) иметь достаточную механическую прочность при различных видах нагрузки,
      устойчивостью к тряске, вибрации, ударам…
   4)   обладать   достаточной   влагостойкостью,   химической   стойкостью,
      стойкостью к облучениям.
   5) не иметь заметно выраженного старения.
   6) удовлетворять технологичности, т.е. сравнительно легко обрабатываться.
   7) быть недорогими и не дефицитными.

                                   Глава 1
        Классификация и основные сведения о проводниковых материалах
1.1 Виды проводников
       Проводниками  электрического  тока  могут   служить   твёрдые   тела,
жидкости, а при соответствующих условиях и газы
       Твёрдыми  проводниками  являются  металлы,  металлические  сплавы   и
некоторые  модификации  углерода.  За   последнее   время   получены   также
органические полимеры. Среди металлических проводников различают:
      а) материалы, обладающие  высокой  проводимостью,  которые  используют
для изготовления проводов, кабелей,  проводящих  соединений  в  микросхемах,
обмоток трансформаторов, волноводов, анодов мощных генераторных ламп и т.д.
      б)  металлы  и  сплавы,  обладающие  высоким  сопротивлением,  которые
применяются   в   электронагревательных   приборах,   лампах    накаливания,
резисторах, реостатах.
      К  жидким проводникам  относятся  расплавленные  металлы  и  различные
электролиты.  Как  правило  температура   плавления   металлов   высока   за
исключением  ртути  (-39°C),  галлия  (29,8°C)  и  цезия  (26°C).   Механизм
протекания тока обусловлен движением свободных электронов.  Поэтому  металлы
называются  проводниками  первого  рода.  Электролитами   или   проводниками
второго рода являются растворы солей, кислот и щелочей. Все газы и  пары,  в
том числе пары металлов при низкой напряженности не  являются  проводниками.
При высоких напряженностях может произойти ионизация газа, и  ионизированный
газ, при равенстве числа электронов и положительных ионов в единице  объёма,
представляет собой особую равновесную проводящую среду,  которая  называется
плазмой.

1.2 Кристаллическая структура металлов
       Металлы  имеют  кристаллическое  строение,  но  есть  и  аморфные.  В
сплошном куске металла  кристаллы  его  расположены  случайным  образом.  Их
очертания имеют неправильную  форму,  но  путём  медленного  выращивания  из
расплавленного металла можно получить крупный кристалл,  который  называется
монокристаллом.


Метод Чохральского: получение монокристалла и очистка металла.
Медленно вытягивают из расплава монокристалл, примеси остаются  в  расплаве.
Монокристалл отличается мягкостью, но  для  его  разрыва  требуется  большее
усилие чем для разрыва металла.
      Возможны 6 вариантов кристаллических решеток металлов:
   1) простая кубическая Kr = 6.
   2) объёмно центрированная кубическая Kr = 8; Li, Na, K, Rb, Cs, Fe.
      3) кубическая гранецентрированная, Kr = 12; Cu, Ag,  Au,  Cr,  Mo,  W,
Ca, Ni, Pt, Pd, Co, Ro, Ir, Rh, Fe.
      4) октаэдрическая структура Kr = 6.
      5) тетраэдрическая Ge, Pb, ?-Sn
      6) гексагональная Mg, Be, Cd, Ru, Os.
Решетки  металлов,  принадлежащих  одной  подгруппе  периодической  системы,
обычно   являются   одинаковыми.   Железо    может    кристаллизоваться    в
гранецентрированную и в объёмно центрированную.

1.3 Металлическая связь
       Как  особый   вид   связи   осуществляется   в   жидком   и   твёрдом
(кристаллическом) состояниях (имеется также и аморфное состояние  металлов).
В парообразном состоянии металлические атомы имеют ковалентную  связь  (т.е.
общую электронную пару) и, следовательно, являются диэлектриками.
       Элементарная  решетка  лития  –  кубическая  объёмно  центрированная,
следовательно,  надо  осуществить  связь  по  крайней  мере  в  элементарной
решетке Li9, а валентный электрон всего один и он  должен  находиться  между
всеми восемью «соседями», поэтому он должен быть делокализован.  МВС  (метод
валентных связей) не описывает металлическую связь в кристаллах,  она  может
быть  описана  только  методом  молекулярных  орбиталей  (ММО)  т.е.  зонной
теорией твёрдого тела. Согласно  зонной  теории  для  всех  металлов  ширина
запрещённой зоны = 0, например: Na…3s1, Mg…3s2, Al…3s23p1.
Na
В зоне столько уровней, сколько атомов объединилось в кристалле,  на  каждом
уровне максимум 2 электрона. 100 атомов –  100  уровней,  на  которых  может
быть 200 электронов, а есть только 100 электронов, следовательно, для  Na  и
других его аналогов, у которых содержится 1 электрон  на  валентном  уровне,
валентная зона на половину  заполнена,  а  следовательно,  внутри  валентной
зоны электрон может менять энергию, а  значит  участвовать  в  проводимости.
Значит валентная зона одновременно  является  зоной  проводимости  и  ширина
запрещённой зоны для таких металлов = 0.


Mg
Содержит 100 атомов, следовательно, 100 уровней, может быть 200  электронов,
есть 200, следовательно,  3s  зона  (ВЗ)  полностью  заполнена,  3p  –  зона
проводимости ЗП получается из 3p подуровней. В случае с Mg ЗП  накладывается
на ВЗ, и поэтому электрону не требуется большой энергии для перехода  в  эту
зону (?E = 0);
Al
ВЗ полностью заполнена и ?E = 0.

1.4 Электропроводность и теплопроводность металлов
? – электропроводность
? = enu [Ом-1 см-1] 106 – 104
Электроны  в  металле  благодаря  ничтожной  массе   и   размерам   обладают
значительной подвижностью. Обозначим эту подвижность через  u  [см2/(В  с)].
Поэтому если к металлу приложить некоторую разность  потенциалов,  электроны
начнут перемещаться от отрицательного полюса  к  положительному,  тем  самым
создавая электрический  ток.  Удельная  проводимость  ?  зависит  от  заряда
электрона  и  концентрации  носителей,  которая   у   большинства   металлов
практически одинакова.
? = 1/ ? = RS/l; [Ом м]

? = h/(ke2n2/3)
где:
 lср – длина свободного пробега электрона
k – постоянная Больцмана
n – концентрация
h – постоянная Планка
lср зависит от структуры металла. При одной и той же структуре  она  зависит
от радиуса атомов
      Чистые металлы, имеющие совершенную кристаллическую решетку,  обладают
наименьшим  значением  ?.  Дефекты   кристаллической   решетки   увеличивают
сопротивление вызывая рассеяние электронов.
? = ?чист+?примесей
При повышении  температуры  сопротивление  увеличивается  и  причиной  этого
является интенсификация колебаний кристаллической решетки.  Теплопроводность
изменяется параллельно электропроводности.



1.5 Влияние различных факторов на удельную электропроводность.
(1) Зависимость удельного сопротивления проводников от температуры.
?Т = ?о(1+??Т)
?Т - ?о = ?о ??Т
?? = ??/(?Т) = d?/(?dT)
Для большинства металлов ?? =  1/273  =  0.004  К-1.  Исключение  составляют
металлы, относящиеся к магнетикам: Fe, Ni, Co и для них ?? отличается в  1.5
– 2 раза.
      В настоящее время известно 23 металла, которые в интервале от  0.3  до
9.22 К обладают сверхпроводимостью
Таблица 1. Положение металлов, обладающих сверхпроводимостью.
|Подуровни                                                                                                 |
|                |                |плавления       |кипения         |                |                |
|лёгкие цветные металлы                                                                                    |
|Al              |2699            |660             |2060            |211.0           |0.0265          |
|Mg              |1740            |650             |1107            |157.4           |0.047           |
|Ti              |4540            |1800            |3400            |14.9            |0.47            |
|тяжелые цветные металлы                                                                                   |
|Ni              |8900            |1455            |2730            |58.6            |0.068           |
|Zn              |7140            |419             |907             |111.1           |0.059           |
|Sn              |7300            |232             |2270            |63.1            |0.115           |
|Cu              |8960            |1083            |260             |385.2           |0.0167          |
|Pb              |11340           |327             |1740            |34.6            |0.2065          |
|малые цветные металлы                                                                                     |
|Mo              |10200           |2625            |4800            |140             |0.0517          |
|W               |19350           |3377            |6000            |160             |5.03            |
|благородные цветные металлы                                                                               |
|Au              |19320           |1063            |2600            |311             |0.0225          |
|Ag              |10490           |960             |2210    
12345
скачать работу


 Другие рефераты
Разработка системы обучения фирмы Связь
Альтернативные виды энергии и загрязнение водных бассейнов
Компромисс в международной политике
Оқу мен жазу арқылы сын тұрғысынан ойлауды дамыту


 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ