Учебное пособие по материалке от Дистанционщиков (540408), страница 43
Текст из файла (страница 43)
От чего зависит радиационная стойкость стеклотекстолитов, текстолитов,гетинаксов?Ответ. Радиационная стойкость стеклотекстолитов, текстолитов, гетинаксовопределяется природой связующего и в значительной степени типом наполнителя.Вопрос. От чего зависят свойства облученных органических волокон, нитей,тканей?Ответ. Свойства органических волокон, нитей, тканей при облучении зависят от иххимической природы, технологии изготовления и условий облучения.Вопрос. Чем определяется изменение свойств пропиточных и заливочныхкомпаундов при воздействии излучений?Ответ. Изменение различных свойств пропиточных и заливочных компаундов привоздействии излучений определяется прежде всего содержанием в них смол,отвердителей, пластификаторов, наполнителей и т.д., а также чистотой компонентов,технологией отверждения и условиями облучения.Вопрос.
Какие процессы происходят при облучении резин и герметиков?Ответ. Резины и герметики при облучении на воздухе окисляются, причем степеньокисления определяется толщиной материала. Процесс окисления сопровождаетсявыделением летучих продуктов, образующихся при распаде кислородосодержащихгрупп, и возрастанием плотности. При интенсивном протекании деструкции плотностьрезин и герметиков уменьшается. В процессе радиолиза при облучении на воздухе взависимости от состава материала выделяются: Н2, СО, СО2, SiF4, НСl, НF,фторуглероды, фторуглеводороды, серосодержащие соединения и вода.Вопрос. Чем определяется радиационная стойкость клеев?Ответ.
Радиационная стойкость клеев определяется в основном природойполимерной основы, а также зависит от вида и содержания других компонентов.Вопрос. Чем определяется радиационная стойкость керамических материалов?Ответ. В значительной степени радиационная стойкость керамическихматериалов определяется устойчивостью к излучению входящих в их состав окислов.Вопрос.
С чем связано повышение радиационной стойкости керамическихматериалов при повышении рабочих температур?174Ответ. Радиационная стойкость керамических материалов возрастает приповышении рабочих температур из-за теплового отжига дефектов, возникающих приоблучении.Вопрос. В чем состоит достоинство радиационной технологии для полученияполимеров и стеклопластиков?Ответ. Одним из достоинств такой технологии является возможность полученияполимеров без применений катализаторов, ухудшающих диэлектрические свойства.Так, полученный полимеризацией под действием кратковременного облученияполивинилхлорид имеет теплостойкость на 20-25% выше, чем обычный полимер,высокая чистота обеспечивает ему хорошие электроизоляционные свойства,значительную прочность и химическую стойкость.
Радиационной обработкойстеклопластиков на основе эпоксидных смол и ненасыщенных полиэфиров можно на30-70% повысить их механическую прочность и резко увеличить теплостойкость.Вопрос. Перечислите области применения облученного полиэтилена?Ответ. Изоляция монтажных проводов, соединительных кабелей и других изделийэлектро- и радиоэлектронной техники. Ценным свойством изоляции из облученногополиэтилена является ее высокая нагревостойкость.
Провод, изолированныйоблученным полиэтиленом не изменяет своих эксплуатационных характеристик послевыдержки 24 ч в расплавленном олове при температуре +300оС. Изоляциявысокочастотных коаксильных кабелей, в которых применяется облученный пористыйполиэтилен. Значение диэлектрической проницаемости такого полиэтилена непревышает 1,5, что позволяет снизить погонную емкость кабеля до 73 пф/м (скремнийорганической изоляцией 173пф/м). Коаксильные кабели с термостойкойизоляцией на основе пористого облученного полиэтилена можно длительно (до 10000ч) эксплуатировать при температуре +135оС. Облученный полиэтилен применяетсятакже для изготовления корпусов и диэлектрических элементов комплектующихизделий различного назначения (катушки индуктивности, резисторы, конденсаторы,трансформаторы, источники питания), а также для выводных трубок, герметизирующихи упаковочных лент, пленок и многих конструктивных элементов электро- ирадиоаппаратуры.175Полупроводниковые материалыОпределение и классификацияПолупроводники при комнатной температуре занимают по удельномусопротивлению, имеющему значения 10-6 - 109 Ом .
м, промежуточное положение междуметаллами и диэлектриками. По ширине запрещенной зоны к полупроводникам относятвещества, ширина запрещенной зоны которых лежит в диапазоне 0.1 - 3.0 эВ.Приведенные данные следует считать ориентировочными, так как они относятся кнормальным условиям, но могут сильно отличаться в зависимости от температуры.Удельная проводимость полупроводников в сильной степени зависит от вида иколичества содержащихся в них примесей и дефектов.
Для них характерначувствительность к свету, электрическому и магнитному полю, радиационномувоздействию, давлению и др.В полупроводниках часто наблюдается смешанный тип химических связей:ковалентно-металлический, ионно-металлический и др. К ним относятся многиехимические элементы и химические соединения:• простые вещества: германий, кремний; селен, теллур, бор, углерод,фосфор, сера, сурьма, мышьяк и др.;• окислы и сульфиды многих металлов: NiO, Cu2O, CuO, CdO, PbS и др.;• тройные соединения: CuSbSr, CuFeSe2, PbBiSe3 и др.;• твердые растворы GeSi, GaAs1-x Px и др.;• органические красители и другие материалы: анрацен, фталоцианин,нафталин и другие.Полупроводники могут быть жидкими или твердыми, кристаллическими илиаморфными.Основные параметры полупроводниковИзэлектрофизическихпараметровважнейшимиявляются:удельнаяэлектрическая проводимость (или величина обратная ей - удельное электрическоесопротивление), концентрация электронов и дырок, температурные коэффициентыудельного сопротивления, ширина запрещенной зоны, энергия активации примесей,работы выхода, коэффициента диффузии носителей заряда и другие.
Для некоторыхприменений важны коэффициент термо-ЭДС и коэффициент термоэлектрическогоэффекта, коэффициент Холла и т.п.Кфундаментальнымпараметрамотносятсяплотность,постояннаякристаллической решетки, коэффициент теплопроводности, температура плавления идр.Собственные и примесные полупроводники, типы носителейзаряда. Собственная проводимостьСвободными носителями заряда в полупроводниках как правило, являютсяэлектроны, возникающие в результате ионизации атомов самого полупроводника(собственная проводимость) или атома примеси (примесная проводимость).
Внекоторых полупроводниках носителями заряда могут быть ионы. На рисунке показанаатомная модель кремния и энергетическая диаграмма собственного полупроводника, вкотором происходит процесс генерации носителей заряда.176а)б)Рис. 8.1. Атомная модель кремния и энергетическаядиаграмма собственного полупроводникаПри абсолютном нуле зона проводимости пустая, как у диэлектриков, а уровнивалентной зоны полностью заполнены. Под действием избыточной энергии ∆Wo ,появляющейся за счет температуры, облучения, сильных электрических полей и т.д.,некоторая часть электронов валентной зоны переходит в зону проводимости. Энергия∆Wo в случае беспримесного полупроводника, равна ширине запрещенной зоны иназывается энергией активации.
В валентной зоне остается свободное энергетическоесостояние, называемое дыркой, имеющей единичный положительный заряд.При отсутствии электрического поля дырка, как и электрон, будет совершатьхаотические колебания, при этом происходят и обратные переходы электронов из зоныпроводимости на свободные уровни валентной зоны (рекомбинация). Эти процессыусловно показаны на рисунке.Рис. 8.2. Процессы генерации и рекомбинации вполупроводникеЭлектропроводность, возникающая под действием электрического поля за счетдвижения электронов и в противоположном направлении такого же количества дырок,называется собственной. В удельную проводимость полупроводника дают вкладносители двух типов - электроны и дыркиγ = e⋅ (nµ n + pµ p ),гдеn и µn - концентрация и подвижность электронов,p и µp - концентрация и подвижность дырок.Для собственного полупроводника концентрация носителей определяетсяшириной запрещенной зоны и значением температуры по уравнению Больцманаn = const⋅ e − ∆W02 kT, 1/м3177то есть при 0< kT < ∆Wo переброс через запрещенную зону возможен.
Всобственном полупроводнике концентрация электронов ni равна концентрации дырок pi,ni = pi , ni + pi = 2ni .Подвижность носителей заряда представляет скорость, приобретаемуюсвободными электронами или ионами в электрическом поле единичной напряженностиµ=v E, м2/(В . с)Подвижность дырок существенно меньше, чем подвижность электронов.Подвижность электронов и дырок в некоторых полупроводниках показана в таблице.Подвижность электронов м2/(В.с)0.3800.1350.8203.0007.000ПолупроводникиGeSiGaAsInAsInSbПодвижность дырок м2/(В.с)0.1800.0500.0400.0200.400Наибольшая подвижность была обнаружена в антимониде индия InSb и варсениде индия InAs.Примесная проводимость.
Поставка электронов в зону проводимости и дырок ввалентную зону может быть за счет примесей, которые могут ионизоваться уже принизкой температуре. Энергия их активации значительно меньше энергии, необходимойдля ионизации основных атомов вещества. Примеси, поставляющие электроны в зонупроводимости, занимают уровни в запретной зоне вблизи дна зоны проводимости. Ониназываются донорными. Примеси, захватывающие электроны из зоны проводимости,располагаются на уровнях в запретной зоне вблизи потолка валентной зоны иназываются акцепторными. На рисунке показаны энергетические диаграммыполупроводника, содержащего донорные и акцепторные примеси.а)б)Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
