Жай жартылай епшпштер. Курдел! жартылай етюзпштер

Жартылай етк!зпцтаспаптардыц бнддркинде кен крлданыстапкан ен. алгашкы жартылай етюзпш - германий (Ge). Оны тузеппш жэне импульстл диодтарды, транзистор л арды, фотодиодтарды, фоторезисторларды, тиристор-ларды, тензометрлерд! жэне т. б. жасау ушш крлданады. Кремний (Si) - бул Менделеев кестесшдеп IV тол элемент!. Технологиялык катынаста кремний германийга (Ge) Караганда одрдел!,оныд балку температурасы 1420 Сжзне балкытылган куйшде айтарлыктай активтк Кремнищи" эр турл! диодтар, тран-зисторлар, тиристорлар, стабилитрондар, фотодиодтар, Холлдьщ датчиктер!, теизометрлер,иптегралды сулбалар жэне т. б. жартылай етюзпшт! аспаптар ушш колданады. Жай элементтерден жартылай етюзпшп аслаптарды жасау уш!н IV топ злементтер! (Se) жэне (Те) колданады.

Курд ел i жартылай етшпштерге жатады; SiC кремний карбид! - 6pi IV тол элементтер! - кремний жэне кемиртегшщ косындысы, уйледмд)формуласы SiC_x(x = 1), к^рамында (салмагы бойынша ) 70% Si жэне 30% С бар. SiC-д! догалы электр пештерде кварц к^мы SiiO мен кокстан (С) жасайды. SiC таза кристалдары тусс!з, коспа мен Si басымдыгын немесе G-HJэр турл! тустерге бояйды. SiC кристалдарынын (у) электретшгштп 20°С - та коспалы жэне кен, шсктерде тербелед!. Ынтакындырылгап кериеудщ улкейу^не карай электр-етк1:лпшт1к (7) тез есед! де, ж^ка резисторда сызыкты емес ВАХ-ны себебтейд}. Ол аспаптьщ аты варистор. SiC электротехникада: Э'ГЖ-ны (ЛЭП) асцьш кернеуден коргайтын вентильд1 разрядтауыштардыц резисторлары yniiH; жогары температуралы 3jfeKTpnemTepiH кыздыру ymin; игнитронды тутатуыштар уш!н жэне т.б. колданыяады. SiC варистордагыдэндер байланыстырушы затпен катырылады. Байланыстырушы зат рет!нде саз балшык, ультрафарфор, с^йык шыпы жоне т.б. колданылады. SiC варистордагы дэндер байланыстырушы затпен катырылады. Байланыстырушы зат ретшде саз балшык, ультрафарфор, су_йык, шыны жэне т.б. колданылады. Жалпы турде SiC дэндер!нен туратын резистордьщ эквивалентт! сулбасы 7.2 суретте керсет1лген.

		1	4!'
/
	-10
/			-15
/

____ . us u2 u3u4 a) ., 6) 7.2 Сурет -Резистордьщ эквивалент сулбасы

в)

Дэр1с{ Магнитт! материалдар

Дэрйс ыэзщнци

- магнита материалдар классификациям, магниггелу процесс!;

- ж^мсакмагаитп жэне каттымагнито материалдар.
Дэр!с максаты:

- фёрромагнитизмтабигатын угыну;

- магнитт! материалдардын нешп сипаттамасын, колдануын G

Магнигп материалдар

Магнита материалдар, электр энергияны генерирлеу кез!нде, жогары кернеул! токка теменг1 Kepneyjii токты трасформациялауга жэне кер!сжше, электр энергиянымеханикалык жэне т.б. знергияга айналдыру кез^ндеп магнита агынды лезде удету Yшiн керек.

Табигаттагы барльщ заггар элементар магнетиктер болып келед}, ягни магнитт!к касиеттерге ие жэне магнитак epic тудырады. Атомдардьщ магнипик касиеттер1' электрондардын магнигпк касиеттер1мен аныкталады. Баска бвлшектер магнетизм! салыстырмалы ю. Корытындысында ферома!¹-нетиктердщ доменд! курылымы лайда болады. Ферромагнетика квлем1 03Д1Ппеп локальд! облыстардьщ келемд) санына домендерге бвл!нед!, олардьщ эркайсысы техникалык к.анык.каи магнитт! корсетед!. Домендерде атомдардьщ элементар магнетиктер езддгшен немесе тосын 6ip багытта багдарланган. Домендердщ болуы эксперимент жуз1нде дэлелденген. Домендердщ сызьщтык, мвлшер! 0.00! ден 0Л мм К¥Р^аВДЫ. Домендерд1ц магнитт1к моменттершщ багыты, MamnTTiK емес ферромагнетика келемшде тец ыкшамдалды. Соидыктан макро белшектщ к;орытк;м6ip Доиеншцск1нш: доиенге магниттелу векторыпыц багьи'ынын, б1ртп[деп езгеру! журет!н шекаралык кабыргалармен эзара белшген.

Магниттелуд1ц кисыгын аныктауыш домендд курылымдардьщ лайда болу теориясы жэне олардьщ магниттш моменттерд1н кайта курылуы, магнитизм теориясыныц ен neri3ri бвл!м болыпкелед! жэне де ол магнигп материалдардын, техникалык к;асиет1мен баЙланыскан.

Магниттелудщ кисыгын аныктауыш доменд! к¥рылымдардын пайда болу теориясы жэне олардьщ магнитик моменттерд!ц кайта курылуы, магнитизм теориясынын ен непзп бел!м болып келед! жэне де ол магнигп материалдардын техникалык, кдеи&пменбайланыекан.

Магниттелуд1д непзп кисыгынын, жэне гистерезис ж{б!н!н фигуралары тур! бойынша барлык магнитак материалдар 3 топка белшедк

- ж^мсак. магнитт! ( ЖМ) материалдар;

- катты магнитт! (КМ) материалдар;

- арнайы белпленген магнитак материалдар.

Ж^мсак магнигг! материалдардьщ ез!нд1к касиеттер!. олардьщ элаз магнитт!кер!стерде де кдиыгуьша дешн магниттелу] мен кайта магниттелу

кезшдеп KHiiiripiM шыгындары болып табылады. Жумсак MarHHiri материал-дардьщ бул KacHcrrepi оларды электр машиналардын магнитетюзпишп ушш, елшеу1ш приборларда, тслефондарда жэне мапштш opic шогырлануымсн керсетедг

Катты магнитп материалдар туракты магнетиктер ушш колданылады, улкен меншдкт! энергиямен, гистерезис тузагьшыц улкен ауданы мен кайта магниттеудщ улкен шыгынына ие.

8.2 Магнитп материалдардын непзпсипаттамасы

Магнитт1к индукцияньщ (В) магнитик epic кернеул!гшен (Н) материал-дарда тэуелдшпн магниттелу кисыгы деп аталады.

Барлык магнитик материалдар химия лык, курамы мен кристалдык курылуына тэуелд1 вз1н!ц магниттелу кисыгына ие.

ManmiTiK epicTeri магнита домендер;ин бамагнигл домендерд1н багдар npueci мапштт1к заттыч белшектер!н1н сызыктык влшем1н!н. бойымен сэйкес елед1, жэне магнитструкция деп атлады. Магнитструкция келем} кристалл металындагы турл1 багыттар ymiH эртурл1. Ферромагнигак заттар моно-кристалы г>р тур;п кристалдын осьтер бойымен жещл магнитгелу турлшпне келети!, мапштт!к аиизатропиямеп сипатталады.

В

к	<\	V-
5000'	\	4

0 10 J2 43 64 SO /VM

1 - аса таза тем!р; 2 - таза xeMip (99.i

3 - техникалык таза тем1р ( 99.92% ); 4 - пермаллой ( 78% Ni);

5 -никель ( 100%); 6 -тем1р мен никельдщ балкымасы ( 26%Ni).

8.1 Сурет - магниттелу кисыгы (а) жэне магнитп етк1зпшт!к кисыгы (б)

Поликристалдык магнетиктерге анизотропия анагу^лык курт сакталганда, ферромагнетиктер магнитт1к текстурага ие деп атаганымыз жон. Магнитл1к текстура улкен магынага ие жэне материалдын, котерщю магнитпк сипаттама-ларыньщ белгш 6ip багыты уш)н техникада к.олданылады. Айнымалы магнит-тлк ©р1стердег! ферромагнетиктердщ сипаттамасы, магнит индукциясынын. амплитуда лык мэ1пшн В-^ магнитТ1к opic кернеул11тн1н1 амплитудасына Н,„

катынасын KepcereTin динамикалык магнитт! ет1мд1Л1к ц, айнымалы магиитЛ1КepicTeri ферромагнетиюерд^н сипаттамасы болып келед}

(8.1)

в_т/н_га

Магнетизим териясынын практикасы уш!н аса мацызды силачтамалар-ьшьщ 6ipiHe гистерезис туззгы иред!. Егер сырткы магнилчк opicre ферромаг-нетиктщ магниттелу!!! жасаса, содан - соц непзг! магнитгеу кисыгыньщ кез -келген нуктесшен бастап, Н азайта бастаса, онда келем В азаяды, б(рак Heriari кисык бойымен емес, бояуырак, гистерезист1Н салдарынан ( калуынан) азаяды

8.3 Сурет - Магниттеудщ бастапкы сызыгы жэне ферромагнетик материал у luiк гистерезистщ шекпк

Карама -карсы багыттагы магиитак epic кepнeyлiгiнiц YJ!кeюiндe нуска (улп) магнитс1здену1, жацабагыт Н ауысуымда кайта магниттелу!, В кайтадан бастапкы пуктеге кслу! мум[пн. Б Н=0 болгандагы нусканын (улпн!н) магмитаздену! процес!нде калдык индукция (Вг) деп аталады. Индукцияпы Вг мэн1нен нолге дей1н азайту уш!н,к1д!ртк!ш (коэрцвтг?) куш j^en аталатын i кер! багытталган кернеул1пн H_t басу керек.

8.3 Жумсак магнитп' материалдар (ЖМ)

материалдарды

Турл1 жумсакмагниток материал дардыц жйШ)к диапозоны едэу!р дэрежеде олардьщ MeemiKii карсыльщ р-мен аныкталады. Ол негурлым улкен болса, согурлым жогары жиiлiктe (f) жумсак магнигг! колданугаболады.

Болат.

Ундет!лген электротехника/! ык болат - непзп кен аукымды кол даны латын жумсак магнита материалы. Болат курамына кремнийд^ц екеу! р- я,\ кобейтед1 (улкейтед!), ягни Р_в-га шыгьшын азайтады. Будан баска, Si болат курамында болуы С KOMipTeriHi epiTCfli. Бул жагдай ц_а кебейтед!, не кшпрейтчуи", Рг азайтады. Б)рак кремнийдщ болаттагы косындысы оньщ сынгыштыгын

кебейтед1 де лестер куюга кедерп жасайды. Текстурленген болат анизатропты жэне орама жолымен жасалган трансформаторлар журекшелер1 ушш колданады, олардыц салмагы мен габарит елшемдерш 40% -к,а дейш юипрейтуге мумкшдж бередь

Пермаллои.

Пермоллейлер деп аталатын тем!р- никельдщ корытпалар элс!з ергстердеп облыстарда |л_баС1- бастапкы улкен мэнше ие. Бул жагдай оларда анизатропия мен магнитостукцияньщ жокдыгына байланысты. Жогары никельдьчер курамьшда никель Ni -72 - 80 % жэне темен никелып пермаллоялар - курамында Ni - 40 ~ 50 % деп оларды айырады.

Жогары никельд! пермаллойлар аз габритп дроссельдер журекшелершде, дыбысты диапозоннын аз габарит транзисторларында, импульспк трансфор-маторларда. дроссельдерде жэне т.б. жогары концентрациялы магнит агын-нын курал жабдьщтарында, импульстж трансформаторларында, магнигпк удеткштерде колданылады.

Темен никельд! пермаллой жогары никельд1лерге Караганда 2 есе жогарым каныгу индукциясына ие, ягни теменп никельд1 пермаллойды кунпт транс форматор л ард а, дросселдерде жэне т.б. магнит агыныц жогаргы концент-рациясы приборларда колданылады.

Альсифирлер.

Кррытпалар FE, Si ;жэне А1 - уптк корытпалар альсиферлер деп аталады. Олардын оптимальд! курамы 9.5% Si; 5.6 % AI; калганы - Fe к^рамында кеп мелшерде кремний болгандыктан бундай корытпа катты жэне сынгыш, oipaK фасондык агызулар рет!нде колданьшады.

Дльсифирдан жасалгандар; приборлар корпусыиыц магнитт! экраны жэне т.б. Альсифирд! порошок туршде yriTin, жогары менш!кт1 престелген езектер жасау уш1н колдануга болады.

Фврриттвр

Магнит материалдардагы Р₁₃ куйьшдык нуктелерге шыгыны f жишгше пропорционалды, сондыктан магнит материалдар жогары жэне ете жогары жишктерде аз электрл!к етызпшт^ц жэне жогары меншшт! кедерпге р ие болуы керек.

Бул заттар спипдерд!ц кейб1реулер1мен антипараллельд1 орналасуын 6ipiHJH багытын 6ipi тзуелденуше ие -- б^л ферромагнетиктср. Олар домендж ку-рылымды Кюри нуктес!не ие; оларга ферромагнетиктергекелт!ршген барлык сипаттамалар колданылган. Ферриттер деп аталатын курдел! оксидп материалдар - ферримагнетиктер деп аталады.

8.4 Датты магнитп материалдар ( КМ)

0те улкен коэрцитивт1 куш!не Н_С ие, ен/п гистерезис т^загы бар ферромагнитт1к материалдар катты

магнит материалдар (КМ) деп аталады. Элшз магнита фазалар арасында арналган магниттелмеген домендерд!ц суу процес1нде гана Н_с жогары мэндер! кейб1р корытпаларга (40000 А/м астам).

М^ндаЙ иатсриалдарда домендердщ косылу процес! курдел1, жэне де домендердщ магнит момент) магнит epic багытымен багдарланган болып калады. Осылайша туракты магниттер пайда болады.

К^атты магнита материалдардьщ сипаттамасы болып Н_с коэрцитивт1 куш?, W_max сырткы Вг кдлдык; индукция мен максимальд! энергия кызмет аткарады. Катты магнит материалдык и темен. Сонымен катар, Не вегу_рлым лсогары болса, согу.рлым Вг темен.

Туйык; жагдайдагы магнит (терроид тур!) сырткы Ke«icTiKKe энергияны бермейд!. Колем! санылаудын. узындыгьша байланысты, сонымен 6ipre B| индукциясынын аральщта магнит пол10стер1ш'н; магнитс[здену1 эрскепнде В- - дан аз болатын, ауадагы сацылау бар болганда полюс'1ерд1н арасында энергияны кендсткке ж'беру пайда болады. BipJliK келем]нде 6epijjreH ауадагы санылау энергиясы - магнитт! менш1ш энергия ( энергия тыгыздыгы) келес! формуламен аньщталады

W-BiH^^/M³! (8.2)

Магнит узындыгы жоне сацылауы Kimi болган сайын, полюстердп! магнитс1зделу epici улкен жэне В[ Kiwi болады. Туйыкталган магнитте В_: = Вг жоне W- 0, ягни Н| ^0 тец. Егер санылау улкен болса, онда W -^0, сейт!п В|=0, Hi = Н_с, K-efioip мэндерде В; мсп И| W| ^max. Бул W_max mohi магншт1ц кол дану ын аныктайды жэне гуракты магниггер ушш Heirjri сипаттамалык касиет! болып табылады.

Pc-Ni-Л! - ri корытпалар гуракты магниттер yixiiu пепзг! болып табылады. Жогаргы коэрцитивт! тузелуде, корытпалардьщ бул элпет1нде корытпаныц KaiTbiFy механизм! улкен роль аткарады. Унтакталу, металургия тэс!Л1мен алынатьш магниттер, металлокерамикалык, металлопластикалык, оксидт! жэне микроунтактар болып беЛ1нсдь Металлокерамикалык магниттерД! престеу аркылы металды унтактарды да алады.

Металлопластикалык магниттерд! металды унтактардан престейд!, ысытуды байланыстыру затыныц полимизациялануына деЙ1н жасайды. Олар темендеТ1Лген магнита кдеиеттерге, жогаргы р, аз тыгыздык.к;а ие жэне сэйкес-шше арзан.

Оксидтл магниггер арасында практикалык мэнге барии феррит! мен кобальт непзшдеп магниттер ие.

Мп - Bi, Fe мен Fe - Со микроунтактардан туратын магниттер.

Мп - Bi унтактьщ магнитт! касиеттер! туракты магнитгерд1н кушт1 металды материалдары ушш сэйкес келед!. Аса улкен коэрцитивт! кушке Не -

ке ие. Б1рак бу_л касиеттер (+20) темпсратурага дейш сакталады, булан томен температурада оларкулайды жэне оларды канта куру ушш кайта магниттеу керек болады.

Fe жэне Fe - Со магнигп унтактардан 0.01 - 0.1 микрон олшем 61рлпшен химиялык эрекеттерд1 талап етедь Мундай унтактардан керек формалы магниттерд! престейд1.

Мартенситте балкытылган, легирленген болаттар. Балкыту аркылы алынатын болаттьщ микроструктура тур: мартенсит деп атзлады.

Теракты магниттер ушш мартенситп болаттар баска материалдардан да ертерек колданылган. K^ipri уакытта оларды темен магнитп касиеттер ушш сэйкесшше аз колданады. Б!рак олардан пакты бас тартпайды, ейткеш олар арзан жэне металл кесюш станоктарда механикалык тузетуге ж1бередь

Катты магнитт! ферритер. К,атты магнитт! ферритге унтактан жасалган, ягни унтакталтан металлургия эд!с1мен алынган магниттер жатады. Олар жогарыда керсет!лген метаплокерамикалык_; металлопластикалык, оксидт! магниттер жэне домен келемше тец микроу-нтактардан жасалган магниттер. Катты магнитт1 ферриттерге барлык, ферриттер, кобальтан жасалган ферриттер, Mn-Bi, Fe, Fe-Co микроунтактардагы магниттер. Пластикалык, деформация-ланатын корытпалар жэне магнигл ленталар. Жазып алу мен дыбысты кайта енд]ру уш1н катты материалдар лента меи сым тем:р жасауга мумк1нд1к берег!н болат жэне корытпалар, биметалды ленталар, ^нтак тэр!зд! магнитпен олардыц бетиюкорытпалар, биметалды ленталар, унтак тэр!зд1 магнитпен олардьщ бет!не кондырылган немесе магнит толтыргыштын, келем1мен енд1р!лген иластмассадан жэне целюлозадан жасалган ленталар колданылады.