Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«КОСТРОМСКОЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Рабочая тетрадь по дисциплине

«
Электрорадиоматериаловедение» для студентов специальности 11.02.14 «Электронные приборы и устройства» Кострома 2015

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Данное пособие предназначено для углубленного изучения дисциплины «Материаловедение, электрорадиоматериалы и радиокомпоненты» посредством решения предложенных задач. Основное время, выделяемое для этих целей – самостоятельная работа. Материал в пособии разбит на соответствующие разделы, связанные с теоретическими аудиторными занятиями. Работая над решением предложенных задач, студент углубляет профессиональные и общие компетенции: Профессиональные компетенции; ПК 1.1. Использовать технологии сборки электронных приборов и устройств. ПК 1.2. Использовать технологии монтажа электронных приборов и устройств.. ПК 1.3Использовать технологии демонтажа электронных приборов и устройств. ПК 2.2. Выбирать измерительные приборы и оборудование для проведения испытаний электронных приборов и устройств. ПК 3.1. Эксплуатировать электронные приборы и устройства. Общие компетенции: ОК2 - Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК4 - Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК5 - Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности. При работе с пособием студент должен
уметь
:  выбирать материалы на основе анализа их свойств для конкретного применения в радиоэлектронных устройствах;  подбирать по справочным материалам радиокомпоненты для электронных устройств;  применять резистивные материалы;  размещать полупроводниковые приборы в устройствах электроники; В результате решения предложенных задач студент должен
знать
:  общую классификацию материалов по составу, свойствам и техническому назначению;  физическую природу электропроводности металлов, сплавов, полупроводников, диэлектриков и композиционных материалов;  сверхпроводящие металлы и сплавы;  магнитные материалы и элементы общего назначения;  параметры и характеристики типовых радиокомпонентов. Работа с пособием опирается на знания и умения студентов, полученные при изучении предметов «Физика», «Химия». В свою очередь, знания и умения, полученные при изучении данного предмета, найдут применение в курсовом и дипломном проектировании. Оценка результатов работы с рабочей тетрадью осуществляется в соответствии с универсальными критериями оценок знаний студентов колледжа. Она учитывается при аттестации студентов в форме дифференцированного зачета.

1 Основные характеристики электрорадиоматериалов

1.1

Механические характеристики
Электрорадиоматериалы – это специальные материалы, из которых изготовляют электрические машины, аппараты, электронные компоненты и другие элементы электронных приборов и устройств. Величины, с помощью которых оценивают те или иные свойства материалов, называют характеристиками. Чтобы досконально оценить свойства того или иного электрорадиоматериала, необходимо знать его характеристики: - механические; - электрические; - тепловые; - физико-химические. У магнитных материалов надо знать магнитные характеристики, которые позволяют оценить их магнитные свойства.
Механические характеристики:
- разрушающее напряжение при растяжении, Н/м 2 , σ р = Р р /S 0 , где Р р – разрушающее усилие при растяжении образца материала, Н; S 0 – площадь поперечного сечения образца до испытания, м 2 . - разрушающее напряжение при сжатии, Н/м 2 , σ с = Р с /S 0 , где Рс - разрушающее усилие при сжатии образца материала, Н. - разрушающее напряжение при статическом изгибе, Н/м 2 , σ и = 1,5*Р и *L/(b*h 2 ), где Р и – разрушающее усилие при статическом изгибе, Н; L – расстояние между опорами в испытательной машине, м; b,h– соответственно ширина и толщина образца, м. - ударная вязкость, Дж/м 2 , α= ΔА/S 0 , где ΔА- работа, совершенная маятником при разрушении образца.
Выполните задания
1. Определите разрушающее напряжение при растяжении опытного образца с площадью поперечного сечения до испытания 10см 2 , если разрушающее усилие при растяжении образца материала составляет 200Н.
Решение: Ответ: 2. Определите площадь поперечного сечения образца до испытания, если известно, что разрушающее усилие при растяжении опытного образца равно 200Н, а разрушающее напряжение при растяжении этого образца составляет 3000Н/м 2 . Решение: Ответ: 3. Определите разрушающее напряжение при сжатии опытного образца цилиндрической формы высотой 15мм и диаметром 10мм, если разрушающее усилие при сжатии составляет 200Н. Решение: Ответ: 4. Определите разрушающее усилие при сжатии опытного образца цилиндрической формы высотой 20 мм, диаметром 10мм, если разрушающее напряжение при сжатии материала образца составляет 2000Н/м 2 . Решение: Ответ: 5. Определите ударную вязкость испытываемого материала, если работа, затраченная маятником на разрушение образца, составляет 120Дж, а площадь образца равна 20см 2 . Решение: Ответ:
1.

2 Электрические характеристики
К основным электрическим характеристикам материалов относятся: - удельное электрическое сопротивление, Ом*м или Ом*мм 2 /м, ρ = R*S/L, где R – общее электрическое сопротивление образца материала, Ом; S- площадь поперечного сечения образца материала, через который проходит ток проводимости, м 2 или мм 2 ; L – длина образца, м.
- температурный коэффициент удельного электрического сопротивления, 1/ 0 С, К tρ = (ρ 2 - ρ 1 )/[ ρ 1 *(t 2 – t 1 )], где ρ 1, ρ 2 – удельные электрические сопротивления материала, Ом*м, соответственно при температурах t 1 (начальной) и t 2 , 0 С; - диэлектрическая проницаемость ε, определяющая способность диэлектрика образовывать электрическую емкость, Ф, С = ε 0 *ε*S к /h, где ε 0 – электрическая постоянная, равная 8,854*10 -12 Ф/м; S к – площадь одной металлической обкладки конденсатора, м 2 ; h – толщина диэлектрика, м. - тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, определяющий потери энергии в диэлектрике; - электрическая прочность Е пр , МВ/м, Е пр = U пр /h пр , где U пр - напряжение, при котором наступает пробой диэлектрика МВ; h пр – толщина диэлектрика в месте пробоя, м.
Выполните задания
1. В каких единицах в системе СИ измеряется электрическая проводимость? Ответ 2. Определите проводимость проводника, если его сопротивление равно 5 Ом? Решение: Ответ: 3. Проволока с площадью сечения 0,5мм 2 и длиной 40м имеет сопротивление 16 Ом. Определите материал, из которого она сделана. Решение: Ответ: 4. Определите проводимость материала, если его сопротивление равно 10 Ом. Решение: Ответ: 5. Определите сопротивление железной проволоки длиной 299м с площадью сечения 5 мм 2 . Решение: Ответ:
6. Как определить длину мотка медной проволоки, не разматывая его? Ответ: 7. Во сколько раз увеличится сопротивление линии, если медный проводник заменить стальным такой же длины и такого же поперечного сечения? Решение: Ответ: 8. Медный и стальной провода имеют одинаковые длину и диаметр. Какой из проводов сильнее нагревается при одной и той же силе тока? Решение: Ответ: 9. При температуре 0 0 С сопротивление медного провода равно 1,2 Ом. Каким будет сопротивление этого провода при температуре 100 0 С? Решение: Ответ: 10. Определите электрическую прочность диэлектрика, если его толщина в месте пробоя составляет 10 см, а пробивное напряжение, при котором наступает пробой, равно500кВ. Решение: Ответ:
1.

3 Тепловые характеристики
Тепловые характеристики позволяют оценить поведение электроизоляционных материалов при нагревании. К основным тепловым характеристикам материалов относятся: - температура плавления 0 С - определяется у материалов кристаллического строения — металлов, полупроводников и диэлектриков (германий, кремний, слюда, парафин и др.). - температура размягчения ( 0 С ) определяется у материалов аморфного строения (компаунды, стекла, многие полимерные диэлектрики). - коэффициент температурного расширения - КТР, определяющий изменение первоначальной длины материала при изменении его температуры, 1/ с С. КТР =(l 1 – l 0 )/[(l 0 *(t 1 – t 0 )], где l 0 - длина материала при начальной температуре t 0 , м; l 1 - длина материала при конечной температуреt 1 , м. Коэффициент температурного расширения КТР имеет большое практическое значение, например при герметизации узлов радиоаппаратуры. Так, нельзя соединять друг с другом детали с резко отличающимися КТР. Наименьшим КТР обладает кварцевое стекло (5,5 • 10 - 6 1/ 0 С),
наибольшим- ртуть (182*10 _6 1/°С) и некоторые полимерные диэлектрики, например полиэтилен (145 • 10- 6 1/°С) и поливинилхлорид (160 • 10- 6 1/ с С). - коэффициент теплопроводности позволяет оценить способность материала проводить теплоту от более нагретой его поверхности к менее нагретой; -теплостойкость — тепловая характеристика органических полимерных диэлектриков. Она позволяет оценить их стойкость к кратковременному нагреву при одновременном воздействии на образец материалов механической нагрузки. - нагревостойкость— характеристика, определяющая способность диэлектрика длительно выдерживать предельно допустимую температуру без заметного снижения механических, электрических и других характеристик. Установлены семь классов нагревостойкости электроизоляционных материалов. - холодостойкость — характеристика, позволяющая оценить стойкость материалов к низким температурам. Малой стойкостью к низким температурам отличаются многие полимерные диэлектрики, резины и др. При охлаждении до низких температур (-60 °С и ниже) эти материалы теряют механическую прочность и растрескиваются. Поэтому холодостойкость диэлектриков большей частью определяют по степени снижения ими механической прочности
Ответьте на вопросы
1. У каких материалов определяется температура плавления? Ответ: 2. В чем отличие аморфных материалов от кристаллических? Ответ: 3. Почему нельзя применять материалы при температурах, близких к температуре размягчения? Ответ:
1.4 Физико – химические характеристики
- влагопоглощаемостъw — свойство материала, находящегося во влажной атмосфере, поглощать влагу. Для определения влагопоглощаемости пластины диэлектрика определенного размера вначале взвешивают, а затем помещают во влажную атмосферу при 20 °С; по истечении 24, 48 ч и более образцы извлекают и снова взвешивают. Водопоглощаемость (% по массе) вычисляют по формуле W = (G 2 -G 1 )*100/G 1, где G 1 — масса образца материала в исходном состоянии, г; G 2 — масса образца материала после пребывания во влажной атмосфере в течение 24, 48 ч , г.
- тропическая стойкость (тропикостойкость) — стойкость радиоматериалов к атмосферным воздействиям в странах с тропическим климатом. В условиях влажного тропического климата на незащищенные радиоматериалы могут воздействовать: высокая температура окружающего воздуха (45 — 55 °С); резкое изменение температуры в течение суток; высокая влажность воздуха (90 — 95%); солнечная радиация (большая плотность светового и теплового потока: воздух, содержащий соли и пыль; плесневые грибки (растительные микроорганизмы), повреждающие многие материалы органического происхождения; насекомые, повреждающие органические диэлектрики в открытых радиоустройствах. Тропикостойкость того или иного радиоматериала устанавливается по степени ухудшения его первоначальных механических и электрических характеристик. - радиационная стойкость — характеристика, позволяющая оценить стойкость радиоматериалов к воздействиям ионизирующих излучений: а, р и у, потоков нейтронов и др. Ионизирующие излучения вызывают структурные изменения в диэлектриках органического и неорганического происхождения, а также в полупроводниках и проводниках. Результатом этого является изменение первоначальных свойств и характеристик материала. Особенно сильное воздействие ионизирующее излучение оказывает на органические диэлектрики, часто вызывая их разрушение. Радиационную стойкость радиоматериала к данному типу излучения определяют облучением различной интенсивности при длительном испытании образцов материала. Степень воздействия облучения на материал устанавливают по потере массы, изменению механических и электрических характеристик.
Ответьте на вопросы
1. Определите водопоглощение материала, если в высушенном состоянии он имел массу 15кг, а после выдержки материала в воде в течение 24ч его масса стала равной 15,5кг. Решение: Ответ: 2. Перечислите воздействия, которым подвергаются незащищенные герметически закрытыми оболочками электроизоляционные материалы. Ответ:

2 Проводниковые материалы и изделия

2.1 Проводниковые материалы с малым удельным сопротивлением

Выполните задания
1. Заполните таблицу 2.1 и среди перечисленных материалов выберите обладающий лучшими электрическими характеристиками. Таблица 2.1 Основные характеристики проводниковых материалов с малым ρ Характеристика Проводниковая медь Алюминий Серебро Вольфрам Плотность, кг/м 3 Температура плавления, 0 С Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления, 1/ 0 С Разрушающее напряжение при растяжении, Н/м 2 Относительное удлинение, % Удельное электрическое сопротивление, Ом*м Область применения Ответ: 2. Определите вид проводникового материала по следующему описанию: «Металл серебристо-белого цвета с температурой плавления 658 0 С, отличающийся малой твердостью и сравнительно небольшой механической прочностью при растяжении». Ответ:
Выберите правильный ответ
1. С ростом температуры электрическое сопротивление металлических проводников: А. Возрастает; В. Уменьшается; С. Не изменяется. 2. Этот проводниковый материал является вторым после меди благодаря его сравнительно большой проводимости и стойкости к атмосферной коррозии. Приведенному описанию соответствует: А. Алюминий;
В. Серебро; С. Вольфрам; D.Никель.
Ответьте на вопросы
1. Каким образом соединяют алюминиевые провода и токоведущие детали? Ответ: 2. Почему по сравнению с алюминием и медью серебро находит ограниченное применение? Ответ: 3. Как расшифровываются марки припоев ПСр - 10 и ПСр – 25? Ответ:
2.2 Проводниковые материалы с большим удельным

сопротивлением
Данную группу образуют сплавы металлов, обладающих малым значением температурного коэффициента удельного сопротивления. Они представляют собой твердые растворы металлов с неупорядоченной структурой. 1. Используя справочные данные, заполните таблицу 2.2. Таблица 2.2 Основные характеристики проводниковых материалов с большим удельным сопротивлением
Характеристика

Манганин

Константан
Состав, % Плотность, кг/м 3 Температура плавления, 0 С Температурный коэффициент линейного расширения, 1/ 0 С Разрушающее напряжение при растяжении, Н/м 2 Относительное удлинение, % Удельное электрическое сопротивление, Ом*м Область применения 2. Определите вид проводникового материала по следующему описанию: «Сплав меди, никеля и марганца светло-оранжевого цвета, имеющий температуру плавления 960 0 С». Ответ:

Ответьте на вопросы
1. В чем заключается основное достоинство манганиновых изделий? Ответ: 2. Какие мероприятия проводят для увеличения стабилизации электрических характеристик манганиновых изделий? Ответ:
Выберите правильный ответ
1. Изделия из нестабилизированного манганина могут работать при рабочей температуре, не превышающей: А. 60 0 С; В. 100 0 С; С. 150 0 С; D. 200 0 С. 2. Электрическое сопротивление изделий из константана: А. Не изменяется при изменении температуры; В. Увеличивается при уменьшении температуры; С. Уменьшается при уменьшении температуры. 3. Изолированная константановая проволока в паре с медной применяется для изготовления: А. Шунтов для измерительных приборов; В. Термопар; С. Резисторов и потенциометров высокого класса; D. Всех перечисленных устройств. 4. Достоинством манганиновых изделий является: А. Малая зависимость от температуры; В. Малая термоЭДС в контакте с медью; С. Оба указанных фактора.
Жаростойкие проводниковые материалы
Жаростойкими проводниковыми материалами являются сплавы на основе никеля, хрома и некоторых других компонентов.
Выполните задания
1. Используя справочные данные, заполните таблицу 2.3. Таблица 2.3 Основные характеристики жаростойких проводниковых материалов Характеристика Нихром Х15Н60 НихромХ20Н80 Фехраль Хромаль Состав,% Плотность, кг/м 3 Допустимая температура, 0 С Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления, 1/, 0 С Удельное электрическое сопротивление, мкОм*м
Область применения 2. Перечислите входящие в жаростойкие сплавы примеси, составляющие не более 0,5% и вызывающие некоторую хрупкость проволоки и лент, изготовленных из этих сплавов. Ответ:
Ответьте на вопросы
1. Чем обусловлена жаростойкость сплавов? Ответ: 2. Что представляют собой жаростойкие сплавы? Ответ:
3 Диэлектрические материалы

3.1Твердые полимеризационные и поликонденсационные

диэлектрики
Полимеризация – процесс соединения молекул исходного (мономерного) вещества в большие молекулы высокополимерного вещества без изменения его элементарного состава. Поликонденсация – процесс составления молекул нескольких исходных(мономерных) веществ в большие молекулы высокополимерного вещества.
Выполните задания
1. Заполните таблицу 3.1 и среди перечисленных диэлектриков выберите обладающий наибольшей электрической прочностью и наименьшим тангенсом угла диэлектрических потерь. Укажите область применения этого диэлектрика. Таблица 3.1 Основные характеристики полимеризационных диэлектриков Характеристика Полистирол Полиэтилен Винипласт Органическое стекло Капрон Плотность, кг/м 3 Теплостойкость, 0 С Холодостойкость, 0 С Удельное электрическое сопротивление, Ом*м Диэлектрическая проницаемость Тангенс угла диэлектрических потерь Электрическая прочность, МВ/м Ответ: 2. Определите вид полимеризационного диэлектрика по следующему описанию: «Твердый непрозрачный материал белого или светло-серого цвета, несколько жирный на ощупь,
получается из газа этилена(Н 2 С = СН 2 ) посредством его полимеризации под давлением». Назовите область применения данного диэлектрика. Ответ: 3. Заполните таблицу 3.2 и среди перечисленных диэлектриков выберите, обладающий наилучшими электрическими характеристиками. Укажите область применения этого диэлектрика. Таблица 3.2 Основные характеристики поликонденсационных материалов Характеристика Бакелитовая смола(бакелит) Новолачные смолы(новолаки) Глифталевые смолы(глифтали) Лавса н Эпоксидная смола Плотность, кг/м 3 Теплостойкость, 0 С Удельное электрическое сопротивление, Ом*м Диэлектрическая проницаемость Тангенс угла диэлектрических потерь Электрическая прочность, МВ/м Ответ: 4. Определите вид твердого поликонденсационного диэлектрика по следующему описанию: «Этот материал получают в результате реакции поликонденсации глицерина и фталевого ангидрида при избытке последнего. Отличительной способностью этого материала является клеящея способность при хороших электрических характеристиках ». Назовите область применения данного диэлектрика. Ответ: 5. Определите вид твердого поликонденсационного диэлектрика по следующему описанию: «Прозрачный высокополимерный материал кристаллического или аморфного строения, относящийся к полиэфирам и получаемый в результате поликонденсации терефталевой кислоты и этиленгликоля». Назовите область применения данного диэлектрика. Ответ: 6. Заполните таблицу 3.3 Таблица 3.3 Достоинства, недостатки и области применения твердых полимеризационных диэлектриков Диэлектрик Достоинства Недостатки Область применения Полистирол Полиэтилен
Винипласт Полиформальдегид Органическое стекло Капрон
Ответьте на вопросы
1. Почему диэлектрики, полученные в результате реакции поликонденсации обладают пониженными электроизоляционными свойствами по сравнению с диэлектриками, полученными в результате полимеризации? Ответ: 2. Какие вещества вводят в капрон для повышения его стойкости к атмосферным воздействиям? Ответ: 3. Какой из полимеризационных диэлектриков устойчив к разбавленным кислотам, щелочам, бензину и минеральным маслам? Ответ: 4. Почему пластмассовые изделия, изготовленные на основе резольных смол не рекомендуется применять там, где возможно образование электрических искр? Ответ:
Выберите правильный ответ
1. Нагревостойким органическим диэлектриком , который может длительно использоваться при температуре 200…220 0 С , является: А. Полиимид; В. Фторопласт; С.Эпоксидная смола; D.Лавсан. 2. Этот негорючий, жирный на ощупь материал белого цвета получается в результате полимеризации сжиженного газа тетрафторэтилена(F 2 C = CF 2 ) и имеет нагревостойкость до 250 0 С. Приведенному описанию соответствует: А. Полиамид; В. Фторопласт; С. Эпоксидная смола; D. Лавсан. 3. Отличительная особенность всех кремнийорганических диэлектриков: А. Высокая нагревостойкость;
В. Низкая холодостойкость; С. Оба перечисленных фактора. 4. Фторопласт -4 работает в интервале температур: А. От 0 до 180 0 С; В. От -100 до 200 0 С; С. От -269 до 250 0 С. 5. Теплостойкость полиэтилена составляет: А. 70 0 С; В. 100 0 С; С. 150 0 С; D.200 0 С.
3.2 Лаки, эмали, компаунды
Лаки представляют собой коллоидные растворы каких-либо пленкообразных веществ в специально подобранных органических растворителях . Эмали – это прочные стеклообразные покрытия, наносимые на поверхность изделия электрохимическим способом. Их изготовляют из специальных легкоплавких цветных стекол с добавлением различных пигментов и вспомогательных веществ(оксидов марганца, кобальта, никеля, сурьмы) регулирующих химические процессы. Компаунды – это электроизоляционные составы, изготовляемые из нескольких исходных веществ(смол, битумов).
Выполните задания
1. Определите тип лака по следующему описанию: «Этот лак применяют для создания на поверхности уже пропитанных обмоток влагостойких или малостойких лаковых покрытий». Ответ: 2. Заполните таблицу 3.4 Таблица 3.4 Области применения Компаунды Область применения Пропиточные Заливочные Обмоточные
Ответьте на вопросы
1. Какой материал используют для разбавления загустевших лаков? Ответ: 2. Какие требования предьявляют к клеющим лакам? Ответ: 3. Что такое адгезия? Ответ: 4. Каковы особенности эмалей на эпоксидных лаках? Ответ: 5. Каковы основные преимущества лаков печной сушки? Ответ:
6. В чем заключается основное преимущество термореактивных компаундов? Ответ:
Выберите правильный ответ
1. Веществами, придающими лаковой пленке эластичность , являются: А. Сиккативы; В. Разбавители; С. Пластификаторы; D. Коллоидные растворы. 2. Для ускорения высыхания лаков в них вводят: А. Сиккативы; В. Разбавители; С. Пластификаторы; D. Коллоидные растворы. 3. У лаков воздушной сушки, отвердение пленки происходит: А. При комнатной температуре; В. При температуре, значительно превышающей комнатную; С. При условии, не указанном в предыдущем ответе. 4. Электроизоляционные эмали являются материалами: А. Покровными; В. Пропиточными; С. Клеящими. 5. Широко применяемые электроизоляционные эмали на основе кремнийорганических лаков отличаются: А. Высокой нагревостойкостью (180…200 0 С); В. Высокой холодостойкостью(-100 0 С); С. Низкой нагревостойкостью(до 60 0 С); D. Широким диапазоном рабочих температур(от -100 до 100 0 С). 6. В отличие от лаков и эмалей компаунды не содержат: А. Летучих растворителей; В. Пластификаторов; С. Разбавителей; D. Всех перечисленных веществ. 7. Кремнийорганические компаунды могут работать в интервале температур: А. От 0 до 100 0 С; В. От – 60 до 100 0 С; С. От – 60 до 200 0 С. 8. Для уменьшения хрупкости эпоксидных компаундов в них вводят: А. Пластификаторы; В. Сиккативы; С. Разбавители; D. Ксилол.
3.3 Пластические массы

Выполните задание
1. Перечислите связующие вещества, из которых состоят пластмассы. Ответ:
Выберите правильный ответ
1. Порошкообразными или волокнистыми веществами, позволяющими повысить механическую прочность и уменьшить обьемную усадку изготовленных пластмассовых изделий, являются: А. Наполнители; В. Пластификаторы; С. Стабилизаторы;
D. Отвердители. 2. Густыми маслообразными синтетическими жидкостями, вводимыми в пластмассы для понижения их хрупкости и повышения холодостойкости, являются: А. Наполнители; В. Пластификаторы; С. Стабилизаторы; D. Отвердители. 3. Веществами, вводимыми в пластмассы в целях повышения их стойкости к свету и нагреванию, являются: А. Наполнители; В. Пластификаторы; С. Стабилизаторы; D. Отвердители. 4. Веществами, вводимыми в пластмассы для лучшего отделения отпрессованного изделия от поверхности стальной пресс – формы, являются: А. Наполнители; В. Пластификаторы; С. Стабилизаторы; D. Смазывающие вещества. 5. Веществами, выделяющими при нагревании большое количество газов, создающих пористую структуру в газонаполненных пластмассовых изделиях, являются: А. Наполнители; В. Порообразователи; С. Стабилизаторы; D. Отвердители. 6. Исходными материалами, из которых изготовляют пластмассовые изделия, являются: А. Термореактивные смолы; В. Полиэфирные лаки и компаунды; С. Прессовочные порошки(пресс - порошки); D. Густые маслообразующие синтетические жидкости. 7. Пластмассы на основе кремнийорганических связующих и минеральных наполнителей обладают нагревостойкостью: А. 70 0 С; В. 100 0 С; С. 100 … 120 0 С; D. 120… 200 0 С.
3.4

Слоистые пластмассы

Выполните задания
1. Заполните таблицу 3.5 и среди перечисленных материалов выберите обладающий лучшими изоляционными свойствами. Укажите область его применения. Таблица 3.5 Основные характеристики слоистых пластмасс Характеристика Гетинакс Текстолит Стеклотекстолит на основе связующей смолы Плотность, кг/м 3 Разрушающее напряжение при изгибе, Н/м 2 Разрушающее напряжение при растяжении, Н/м 2 Ударная вязкость, кДж/м 2 Характеристика Гетинакс Текстолит Стеклотекстолит на основе связующей смолы Теплостойкость, 0 С Удельное электрическое сопротивление, Ом*м Диэлектрическая проницаемость
Тангенс угла диэлектрических потерь Электрическая прочность, МВ/м 2. Определите вид слоистой пластмассы по следующему описанию: «Этот материал обладает повышенной влагостойкостью и нагревостойкостью и лучшими среди слоистых пластмасс электрическими и механическими характеристиками». Назовите область применения данного материала. Ответ: 3. Заполните таблицу 3.6 Таблица 3.6 Достоинства, недостатки и области применения слоистых пластмасс Слоистая пластмасса Достоинства Недостатки Область применения Гетинакс Текстолит Стеклотекстолит
3.5Слюдяные материалы

Выполните задания
1. Заполните таблицу 3.7 и из двух материалов выберите обладающий лучшими диэлектрическими характеристиками. Таблица 3.7 Основные характеристики слюдяных материалов Характеристики Мусковит Флогопит Плотность, кг/м 3 Водопоглощение, % Удельное электрическое сопротивление, Ом*м Диэлектрическая проницаемость Тангенс угла диэлектрических потерь Электрическая прочность, МВ/м Температура плавления, 0 С Рабочая температура, 0 С Ответ: 2. Определите вид слюдяного материала по следующему описанию: «Этот природный слюдяной материал обладает химической стойкостью. На него не действуют ни один из растворителей и ни одна из щелочей, серная и соляная кислоты разлагают его только при нагревании». Назовите область применения данного материала. Ответ:
3. Заполните таблицу 3.8 Таблица 3.8 Достоинства, недостатки и области применения слюдяных материалов Слюдяной материал Достоинства Недостатки Область применения Мусковит Флогопит
4.

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

4.1Свойства полупроводников

Выберите правильный ответ
1. Для полупроводников характерна зависимость удельного электрического сопротивления: А. От изменения температуры; В. От изменения напряжения; С. От освещенности; D. От введения примесей; Е. От всех перечисленных факторов. 2. При уменьшении температуры удельная электрическая проводимость полупроводников: А. Уменьшается; В. Увеличивается; С. Остается без изменения. 3. Легирующие примеси, атомы которых снабжают полупроводник свободными электронами называют: А. Донорными; В. Акцепторными; С. Донорными и акцепторными; D. Свободными зонами. 4. Атомы примесей, имеющие меньшую валентность, чем атомы полупроводника, обладают способностью присоединять к себе электроны. Такие примеси называют: А. Донорными; В. Акцепторными; С. Донорными и акцепторными; D. Свободными зонами. 5. Место на внешней орбите атома полупроводника, покинутое электроном, называется: А. Свободным электроном; В. Дыркой; С. Донором; D. Акцептором. 6. Чтобы получить полупроводник, обладающий только электронной проводимостью, в него вводят вещество, состоящее из атомов, валентность которых характеризуется следующим: А. Она на единицу меньше валентности атомов основного полупроводника; В. Она на единицу больше валентности атомов основного полупроводника; С. Для нее справедливы предыдущие ответы. 7. Место плотного соприкосновения двух полупроводников с различными типами электрической проводимости называется: А. Электронным переходом; В. p – n – переходом;
С. p – переходом; D. n – переходом.
Выполните задание
1. В приведенной системе координат изобразите графические зависимости тока и сопротивления полупроводника от приложенного напряжения. I,R U
Ответьте на вопросы
1. Чем собственная проводимость полупроводникового материала отличается от примесной? Ответ: 2. Почему проводимость некоторых полупроводниковых материалов, например селена, меняется под действием света? Ответ: 3. Что возникает между нагретым и холодным участками полупроводникового материала? Ответ: 4. Какое явление возникает в полупроводниковом материале при частичном его освещении и где это явление используется? Ответ: 5. Почему с ростом тока в полупроводнике резко уменьшается его сопротивление? Ответ:

4.2Простые полупроводники

Выполните задания
1. Заполните таблицу 4.1. Таблица 4.1 Основные характеристики простых полупроводников Материал Тпл. , 0 С Плотность, кг/м 3 ρ, Ом*м ε Область применения Германий Кремний Селен Теллур 2. Перечислите свойства кристаллического германия. Ответ: 3. Определите вид полупроводникового материала по следующему описанию: «Элемент шестой группы, может находиться как в аморфном, так и в кристаллическом состояниях. Исходными материалами для его получения являются остатки, образующиеся при электролитическом рафинировании меди». Ответ: 4. Перечислите методы получения монокристаллических полупроводников. Ответ:
Выберите правильный ответ
1.Основными акцепторными примесями в германии являются: А. Галлий; В. Индий; С. Алюминий; D. Все перечисленные элементы. 2. Донорные уровни в германии создают: А. Мышьяк и сурьма; В. Висмут и фосфор; С. Литий; D. Все перечисленные элементы. 3. Основными донорными примесями в кремнии являются элементы таблицы Д.И. Менделеева: А. Пятой группы; В. Первой группы; С. Четвертой группы. 4. Селен применяют для изготовления: А. Фоторезисторов и фотоэлементов; В. Фильтров и защитных покрытий в приборах инфракрасного диапазона; С. Устройств, не указанных в предыдущих ответах.
4.3

Сложные полупроводники

Выполните задание

1. Заполните таблицу 4.2 Таблица 4.2 Основные характеристики сложных полупроводников Материал Химическая формула Плотность, кг/м 3 ρ, Ом*м Область применения Карбид кремния Арсенид галлия Фосфид галлия Арсенид индия 2. Определите вид полупроводникового соединения по следующему описанию: «Важным и широко используемым свойством этого материала является его способность к люминесценции в видимой части спектра. Благодаря высокой твердости его используют также для механической обработки других материалов». Напишите химическую формулу данного соединения. Ответ:
5 Магнитные материалы

5.1 Основные характеристики магнитных материалов
Магнитные материалы – это материалы, которые под действием внешнего магнитного поля способны намагничиваться(приобретать особые магнитные свойства). Основные характеристики магнитных материалов: - магнитная проницаемость – величина, определяющая способность материала к намагничиванию. μ а = μ*μ 0 , где μ 0 – магнитная постоянная, равная 1,256637*10 -6 Гн/м; μ а - абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м; μ – относительная магнитная проницаемость( безразмерная величина). - индукция насыщения Вs , Тл; - остаточная магнитная индукция В r , Тл, индукция в веществе при напряженности магнитного поля, равной нулю; - коэрцитивная сила Н с , А/м, - напряженность магнитного поля, при которой магнитная индукция становится равной нулю; - коэффициент прямоугольности α п петли гистерезиса, характеризующий степень прямоугольности предельной гистерезисной петли. Определяется отношением α п = В r /В мах , где В мах - максимальная магнитная индукция.
Выполните задания

1. Определите абсолютную магнитную проницаемость пермаллоя, если относительная магнитная проницаемость этого материала μ = 6000. Решение 2. Вставьте пропущенные слова Поведение магнитного материала в магнитном поле характеризуется начальной кривой ______________________________________ . Для размагничивания образца материала надо, чтобы вектор напряженности магнитного поля изменил свое направление на _____________________________________________ .
Выберите правильный ответ
1. Свойства магнитных материалов оценивают с помощью: А. Магнитных параметров; В. Магнитных характеристик; С. Магнитных величин; D. Магнитных зависимостей. 2. Чем больше величина магнитной проницаемости μ, тем материал: А. Легче намагничивается; В. Труднее намагничивается; С. Легче перемагничивается; D. Свойства намагничивания материала не зависят от величины μ. 3. Магнитная проницаемость μ в большей степени зависит: А. От величины магнитной индукции; В. От напряженности магнитного поля; С. От внутренних свойств самого материала. 4. Для размагничивания образца материала необходимо: А. Чтобы магнитная индукция В достигла нуля; В. Чтобы вектор напряженности магнитного поля Н изменил свое направление на обратное; С. Чтобы магнитная индукция В и напряженность магнитного поля Н материала достигли нуля.
5.2 Магнитотвердые материалы
Магнитотвердые материалы обладают большой коэрцитивной силой( Н с >40 А/м) и большой остаточной индукцией(В r >0,1Тл).Они с трудом намагничиваются, а будучи намагниченными могут долго сохранять магнитную энергию(постоянные магниты).
Выберите правильный ответ
1. Магнитная проницаемость μ магнитотвердых материалов: А. Значительно больше, чем у магнитомягких; В. Значительно меньше, чем у магнитомягких; С. Не зависит от типа материала. 2. При оценке качества магнитотвердых материалов учитывают: А. Коэрцитивную силу Н с; ; В. Остаточную магнитную индукцию В r ; ; С. Максимальную удельную магнитную энергию; D. Все перечисленные параметры. 3. Чем «тверже» магнитный материал: А. Тем выше его коэрцитивная сила Н с ; В. Тем больше его остаточная магнитная индукция В r ; С. Тем меньше его магнитная проницаемость μ;
D. Все ответы верны.
Выполните задания
1. Вставьте пропущенные слова Металлические магнитотвердые материалы можно разделить на три основные группы ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________. Металлические магнитотвердые материалы применяют главным образом для изготовления ____________________________________________________________________________ . Магнитотвердым материалам соответствует _______________________________________ гистерезисная петля. П о р о ш ко в ы е м а г н и т о т в е р д ы е м а т е р и а л ы п р и м е н я ю т д л я и з г о т о в л е н и я __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ . 2. Расшифруйте марки железо-никель-алюминиевых сплавов: ЮНД8, ЮНДК15, ЮНДК34ТБ. Ответ:
Ответьте на вопросы
1. Каким требованиям должны отвечать магнитные материалы для носителей информации? Ответ: 2. Что представляют собой жидкие магниты и где их применяют? Ответ: 3. Как классифицируют магнитотвердые материалы по составу и способу получения? Ответ:
5.3 Магнитомягкие материалы
Магнитомягкие материалы обладают большими начальными и максимальным значениями магнитной проницаемости и малыми значениями коэрцитивной силы (Н с <40 А/м). Они легко намагничиваются и размагничиваются.
Выберите правильный ответ
1. Уровень магнитных характеристик магнитомягких материалов зависит: А. От их химической чистоты; В. От степени искажения их кристаллической структуры; С. От тепловой обработки; D. От всех перечисленных факторов.
2. Основными металлическими магнитомягкими материалами являются: А. Пермаллой, альсифер, кремнистые стали; В. Мартенситные и низкоуглеродистые кремнистые стали; С. Пермаллой и ферриты; D. Все перечисленные материалы. 3. Чувствительны ли все виды пермаллоев к механическим деформациям? А. Да; С. Нет. 4. Детали из пермаллоя подвергают дополнительному обжигу в целях: А. Повысить механическую прочность; В. Повысить магнитные свойства пермаллоя; С. В обеих указанных целях. 5. Эти нековкие хрупкие сплавы, состоящие из железа, алюминия(5,5 …13%) и кремния(9…10%) используют для изготовления литых сердечников, работающих в диапазоне частот от 20кГц. Это: А. Альсиферы; В. Пермаллои; С. Мартенситные стали; D. Ферриты.
Выполните задания
1.Заполните таблицу 5.2 Таблица 5.2 Основные характеристики магнитомягких материалов Магнитные материалы Состав Магнитные характеристики Достоинства Недостатки Н с, А/м В r , Тл Пермаллои Альсиферы Электротехническое железо Электротехнически е кремнистые стали 2.Вставьте пропущенные слова. Основным видом потерь в магнитомягких материалах являются потери на ______________________________________________________________________________ Из альсифера изготовляют _______________________________________________________
Ответьте на вопросы
1. Какими магнитными свойствами должны обладать магнитомягкие материалы? Ответ:
2. Что помимо химического состава влияет на магнитные свойства технически чистого железа? Ответ: 3. Почему электротехническое железо используется реже, чем другие магнитомягкие материалы? Ответ: