Міністерство освіти і науки України

ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ



ПРИЙНЯВ

____________________

“____’’_________2007 р.



Пояснювальна записка

Курсова робота

З дисципліни Матеріалознавство радіоапаратів



Варіант №26



КЕРІВНИК ПРОЕКТУ:



___________ доц. Андріянов О.В.



“___’’___________2007



ПРОЕКТУВАВ:



Студент гр. РК-082



__________Ліпський О.І.



“__’’____________2009р



Одеса 2009

Зміст

Вступ ……………………………………………………………3

Завдання№1……………………………………………………..4

Завдання№2……………………………………………………..5

Завдання№3……………………………………………………..6

Завдання№4……………………………………………………..8

Завдання№5……………………………………………………..14

Завдання№6……………………………………………………..15

Завдання№7……………………………………………………..16

Висновки.......................................................................................17

Список використаної літератури................................................................ 18



Вступ





В курсовій роботі по курсу „Матеріалознавство радіоапаратів”

Мені було запропоновано вирішити задачі по диєлектрикам 1 – 3 и по

напівпровідникам 5 – 7 задачі. 4 завдання індивідуально охарактеризувати певній елемент.



Завдання №2

Діелектрик плоского конденсатора являє собою поєднання ситалу та фторопласту-4. Побудуйте графік залежності діелектричної проникності суміші від відносного об”єму вмісту означених матеріалів від 0 до 1, якщо вони під”єднанні: а)послідовно, б)паралельно в) хаотично



Фторопласт-4 (-C2F4-)n — (ПТФЭ), , обладающая уникальными физико-химическими свойствами и применяемая в разных областях , и в . на изобретение тефлона принадлежит компании

Тефлон — белое, в тонком слое прозрачное вещество, по виду напоминающее или . Обладает высокой тепло- и морозостойкостью, остается гибким и эластичным при температурах от —70 до +270 C, прекрасный изоляционный материал. Тефлон обладает очень низкими и и не смачивается ни , ни , ни большинством органических

По своей химической стойкости превышает все известные синтетические материалы и HYPER14благородные металлыHYPER15. Не разрушается под влиянием , и даже . Разрушается расплавами щелочных металлов, и

Тефлон широко используется в высокочастотной технике, так как, в отличие от близких по свойствам, или , имеет очень низкий коэффициент изменения коэффициента диэлектрической проницаемости в зависимости от температуры, а также крайне низкими . Эти свойства, наряду с теплостойкостью, обуславливает его широкое применение в военной и аэрокосмической технике.



Ситалы – это стеклокристаллические материалы, получаемые путем полной стимулированной кристаллизации специально подобранного состава. Они занимают промежуточное положение между обычными стеклами и керамикой. Недостатком стекол считается процесс местной кристаллизации – расстекловывание, приводящий к появлению неоднородности и ухудшению свойств стеклянных изделий. Если в состав стекол, склонных к кристаллизации, ввести одну или несколько добавок веществ, дающих зародыши кристаллизации, то удается стимулировать процесс кристаллизации стекла по всему объему изделия и получить материал с однородной микрокристаллической структурой.

Технология получения ситала состоит из нескольких операций. Сначала получают изделие из стекломассы теми же способами, что и из обычного стекла. Затем его подвергают чаще всего двухступенчатой

термической обработке при температурах 500-700 оС и 900-1100 оС. На

первой ступени происходит образование зародышей кристаллизации, на второй – развитие кристаллических фаз. Содержание кристаллических фаз к окончанию процесса достигает порядка 95%, размеры оптимально развитых кристаллов составляют 0,05-1мкм. Изменение размеров изделий при кристаллизации не превышает 1-2%.

Таким образом ситалы отличаются от стекол тем, что в основном имеют кристаллическое строение, а от керамики – значительно меньшим размером кристаллических зерен.



а) Послідовне з”єднання



1/ = N1/1+N2/2

1/ = 1/2,1+0/7,5=0,776 =2,1

1/ = 0,9/2,1+0,1/7,5=0,442 =2,26

1/ = 0,8/2,1+0,2/7,5=0,407 =2,45

1/ = 0,7/2,1+0,3/7,5=0,330 =2,68

1/ = 0,6/2,1+0,4/7,5=0,286 =2,94

1/ = 0,5/2,1+0,5/7,5=0,238 =3,15

1/ = 0,4/2,1+0,6/7,5=0,190 =3,7

1/ = 0,3/2,1+0,7/7,5=0,235 =4,23

1/ = 0,2/2,1+0,8/7,5=0,201 =4,95

1/ = 0,1/2,1+0,9/7,5=0,168 =5,96

1/ = 0/2,1+1/7,5=0,133 =7,5



б) паралельне з”єднання



= 1*2,1+0*7,5=2,1

= 0,9*2,1+0,1*7,5=2,64

= 0,8*2,1+0,2*7,5=3,18

= 0,7*2,1+0,3*7,5=3,72

= 0,6*2,1+0,4*7,5=4,26

= 0,5*2,1+0,5*7,5=4,8

= 0,4*2,1+0,6*7,5=5,34

= 0,3*2,1+0,7*7,5=5,88

= 0,2*2,1+0,8*7,5=6,42

= 0,1*2,1+0,9*7,5=6,96

= 0*2,1+1*7,5=7,5



в) хаотичне з”єднання



= 2,11 *7,50=2,1

= 2,10,9*7,50,1=2,39

= 2,10,8*7,50,2=2,7

= 2,10,7*7,50,3=3,07

= 2,10,6*7,50,4=3,49

= 2,10,55*7,50,5=3,97

= 2,10,44*7,50,6=4,5

= 2,10,3*7,50,7=5,12

=2,10,2*7,50,8=5,81



=2,10,1*7,50,9=6,6

=2,10*7,51=7,5



Завдання №3

На електроди коденсатора з розмірами 20*30 мм подано напруга 2000В. Відстань між електродами 5мм.Визначити ємність, опір ізоляції, струп крізь конденсатор при постійній напрузі, а також велечину діелектричних втрат а)при постійній напрузі, б)при змінній напрузі з частотою 50Гц, в)при змінній напрузі з частотою 400Гц.



Розв”язок



;



;



;

;

;

;











Завдання №4

Діелектрик конденсатора утворюється двома шарами ситалу товщиною 5мм кожний, між якими є повітряний зазор товщиною 2мм. До діелектриків підведена поступово зростаюча напругаю. При якій напрузі відбувається пробій конденсатора? Як зміниться пробивна напруга, якщо повітряний зазор змінити на слюда-флогопит з електричною міцністю 50МВ/м? Електричну міцність повітря прийняти рівною 10кВ/см.

Розв”язок



;









Справжня напруженість: E1 = 0,2 * 106 В/м, а за справочною

літературою пробивна напруженість Ситалу дорівнює 50 МВ/м. Звідси пробій при напрузі 0,2 * 106 В/м пробій не відбудеться.

Замінимо повітря на слюда-флогопіт:



Справжня напруженість E1* = 7,36 * 106 В/м, а за справочною літературою пробивна напруженість слюда-флогопіт дорівнює 40 МВ/м. Звідси пробій при напрузі 7,36 * 106 B не відбудеться.











Завдання №5



Определить положение уровня Ферми при температуре Т=300К в арсениде галлия, который легирован теллуром концентрацией 1023м-3. Эфективная маса плотности состояний mc = 0,067m0; mv = 0,48mo, а температура изменение ширины запретной зоны подченяется выражению W(T) = 1,522-5,8*10-4T2/(T+300). Почему и как изменяется уровень Ферми этого полупроводника со снижением температуры.



EF = (Ev + Ec)/2 + k * T/2 ln(Nv * Nc)

Формула для нахождения уровня ферми в общем виде. Ev и Ec – соответственно потолок валентной зоны и дно зоны проводимости.

Формулы для нахождения концентрации атомов валентной зоны и зоны проводимости. mc и mv – эффективные массы электронов и дырок.





Ncn = 137 * 1023 + 1023 = 138*1023м-3



эВ

ЕF-Ev =

ЕF-Ev = 0.001-0,0106=0,012 Эв



Завдання №6



Площа поперечного перерізу плавкого запобіжника з Вольвфраму в електричному колі з граничним струмом І = 1 А. Початкова температура запобіжника Tпоч=20оС. Знайти D, мм, і S, мм2? Тепловіддачею в зовнішнє середовище знехтувати. Вважати, що час реакції запобіжника дорівнює 0,1с. Фізико-хімічні характеристики Вольвфраму: питомий опір ( = 0,055 мкОм(м , густина ( =19.3 Мг/м3, температура плавлення Tпл,= 3400 оС, питома теплоємність с =142 Дж/(кг(К), питома теплопровідність (т = 167 Вт/(м(К), температурний коефіцієнт лінійного розширення (l = 4.4(106, K-1, модуль пружності E = 407 ГПа, Температурний коефіцієнт питомого опору (( = 4,5(103, K-1



Дано:

W



Завдання №7



При температурі T = 300 К власний питомий опір антимоніду галію (GaSb) дорівнює 10 Ом(м., визначити власну концентрацію носіїв заряду цього напівпровідника.



- рухомість електронів;



- рухомість дірок;



e-заряд электрона; ;







Висновки

В задачах 1,2 і 3 я визначив властивості діелектриків. З точки зору зонної теорії .

В завданні 4 я описав ситал, технологію його отримання, привів таблицю властивостей, також таблицю залежностей ( и tg( від частоти, області використання.

В задачах 5,6 і 7 я визначив вла