Электроматериаловедение

Типы атомных связей

Существуют следующие типы атомных связей в материалах:

1. Ионная связь. Данный вид связи характерен для соединений, образованных разнородными атомами. Внешние электроны атомов одного элемента осуществляют переход на внешние орбиты атомов другого элемента, тем самым образуя устойчивые электронные конфигурации. Самым известными и наиболее распространенными представителями веществ с ионной связью являются стекло и поваренная соль.
2. Ковалентная связь. Данный вид связи устанавливается в результате устойчивы соединений посредством обобщения определенных электронов. Такая связь характерна для большого количества кристаллических твердых тел, например, алмаза. Механическая прочность ковалентной связи велика, благодаря ее направленному действию.
3. Металлическая связь. У атомов металлов имеется большое количество электронов, слабо связанных с ядром. В случае сближения атомов электроны, которые находятся во внешних оболочках теряют связь со своими атомами, в результате чего образуется электронный газ. Данный газ определяет свойства металла. Высокими теплопроводностью и электропроводностью, отсутствием направленных связей определяется пластичность металла, то есть его способность изменять свою форму без разрушения. По этой причине металлы способны выдерживать прокат, ковку и волочение.

Классификация электроматериалов. Диэлектрики

Электроматериалы классифицируются по следующим признакам:

1. Применение. Согласно данному признаку электроматериалы делятся на конструкционные и электротехнические.
2. Структура. Согласно данному признаку электроматериалы делятся на монокристаллические материалы - однородные по всему объему и поликристаллические, состоящие из большого количества кристаллических зерен, которые хаотически ориентированы в разных направлениях.
3. Магнитные свойства. Согласно данному признаку электроматериалы делятся на слабомагнитные и сильно магнитные. В свою очередь слабомагнитные материалы делятся на диамагнетики, которым относятся медь, цинк, золото, серебро, инертные газы, водород, и парамагнетики, к которым относятся соли железа, кислород, алюминий, платина, щелочные металлы, алюминий. Сильномагнитные минералы делятся на ферромагнетики, к которым относятся никель, кобальт и железо, и ферриты, к которым относятся сплавы марганца и хрома.
4. Электрические свойства или способность проводить электрический ток. Согласно данному признаку электроматериалы делятся на диэлектрики, проводники и полупроводники. У диэлектриков запрещенная зона настолько большая, что в обычных условиях у них не наблюдается электронная электропроводность. Полупроводники представляют собой материалы с узкой запрещенной зоной, которая преодолевается благодаря внешним энергетическим воздействиям. Проводники - материалы с заполненной электронами запрещенной зоной, вплотную прилегающей к зоне свободных энергетических уровней, в некоторых случаях перекрывается ею.

Диэлектрики широко используются в различных областях промышленности, они классифицируются по следующим признакам:

1. Назначение. Согласно данному признаку диэлектрики делятся на изоляционные материалы, материалы для заполнения конденсаторов и активные диэлектрики, которые используются для производства миниатюрных радиоконденсаторов, варикондов позисторов, у которых сопротивление зависит от температуры.
2. Агрегатное состояние. Согласно данному признаку диэлектрики могут твердеющими, твердыми, жидкими и в виде газа.
3. Химический состав. Согласно данному признаку диэлектрики делятся на органические и неорганические.
4. Структура. Согласно данному признаку диэлектрики делятся на материалы с молекулярной структурой, с ионной структурой и с доменной структурой. Материалы с молекулярной структурой делятся на неполярные, к которым относятся трансформаторное масло, все газы, фторопласт-4, полиэтилен и полярные, к которым относятся целлюлоза, поливинилхлорид, хлорированные дифенилы. Материалы с ионной структурой делятся на материалы с плотной упаковкой ионов, к которым относятся рутил, корунд, каменная соль, слюда, кварц, и материалы с неплотной упаковкой ионов, которым относятся микалекс, неорганические стекла, фарфор и т. п. К материалам с доменной структурой относятся титанат бария, сегнетова соль и другие вещества.