Правила оценки свойств материалов.

 

При изготовлении конкретного изделия для его надежной работы необходимо знать и учитывать:

1. Назначение изделия и условия его эксплуатации.

2. Характеристики материалов и технологические возможности.

3. Совместимость различных материалов в одном изделии (например, нельзя допускать прямого контакта меди и алюминия).

4. Изменение свойств материалов при воздействии внешних факторов

5. Экономическую целесообразность (обеспечить при выборе оптимальное сочетание цены и качества).

 

Общие сведения о строении материалов.

Разнообразие электрофизических свойств материалов зависит:

 

I. От видов химических связей, за счет которых происходит объединение атомов в молекулы. В материалах, применяемых в РЭА наиболее часто встречаются:

 

1. Ковалентная связь. Осуществляется парой электронов, которые становятся общими для атомов в составе молекулы. Электроны прочно удерживаются на своих орбитах, поэтому в материалах с этим видом связей практически нет свободных зарядов Может быть полярной и неполярной. Ковалентная связь наблюдается в диэлектриках.

2. Донорно – акцепторная связь. Возникает между атомами элементов, у которых один отдает, а другой принимает электрон. Такая связь наблюдается в полупроводниках.

3. Ионная связь. В ее основе лежит статическое взаимодействие между противоположно заряженными ионами (соли, оксиды).

4. Металлическая связь. Это система построенная из положительных ионов, которые находятся в среде свободных, коллективизированных электронов (металлы, сплавы).

II. От строения (структуры) вещества, т.е. от взаимного расположения атомов и молекул.

Твердые вещества характеризуются стабильностью формы, т.к. образующие их атомы малоподвижны около фиксированных положений равновесия.

По типу расположения атомов и молекул существует:

1. Кристаллическое строение вещества – с геометрически упорядоченным расположением атомов и молекул (металлы, сплавы, соли и т.д.).

2. Аморфное строение вещества – с хаотичным расположением атомов и молекул (стекло).

3. Аморфно-кристаллическое строение - со смешанной структурой, при котором вещества состоят из мелких кристаллов, соединенных аморфным веществом (керамика)

4. Доменное строение вещества -

 

I I I. От видов кристаллической решетки.

Кристаллические вещества. Их свойства и характеристики.

В производстве РЭА наиболее часто встречаются кристаллические вещества. Если через атомы кристалла провести линии и плоскости, получим кристаллическую решетку, состоящую из множества элементарных ячеек. Размеры кристаллической решетки определяются ее параметрами.

Параметр – это расстояние между двумя ближайшими параллельными плоскостями.

Параметры обозначаются маленькими буквами латинского алфавита (a,b,c), измеряются в ангстремах (А̊). 1А̊=10^-10 м.

Существует 14 видов кристаллических решеток. Наиболее часто встречаются:

 

1. Гексагональная. Элементарная ячейка имеет форму правильной прямоугольной шестигранной призмы.

2. Кубическая объемно-центрированная. В центре куба находится дополнительный девятый атом. (W, Mo, Fe до 768^о)

3. Кубическая гранецентрированная. Дополнительный атом находится в центре каждой грани. (Cu, Ag, Au, Pb, Fe при 910^о).

 

Некоторые вещества при определенной температуре меняют свою кристаллическую структуру. Например, железо при температуре 910^о из низкотемпературной мало прочной объемно-центрированной модификации переходит в более прочную и твердую гранецентрированную модификацию. Такое явление называется полиморфизмом, а вещества – полиморфными. К полиморфным относится углерод. Его модификации – алмаз и графит имеют очень разные свойства. Это объясняется различной формой кристаллической решетки.