Химия радиоматериалов. Введение

Радиотехническими (далее радиоматериалами) называют такие материалы, которые имеют специфическое назначение в электрорадиоаппаратуре при воздействии электромагнитного поля, отличаются хорошими электрическими и магнитными свойствами. Применяемые в радиотехнике и электронике материалы, подразделяются на:

  • электроизоляционные (диэлектрические);
  • проводниковые;
  • полупроводниковые;
  • магнитные.

Значение материалов в промышленности возрастает по мере развития радиотехники и электроники. Вопросы уменьшения габаритов и веса радиоаппаратуры (микроминиатюризация), повышение дальности и избирательности связи, повышение надежности, особенно в экстремальных условиях наземного и космического применения, внедрение квантовой электроники в большой мере зависят от радиоматериалов.

Значительное развитие радиоэлектроники и электронной техники, создание таких областей науки и техники, как радиолокация, радиофизика, кибернетика, биоэлектроника и др., - поставили перед материаловедением и химией задачи по разработке и применению новых материалов с новыми свойствами. Рассмотрим некоторые направления электроники.

Полупроводниковая электроника использует свойства кристаллической решетки веществ, перемещение и распределение зарядов под действием электрических и магнитных полей внутри кристалла. Открытие и разработка новых полупроводниковых материалов способствует дальнейшему развитию электроники, в частности расширяет частотный диапазон работы (десятки гигогерц) и увеличивает скорости работы полупроводниковых приборов.

Молекулярная электроника позволяет создавать радиосхемы в твердом теле с помощью электроактивных примесей бора, фосфора, сурьмы, мышьяка, образуя в кристаллах зоны, выполняющие функции резисторов, конденсаторов, диодов и транзисторов. Такие схемы чрезвычайно малы по размерам (минимальная ширина элемента в них не более 0.2 мкм) и вносят новые представления и теоретические предпосылки в расчет, конструирование и технологию производства радиоаппаратуры.

Квантовая электроника использует новейшие достижения физики в исследовании квантовых процессов, происходящих внутри атомов и молекул вещества, при которых излучается электромагнитная энергия сверхвысокочастотных колебаний, с длиной волны около одного микрона, т.е. в области инфракрасных колебаний. Генераторы и усилители этого типа дают возможность использовать энергию высокой плотности и осуществлять новые виды химических реакций, сварки и плавления тугоплавких веществ и другие высокотемпературные процессы. Разработка новых материалов, обладающих квантово-оптическими свойствами, - одно из основных условий успеха в этой области.

Все радиоматериалы должны удовлетворять следующим общим требованиям:

  • обладать высокими электрическими (магнитными свойствами);
  • нормально работать при повышенных, а часто и при низких температурах;
  • иметь достаточную механическую прочность при различных видах нагрузки, в том числе обладать устойчивостью к тряске, вибрациям и ударам;
  • Нормально работать при значительном перепаде температуры воздуха и повышенной влажности;
  • Обладать достаточной влагостойкостью, химической стойкостью и стойкостью к различного рода облучениям и плесени;
  • Иметь стабильные эксплуатационные характеристики во времени при комплексном воздействии рабочего напряжения, температуры и влажности;
  • Не иметь заметно выраженного старения;
  • Удовлетворять технологичности, т.е. должны сравнительно легко и просто обрабатываться, допускать массовое изготовление;
  • Быть недорогими, недефицитными.

В электронной и радиотехнике применяют разнообразные материалы, количество наименований которых превышает несколько тысяч. Для правильной ориентации в них необходимо изучить классификацию материалов, предлагаемую в курсе.

Курс состоит из четырех тем:

  1. диэлектрики;
  2. полупроводниковые материалы;
  3. проводниковые материалы;
  4. магнитные материалы;

в каждой из которых описаны свойства, характеристики, способы получения и области применения соответствующих материалов.

Данный курс является базовым для курсов “Электроника”, “Физические основы оптоэлектроники” и “Электронные твердотельные приборы СВЧ и оптического диапазона”.

Химия радиоматериалов


*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.