- •1. Полупроводниковые материалы
- •1.1. Характеристика основных свойств
- •1.2 Классификация.
- •3. Подвижность свободных носителей заряда ( n и p)
- •5. Относительная диэлектрическая проницаемость.
- •6. Плотность материала.
- •7. Удельное сопротивление собственных полупроводников.
- •1.3.1. Кремний Si.
- •1.3.2. Германий Ge.
- •1.4. Сложные полупроводники.
- •1.4.1. Соединения группы а2b6.
- •1.4.2. Соединения группы а4в4.
- •1.4.3. Окисные полупроводники.
- •1.4.4. Поликристаллические полупроводники.
- •1.4.5. Аморфные полупроводники.
- •1.5. Параметры полупроводниковых материалов
- •1.6. Классификация полупроводниковых материалов
- •1.7. Полупроводниковый кремний как конструкционный материал
- •1.8. Вопросы и задачи
- •2. Проводниковые материалы
- •2.1. Определение и свойства проводников
- •2.2. Зависимость электрических свойств проводниковых материалов от внешних факторов
- •2.2.1. Температурная зависимость удельного сопротивления металлических проводников
- •2.2.2. Зависимость удельного сопротивления проводниковых материалов от давления
- •2.2.3. Сопротивление проводников на высоких частотах
- •2.2.4 Свойства материалов в виде тонких плёнок.
- •2.3 Материалы высокой проводимости.
- •2.4 Металлы высокого сопротивления.
- •2.5 Монометаллические резистивные материалы.
- •2.6 Металлические сплавы
- •2.7. Металло-окисные резистивные материалы.
- •2.8. Интерметаллические сплавы.
- •2.9. Механические композиции.
- •2.10. Материалы для толстоплёночных гис.
- •2.11. Сплавы специального назначения.
- •2.12 Биметаллы.
- •2.13. Вопросы и задачи
- •3. Диэлектрические материалы
- •3.1. Определение, основные свойства
- •3.1. Графики зависимости диэлектрической проницаемости
- •3.2. Параметры диэлектриков
- •3.2.1. Электрические параметры
- •3.2.2. Тепловые параметры
- •3.2.3. Физические параметры
- •3.3. Обзор диэлектрических материалов.
- •3.4. Функции пассивных диэлектриков в рэа.
- •3.5. Классификация пассивных диэлектриков.
- •3.6. Газообразные диэлектрики.
- •3.7. Жидкие диэлектрики.
- •3.8. Твердеющие диэлектрики.
- •3.9.1. Лаки.
- •3.9.2. Эмали.
- •3.9.3. Компаунды.
- •3.10. Полимеры.
- •3.11.1. Природные полимеры.
- •3.11.2. Линейные полимеры.
- •3.11.3. Полимеры, получаемые поликонденсацией.
- •3.12. Композиционные пластмассы и слоистые пластики.
- •3.13. Полимерные клеи и адгезивы.
- •3.14. Стекла.
- •3.14.1 Способы аморфизации материалов.
- •3.14.2. Общая характеристика стекол.
- •3.14.3. Химический состав и свойства оксидных стекол.
- •3.14.4. Техническое назначение стекол.
- •3.14.5. Кварцевое стекло высокой чистоты.
- •1.10. Стеклокристаллические материалы – ситаллы.
- •3.16. Техническая керамика.
- •3.16.1. Общая характеристика.
- •3.16.2. Виды керамики, применяемые в рэа.
- •3.17. Кварцевое стекло
- •3.18. Вопросы и задачи
- •4.2. Прецизионные сплавы
- •4.3. Вопросы
- •5. Магнитные материалы
- •5.1. Классификация веществ по магнитным свойствам
- •5.2. Основные свойства и параметры магнитных материалов
- •5.3. Виды магнитных материалов
- •5.4. Влияние состава, механической и термической обработки на магнитные свойства ферромагнетиков.
- •5.5. Магнитомягкие материалы.
- •5.5.1. Требования к магнитомягким материалам.
- •5.5.2. Классификация магнитомягких материалов.
- •5.5.3. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных магнитных полей.
- •5.5.4. Высококачественные магнитомягкие материалы.
- •5.6. Магнитотвердые материалы.
- •5.6.1. Мтм для постоянных магнитов.
- •5.6.2. Мтм для магнитных лент.
- •5.7. Магнитные материалы специального назначения.
- •5.7.1. Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ппг)
- •5.7.2. Магнитострикционные материалы.
- •5.7.3. Магнитные пленки.
- •5.7.4. Свч ферриты.
- •5.8. Вопросы
1.10. Стеклокристаллические материалы – ситаллы.
Стремление избавиться от главных недостатков стекла, повысить его устойчивость к механическим и термическим воздействиям привело к созданию стеклокристаллического материала – ситалла. 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 однородно» мелкокристаллической структурой.
Ситаллы получают преимущественно по стекольной технологии из вязкой стекломассы специального состава (рис.3.22).
Т аким образом, ситалл отличается от стекла мелкокристаллической микроструктурой, причем размеры кристаллитов около 1 мкм, а их содержание достигает 50–90% по объему. Отличие ситаллов от керамики – значительно меньший размер кристаллитов.
Кристаллизация стекла может быть обусловлена фотохимическими и каталитическими процессами. В первом случае центрами кристаллизации служат мельчайшие частицы металлов (серебра, золота, меди, алюминия и др.), которые выделяются под влиянием ультрафиолетового излучения из соответствующих оксидов, входящих в состав стекла. Затем проводится термообработка, при которой происходит образование и рост кристаллитов вокруг металлических частиц. Одновременно материал приобретает определенную окраску. Полученные таким способом материалы называют фотоситаллами.
При каталитической кристаллизации технология изготовления ситаллов упрощается, так как отпадает необходимость в предварительном облучении. В этом случае в качестве катализаторов кристаллизации используются соединения, ограниченно растворимые в стекломассе или легко кристаллизующиеся из расплава, например, FeS, TiO2, фториды и фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов. Полученные при этом материалы называются термоситаллами.
В процессе ситаллизации стекла наиболее существенно изменяются следующие его свойства:
–повышается механическая прочность из-за того, что поверхностные трещины, наталкиваюсь на кристаллиты, не могут развиваться так интенсивно, как в стекле;
–растет нагревостойкость, так как диапазон температур размягчения-плавления значительно сужается по сравнению со стеклами;
–появляется возможность регулировать параметры (например, ТКЛР) за счет изменения степени ситаллизации, т.е. доли кристаллической фазы.
В табл.3.12 приведено сравнение параметров литиевого ситалла и аналогичного по значению ТКЛР стекла. Видно, что по многим параметрам ситалл превосходит стекло. Его недостатком является меньшая химическая стойкость вследствие неоднородной структуры. От керамики ситаллы отличаются хорошей обрабатываемостью, отсутствием пористости, меньшей стоимостью.
Ситаллы марок Ст32, Ст38, Ст50 (цифра обозначает ТКЛР) в виде полированных пластин толщиной 0,5–1мм размером 60x48мм являются основным материалом подложек тонкопленочных ГИС.
Таблица 3.12. Сравнение параметров стекол и ситаллов.
Параметр |
Стекло С-52-1 |
Ситалл ПГБ-30 |
Прочность, МПа |
0,3 – 0,5 |
1,1 – 1,2 |
ТКЛР, 1/град |
52·10-7 |
58·10-7 |
tgδ |
4,9·10-3 |
1,0·10-3 |
ЕПР, МВ/м |
6 |
5 |
Нагревостойкость,°С |
177 |
427 |