Раздел 4  Полупроводниковые материалы

Изучение этого раздела следует начинать с изучения общих свойств полупроводников, которые используются в различных случаях применения. Это зависимость проводимости от внешних энергетических воздействий: температуры, напряженности поля, освещенности, механических деформаций, невидимого электромагнитного излучения. Особое место в применении полупроводников занимает электронно-дырочный переход. Обратить внимание на способы очистки полупроводников от примесей и легирующих элементов.

Тема 4.1 Физические процессы в полупроводниках.Собственная и примесная проводимость полупроводников. Зависимость проводимости от внешних энергетических воздействий: температуры, освещенности, напряженности поля, механических деформаций. Эффект Холлa в полупроводниках.

[2 c.48-94], [3 c. l70-199], [4 c.58-64]

Тема 4.2 Элементарные полупроводники.Полупроводниковый германий, кремний и селен. Способы очистки от при­месей, характеристики, применение.

[2 с. 94-98],  [3 с.199-224],  [4 с.65-70]

 Тема 4.3 Сложные полупроводниковые соединения.Двухкомпонентные проводниковые соединения. Многокомпонентные соединения.

[2 с. 98-105], [3 с. 224-240],  [4 с.71-74]

Раздел 5 Магнитные материалы.

Прежде чем изучать магнитные материалы, необходимо познакомится с физическими процессами, происходящими в магнитном материале во внешнем магнитном поле. Это начальное намагничивание и его сущность и перемагничивание. Затем приступить к изучению магнитомягких и магнитотвердых материалов, обратить внимание на критерии выбора материалов для слабых, сильных полей, полей высоких и сверхвысоких частот.

Тема 5.1 Физические процессы в магнитных материалах.Процесс намагничивания и перемагничивания. Магнитный гистерезис. Магнитная проницаемость и ее зависимость от внешних воздействий. Магнитные потери.

[2 с.273-286], [3 с.240-251 ], [4 с.75-81 ]

Тема 5.2 Магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Назначение магнитомягких материалов. Магнитомягкое железо, электротехническая сталь, сплавы пермаллой и альсифер. Назначение магнитотвердых материалов. Магнитотвердые стали, сплавы и ферриты.

[2 с. 287-295, 317-327], [3 с. 251-279], [4 с.81-90]

Тема 5.3 Магнитные материалы специального назначения.Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса, магнитострикционные материалы, термомагнитные материалы с постоянной магнитной проницаемостью.

[2 с. 308-314], [3 с.279-290], [4 с.90-92]

Методические рекомендации по выполнению

Домашней контрольной работы

В соответствии с учебным планом  дисциплины «Электротехнические материалы»  предусмотрено выполнение домашней контрольной  работы.

Домашнюю контрольную работу, которая позволяет оценить уровень теоретических знаний по курсу и способствует выработке навыков самостоятельной рабо­ты с литературой и методическими рекомендациями, учащиеся выполняют самостоятельно и сдают на проверку преподавателю. При выполнении контрольной работы учащийся должен опираться на программу курса и методические рекомендации, где отражена примерная структура содержания каждой темы и приведена основная литература. При написании работы по мере необходимости можно использовать различные справочные материалы и другую техническую литературу.

Контрольная работа выполняется строго в соответствии с вариантом учащего­ся. Номер варианта определяется по таблице распределения вариантов. Задание каждого варианта содержит два теоретических вопроса. Работа, выполненная не по варианту, не принимается, независимо от объема и качества выполнения, и должна быть выполнена заново.

Оформляется работа следующим образом:

- на обложке тетради необходимо наклеить адресный бланк учебного заведения;

- пронумеровать страницы контрольной работы;

- на первом листе написать номер варианта, вопросы варианта и план;

- в тетради оставить стан­дартные поля для замечаний преподавателя;

- в конце тек­ста на отдельной странице указать список использованной литера-

туры, поставить дату выпол­нения контрольной работы и подпись, а также оста-

вить чистый лист для  рецензии преподавателя.

Контрольная работа должна быть написана грамотно и аккуратно, разборчивым почерком. Объём работы: 18-20 страниц ученической тетради. Изложение заданий должно осуществляться по пунктам, сопровождаться необходимыми разъяснениями, при необходимости рисунками и комментариями к ним.

Контрольная работа может быть выполнена печатным текстом с соблюдением необходимых требований.

Таблица распределения вариантов

Варианты заданий домашней контрольной работы

Вариант 1.

1. Основы металловедения, металловедение – как наука.  Кристаллическое строение веществ.  Виды кристаллических решёток. Свойства кристаллов, дефекты кристаллических решёток.

 2. Материалы высокой проводимости: медь, алюминия и их сплавы. Основные свойства, марки и области применения.

Вариант 2.

1.Основные сведения о металлах, их использование в производстве электроустановок.  Кристаллизация металлов и их сплавов. Полиморфизм, превращения в критических точках под влиянием температуры и давления. Основные свойства ме­таллов.

2. Материалы высокого сопротивления: реостатные (манганин, константан)  и

нагревостойкие сплавы (нихромы, фехрали и хромали). Сплавы для термопар. Основные свойства, марки и области применения.

Вариант 3.

1. Основные сведения из теории сплавов: понятия «металлический сплав», «компоненты сплава», виды сплавов по взаимодействию компонентов, способы их получения. Диаграмма состояния. Сплавы железа с углеродом.

2. Газообразные и жидкие диэлектрики. Виды газообразных диэлектриков, механизм пробоя газов. Классификация жидких диэлектриков. Их основные свойства, характеристики, области применения.

Вариант 4.

1. Классификация проводниковых материалов по агрегатному состоянию. Электропроводность газообразных, твёрдых и жидких проводников. Классификация проводниковых материалов по величине удельного электрического сопротивления, их краткая характеристика и основные свойства.

2. Метод Бринелля, его недостатки. Понятие «твёрдость». Методика определения твердости металлов на прессе Бринелля. Недостатки данного метода.

Вариант 5.

1. Основные сведения о диэлектриках. Электрические свойства диэлектриков: поляризация, электропроводность, диэлектрические потери, пробой. Количественные характеристики: диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь.

2.Неметаллические проводниковые материалы. Сажи, пиролитический углерод, изделия из них. Основные свойства, получение и их применение.

Вариант 6.

1. Свойства диэлектриков. Механические свойства: упругость, прочность, вязкость. Тепловые свойства: нагревостойкость, теплопроводность, холодостойкость. Тепловое расширение, температурный коэффициент теплового расширения.

2. Основы термической обработки металлов и сплавов. Основные виды термической обработки и цель их назначения. Сущность  и разновидности химико-термической обработки металлов, цель их назначения.

Вариант 7.

1. Классификация  диэлектриков по назначению, по агрегатному состоянию, по химической основе. Характеристика пассивных и активных диэлектриков и их применение. Понятие органических, неорганических и элементоорганических диэлектриков. Их свойства, достоинства и недостатки.

2. Общие сведения о полупроводниковых материалах. Элементарные  полупроводники: германий, кремний, селен. Их характеристика и применение. Сложные полупроводниковые соединения типа А_xⁿВ_y^m.

Вариант 8.

1. Физические процессы в полупроводниках. Собственные и примесные полупроводники. Зависимость проводимости полупроводников от воздействия температуры и освещённости. Области применения полупроводниковых материалов.

2. Основные сведения об активных диэлектриках. Классификация активных диэлектриков. Характеристика сегнетоэлектриков, пьезоэлектриков, электретов, жидких кристаллов и их применение.

Вариант 9.

1. Общие сведения о магнитных материалах. Основные свойства и характеристики магнитных материалов: кривая намагничивания, петля гистерезиса, магнитная проницаемость, потери энергии при перемагничивании.

2. Резина и резиновые изделия. Исходные материалы для производства резиновых изделий.  Состав и способы получения резин. Свойства и применение.

Вариант 10.

1. Классификация магнитных материалов. Магнитомягкие, магнитотвёрдые материалы и материалы особого назначения. Их характеристика и применение.

2. Газообразные диэлектрики.  Пробой газов в однородном электрическом поле. Особенности пробоя газов в неоднородном электрическом поле. Вольт-амперная характеристика газов.