Металлы, диэлектрики, полупроводники1.ppt
- Количество слайдов: 27
авторы название год изд тема нал в би бл 1. Н. С. Пасынков С. В. Сорокин Материалы электронной техники 2003 1 -6 30 2. Богородицкий Электротехнические материалы 2000 1 -6 30 3. В. Г. Голович Технология деталей радиоаппаратуры 1983 7 -9 10 Дополнительная литература 4. Ю. А. Аверкиев Технология холодной штамповки 1989 6 5. Зубцов Листовая штамповка 1980 6 6. А. П. Пантелеев Ю. М. Шевцов И. П Горячев Справочник по проектированию оснаски для переработки пластмасс 1986 6, 7 7. В. А. Ильин Технология изготовления печатных плат 1984 7 8. А. А. Федулова Химические процессы в технологии изготовления печатных плат 1981 6, 7
Композиционные материалы, состоящие из нескольких компонент, выполняющих разные функции, причем между компонентами существуют границы раздела. 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.
Пассивные функции 1) Электроизоляция проводников тока; 2) Поляризационно – изорирующая межобкладочная среда конденсаторов; 3) Подзатворная изоляция полевых транзисторов; 4) связующая среда магнитодиэтектриков; Активные функции 5) Вариконды, датчики температуры, нелинейные усилительные элементы (на основе сегнетоэлектриков); 6) Пьезоэлектрические генераторы, резонаторы, трансформаторы. Элементы акустоэлектроники (на основе пьезоэлектриков, акустооптических материалов); 7) Источники постоянного электрического поля (на основе электретов); 8) Электролюминофоры, фотолюминофоры, сцинтилляторы; 9) Модуляторы света; 10) Оптические запоминающие устройства; 11) Индикаторы (на основе жидких кристаллов); 12) Рабочие оптические лазерные среды.
ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ДИЭЛЕКТРИКАХ Типы диэлектриков и их поляризация Диэлектрики - вещества, в которых практически отсутствуют свободные носители заряда. • Диэлектрики при обычных условиях не проводят электрический ток. • Термин «диэлектрики» введен Фарадеем. • Идеальных диэлектриков в природе не существует, так как все вещества в какой-то степени проводят электрический ток. • Диэлектрики проводят электрический ток примерно на 15 - 20 порядков хуже, чем вещества, называемые проводниками. • Диэлектрик, как и всякое вещество, состоит из атомов и молекул. Молекулы диэлектрика электрически нейтральны. Положительный заряд всех ядер молекулы равен суммарному заряду электронов. Молекулу можно рассматривать как электрический диполь с электрическим моментом
• Диэлектрик называют неполярным (с ковалентной неполярной химической связью между атомами в молекулах), если в отсутствие внешнего электрического поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов в молекулах совпадают, и, следовательно, электрический момент M молекул таких диэлектриков равен нулю (примером является: N 2, Н 2, О 2, СН 4). • Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны (положительные - по полю, отрицательные против поля) и молекулы приобретают дипольный момент.
Диэлектрик – вещество, основным свойством которого является спо собность к поляризации, и в которых возможно существование электростатического поля. Собственный электрический момент молекулы электриче ский момент, которым обладает молекула в отсутствие электрического по ля. Молекулы, которые обладают собственным электрическим моментом, называются полярными (дипольными), иначе – неполярными. Неполярные молекулы: He, Ar, Ne Рис. 2. Неполярная молекула
• Диэлектрик называют неполярным (с ковалентной неполярной химической связью между атомами в молекулах), если в отсутствие внешнего электрического поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов в молекулах совпадают, и, следовательно, электрический момент М молекул таких диэлектриков равен нулю (примером является: N 2, Н 2, О 2, СН 4). • Под действием внешнего электрического поля заряды неполярных молекул смещаются в противоположные стороны (положительные - по полю, отрицательные против поля) и молекулы приобретают дипольный момент.
• Диэлектрик называют полярным (с ковалентной полярной химической связью между атомами в молекулах), если даже при отсутствии внешнего электрического поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов не совпадают. • Молекулы таких диэлектриков всегда обладают дипольным моментом. Примером таких молекул являются: Н 2 О, NH 3, SO 2, CO. • При отсутствии внешнего поля дипольные моменты полярных молекул вследствие теплового движения ориентированы в пространстве хаотично и их результирующий момент равен нулю. • Если такой диэлектрик поместить во внешнее поле, то силы этого поля будут стремиться повернуть диполи вдоль поля и возникает отличный от нуля результирующий дипольный момент.
• Пластина из однородного диэлектрика, заполняющая пространство между двумя бесконечными параллельными разноименно заряженными плоскостями и находящуюся, следовательно, в однородном внешнем электрическом поле Е 0. • Под действием поля диэлектрик поляризуется, т. е. происходит смещение зарядов. Положительные смещаются вправо по полю, а отрицательные влево - против поля. • На правой грани диэлектрика, обращенного к отрицательной плоскости, будет избыток положительного заряда с поверхностной плотностью +σ, на левой грани, стороне положительной пластины, избыток отрицательного заряда с поверхностной плотностью –σ. • Эти некомпенсированные заряды, появляющиеся в результате поляризации диэлектрика, называют связанными.
• Соответственно трем группам диэлектриков различают три вида поляризации: • электронная, или деформационная, поляризация диэлектрика с неполярными молекулами. заключающаяся в возникновении у атомов индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит; • ориентационная, или дипольная, поляризация диэлектрика с полярными молекулами, заключающаяся в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю. Тепловое движение препятствует полной ориентации молекул, но в результате совместного действия обоих факторов (электрическое поле и тепловое движение) возникает преимущественная ориентация дипольных моментов молекул по полю. Эта ориентация тем сильнее, чем больше напряженность электрического поля и ниже температура; • ионная поляризация диэлектриков с ионными кристаллическими решетками. заключающаяся в смещении подрешетки положительных ионов вдоль поля, а отрицательных - против поля, приводящем к возникновению дипольных моментов.
Bа. Ti. O 3
Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры и частоты У неполярных диэлектриков диэлектрическая проницаемость слабо уменьшает ся с ростом У полярных диэлектриков зависимость е от температуры имеет характерный максимум Наиболее сильная зависимость от температуры наблюдается у сегнетоэлектриков
Частотная зависимость проницаемости обусловлена инерционностью процессов по ляризации. У неполярных диэлектриков, характеризующихся электронной поляри зацией, процесс образования упругих диполей протекает практически мгновенно, поэтому диэлектрическая проницаемость не зависит от частоты
Металлы, диэлектрики, полупроводники1.ppt