-



Міністерство освіти та науки України



Одеський національний політехнічний університет



Кафедра ЕЗІКТ



Пояснювальна записка



До курсової роботи з курсу



„Матеріалознавство радіоапаратів”



Розробив ст. групи РК-061

Новак В.С.

Перевірив:

Андріянов О. В.



Одеса 2007 р.

Содержание

стр.



Вступление . . . . . . . . . . .3



Задача № 1 . . . . . . . . . .4-5



Задача № 2 . . . . . . . . . .6



Задача № 3 . . . . . . . . . .7



Задача № 4 . . . . . . . . . .8-12



Задача № 5 . . . . . . . . . .13



Задача № 6 . . . . . . . . . .14



Задача № 7 . . . . . . . . . .15



Выводы . . . . . . . . . . .16



Вступление





В курсовой работе по курсу „Материаловедения радиоаппаратов” мне предложено решить задачи по диэлектрикам 1 – 3 и по

полупроводникам 5 – 7 задачи.



Задача 1.

Диэлектрик плоского конденсатора представляет собой объединение двух материалов: поливинилхлорид и слюда-мусковит. Постройте график зависимости диэлектрической проницаемости суммы от объемного состава материалов (от 0 до 1), если они включены а) последовательно; б) параллельно.



Дано:

1 = 4,5

2 = 8



- ?



1) Последовательное:



1. on.3 
 2.  EMBED Equation.3 
 3.  EMBED Equation.3 
 4.  EMBED Equation.3 
 5.  EMBED Equation.3 
 6.  EMBED Equation.3 
 7.  EMBED Equation.3 
 8.  EMBED Equation.3 
 9.  EMBED Equation.3 
 10.  EMBED Equation.3 
 11.  EMBED Equation.3 
 2) Параллельно:

1. = 1*4,5+0*8=4,5

2. = 0,9*4,5+0,1*8=4,85

3. = 0,8*4,5+0,2*8=5,2

4. = 0,7*4,5+0,3*8=5,5

5. = 0,6*4,5+0,4*8=5,9

6. = 0,5*4,5+0,5*8=6,25

7. = 0,4*4,5+0,6*8=6,6

8. = 0,3*4,5+0,7*8=6,95

9. = 0,2*4,5+0,8*8=7,3

10. = 0,1*4,5+0,9*8=7,65

11. = 0*4,5+1*8=8



По результатам расчетов построим график:







Задача 2

На электроды конденсатора с размерами 20 мм на 30 мм подаётся напряжение 2 кВ. расстояние между электродами 5 мм. Определить емкость С, сопротивление изоляции Rиз, ток через конденсатор при постоянном напряжении, а так же величину диэлектрических потерь Pa а) при постоянном напряжении; б) при переменном напряжении частотой 50 Гц; в) при переменном напряжении частотой 400 Гц.



Rv=1015*Ом

Rs=1015*Ом



Rиз.=1,21*1014 Ом

I=



Pa=1,65*10-11*2000B=33*10-9Bт

Pa(50Гц)=20002*314,16*3,186*10-12*0,02=8*10-5Вт

Pa(400Гц)=20002*2515,27*3,186*10-12*0,02=6,4*10-4Вт





Задача 3

Диэлектрик конденсатора образуется двумя пластинами оргстекла толщиной 5 мм каждый, между которыми есть воздушный зазор толщиной 2 мм. К электродам подведено постепенно возрастающее напряжение. При каком напряжении произойдет пробой конденсатора? Как изменится пробивное напряжение. Электрическую прочность воздуха принять равной 10 кВ/см.



= 2,6

Uпр.ситал=

ion.3 HYPER14HYPER15 = 1,92

Uпр.возд=

=

Если Е1>E1проб., тогда проводим расчёт

Uпроб.1=

Uполиэт.=

Перевіркою впевнилися, що пробівна напруга підрахована вірно, так як електрична міцність матеріальну витримує напругу в 334,88 мВ/в

Відповідь: Uпр.=2,8*105в/м; Uпр.возд.=0,1*105в/м.



Задание 4. Укажите основные группы на основе слюд. Опишите способы его изготовления. Где они используются ?

СЛЮДЫ, семейство широко распространенных породообразующих минералов, имеющих важное промышленное значение. Представляют собой гидроксил- и фторсодержащие. Все эти минералы характеризуются весьма совершенной спайностью в одном направлении (параллельно базису); спайные листочки упругие. Слюды нередко хорошо различаются по цвету. Мусковит варьирует от бесцветного до белого, иногда бывает желтым, изредка – розоватым или зеленоватым, биотит – от зеленого до черного, флогопит – от желтого до коричневого, реже встречается бесцветный минерал. Спайные листочки флогопита на просвет отличаются золотистыми и красновато-коричневыми оттенками. Лепидолит, как правило, розовый и сиреневый (чаще всего он образует скролуповатые или чешуйчатые агрегаты, либо изогнутые розетки, а не пластинчатые выделения, свойственные прочим слюдам). Однако лепидолит бывает иногда белым, желтоватым, серым, и тогда его можно отличить от мусковита только по окрашиванию пламени в красный цвет (испытание на литий).

Слюды - группа минералов из подкласса листовых силикатов с общей формулой R1 R2-3 [ALSi3O10] (OH, F)2, где R1 = К, Na; R2 = Al, Mg, Fe, Li Кристаллохимическая характеристика .Основной элемент структуры слюд представлен трёхслойным пакетом из двух тетраэдрических слоев [ALSi3O10] с находящимся между ними октаэдрическим слоем, состоящим из катионов R2. В основе структуры слюд находятся трехслойные пакеты. Эти пакеты из-за замещения Si4+ => Al3+ в тетраэдрическом слое заряжены отрицательно. Именно благодаря этому между пакетами появляются дополнительные катионы К.

Два из шести атомов кислорода октаэдров замещены гидроксильными группами (ОН) или фтором. Пакеты связываются в непрерывную структуру через ионы К+ (или Na+) с координационным числом 12. По числу октаэдрических катионов в химической формуле различаются диоктаэдрические и триоктаэдрические слюды: катионы Al+ занимают два из трёх октаэдров, оставляя один пустым, тогда как катионы Mg2+, Fe2+ и Li+ с Al+ занимают все октаэдры.

Слюды кристаллизуются в моноклинной (псевдотригональной) сингонии. Относительное расположение шестиугольных ячеек поверхностей трёхслойных пакетов обусловлено их поворотами вокруг оси (с) на различные углы, кратные 60, в сочетании со сдвигом вдоль осей (а) и (в) элементарной ячейки. Это определяет существование полиморфных модификаций (политипов) cлюд, различаемых рентгенографически. Обычны политипы моноклинной сингонии.

Систематика и разновидности

По химическому составу выделяют следующие группы слюд:

Алюминиевые слюды:

Мусковит KAL2[ALSi3O10] (OH)2, известного также как белая или

калиевая слюда.Мусковит - породообразующий минерал из группы слюд подкласса слоистых силикатов, KAl2([AlSi3O10](OH,F)2. Цвет белый, серый, светло- коричневый, зеленоватый. Твердость 2-3; плотность 2,82,9 г/ см3. Промышленные месторождения М. главным образом в пегматитах. Крупнокристаллический М. диэлектрик, применяется в радио- и электротехнике, молотый М. в промышленности стройматериалов и при производстве электроизоляционной бумаги.

Парагонит NaAL2[CaALSi3O10] (OH)2,

Магнезиально-железистые слюды:

Флогопит - наиболее магнезиальный минерал из группы биотита.

Формула: KMg 3AlSi3O10(F, OH)2

Физические свойства



Цвет - от желтого, золотистого до зеленовато-коричневого. Спайность весьма совершенная в одном направлении {001}. Твердость 2-2.5. Блеск перламутровый. Тонкие пластинки упругие и легко гнутся. Плотность 2.78-2.85.

Оптические свойства

Коноскопическая фигура флогопита

Проявлен слабый плеохроизм - по Np бесцветный, Ng=Nm светло-коричневый. Рельеф низкий или средний положительный, Np=1.54-1.56, Nm=1.57-1.61, Ng=1.57-1.61. Погасание прямое, удлинение положительное. Максимальные интерференционные окраски конца второго или третьего порядка. Двулучепреломление 0.030-0.047. Двуосный отрицательный, 2V=0-10.

Биотит K (Mg, Fe)3 [ALSi3O10](OH, F)2, Он непрозрачен и поэтому в отличие от

других слюд не имеет промышленного значения.Биотит - минерал подкласса листовых силикатов класса силикатов из группы слюд, K (Mg, Fe2+, Mn)3 [ (OH, F2) (Al, Fe3+) Si3О10]. Назван по фамилии французского физика и минералога Ж. Био (1774 — 1862). Син. - "слюда железная".

Мусковит и биотит – самые распространенные виды слюд. Они встречаются как породообразующие минералы в гранитах и других изверженных породах; при этом мусковит входит в состав только кислых пород (гранитоиды и риолиты), а биотит – во все типы изверженных пород. Оба минерала присутствуют в пегматитах, но мусковит содержится в них в значительно больших количествах. Мусковит – распространенный минерал в высокотемпературных гидротермальных жилах и месторождениях замещения (грейзенах), особенно с оловянным, вольфрамовым и молибденовым оруденением. Тонкочешуйчатый мусковит (серицит) встречается в боковых породах среднетемпературных гидротермальных жил, где он отлагается восходящими рудоносными растворами. Мусковит довольно часто образуется в результате