5.Классификация материалов.

Материалы, используемые в электронных средствах, подразделяются на электротехнические, конструкционные и специального назначения. Из конструкционных материалов изготавливают вспомогательные детали и элементы радиоприборов, выполняющих в основном роль механических нагрузок, - корпусы, шасси, элементы управления. К специальным материалам относятся клеи, флюсы, припои. Электротехнические материалы необходимы для изготовления проводов, кабелей, волноводов, антенн, изоляторов, конденсаторов, резисторов, катушек индуктивности, трансформаторов, магнитов, электродвигателей и генераторов, диодов, транзисторов, электронных ламп, электромеханических преобразователей, лазеров, приемников света, запоминающих устройств ЭВМ и т.д. По поведению в электрическом поле эти материалы подразделяются на 3 класса: проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические, а по поведению в магнитном поле - на сильномагнитные (или магнитные) и слабомагнитные. К слабомагнитным материалам относятся диамагнетики и парамагнетики. Диамагнетиками являются вещества с магнитной проницаемостью μ<1, значение которой не зависит от напряженности внешнего магнитного поля. К ним относятся водород, инертные газы, большинство органических соединений, каменная соль и ряд металлов: медь, цинк, серебро, золото, ртуть, а также висмут, галлий, сурьма.К парамагнетикам относятся вещества с магнитной проницаемостью μ>1, также не зависящей от напряженности внешнего магнитного поля. В их число входят кислород, окись азота, соли железа, кобальта, никеля и редкоземельных элементов, щелочные металлы, алюминий, платина. У магнитных материалов μ >>1 и зависит от напряженности внешнего магнитного поля. К ним относятся железо, никель, кобальт и их сплавы, сплавы хрома и марганца, гадолиний, ферриты различного состава. Магнитные материалы обладают способностью намагничиваться при внесении в магнитное поле, а некоторые из них сохраняют свою намагниченность и после прекращения воздействия магнитного поля. Их магнитных материалов делают сердечники катушек индуктивности и трансформаторов, магнитные запоминающие устройства, постоянные магниты и т.д

6.Виды химической связи.

Если взаимодействуют атомы с различной электроотрицательностью ХА>ХВ, то энергетически выгодным является переход электрона от атома В к атому А. Образовавшиеся в результате ионы оказываются связанными силами электростатического притяжения, которые можно рассчитать, пользуясь законом Кулона. Такой вид связи называется ионной связью. Ионная связь может существовать как внутри молекулы, так и в кристалле. С точки зрения квантовой механики ионная связь – образование ионов при взаимодействии нейтральных атомов – трактуется как перераспределение электронной плотности (при образовании молекул) в сторону повышения ее вблизи атома А и понижения - вблизи атома В - валентный электрон атома В движется таким образом, что большую часть времени находится вблизи атома А. Молекула, атомы которой связаны ионной связью, характеризуется отличным от нуля дипольным моментом. Типичными представителями кристаллов с ионной связью являются щелочно-галоидные кристаллы LiF, NаС1, NaBr и др. Характерные свойства ионной связи: 1) ненасыщенность 2) ненаправленность. Ненасыщенность ионной связи проявляется в том, что каждый ион стремится окружить себя как можно большим числом ионов противоположного знака, т.е. образовать структуру с максимальным координационным числом. (Координационное число показывает количество ближайших ионов противоположного знака). Ионные решетки характеризуются высоким координационным числом. Например, для кристаллов NаСl координационное число равно 6, а для СsСl – 8. Ионные кристаллы, благодаря большой энергии связи между составляющими их ионами, характеризуются высокими температурами плавления, большой механической прочностью, большинство из них являются диэлектриками с малой ионной проводимостью.

В основе ковалентной связи лежит обменное взаимодействие или обменный эффект, обусловленный обменом атомов электронами и имеющий чисто квантовую природу. Важнейшей особенностью обменных сил является их сильная зависимость от направления спинов электронов, осуществляющих связь между взаимодействующими атомами. Связь будет сильной только в том случае, если спины антипараллельны. Ковалентные связи определенным образом ориентированны в пространстве и образуются только между ближайшими соседними атомами. Молекулы с ковалентной связью бывают неполярными или полярными (дипольными) в соответствии с симметричным или асимметричным строением. Молекулы, в которых центры положительных и отрицательных зарядов совпадают, называют неполярными. Если же в молекулах центры противоположных по знаку зарядов не совпадают и находятся на некотором расстоянии друг от друга, то такие молекулы называют полярными или дипольными. Дипольные молекулы характеризуются дипольным моментом, который определяется произведением заряда на расстояние между центрами положительных и отрицательных зарядов. Характерными признаками ковалентной связи, отличающими ее от ионной, являются следующие: Насыщенность - каждый атом может взаимодействовать не с любым числом окружающих его атомов, а лишь с таким числом, которое равно числу электронов, способных к осуществлению связи. Направленность - электронное облако, деформируясь в случае ковалентной связи, вызывает пространственную ориентацию связей, т.е. ее направленность. Ковалентная связь типична для органических молекул. Вместе с тем она может наблюдаться и у твердых веществ неорганического происхождения, если их кристаллические решетки состоят из атомов. Примерами подобных веществ являются алмаз, кремний, германий, карбид кремния и др. Ковалентная связь характеризуется высокой прочностью. Подтверждением этому является высокая твердость и высокая температура плавления таких веществ как алмаз, карбид кремния. В металлах проявляется особый тип связи - металлическая связь. Валентные электроны 6 атомах металлов сравнительно слабо связаны с ядром. При образовании жидкого и твердого состояния атомы располагаются настолько близко, что электроны приобретают способность покидать свои атомы и свободно перемещаться внутри решетки. Возникает однородное распределение отрицательного заряда среди положительно заряженных атомных остатков. Металлическая связь имеет сходство с ковалентной связью, т. к. в основе той и другой лежит обобществление электронов. Однако в случае ковалентной связи обобществление электронов происходит только между парами соседних атомов, общие электроны находятся между этими атомами. В то время как в случае металлической связи обобществленные электроны не локализуются около «своих» атомов, а свободно перемещаются внутри всей решетки, образуя «электронный газ». Не имея локализованных связей, металлические кристаллы не разрушаются при изменении положений атомов, т. е. им свойственна пластичность (ковкость) при деформациях. Благодаря наличию свободных электронов металлы обладают высокими электро- и теплопроводностью. Молекулярная связь или связь Ван-дер-Ваальса, наблюдается у ряда веществ между молекулами с ковалентным характером внутримолекулярного взаимодействия. Подобное притяжение между флуктуирующими электрическими диполями получило название дисперсионного взаимодействия. Связь Ван-дер-Ваальса возникает между любыми частицами, но это наиболее слабая связь, энергия ее примерно на два порядка ниже энергии ионной и ковалентной связей. Поскольку дисперсионное взаимодействие оказывается очень слабым, молекулярные связи четко проявляются лишь в тех случаях, когда они возникают между атомами или молекулами.Молекулярная связь легко разрушается тепловым движением. Поэтому молекулярные кристаллы обладают низкими температурами плавления (например, у парафина ТПЛ =50-52 °С).