Polarizarea spontană
Fig. 8. polarizare spontană: și - câmpul electric este absent, SB - câmp electric este prezent.
polarizare spontană are loc în materialele, numite feroelectricilor. Inițial, a fost detectat un astfel de mecanism de polarizare în sare Rochelle, motiv pentru care întreaga clasă de materiale a primit numele său. Un astfel de material este format din secțiuni, numite domenii, și în cadrul fiecărui domeniu există o polarizare spontană foarte puternică a materialului într-o singură direcție. Fiecare domeniu are direcția de polarizare spontană.
În absența unui câmp electric domains axe de polarizare externe sunt îndreptate în toate direcțiile. Prin urmare, se dovedește a fi zero (Fig. 8 a) cu însumare vectorială a momentelor dipol dintr-o multitudine de domenii moment de dipol de ansamblu. Atunci când un câmp electric extern dipol momente domenii încep să lucreze de-a lungul câmpului, este orientarea lor (Fig. 8 b). Prin urmare, se adaugă dipol momente ale domeniilor, creșterea momentului de dipol totală a materialului, adică, există o polarizare totală a materialului.
Deoarece domeniile în sine sunt puternic polarizate, efectul general este foarte mare. Amploarea constanta dielectrică a feroelectricilor este foarte mare # 949; = 100¸100.000.
La aplicarea și îndepărtarea polarizarea câmpului electric al materialului variază în multe feluri. Pe un grafic al polarizării câmpului electric (Fig. 9), se obține buclă de histerezis dielectric (foarte similar ca formă bucla histerezis a magnetizarea feromagnetic).
Prin natura polarizare este împărțită în elastic și relaxare (termică). De exemplu, atunci când polarizarea electronică, deplasarea cochilii de electroni de atomi sau molecule are loc aproape instantaneu (într-un timp t »10 -15 s). Ca urmare, atunci când rotirea câmpului electric extern de polarizare-INDICĂ Stabilim instantaneu și întârzierea dintre polarizarea și câmpul electric, practic, nu (fig. 10 a). În acest caz, nu se produce atunci când rotirea câmpului electric în pierderea de energie electrică materiale. Acest tip de polarizare se numește polarizare elastică.
Unele alte procese au loc într-o substanță cu o întârziere vizibilă (timpul t »10 -3 ¸10 -5 s), de exemplu, procesele asociate cu activarea termică. Deci, atunci când polarizarea dipol, există bariere potențiale, și pentru a le depăși, este necesară energie între diferitele prevederi ale moleculelor voluminoase.
În cazul în care energia unui câmp electric extern nu este suficient, astfel încât sursa de energie suplimentară devine căldură, care ia ceva timp pentru rotația dipolilor. Apoi, există o pierdere de energie atunci când un câmp electric extern (sau opri) polarizarea este întârziată și este stabilită după un anumit timp, numit timpul de relaxare (Fig. 10 b) Această întârziere este importantă, deoarece, ca urmare a întârzierii în dielectric în câmp electric alternativ pe polarizare. Acest tip de polarizare se numește relaxare sau căldură.
Stat instituției de învățământ. învățământul profesional superior. Universitatea de Stat a Aviației Ufa Tehnic.
Ce facem cu materialul obținut:
Toate subiectele acestei secțiuni:
Materiale I. nemetalice
Pentru materiale nemetalice includ diverse natura și structura materialelor - organice sau anorganice, monomeri și polimeri, cristaline și amorfe. De exemplu, grafit, sticlă,
procesele de bază în dielectrici în câmpul electric
Atunci când introduce un dielectric în câmp electric care apar aici sunt patru procese de bază: 1) Conductivitatea electrică; 2) de polarizare; 3) pierderi dielectrice
Conductivitatea electrică a dielectrici
Absolut dielectric pur, cu o structură ideală ar fi un izolator ideal, respectiv Eu nu conduc curentul electric. În dielectrici reale conține întotdeauna impurități, imee structura lor
polarizare dielectrică
Izolatorii conțin practic nu sarcini libere, cu toate acestea, orice substanță constă din particule încărcate electric, care sunt într-o stare legată. P
polarizare electronică
polarizare electronica are loc în dielectricilor non-polare, în care moleculele nu au nici un moment de dipol intrinsec. În acest caz, atomul sau molecula (de exemplu, un atom de hidrogen), reprezentat de
polarizare ionică
Acest tip de polarizare apare în cazul în care substanța este format din ioni. Să considerăm, de exemplu, NaCI cristal ionic. Rețeaua cristalină a spatio cubice reprezintă p
polarizare dipol
polarizarea dipole apare in dielectrici polare ale căror molecule sunt dipoli. În acest caz, în absența unui câmp electric extern momente de dipol ale moleculelor sunt orientate haotic
dielectrici activi
Materialele active numite cu proprietăți dielectrice electrice speciale - cu mare constanta dielectrică, dependență puternică de influențe externe, etc. aceste otnosyats
pierderi dielectrice
pierderi dielectrice - un proces de extragere a energiei termice în izolator sub influența unui câmp electric extern. Pierderile asociate cu două din procesul de revizuire în dielectric: Elektroprom
Dependența tangenta pierdere cu temperatură
Pierderile dielectrice comune sunt pierderi de conductivitate și pierderea la polarizarea. După încălzire, schimbarea tuturor proprietăților dielectrice, inclusiv conductivitatea electrică și n
pentru non-polare
Sub influența câmpului electric accelerează purtătorilor de sarcină liberi obține energie cinetică
pentru polar
In dielectrici polari particulele de dipol au o frecvență de rezonanță caracteristică la care amploarea pierderii
defalcare dielectrică
Dielectric Breakdown - o pierdere a proprietăților dielectrice ale materialului, adică la forte mari electrice de câmp, temperaturi și alte influențe exterioare permitivitate
defalcare electrice
De ce, cu câmpuri electrice de mare izolator începe să se efectueze de curent electric care are loc în materialul? Inițial, izolatorul nu efectuează elektriches
defalcare electrotermice
Un material plasat într-un câmp electric, se încălzește din cauza pierderii dielectrice, adică, eliberarea de căldură
defalcare electrochimice
Într-un dielectric sub câmpul electric au loc diverse procese chimice, care în timp duce la o schimbare în compoziția chimică a dielectricului: ea apar produse dec
Curba vieții dielectrice
Deoarece proprietățile dielectrice ale materialului se deteriorează în timp. Acest proces se numește îmbătrânire Materiei
un semiconductor intrinsec
semiconductori chimic pure Ki-numit semiconductor intrinsec. Acestea includ o serie de elemente chimice pure: germaniu, siliciu, seleniu, telur, etc și mulți compuși chimici :. Și
impuritate semiconductoare
Semiconductors orice puritate întotdeauna conțin impurități. atomii lor au nivele de impurificare proprii de energie, care pot fi localizate în ambele permise și zonele interzise
Utilizarea de semiconductori
Semiconductori au diversitate TION și proprietăți neobișnuite care determină utilizarea lor pe scară largă. La contactul semiconductor p-tip și n-tip sunt formate în p-n joncțiune
diode de cristal
Luați în considerare o diodă semiconductoare nick-based p-n joncțiune. În cazul în care este aplicată o tensiune pe dioda, atunci se va scurge de curent, care depinde de mărimea și polaritatea tensiunii. Această dependență este
diodă zener
Diodă Zener aranjate în același mod ca și dioda. Aceasta înseamnă că există p-n-joncțiune, dar tensiunea în aceasta este inclusă în polaritate inversă. În acest caz, tranziția este blocat, care se formează prin izolarea
diode variabilă capacitance
Se aplică la p-n tranziție a tensiunii inverse. Rezultatul este un strat izolator cu o grosime d. Grosimea acestui strat va depinde de tensiunea aplicată: mai mare a condus
Lumina diodice
LED - un dispozitiv bazat pe o p-n joncțiune, pornit în direcția inainte (Fig.31.). e
fotodiodă
Fotodioda este un p-n-tranziție este inclusă într-o direcție inversă (fig. 34). În acest caz, în absența curentului fotodiodă al fluxului luminos nu trece. În cazul în care izolatoare cu
termistor
Termistorul - un material semiconductor la care este atașat două ace (fig.32.). În semiconductori, concentrația de electroni liberi se determină prin formula exponențială (17):
photoresistor
De asemenea, temperatura schimbă concentrația de purtători de sarcină poate, de asemenea lumină (Fig. 33). La iradierea cu fotoni de energie lumina este transferată către electroni și poate trece în banda de conducție.
II. Proprietățile mecanice ale materialelor
2.1. Diagrama de stretching Am studiat diferite materiale în ceea ce privește proprietățile lor electrice - semiconductori, dielectrice
III. Efectul încălzirii asupra structurii și proprietăților metalelor
3.1. Procedeele care apar în metalul deformat deformarea metalului încălzire Când majoritatea muncii cheltuite (
recristalizare
Când se încălzește metalul deformat la temperaturi mai ridicate (> 0,4 mp), recristalizare începe (Fig. 43). Format complet nou de cereale la nedistorsionată zăbrele, Branch
cimentare
Este numit un proces de saturație carburare este superficial produse din oțel C. Atunci când stratul de carbon
nitrare
Nitrurarea suprafața metalică se numește proces de saturare azot N. Amoniacul (NH3) de gaz este utilizat pentru a crea mediul activ, care, sub acțiunea disociază ridicate temperaturi,
Nitrocementation
Carbonitrurare - saturația suprafață metalică simultană cu azot N și carbon C. Mediul este un amestec gazos de metan și ammmiaka. Condițiile procesului: t
cianurarea
Prelucrare metal într-un mediu lichid de săruri NaCN de cianură de sodiu topit. Condițiile de procedeu: t = 820-920 # 730; C # 964; = 0,5 până la 1 oră # 8710; =
difuzie metalizare
Diffusion metalizare - suprafata de proces de saturație părți ale diferitelor metale. Difuzia Metal este considerabil mai lent decât azot sau carbon straturi astfel formate de zece ori
Aplicarea bilelor de sticlă Prelucrare stropire.
Ventilatorul puternic generează un curent de aer, care propulseaza bile de oțel mici sau peletele la BOL
Centrifugal Prelucrare stropire cu bile.
În acest caz, suprafața metalică este tratată granule care sunt atașate la un instrument rotativ (un tambur, disc) și pot fi trase din ea (fig. 50). Tamburul se învârte în sus mare
IV. MATERIALE DE CONSTRUCTII
4.1. Cerințe generale pentru materiale structurale structurale numite materiale destinate pentru fabricarea d
Criteriile de evaluare a rezistenței structurale a materialelor
rezistență structurală - caracteristici-com plex care cuprind o combinație de criterii de rezistență, fiabilitate și durabilitate-Ness. Criterii de material vybi rezistență rayut
oțel carbon
un aliaj de fier cu carbon element de aliere, numit oțel carbon. 80% din oțel, produse - oțel carbon (cea mai ieftină). Ei posedă comunicare mecanică satisfăcătoare;
oteluri aliate
Acestea conțin elemente de aliere care îmbunătățesc proprietățile acestor oțeluri. În funcție de cantitatea și tipul de elemente de aliere ale oțelului în conformitate cu GOST denota numere și litere. Primele două cifre indică
aliaje de cupru
Cupru - galben metal, high-tech, bine sudate, sudate, tratat sub presiune, prezintă o ductilitate excelente, caracterizate printr-un conținut ridicat de apă și teplopro-electric
aliaje de aluminiu
Aluminiu - foarte ușoară metal alb-argintiu, densitatea este de 2,7 g / cm3, adică este de trei ori mai ușoară decât cuprul. Aluminiu are un înalt pla-stichnostyu, conductivitate termică bună și Elektroprom
Magneziu și aliajele sale
Magneziu - metale ultraușor este mai ușor decât aluminiul, densitatea 1,74 g / cm3. punct de topire 651 ° C, Punct de vedere chimic extrem de activ, atunci când este încălzit în aer se aprinde și arde
Titan și aliajele sale
Titan - refractară metal de culoare gri, care are un punct de topire t = 1665 ° C, de înaltă rezistență EOA = 250 MPa și o ductilitate d = 70%. Densitatea r sale mici =
compoziţia chimică
Polimerii organici sunt larg utilizate ca materiale structurale. Polimeri organici - o substanță a cărei molecule constau din lanțuri lungi de carbon la care
Structura polimerilor
Polimeri - o substanță a cărei molecule constau din lanțuri foarte lungi de atomi numite macromolecule. Ele constau din unități repetitive identice - monomeri. M
polimer curba termomecanic
Dacă un polimer termoplastic este supus la solicitări mecanice constante, va fi deformat. La temperaturi scăzute, polimerul suferă o deformare elastică cu o mică cantitate.
termoplast
Din polietilenă - etilenă produs de polimerizare, structura (-CH2-CH2) n, unul dintre polimerii mai comune, posedă o rezistență suficientă, stand
termorigide
rășini fenolformaldehidice sunt baza pentru un număr mare de materiale plastice, lacuri și adezivi. Ca rezultat al încălzirii rășinii, o reacție chimică, și polimerul obținut bachelită. Ca
Polimeri cu umpluturi
Polimeri cu materiale de umplutură este un material compozit, pe care le considerăm mai mult în următoarele secțiuni. Acesta arată, de asemenea, proprietățile unora dintre ele. Ghetinax
Eficacitatea Polimer
Materiale polimerice moderne sunt tot mai mult utilizate în inginerie datorită proprietăților lor înalte și prelucrabilitate. De exemplu, pentru producerea pieselor metalice este necesară pentru a face turnarea, tăiate, MBT
Sitall
Stecloceramice preparate din sticlă anorganică prin cristalizarea lor completă sau parțială folosind un aditivi catalizator. Ca urmare, proporția fazei de cristal este 30-90%, măsoară Kris
ceramică
Ceramica - un material anorganic obținut prin ardere la temperatură ridicată 1200-2500 ° C Inițial numit ceramica lut concediat, „Keramikos“ din ceramică greacă. Acum TER
Ceramic pe bază de oxid-
În producția de oxid ceramic utilizat în principal următoarele oxizi: A12O3 (co-Rund), SiO2, ZrO2, MgO, CaO, BeO etc. Punctul de topire pur aprox.
ceramică fără oxigen
Pentru compuși refractari fără oxigen includ compuși elemente cu carbon - carbură de bor, - boruri, azot - nitruri, siliciu - siliciuri și sulf - sulfurilor. Acești compuși Distinctive
materiale compozite Dispersnouprochnonnye
Dispersnouprochnennye CM compus dintr-un material de bază (matrice) și încorporate în ea particule mici de 10-500 nm (Fig. 58). Ursul Matricea cea mai mare parte a sarcinii, iar particulele dispersate împiedică mișcarea di
Materiale compozite fibre.
Materialele compozite fibroase sunt matrice relativ moale, care se leagă fibrele mai puternice (Fig. 59). Principalele fibre mecanice transporta sarcină și matricea uniform