3.Влияние добавления кремния на электрические, магнитные и механические свойства железа.
у железа низкое электрическое сопротивление и это приводит к тому, что в переменных полях в железе возникают большие потери на вихревые токи и снижается магнитная проницаемость. Если легировать железо кремнием удельное электрическое сопротивление возрастает.
Если есть присутствие кремния в железе тогда снижается магнитная анизотропия. При увеличении отношения a/r уменьшается разница в значениях обменного интеграла по различным направлениям, а следовательно, понизится магнитная анизотропия. У сплава содержащего несколько процентов Si магнитная анизотропия во много раз меньше чем у чистого железа. Так же при добавке к железу кремния нейтрализуется вредное влияние примесей кислорода и углерода. Это связано с тем, что кремний раскисляет сталь и помогает переходить углероду из карбида железа (цементита) в графит.
Так же Важно, что взаимодействие кремния с дислокациями приводит к снижению их подвижности, поэтому снижается пластичность сплавов. Поэтому промышленные сплавы железа с кремнием - электротехнические стали содержат не более 5% Si.
так как у электротехнических сталей магнитная анизотропия сохраняется, то для того, чтобы улучшить магнитные свойства применяют текстурованную сталь, то есть сталь, у которой некоторые направления кристаллов в соседних зернах совпадают. Для того чтобы получить магнитную текстуру применяют холодную при температуре 900-1000оС. В холодной деформации происходит ориентация зерен, а при отжиге идет снижение плотности дислокаций и рост зерен. Текстурованную сталь называют также холоднокатаной. Холоднокатаная сталь в 1,5 раза дороже горячекатаной, но потери в ней вдвое ниже. Главное, что для надежного использования текстурованной электротехнической стали магнитный поток должен проходить вдоль направления намагничивания.
9.Влияние примесей на электропроводность полупроводниковых материалов.
Рис. 52. Влияние легирования на
энергетические зоны полупроводников:
а) собственный полупроводник, б)
полупроводник, содержащий донорные
примеси, в) полупроводник, содержащий
акцепторные примеси.
В основном в полупроводниковых приборах используют примесные полупроводники, то есть полупроводники содержащие небольшие количества примесей. Так же считатся за примеси могут дефекты кристаллической решетки – вакансии, дислокации, границы зерен, поры, трещины.
Если валентность атома примеси и атомов о материала отличаются, то атомы примесей будут в виде источников свободных электронов или дырок. При Избытке электронов на валентной оболочке атома примеси, появляются дополнительные электроны, а когда нехватает электронов на валентных электронных оболочках атомов появляются дырки. Атомы примесей, приносящие в свободную зону свободные электроны, называются донорами, а атомы – приносящие дырки – акцепторами. как Влияет примесь на энергетические зоны полупроводников показано на рис. 52.
Те носители заряда,которые имеют концентрацию в полупроводнике выше, называются основными, а те, концентрация которых ниже, - неосновными. если в полупроводнике есть присутствие атомов примесей – доноров, тогда основные носители заряда будут электроны, и такие материалы называются полупроводниками n-типа. Полупроводник, легированный атомами акцепторов, называют полупроводником p-типа. когда полупроводник p-типа и n-типа взаимодействуют,появляются p-n переходы – эти переходы являются основой всех полупроводниковых приборов.