st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. · Metallid Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud
Ep = Eqd, d- kaugus negatiivse laenguga plaadist (paral. pind). Elektrivälja potentsiaal näitab, kui suur on sellesse punkti asetatud ühiklaengu potentsiaalne energia. =Ep/q, kus - potentsiaali tähis (v- volt), Ep pot. energia (J), q- laeng (c). Elektriline induktsioon- kui elektriväljas kogunevad plusslaengud ühte otsa ja miinuslaengud teise otsa. Siis summaarne e-vä = 0. Summaarne elektriväli väljaspool juhti moondub nii, et tema elektrivälja jõujooned on juhi pinnaga risti. Dielektrikuid on kahte liiki: 1)polaarsed ja 2)mittepolaarsed. Polaarsete dielektrite molekulid on diipolid- molekulide plusslaengu ja miinuslaengu kese ei ühti. Need on orienteeritud väljasihis. - E0/E. -mitu korda on elektrivälja tugevus vaakumist tugevam, kui dielektrikus. Mittepolaased dielektrikud hakkavad välise välja toimel polariseerima ja seda enam, mida tugevam on väline väli ja järelikult ka sellised dielektrikud hakkavad nõrgendama väljast välja.
(nähtus elektrostaatiline induktsioon) juhis jaotuvad vabad laengukandjad ümber. Selle tulemusena tekitavad vabad laengukandjad oma elektrivälja, mis on vastassuunaline välisele el.väljale ja kustutab selle juhi sees. Juhi sees el.väli puudub. Kasutamine: varjestus. Dielektrikud on ained, kus praktiliselt puuduvad vabad elektrikandjad. Polarisatsioon kui dielektrik satub välisesse elektrivälja, siis molekulid orienteeruvad kindlas suunas. Dielektrikus elektriväli nõrgeneb. Dielektrikuid iseloomustatakse dielektriku läbitavusega. = E0/E Plaatkondensaatori mahtuvuse arvutamise valem: C= S / 4kd (k=9*109) Kui mahtuvus on 3F, siis see näitab seda, et 1V pinge saavutamiseks tuleb kondensaatorile anda 3C suurune laeng. E = U/d Seos pinge ja elektrivälja tugevuse vahel.
Elektriline tõmbejõud erinimeliselt laetud ioonide vahel moodustab ioonsideme. Keemiline side on vastastiktoime aatomite vahel molekulides ja ioonide vahel kristallides 9.Energiatsoon- Elektronide lubatud energiate vahemik. 10.Miks metallid on head elektrijuhid-metalli korral on pooltäidetud juhtivus ja valentsoon, on piisavalt elektrone ja alamtasemeid, mille arvel energia saab kasvada. 11.Mida kujutab endast keelutsoon? 12.Selgita doonor ja aktseptorlisandi olemust. 13.Iseloomusta dielektrikuid. on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikusdielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. 14. Elementide keemilised ja füüsikalised omadused on määratud elektronide arvuga väliskihil SIIT ALATES ON LAUSED VIHIKUST 15
klassifikatsiooniga. Käesolevad töös annan ülevaate dielektrikutest ehk (elektri)isoleermaterjalidest.Mõiste dielektrik on siiski mõnevõrra laiem mõiste,kuna lisaks isoleermaterjalidele kuuluvad sinna ka näiteks elektreedid ja piesoelektrikud. 1.DIELEKTRIKUD 1.1 Elektrilised põhiomadused Dielektrikud leiavad kasutust peamiselt elektriisoleermaterjalidena. Dielektrikutel on väga väike elektrijuhtivus ja nad polariseeruvad elektriväljas. Dielektrikuid iseloomustavad järgmised elektrilised omadused: polarisatsioon, elektrijuhtivus, elektriline tugevus ja dielektrikuskaod. . Aine ehituse poolest jagunevad dielektrikud neutraalseteks ja polaarseteks. Neutraalsed dielektrikud koosnevad aatomitest ja molekulidest, mille positiivse ja negatiivse laengu keskmed ühtivad (nt vesinik, inertgaasid). Polaarsed dielektrikud koosnevad molekulidest,mille positiivsete ja negatiivsete laengute keskmed ei ühti ( nt tekstoliit)
elementaarlaeng ; e = 1,6*10-19C *Ioon on selline aatom, mis on juurde võtnud või ära andnud elektrone. *Kehtib laengu jäävuse seadus : isoleeritud süsteemi kogu laeng on jääv. *Kogulaeng süsteemi kõikide kehade laengu summa. ELEKTRIVOOL(Juhid, dielektrikud ja pooljuhid) *Juhid on sellised ained, mida mööda saab laeng kanduda ühelt kehalt teisele. *Juhtiv aine sisaldab palju vabasi laengukandjaid. *Juhtivad materjalid: grafiit, metall, elektrolüüdide vesilahused (nt.soolvesi) *Dielektrikuid mööda ei saa kandud ühelt kehalt teisele, sest nad sisaldavad väga vähe vabu laengukandjaid. *Dielektrikud : vesi, kumm, plastmass, õhk jne. *Kahe nende rühma vahele jäävad sellised ained, mida kutsutakse pooljuhtideks. *Pooljuhid : räni. ELEKTRIVOOL *...laetud osakeste suunatud liikumine. *Voolusuunaks loetakse positiivsete laengute liikumise suunda. *Kui liiguvad neg laenud, siis tegelikult on liikumise suund kokkulepitud voolusuunaga vastupidine. NT.elektronid metallis
Mida rohkem on inimse üks jalg välgutabamuse välgu tabamuse kohale lähemal kui teine, seda suurem pinge tekib kahe jala vahel. 15. Kuidas käitub juht elektriväljas, milline on väljatugevus sellise juhi sees? Kus leiab see omadus kasutamist? Juhi paigutamisel elektrivälja hakkavad vabad elektronid liikuma väliste väljajoontega vastassuunas, seda nähtust nimetatakse elektrostaatiliseks induktsiooniks. 16. Nimeta kahte tüüpi dielektrikuid. Mille poolest nad erinevad? Polaarsed dielektrikud ja mittepolaarsed dielektrikud. Polaarsed dielektrikud koosnevad dipoolidest, mille üks pool on + teine laenguga aga mittepolaarsel dielektrikul muutuvad aatomid ise dipoolideks. 17. Mis juhtub dielektrikuga elektriväljas, kuidasd mõjutab ta välist elektrivälja ja kus leiavad dielektrikud kasutamist Dielektrik elektriväljas vähendab elektrivälja tugevust. Seda vähendamise suurust iseloomustab suhteline dielektriline läbitavus
kõik metallid, kasutatakse metalle, millel on: väike elektriline eritakistus, küllaldane mehaaniline vastupidavus, vajalikud füüsikalis-keemilised omadused (korrosioonikindlus, kuumuskindlus vm). Dielektrikud (isolatsioon, isolaatorid) Kasutatakse tahkeid, vedelaid ja gaasilisi. Dielektrikul peab olema: suur elektriline eritakistus, läbilöögi kindlus, vajalikud mehaanilised omadused, kindlad füüsikalis-keemilised omadused. Tahkeid dielektrikuid kasutatakse lisaks ka kinnitus- ja kaldeelementidena. Vedelaid ja gaasilisi dielektrikuid kasutatkse ka jahutus ja elektrikaare kustutuskeskkonnana. Materjalide klassifikatsioon Pooljuhid (diood, transistor, türistor jm) juhtivuse poolest asuvad juhtide ja dielektrikute vahel, juhtivus sõltub välistest teguritest (valgustugevus, temperatuur). kasutatakse räni ja germaaniumi kristelle. Magnetmaterjalid magnetpehmed ja magnetiliselt kõvad materjalid.
de Broglie lained (1923). Demo · Kvant- ehk lainemehaanika rajaja L.deBroglie statsionaarsete orbiitide seisulained. Energiatsoonid aatomis Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Tahkiste struktuur · Energiatasemed tahkises. Tahkis tahke keha. Tahked kehad jagunevad kristallilisteks (keedusool NaCl, jää, metall) ja amorfseteks (klaas). Kristallilised kehad on tahkised. Amorfsed kehad on põhimõtteliselt vedelikud väga suure viskoossusega. · Kristallides on aatomid või ioonid paigutunud korrapärase ruumvõrena. Naaberaatomite välised elektronkatted mõjutavad üksteist. Selle tulemuseks tahkistes on, et
millega on kaasnenud miljarditesse dollaritesse ulatuvad investeeringud keraamikatööstusesse, on välja töötatud kümneid uusi keraamilisi materjale, tehnoloogiaid ja tooteid. Tehnokeraamikat peetakse XXI sajandi materjaliks. Tehnokeraamilised materjalid on väga erinevate omadustega sõltuvalt nende koostisest ja valmistamise tehnoloogiast. Nende seas on häid elektrijuhte (keraamilised ülijuhid) kui ka peaaegu ideaalseid dielektrikuid. Tehnokeraamika üldisteks positiivseteks omadusteks on: - suur kuumus- ja termopüsivus (keemilise koostise stabiilsus), korrosioonikindlus, suur kõvadus ja kulumiskindlus, väike tihedus. Tehnokeraamika kasutus Konstruktsioonikeraamika Kuumuskindel keraamika Termokindel keraamika Kulumiskindel keraamika Antifriktsioonkeraamika Poorne keraamika Sitke keraamika Biokeraamika Tööriistakeraamika Ülikõva keraamika Lõikekeraamika Kermised Elektrokeraamika
läbitavus, mis võib sõltuda välise elektrivälja tugevusest. Spontaanse polarisatsiooni korral on ioonid spontaanselt (iseenesest) nihkunud veidi kristallvõre sõlmedest välja. Joonisel 5.20 on näidatud, kuidas see toimub ühe tüüpilise ferroelektriku BaTiO 3 korral. Iga polarisatsiooni liik annab oma panuse dielektrilise läbitavuse väärtusesse, mis kaob alates mingist elektrivälja sagedusest, kui see polarisatsioon ei jõua enam toimuda (joonis 3.4). On veel üks liik dielektrikuid, mis polariseeruvad mehaanilise surve toimel. Neid nimetatakse piesoelektrikuteks (näiteks piesokvarts s.o kvartsi monokristall). 3.1.2 Dielektrikute elektrijuhtivus Vaatleme siin ainult tahkeid dielektrikuid, kuigi ka gaasid ja suur osa vedelikke on dielektrikud. Polarisatsiooniprotsessidega, mis on ju laengute liikumine (nihkumine), kaasneb polarisatsioonivool, nagu igasuguse laengute liikumisega. Alalispinge korral esineb polarisatsioonivool ainult pinge sisse- ja
r r r mille elektriline moment p e = ql ( l - positiivse laengu kohavektor negatiivse suhtes). r Dipool on punktikujuline objekt, millele välises elektriväljas E mõjub jõud r r r r r r F = grad ( p e E ) ja jõumoment M = p e × E . Dielektrikud on ained, mis ei juhi elektrivoolu. Dielektrikuid on kahesuguste molekulidega: mittepolaarsetega (+ ja laengute massikeskmed langevad kokku) ja mittepolaarsetega (+ ja laengud moodustavad dipooli). Välise elektrivälja puudumisel dielektriku molekulide summaarne dipoolmoment on null, välises väljas saab aga nullist erinevaks, mille kohta öeldakse, et dielektrik polariseerub. Dielektriku r 1 r
Valguse neeldumine Selleks, et elektron läheks suuremale orbiidile, peab aatomis energia neelduma. Tahkiste struktuur: Energiatasemed tahkises Lubatud energiatsoonid ja keelutsoonid. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on omavahel lahutatud keelutsoonidega. Probleem seisneb selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et lubatud tsoonist üle hüpata keelutsooni. Selliste energiatasemete põhjal võib eristada juhte, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall(juht) Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat Pooljuht Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad
hapnikuga plahvatuse ohu, tekib paukgaas, selline olukord võib tekkida lülititest tekkiva sädemete korral, seetõttu vesinikku kasutatakse hermeetilises süsteemis. Vesinik omab suure soojusmahtuvuse ja hea soojusjuhtivuse. Gaasilisi nii ka vedeldielektrikuid kasutatakse jahutusvahendina elektrilistes seadmetes, generaatorites, lülitites, samuti kasutatakse gaasilisi koostisi valgustites ioniseeritud olukorras. Gaasilisi dielektrikuid iseloomustavad järgmised elektrilised parameetrid: 1. suur eritakistus 2. dielektriline tugevus Elä (kV/h) 3. dielektriline läbitavus =% (valgustite juures tähtis) 4. voolukadu (tan ) 5. soojusjuhtivus 6. mahtuvus 7.soojuspüsivus Vedel dielektrikud Elektrilistes seadmetes kasutatakse vedelikke, isolaatoritena ja jahutus vahenditena. Vedelike liigid on: 1. Naftaproduktid, looduslikult saadavad 2. sünteetilised vedelikud, keemilisel teel saadavad 3
vahe suurusjärgus 10-22 eV , st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. · Metallid Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud
stabiliseerimiseks (kvartskristallresonaator), elektroakustikas elektriliste võnkumiste muundamiseks (mehaaniliseks ja vastupidi), mõõtmistehnikas (piesoandurid) jne. 40.Nimetage pool- ja ülijuht materjale ning millised on nende omadused, kus neid kasutatakse? Pooljuhtmaterjalid:Germaanium,Räni,Seleen,Galliumarseniid, Indiumantimonüdi, Sulfiide, Ränikarbüdi 41.Mis omadustega materjalid on elektreedid ja kus neid kasutatakse? Elektreetideks nimetatakse dielektrikuid, mis pikemat aega säilitavad polari- seeritud seisundi peale polarisatsiooni esilekutsuva mõju eemaldamist. Elektreet on teatud määral püsimagneti elektriline analoog. EJektreedi tähtsaimad parameetrid on potentsiaal ja laengu pindtihedus. Elektreetide nimetused tulenevad nende saamisviisist. Elektreete on võimalik kasutada näiteks elektriväljade tekitamiseks elektrifiltrites, milliseid kasutatakse gaaside puhastamiseks tahketest osakestest (näit
kaasnenud miljarditesse dollaritesse ulatuvad investeeringud keraamikatööstusesse, on välja töötatud kümneid uusi keraamilisi materjale, tehnoloogiaid ja tooteid. Tehnokeraamikat peetakse XXI sajandi materjaliks. Tehnokeraamilised materjalid on väga erinevate omadustega sõltuvalt nende koostisest ja valmistamise tehnoloogiast. Nende seas on häid elektrijuhte (keraamilised ülijuhid) kui ka peaaegu ideaalseid dielektrikuid. Tehnokeraamika üldisteks positiivseteks omadusteks on: - suur kuumus- ja termopüsivus (keemilise koostise stabiilsus), - korrosioonikindlus, - suur kõvadus ja kulumiskindlus, - väike tihedus, Tehnokeraamika puudusteks on: - väike painde- ja tõmbetugevus, - suur haprus, Tehnokeraamika Tehnokeraamika all mõeldakse rasksulavate ühendite baasil saadud tööriista- ja eriomadustega konstruksiooni materjale. Sellega eristatakse tehnokeraamika
suurusjärgus 10 -22 eV , st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=1 3eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni.
antud punktis). 2. Elektriväli aines dielektrikud · Polaarne ja mittepolaarne dielektrik, dielektrikud välises elektriväljas (+ näited, joonised) Mittepolaarse dielektriku aatomid (molekulid) näevad normaaltingimustel neutraalseks tänu mõlema laengu (+ ja ) "raskuskeskmete" kokkulangemisele Polaarse dielektriku aatomite (molekulide) erimärgiliste laengute raskuskeskmed ei lange kokku Kõike polaarseid dielektrikuid võib kirjeldada dipoolina(elektronid paiknevad nihutatult) Dielektrikud välises elektriväljas · Indutseeritud ja summaarne väli dielektriku sees, dielektriline läbitavus (+ joonis) Laengute nihutamine tekitab täiendava elektrivälja, mida nimetatakse indutseeritud väljaks E', mis on vastupidine välise väljaga E0 Keskkonna dielektriline läbitavus näitab, mitu korda on elektrivälja tugevus E homogeenses dielektrikus väiksem väljatugevusest E0 vaakumis
Puhtad dielektrikud ei sisalda vabu laengukandjaid ja ei oma juhtivust. Reaalsed dielektrikud sisaldavad alati lisandeid, mis tekitavad teatava juhtivuse. Kõrgematel temperatuuridel tekib ioonjuhtivus. Vahelduvas elektriväljas tekib dielektrikus polarisatsioonivool, mis on seotud laengute nihkumisega ühes suunas ja teises suunas. Küllalt suure pinge juures kaotab dielektrik oma isoleerivad omadused, toimub elektriline läbilöök sädeme või elektrikaare kujul – läbilöögipinge U1. Dielektrikuid kasutatakse elektriisolatsioonimaterjalidena ja kondensaatorite dielektrikuna. Isolatsioonimaterjalil peab olema võimalikult suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus – mittepolaarne. Läbilöögipinge peab olema võimalikult suur. Polümeeridest on paremad elektriisolatsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarsetel: polüetüleenil, polüstüroolil ja teflonil. Nende ruumieritakistus on 1014 –
Mustunud ja niiskunud vedeliku läbilöögipinge temperatuuri tõusul kasvab, sest suureneb niiskuse lahustuvus nt isoleerõlis 3.9.4. Tahkedielektrikute läbilöök Makroskoopiliselt ühtlase struktuuriga dielektrikute elektriline läbilöök Makroskoopiliselt ühtlaseks võib lugeda sellist dielektrikut, milles ei ole eritatavaid tühemikke ja muid ebaühtlusi. Teatud tinglikkusega võib siia hulka lugeda ka kihilisi immutatud dielektrikuid, kui elektriväli on suunatud kihtidega risti. Läbilöögi toimumisaeg väga lühike, ca 10-7 – 10-8 s. Läbilöök ei ole seotud soojuse eraldumisega dielektrikus. Läbilöök on seotud elektronlaviinide tekkega – elektronid suurendavad põrgetel kristallvõrega selle elastseid võnkumisi kuni sidemete purunemisen. Läbilööki mõjutab väga tugevalt elektrivälja kuju. Ühtlases elektriväljas
deformatsioon. B ioonide polarisatsioon ioonide nihkumine võresõlmedest välja. C orientatsioon- polarisatsioon polaarsete molekulide orienteerumine välise välja suunas. Puhtad dielektrikud ei sisalda vabu laengukandjaid ja ei oma juhtivust. Reaalsed dielektrikud sisaldavad alati lisandeid, mis tekitavad teatud juhtivuse. Kõrgematel temperatuuridel on võimelised liikuma ka dielektriku ioonid (kui ta on ioonilise ehitusega) ja tekib ioonjuhtivus. Dielektrikuid kasutatakse elektriisolatsioonimaterjalidena ja kondensaatorite dielektrikuna. Isolatsioonimaterjalil peab olema võimalikult suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus st ta peab olema mittepolaarne. Peale selle on oluline veel nn läbilöögipinge Ul, so pinge, mille juures materjal kaotab oma isoleerivad omadused. Polümeeridest on paremad elektriisolatsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarsetel: polüetüleenil,
dielektriks, siis C= e(epsilon)*S/l. Mida suurem on dielektriline läbitavus, seda suurem on kondensaatori mahtuvus. Polarisatsiooni liigid- 1)elektronpolarisatsioon-eöektropilve deformatsioon.; 2( ioonide polarisatsioon- ioonide nihkumine võresõlmedest välja.; 3) orientatsioon-polarisatsioon- polaarsete molekulide orienteerumine välise välja suunas. Puhtad dielektrikud ei sisalada vabu laengukandjaid, ei oma juhtivust.reaalsed dielektrikud sisaldavad alati lisandeid. Dielektrikuid kasutatakse elektroisolatsioonimaterjalideja ja kondensaatorite dielektrikuna. Isolatsioonimaterjal peab olema suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus. Oluline on ka läbilöögipinge. Polümeeridest on parem isalotsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarstetel:polüetüleenil, teflonil ja polüstüroolil. Polaarsetest polümeeridest kasutatakse polüvinüülkloriidi, orgaanilist klaasi, lavsaani, polüamiide ja polüuretaani.
nenud miljarditesse dollaritesse ulatuvad investeeringud keraamikatööstusesse, on välja töötatud kümneid uusi keraamilisi materjale, tehnoloogiaid ja tooteid. Tehnokeraamikat peetakse XXI sajandi materjaliks. Tehnokeraamilised materjalid on väga erinevate omadustega sõltuvalt nende koostisest ja valmistamise tehnoloogiast. Nende seas on häid elektrijuhte (keraamilised ülijuhid) kui ka peaaegu ideaalseid dielektrikuid. Tehnokeraamika üldisteks positiivseteks omadusteks on: · suur kuumus- ja termopüsivus (keemilise koostise stabiilsus), · korrosioonikindlus, · suur kõvadus ja kulumiskindlus, · väike tihedus, Tehnokeraamika puudusteks on: · väike painde- ja tõmbetugevus, · suur haprus, · omaduste suur hajuvus, · halb töödeldavus, · kõrge hind. 37) Tehnokeeraamika liigitus. Kasutamine.
suurusjärgus 10 -22 eV , st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid
suurusjärgus 10 -22 eV , st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid
nihkumine ühes suunas ja teises suunas. Küllalt suure pinge juures kaotab dielektrik oma isoleerivad omadused ja toimub elektriline Joonis 9-20 läbilöök sädeme või elektrikaare kujul. Vastavat pinget nimetatakse läbilöögipingeks. Isolatsioonimaterjalil peab olema võimalikult suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus st ta peab olema mittepolaarne. Peale selle on oluline veel läbilöögipinge, mis peab olema võimalikult suur. 9.7.2 Dielektrikute kasutamine Dielektrikuid kasutatakse elektriisolatsioonimaterjalidena ja kondensaatorite dielektrikuna. Polümeeridest on paremad elektriisolatsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarsetel: polüetüleenil, polüstüroolil ja teflonil. Polaarsetest lineaarsetest polümeeridest kasutatakse polüvinüülkloriidi (PVC), orgaanilist klaasi (polümetüülmetakrülaat), lavsaani, polüamiide (kapron, nailon) ja polüuretaani. Nende elektroisolatsiooniomadused on veidi halvemad (eritakistus
nihkumine ühes suunas ja teises suunas. Küllalt suure pinge juures kaotab dielektrik oma isoleerivad omadused ja toimub elektriline Joonis 9-20 läbilöök sädeme või elektrikaare kujul. Vastavat pinget nimetatakse läbilöögipingeks. Isolatsioonimaterjalil peab olema võimalikult suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus st ta peab olema mittepolaarne. Peale selle on oluline veel läbilöögipinge, mis peab olema võimalikult suur. 9.7.2 Dielektrikute kasutamine Dielektrikuid kasutatakse elektriisolatsioonimaterjalidena ja kondensaatorite dielektrikuna. Polümeeridest on paremad elektriisolatsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarsetel: polüetüleenil, polüstüroolil ja teflonil. Polaarsetest lineaarsetest polümeeridest kasutatakse polüvinüülkloriidi (PVC), orgaanilist klaasi (polümetüülmetakrülaat), lavsaani, polüamiide (kapron, nailon) ja polüuretaani. Nende elektroisolatsiooniomadused on veidi halvemad (eritakistus
B ioonide polarisatsioon ioonide nihkumine võresõlmedest välja. C orientatsioon-polarisatsioon polaarsete molekulide orienteerumine välise välja suunas. Puhtad dielektrikud ei sisalda vabu laengukandjaid ja ei oma juhtivust. Reaalsed dielektrikud sisaldavad alati lisandeid, mis tekitavad teatud juhtivuse. Kõrgematel temperatuuridel on võimelised liikuma ka dielektriku ioonid (kui ta on ioonilise ehitusega) ja tekib ioonjuhtivus. Dielektrikuid kasutatakse elektriisolatsioonimaterjalidena ja kondensaatorite dielektrikuna. Isolatsioonimaterjalil peab olema võimalikult suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus st ta peab olema mittepolaarne. Peale selle on oluline veel nn läbilöögipinge Ul, so pinge, mille juures materjal kaotab oma isoleerivad omadused. Polümeeridest on paremad elektriisolatsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarsetel: polüetüleenil, polüstüroolil ja teflonil
Kõrgematel temperatuuridel on võimelised liikuma ka dielektriku ioonid (kui ta on ioonilise ehitusega) ja tekib ioonjuhtivus. Vahelduvas elektriväljas tekib dielektrikus polarisatsioonivool, mis on seotud laengute nihkumine ühes suunas ja teises suunas. Küllalt suure pinge juures kaotab dielektrik oma isoleerivad omadused ja toimub elektriline läbilöök sädeme või elektrikaare kujul. Vastavat pinget nimetatakse läbilöögipingeks Ul. 9.7.2 Dielektrikute kasutamine Dielektrikuid kasutatakse elektriisolatsioonimaterjalidena ja kondensaatorite dielektrikuna. Isolatsioonimaterjalil peab olema võimalikult suur eritakistus ja väike dielektriline läbitavus st ta peab olema mittepolaarne. Peale selle on oluline veel läbilöögipinge Ul, mis peab olema võimalikult suur. Polümeeridest on paremad elektriisolatsiooniomadused mittepolaarsetel ja vähepolaarsetel: polüetüleenil, polüstüroolil ja teflonil. Nende ruumieritakistus V on 1014
Preprege kasutatakse põhiliselt lennukite ja superautode valmistamiseks. 15.Tehnokeraamika liigitus, esindajad, omadused. Tehnokeraamika all mõeldakse kaasaegseid rasksulavate ühendite baasil valmistatud töörista- ja eriomadustega konstruktsioonimaterjale. Tehnokeraamika on väga erinevate omadustega sõltuvalt koostisest ja valmistamise tehnoloogiast. Nende seas on häid elektrijuhte (keraamilised ülijuhid), kui ka peaaegu ideaalseid dielektrikuid. Tehnokeraamika üldisteks positiivseteks omadusteks on - suur kuumus- ja termopüsivus (keemilise koostise stabiilsus temperatuuri muutudes) - korrosiooni- ja tulekindlus - suur kõvadus ja kulumiskindlus - väike tihedus Tehnokeraamika üldistkes puudusteks on - väike painde- ja tõmbetugevus - suur haprus - omaduste hajuvus - halb töödeldavus - kõrgehind Tehnokeraamika liigitus Tehnokeraamilisi materjale liigitatakse mitmeti
Tehnokeraamilised materjalid on väga eri- · "Sitke" keraamika nevate omadustega sõltuvalt nende koostisest ja · Biokeraamika valmistamise tehnoloogiast. Nende seas on häid Tööriistakeraamika elektrijuhte (keraamilised ülijuhid) kui ka peaaegu ideaalseid dielektrikuid. · Ülikõva keraamika Tehnokeraamika üldisteks positiivseteks · Lõikekeraamika omadusteks on: · Kermised - suur kuumus- ja termopüsivus (keemilise Elektrokeraamika koostise stabiilsus), · Dielektrikud - korrosioonikindlus, · Pooljuhid
annaabi.ee 
