Материалы с высокой проводимостью

Для выращивания монокристаллов полупроводниковых материалов также широко используют методы направленной и зонной кристаллизации расплава в контейнере. Сб. ст., М., 1967; Материалы в машиностроении. КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ — материалы, применяемые для изготовления конструкций (деталей машин и механизмов, зданий, трансп.

Материал — это объект, обладающий определенным составом, структурой и свойствами, предназначенный для выполнения определенных функций. Материалы могут иметь различное агрегатное состояние: твердое, жидкое, газообразное или плазменное. Обычно материал выполняет несколько функций. Например, диэлектрик обязательно испытывает какие-то механические нагрузки, то есть является конструкционным материалом.

Основные материалы, которые используются в энергетике, можно разделить на несколько классов — это проводниковые материалы, магнитные материалы и диэлектрические материалы. Проводниковыми называют материалы, основным электрическим свойством которых является сильно выраженная по сравнению с другими электротехническими материалами электропроводность.

Газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких напряженностях электрического поля не являются проводниками. Важнейшими для электротехники свойствами проводниковых материалов являются их электро- и теплопроводность, а также способность генерации термоЭДС.

Смотреть что такое «Конструкционные материалы» в других словарях:

Магнитными называют материалы, предназначенные для работы в магнитном поле при непосредственном взаимодействии с этим полем. Магнитные материалы делят на слабомагнитные и сильномагнитные.

К сильномагнитным – ферромагнетики, которые, в свою очередь, могут быть магнитомягкими и магнитотвердыми. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике. Проводникамиявляются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.

Жидкие диэлектрики

На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: диоды, светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы. Их применяют в качестве изолирующего материала.

Нефтяные электроизоляционные масла

Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Удельная электрическая проводимостьσ при 300 К составляет 10−4−10~10 Ом−1·см−1 и увеличивается с ростом температуры.

Растительные масла

Элементарные полупроводники: Ge, Si, углерод (алмаз и графит), В, α-Sn (серое олово), Те, Se. Важнейшие представители этой группы — Ge и Si имеют кристаллическую решётку типа алмаза (алмазоподобны). Соединения типа AIIIBV элементов III и V группы периодической системы имеют в основном кристаллическую структуру типа сфалерита. Обладают достаточно узкой областью гомогенности, то есть интервалом составов, в котором в зависимости от параметров состояния (температуры, давления и др.) преимуществ.

Являются в основном прямозонными полупроводниками. Один из наиболее тугоплавких и широкозонных среди широко используемых полупроводниковых материалов. Типичными представителями этой группы являются стеклообразные полупроводниковые материалы — халькогенидные и оксидные. Оксидные стеклообразные полупроводниковые материалы имеют состав типа V2O5-P2O5-ROx (R-металл I—IV гр.) и характеризуются удельной электрической проводимостью 10−4−10−5 Ом−1см−1.

При медленном охлаждении обычно превращаются в кристаллические полупроводниковые материалы. Водород обладает высокой растворимостью в этих полупроводниковых материалах и замыкает на себя значительное количество «болтающихся» связей, характерных для аморфных полупроводников. В результате резко снижается плотность энергетических состояний в запрещенной зоне и появляется возможность создания p-n-переходов.

Плотность полупроводниковых материалов определяет такие важные технические характеристики, как удельный расход материала, масса прибора. Необходимым условием достижения высоких электрофизических характеристик полупроводниковых материалов является их глубокая очистка от посторонних примесей. В результате получают Ge и Si с суммарным содержанием остаточных электрически активных примесей на уровне 10−7−10−9%. Суммарное содержание остаточных примесей в исходных материалах не превышает обычно 10−4−10−5%.

Полупроводниковыми материалами являются также ферриты, сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики

Наиболее распространенный способ получения монокристаллов полупроводниковых материалов — вытягивание из расплава по методу Чохральского (Выращивание монокристаллов). Наибольшее распространение этот метод получил в технологии получения монокристаллов Si, имеющего сравнительно невысокую плотность и достаточно большое поверхностное натяжение расплава.

Обычно процесс выращивания монокристалла совмещают с предварительной дополнительной очисткой полупроводниковых материалов зонной плавкой. Для выращивания профилированных монокристаллов полупроводниковые материалы (ленты, прутки, трубы и т. д.) используют метод Степанова. Широко распространено получение полупроводниковых материалов в виде монокристаллических пленок на разного рода монокристаллических подложках. Для получения эпитаксиальных структур полупроводниковых материалов используют методы жидкостной, газофазной и молекулярно-пучковой эпитаксии.

Легирование полупроводниковых материалов обычно осуществляют непосредственно в процессах получения монокристаллов и эпитаксиальных структур. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике.