МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Южно—российский государственный технический университет

(новочеркасский политехнический инститУт)

Кафедра ЭППиГ

Институт Энергетический

Специальность 551700 «Электроэнергетика»

Лекции

По дисциплине: Материаловедение

Выполнил студент II курса, группа 2 Коломиец Г.В.

Преподаватель (лектор) Голоснов Б.Ф.

НОВОЧЕРКАССК 2008г.

Содержание.

Содержание. 2

1. Значение электротехнических материалов. 3

1.1. Классификация материалов. 3

2. Диэлектрики. 5

2.1. Характерные особенности диэлектриков. 5

2.2. Области применения диэлектриков. 5

2.3. Электрические характеристики диэлектриков. 5

2.4. Поляризация диэлектриков. Диэлектрическая прочность. 5

2.5. Определение диэлектрической проницаемости. 9

2.6. Электропроводность диэлектриков. 10

2.7. Диэлектрические потери. 12

2.8. Пробой диэлектрика. 13

2.9. Физико-механические и химические свойства диэлектриков. 18

2.10. Электроизоляционные материалы. 21

3. Магнитные материалы. 25

3.1. Характерные особенности магнитных материалов. 25

3.2. Области применения магнитных материалов. 25

3.3. Характеристики магнитных материалов. 26

3.4. Магнитомягкие магнитные материалы. 27

3.5. Магнитотвёрдые материалы. 28

4. Полупроводниковые материалы. 30

4.1. Характерные особенности полупроводников. 30

4.2. Области применения. 30

4.3. Собственная электропроводность полупроводников. 30

4.4. Примесная электропроводность. 30

4.5. Полупроводниковые материалы. 32

5. Проводниковые материалы. 33

5.1. Характерные особенности. 33

5.2. Области применения проводников. 33

5.3. Характеристики проводников. 33

5.4. Проводниковые материалы. 33

1. Значение электротехнических материалов.

Электротехническими называются материалы, обладающие определёнными свойствами находясь в электромагнитном поле и используемые с учётом этих свойств.

Срок службы, габариты, вес и др. характеристики электромашин, аппаратов, устройств в значительной мере зависят от качества ЭТМ¹, из которых они изготовлены.

Важнейшие характеристики:

U_пр – пробивное напряжение при котором происходит пробой диэлектрика, т. е. теряется электрические изоляционные свойства и образуется канал высокой проводимости.

Диэлектрики изолируют проводники, находящиеся под разными потенциалами.

Е_пр – пробивная напряжённость электрического поля, при которой происходит пробой. Является мерой электрической прочности (Е_пр; h; габариты; вес)².

U_н – номинальное напряжение.

к_з – коэффициент запаса (к_з=1,3..5; к_з=f(1/U_н) ).

В процессе эксплуатации происходит старение изоляции, ухудшение характеристик (tg³, R_из, U_пр до U_раб).

1. Классификация материалов.

По величине удельного сопротивления () все вещества подразделяются на следующие группы.

Группы материалов Таблица 1.1

материал	значение  (Ом\м) материалов
	диэлектрики	полупроводники	проводники
, Ом\м	10^8..10^18	10^-5..10^8	10^-8..10^-5
Изменение  с увеличением температуры		Резко 	
W, эВ	>3	3	0

.

Рисунок 1.1 Энергетическая диаграмма

ΔW – энергия активации;

W_зз – диапазон значений валентных электронов;

W_зп=W_вз+ΔW.

Электронной проводимости у диэлектриков не проявляется. У полупроводников узкая запрещённая зона; резкая зависимость от внешних энергетических воздействий.

В проводниках (металлах) ΔW=0, электроны свободны. С увеличением температуры увеличивается амплитуда колебаний узлов в кристаллической решётке. У диэлектриков же и полупроводников с увеличением температуры увеличивается количество свободных носителей заряда.

По магнитным свойствам материалы разделяются на магнитные и немагнитные.