Электр материалдардьщ iierhri i-yciniri. Топтасуы

Л

Коммерциялык емес акционерлмс цогамы

*------------------------------------------ ■ ■ —----------------------------------

Алматы энергетика жэне байланыс инсфифуфы

Электр станциялары,

Тораптары менжуйелср1 кафедрасы

ЭЛЕКТРОТЕХНИКАЛЬЩ Л1АТЕРИАЛТАНУ

050718 - Электрэнергетика мамандыгьшьщ барлык оку турлер!н1н студенттер! у^ш'^н flapicxep жинагы

Алматы 2008

К^РАСТЫРУШЫЛАР: К X. Бекмагамбетова, P.M. Кузембаева. Электромеханикалык материалтану. 050718 - Электроэнергетика мамандырынынбарлык оку турдерщщ студенттер! ушш.Дэрютер жинагы. - Алматы: АЗжБИ, 2007. - 38 б.

Дэрютер жицагьгада диэлектриктерде,жартылай етшпштерде,

етшпштерде магниттж заттарда электрмагиит epicimK эсершен болатын непзп физикалык кубылыстар керсетшгеп. Материалдарды топтастыру жэне олардын физика -химиялык, механикалык, электрлж мшездемелер! жэне пайдаланылатын салалары туралы маглу.маттар бершген. Без. 8, кесте. 1, эдеб. керсетюшг - 7 атау.

Kipicne

«Электрон и калы к материалтану» пэн] электр магнит epicmiH заттарда етет1н щтщл физикалык кубылыстарды, материалдардын сипаиа-масын, олардьщ eHflipic технологиясын ок>1тады. K;a3ipri уакытта магынасы зор. Бул мэселе электротехниканьщ жалпы дамуына сэйкес. Жада б^йымдарды енд!ру осымен байланысты.

K,a3ipri дедгсйд!!; проблсмасы - жаца талаптпрга сай, сапасы ете жогары электротехникальщ заттарды шыгару.

Булар жогары жылулыкда тез!мд1 майыскак полимерлер, ж^мыс кезшде сен1мд1 жартылай етюзг1штер, форромагнетиктер, магнитикм1нездемелер1 жогары ферритгер, аскын етк1зпштер.

Бакалавр дайындайтын багдарламага «Электротехникальщ; материалтану» курсын енпзуce6e6i каз!рп замангы электротехниканы жогаргы сапалы материалдармен камтамасыз ету.

Дэр^с Непзп тусйиктер. Электротехникальщ заттарды топтастыру

Пшрберушк техн. гыл. канд., проф. P.M. Шидероеа.

- элскчротехникалык материалдарды топтастыру.

Дэр|стщ максаты:

- электротехникалык, материалдардьщ каз1рп классификациясын окьш

W

«Алматыэнергетика жэне байланыс институтыньщ» коммерциялык, смсс акционерлжкогамыньщ 2008 ж. баспа жоспары бойынша басылады.

I I

О

3 Е п -i

i J5 *

Электр материалдардьщ iierhri i-yciniri. Топтасуы

Электротехми кадык материал деп электр магнитик ер!сте белпш сипаггармен шнезделедш жэне техникада сол сипаттарга сай колданылатын материалдарды айтамыз. Электр ер1сЫдеп м!нездемелер1 бойынша материалдар мынандай турлерге бвяшед!: диэлектриктер немесе электр окшаулайтын материалдар; жартылай етшзпштер, езгертк1штер. Ал магниток epicTeri мшездемелер! бойынша материалдар диамагнетиктерге, прамагнетиктерг^е жэне ферромагнетиктерге бел1недь

Электр ер1с1нде материалдарды мшездейтш физикалык, теракты шама - ол меншжт! электр кедерпс1 (р), ал магнитт1к epicTe - магнитик ет^мдыш (р). Диэлектриктер деп, меншчкт! кедерпс1 (р) ете жогары болатын заттарды айтамыз. Олар электр окдтулагыш рет!нде колданылады. Олардьщ максаты электр Ti36eKTeri 6ip - 6ipiHea ажырату жзне отк1зу. Б1ракта, ток журмейтш заттарды ток ^ур^рт'".^прр.^Т1.^пн.-^пи^!1!'Х^^^!^т₁Г^П|'^а'^гг'Р'^1ЯР.^Г1.^я диэлектрикгер

электр .диэлектриктен

диэлектриктер жай реттеуге болады. Б^л

4!

1ыс институтыныд»КЕАК, 2008 ж.

дары, сегнетоэлектриктер, пьезоэлектриктер, злектроптикалык жэне кисык-сызыкты оптикалы'к материалдар, электреттер т.б.

Жартылай етшпштердщ етк1зпштт (у) кернеумен, тем лерату рамен, жарык-тыкпен, т.б. факторлармен реттелед! жэне езгертшедь Ол материал-дар дан диодтар, транзисторлар, фоторезисторлар жоне де баска жартьшай езгертющ аспаптар жасальшады.

ЭткЬпштер элсктор тогын еткЬу ушш колданылады. Олардьщ меншжт1 кедерпс! (р) гимен, вттшпштерге менш1(сп КеДерГНш темен (кирогенд!) температурада ете аз болып темендейтш аскын етшлштер мен крио еткЬпштер жэне кедерпЫ жогары резисторлар мен кыздыратын элементтер жатады.

Магнитпк материалдарга магниттел'у кабшет1 бар заттар жатады. Кеиб1р заттар магнитпк ерютщ жумысы аякталганнан кейш мапшттелгешн сактайды. Олар да магнитш заттарга жатады. Бул заттардан индуктивт! катушканы жзне трас формате рлардьщ езектерш, электр машиналардьщ магниттк жуйелерш, информацияны есте сактайтьш курылшларды, турактымагниттерд! жзне т.б. буйымдарды жасайды.

1.1 Заттзрдын. ВДрлысыныц негш. Химия лык байланыетардыц типтер! жэне олардьщ материал мшездемелерше эсер!

Эртурл! химиялык байланысты заттардын. электрлк жэне баска сипаттарыньщ б!р-б!р1нен айырмасы зор. Заттардым белшектер1н1н; мьтнандай-химиялык байланыстары бар: иондык, атомдык, (немесе ковалентт1к), металл-дык жэне молекулярлык.

Иондык байланыстар карама - карсы зарядталган иондардыц Кулон тартымдары аркылы байлангандар. Б^л байланыстар курамында карама -карсы белпл! иондары бар ано1аникалык диэлсктриктерде ше;и. Атомдык (ковалентт!к) байланыстар дсп эр атомнан 5ip 6ip валентт1к-электроннан косылып шыгарылган байланысты айтамыз.

Металдык байланыстар деп металдардьщ он зарядталган иондарымен атомдардан уз^геИ 6ip топ валентпк электрондардыц аркасында журет!н байланыстарды айтамыз. «Электрондык газ» металдардьщ кристалдык ь^рлысына цемештейт)н (катыратьга) эсер керсетед) де, металдардьщ электр жэне етюзпштжтерш аныктайды.

Баска молекул ал ардын. imiHfleri карама - карсы белгшенген зарядтардьщ электростатикалык тартылуьшьщ аркасында байланган байланыстарды молекулалык байланыстар дейм1з. Олар Ван-дер-Ваальс куш!. М^ндай байлапыстар iuiKi молекулалар коваленгпк баиланыскан кейб1р заттардьщ молекулаларыньщ арасында болады. Молекулалардын 6ip -6ipiHe таратылуы, Kepmi молекулалардьщ . валенттш электрондарыньщ кбзгалысы шарттас болганда ei>i мумкш. Щп заттардьщ молекулярлык байланыстары элиз болгандыктан, олардьщ курамы молекулалардьщ кызу козгалысында жещл бу-зылады жэке балку температурасытемен болады.

1.2 Заттардьщ агрегатгык

Агрегаттык куш бойьшша электротехникалык заттар катты, суйык, жэне газ тэр1здес болады. К^тты денелерд1н формасы cepniHfli, олар 6ip калыптытемпературада формасы мен мелшер)н сактайды.

Кдгтьт денелер етк1зпштерд1, диэлектриктерд1, жартылай еткззпштерд!, пьезоэлектриктерд!, сегнетоэлектриктерд1, магнитт!к заттарды жасап шыгару уштн колданылады.

Суйык денелер, 6ip жагынан белпл1 келем1 бар, ал eKiHmi жагынан белгш формасы жок. EipiHmi жагдайы оларды катты денслермен, eKiwrnici - газдарга жакындатады. Суйыктардьщ ен мадызды ерекшелт молекулалар аралыгы катгы эрекетгест1пнде (20°С - 45^10"⁶атм."'судын кьюылу коэффицент!). Сондыктан сщъщ денелерд! кысу етс киын. Суйыктардьщ 1ш1ндеп кысым барлык багыттарды б1ркелк1 таралады (Паскаль зацы).

Ен кеп таралган, белшектер1 6ip - 6ipine эсер етет!н куЙ1 элс1з болатын заттарды газдар деп атаймыз. Соньщ эсер!нен, сырткы кысатын куш болмаган кездё, газдар бос келемд! cpKiH толтырып, 6ip тыгыздьщка ие болады. Б^1 3 Heri3ri агрегатты заггардыц куй!нен баска суйык жоне катты заттардын, арасында етпел! агрегаттык куш: балауыз типт! заттар, парафиндср, гудрондар жэне т.б. жоне суйыктыкпен газдардьщ арасында: суйыктыц булар болады.

1.3 К;атты денен!« аморфты жэне кристалды структуралары

Структурасы бойынша, катты денелер монокристалды, поликристаллы, аморфты жэне аралас болады. Аморфты куй дегежм1з - катты денен!ц изотропты болуы. Бул жагдайда заттьщ сипаттамалары эр багытта б1рдей жэне балку температурасыныц накты нуктес1 жок.

Кристалды структура элсментарлы кристалды белшектердсн турады. Кристал -б!ртектес анизотропты коп кырлы дурыс дене. Бул денен!к 1шщдеп атомдар дурыс реттелу[мен сипатталады жэие 6ipfleM элементарлы к;айта - кайта кездесет1н белшектерден курапады. Электрл1к жэне магнитпк м1нездемелер! кристалдардьщ турл! тораптарында эр турлп Кристалды заттардьщ курлысы-ньщ «дефектер1», ерекше физикалык касиеттерд! аныктайды жэне эр-турЛ1 материалдар мен аспаптарды алу ymiH колданылады. Кристалды катты заттардьщ дефектерше кристалды торлардыц электростатистикалык epiciHiH кандай да болса бузылуы жатады.

1.4 Электротехникалык материалдардыц катты денелерд!н зоналык
теориясы бойынша топтасуы.

Электр касиеттер1не тэуелд! барлык. заттар диэлектриктерге, етшзпштерге немесе жартылай етюзпштерге жатады. Олардьщ айырмашыльнът катты заттардын зоналык теориясынын энергетикалык диаграммасы кемепмен керсетуге болады. Осытеория бойынша барлык атомдар белгш oip

энергетикалык куйде немесе oip денгейде болады. Калыпты куйде осы денелердщ кейб!р белшектер] коздырылмаган электрондарментолы,кейб^р белшектерде электрондар тек кана сырткы факторлардьщ эсершен гана пайда болады. К,атты денелерле жеке энергетикзлык; децгейлерден б!рту_тас жолак пайда болады, ол энергетикалык девдейлердщ зонасы деп аталады. Бул зоналар ушке белшед1: 1- uiici электрондардан бос зона; 2- iuici электрондардьщ етуше тыйым салынганзоная; З-uiici электрондармен толтырылган зона. Соньшен. диэлектрик деп тыйым салынган зонасы ore улкен жай жагдайда электрондык етшпнтк байкалмайтын заттарды атаймш. Ал тыйым салдырылган зонасы жщ^шке, электрондарсырткы факторлардын, аркасында толтырьшган зопадан бос зонага вту\ женш болатын заттарды жартылай 9тк(зпштер дейм1з. 9тк1зпш заттардьщ тыйым салдырылган зонасы жок, олардыц тотырылган зонасымен бос зонасы туШсш тур, сондыктан электрондар кедерпс1з 6ip-6ipine ете бередь