Основные характеристики синтетических изоляционных жидкостей

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 14 из 14

Занятие 29    (2 часа) Газообразные диэлектрики.

29.1.Общие определения.

К газообразным диэлектрикам относятся все газы и воздух, представляющий собой смесь газов и паров воды. Многие газы используются в качестве диэлектриков в газонаполненных конденсаторах, воздушных выключателях высокого напряжения и других электротехнических устройствах. Воздух окружает все электрические установки и как диэлектрик во многом определяет надежность их работы. Провода линий электропередач высокого напряжения, закрепленные на мачте с помощью фарфоровых изоляторов на всем протяжении изолированы друг от друга только слоем воздуха.

29.1.1. Основные характеристики газообразных диэлектриков:

Занятие 30    (2 часа) Активные диэлектрики

30.2. Сегнетоэлектрики.

Сегнетоэлектрики - вещества, направление поляризации, которых может быть изменено с помощью внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрики обладают рядом специфических свойств, которые проявляются лишь в определенном диапазоне температур.

Сегнетоэлектрики находят применение для изготовления малогабаритных низкочастотных конденсаторов с большой удельной емкостью, материалов с большой нелинейностью поляризации для диэлектрических усилителей, модуляторов и др. управляемых устройств, для модуляции и преобразования лазерного излучения, в акусто- и пьезоэлектрических преобразователях.

30.3. Пьезоэлектрики

Пьезоэлектрики - это вещества с сильно выраженным пьезоэлектрическим эффектом. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют явление поляризации диэлектрика под действием механических напряжений. При обратном пьезоэффекте происходит изменение размеров диэлектрика под действием приложенного электрического поля. В различных пьезопреобразователях широко используют кристаллы кварца.

       30.4. Пироэлектрики

Пироэлектрики, это диэлектрики, обладающие пироэлектрическим эффектом. Пироэлектрический эффект состоит в изменении поляризованности диэлектриков при изменении температуры. К типичным линейным пироэлектрикам относятся турмалин и сульфит лития. Пироэлектрики произвольно поляризованы, но, в отличие от сегнетоэлектриков, направление их поляризации не может быть изменено электрическим полем. Пироэффект используется для создания тепловых датчиков и приемников лучистой энергии, предназначенных, в частности, для регистрации инфракрасного и СВЧ-излучения.

Тема 6. Полупроводниковые материалы (4 часа)

Общие определения.

Полупроводники представляют собой обширную группу веществ, занимающих по величине удельного сопротивления промежуточное положение между диэлектриками и проводниками.

       Диапазон удельного сопротивления полупроводников при комнатной температуре условно ограничивают значениями 10⁶-10⁸ Ом-м.  

Отличительным свойством полупроводников является сильная зависимость их удельного сопротивления от концентрации примесей. При введении примесей изменяется значение проводимости полупроводника.

У большинства полупроводников удельное сопротивление зависит также от температуры и других внешних энергетических воздействий (свет, электрическое и магнитное поле, ионизирующее излучение и т.д.). На управлении с помощью тепла, света, электрического поля, механических усилий электропроводностью полупроводников основана работа терморезисторов (термисторов), фоторезисторов, нелинейных резисторов (варисторов) и других устройств.

Занятие 31    (2 часа) Германий и кремний

31.1. Герма́ний — химический элемент с атомным номером 32 в периодической системе, обозначается символом Ge

Рис.31.1. Кристалл германия - Cветло-серый полупроводник с металлическим блеском

Особые свойства германия определяют широкий круг облacтeй eгo примeнeния. Германий используется в металлургии, медицине и в таких высокотехнологических областях, как электронная и электротехническая промышленность, производство инфракрасной и волоконной оптики, люминофоров.

В электронике помимо полупроводниковых диодов и триодов германий применяется в производстве терморезисторов, фотоэлементов с запирающим слоем, термоэлементов, пленочных сопротивлений. Германиевые стекла и линзы применяют в приборах ночного видения, системах наведения различных видов военной техники.

Кроме того, германий используется в лазерной технике и гелиоэнергетике. В частности используемые в спутниках связи солнечные батареи из арсенида галлия строятся на германиевых подложках. Германий — типичный полупроводник используется в производстве полупроводниковых элементов: транзисторов и диодов.

Кремний.

Кре́мний — химический элемент с атомным номером 14 в периодической системе, обозначается символом Si

Рис.31.2. Кремний. В аморфной форме —коричневый порошок, в кристаллической — тёмно-серый, слегка блестящий.

На долю кремния приходится 29,5 % массы земной коры, в состав которой он входит в виде силиконов и кремнезема. Кремний применяется в сталелитейной промышленности. Основные потребители металлического кремния - производители алюминия, алюминиевых сплавов и химическая промышленность. В настоящее время сверхчистый кремний в виде кристаллического кремния является основным сырьевым материалом для электроники и солнечной энергетики.

Рис.31.3. Полупроводниковые приборы с использованием германия и кремния.

 Занятие 32   (2 часа) Селен и теллур.

32.1. Селе́н — химический элемент с атомным номером 34 в периодической системе, обозначается символом Se, хрупкий блестящий на изломе неметалл чёрного цвета

Рис.32.1. Селен

Селен - очень редкий и рассеянный элемент, его содержание в земной коре 5·10^-6% по массе. История Селена в земной коре тесно связана с историей серы. Селен обладает способностью к концентрации и образует 38 самостоятельных минералов - природных селенидов, селенитов, селенатов и других.

Применение Селена.

       Благодаря дешевизне и надежности Селен используется в преобразовательной технике в выпрямительных полупроводниковых диодах, а также для фотоэлектрических приборов, электрофотографических копировальных устройств, в качестве люминофоров в телевидении, оптических и сигнальных приборах, терморезисторах и т. п.

Селен широко применяется для обесцвечивания зеленого стекла и получения рубиновых стекол; в металлургии - для придания литой стали мелкозернистой структуры, улучшения механических свойств нержавеющих сталей; в химической промышленности - в качестве катализатора; используется Селен также в фармацевтической промышленности и других отраслях.

Теллур

Теллу́р — химический элемент с атомным номером 52 в периодической системе и атомной массой 127,60; обозначается символом Te.

Содержание в земной коре 1·10^-6 % по массе. Известно около 100 минералов теллура. Важнейшие из них: алтаит PbTe, сильванит AgAuTe₄, калаверит AuTe₂, тетрадимит Bi₂Te₂S. Встречаются кислородные соединения теллура, например ТеО₂ — теллуровая охра. Важный источник теллура — медные и свинцовые руды.

Рис.32.2. Теллур

Теллур — хрупкое серебристо-белое вещество с металлическим блеском. В тонких слоях на просвет красно-коричневый, в парах — золотисто-жёлтый.

Химически теллур менее активен, чем сера. Он растворяется в щелочах, поддается действию азотной и серной кислот, но в разбавленной соляной кислоте растворяется слабо. С водой металлический теллур начинает реагировать при 100°С, а в виде порошка он окисляется на воздухе даже при комнатной температуре, образуя оксид Te0₂.

При нагреве на воздухе теллур сгорает, образуя Te0₂.

Применение теллура.

Теллур применяется в производстве сплавов свинца с повышенной пластичностью и прочностью (применяемых, например, при производстве кабелей).

При введении 0,05 % теллура потери свинца на растворение под воздействием серной кислоты снижаются в 10 раз, и это используется при производстве свинцово-кислотных аккумуляторов.

Велика роль теллура в производстве полупроводниковых материалов и, в частности, теллуридов свинца, висмута, сурьмы, цезия.

Занятие 33    (2 часа) Контрольная работа №5 ЭМ У33

Занятие 34   (2 часа) Зачет

Занятие 35   (2 часа) Зачет

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману