Диэлектрики в обычном понимании слова — это вещества, приобретающие электрический момент под действием внешнего электростатического поля. Однако среди диэлектриков существуют и такие, которые проявляют совершенно необычные свойства. К таким диэлектрикам с особенными свойствами относятся сегнетоэлектрики и электреты. О них и пойдет речь далее. Самопроизвольная или спонтанная поляризация вещества впервые была открыта в 1920 году у кристаллов сегнетовой соли, а позже и у других кристаллов. Однако в честь сегнетовой соли — первого открытого диэлектрика, проявившего данное свойство ...
В реальных промышленных условиях достижение абсолютной чистоты металлов представляет собой практически невыполнимую задачу. Даже самые высококачественные марки меди и алюминия содержат множество примесных элементов, концентрация которых может варьироваться от следовых количеств до нескольких процентных долей. Эти, казалось бы, незначительные включения оказывают глубокое влияние на фундаментальные характеристики проводниковых материалов. Физическая природа этого явления заключается в нарушении идеальной структуры кристаллической решетки - посторонние атомы создают локальные деформации ...
Концепция абсолютного изолятора — материала, полностью непроницаемого для электрического тока при любых условиях — на протяжении столетий остается недостижимым идеалом для ученых и инженеров. В теоретических расчетах такой гипотетический материал должен демонстрировать бесконечно высокое удельное сопротивление, нулевую диэлектрическую проницаемость и абсолютную устойчивость к электрическому пробою независимо от приложенного напряжения. Однако практический опыт однозначно показывает, что даже наиболее совершенные современные диэлектрические материалы — от сверхчистого кварцевого стекла до ...
История использования меди в качестве проводника электрического тока насчитывает уже более двух столетий, начиная с первых экспериментов Луиджи Гальвани и Алессандро Вольта в конце XVIII века. Однако подлинный расцвет медной проводки начался с момента изобретения практичных генераторов электрического тока и развития телеграфных систем в середине XIX века. За это время медь не только не утратила своих позиций, но и упрочила их, несмотря на появление многочисленных альтернативных материалов и технологий. Преимущество меди кроется в ее атомной структуре. Будучи переходным металлом первой группы ...
Рассматривая образец из твердого диэлектрика, можно выделить два принципиально возможных пути для протекания электрического тока: по поверхности данного диэлектрика и через его объем. С этой точки зрения можно оценить способность диэлектрика проводить электрический ток в данных направлениях, применив понятия поверхностного и объемного сопротивлений. Объемное сопротивление — это сопротивление, которое проявляет диэлектрик при протекании постоянного тока через его объем. Поверхностное сопротивление — это сопротивление, которое проявляет диэлектрик ...
С момента своего открытия в 2004 году графен вызывает восхищение и интерес в научных и инженерных кругах. Его уникальные свойства — высокая электропроводность, невероятная прочность, гибкость и превосходная теплопроводность — делают его поистине «материалом будущего». Однако, несмотря на огромный потенциал, графен до сих пор не смог вытеснить кремний из мира электроники. Почему так происходит? Одной из ключевых причин, по которой графен не смог заменить кремний, является отсутствие у него запрещенной зоны (bandgap). Графен, будучи полуметаллом, а не полупроводником, не подходит для создания транзисторов ...
К термоэлектрическим материалам относятся химические соединения и сплавы металлов, отличающиеся более или менее выраженными термоэлектрическими свойствами. В зависимости от величины получаемой термо-ЭДС, от температуры плавления, от механических характеристик, а также от электропроводности, данные материалы применяются в промышленности для трех целей: для преобразования тепла в электричество, для термоэлектрического охлаждения (перенос тепла при прохождении электрического тока), а также для измерения температуры (в пирометрии) ...
Валентные электроны металла слабо связаны со своими атомами. Когда атомы металла, конденсируясь из металлического пара, образуют жидкий или твердый металл, внешние электроны оказываются уже не связанными с отдельными атомами и могут свободно перемещаться по всему телу. Эти электроны обусловливают хорошо известную значительную проводимость металлов, они так и называются электронами проводимости. Атомы металла, лишенные своих валентных электронов, т. е. положительные ионы, составляют кристаллическую решетку. В кристаллической решетке ионы совершают ...
Вокруг проводника с электрическим током, даже в вакууме, существует магнитное поле. И если в это поле внести вещество, то магнитное поле изменится, поскольку любое вещество в магнитном поле намагничивается, то есть приобретает больший или меньший магнитный момент, определяемый как сумма элементарных магнитных моментов, связанных с частями, из которых состоит данное вещество. Суть явления заключается в том, что молекулы многих веществ обладают собственными магнитными моментами, ведь внутри молекул движутся заряды, которые образуют элементарные круговые токи ...
Каучук — общее имя, под которым продается продукт коагуляции млечного сока, выделяемого некоторыми тропическими растениями. К числу этих растений относится Бразильская гевея (Hevea brasiliensis) и родственные ей виды. Из гевей как дико растущих, так и плантационных получается около 9/10 мировой добычи каучука. Плантационный каучук выше по своим качествам, нежели дико растущий. Продажный каучук носит различные названия, наиболее ценный сорт "пара-каучук". В химическом отношении главной составной частью каучука является углеводород состава ...
350 назад, когда люди начали изучать электрические явления, у металлической проволоки обнаружилось новое замечательное свойство — способность проводить электрические заряды. Так, в руках человека проволока стала электрическим проводом. Оказалось, что среди металлов особенно хорошей электропроводностью отличаются медь и алюминий (не считая драгоценных металлов). Современные электрические провода и кабели делаются из очень чистой меди — до 99,93%, так как примеси увеличивают сопротивление току. Алюминий проводит ток несколько хуже. Поэтому провода из него приходится делать толще медных ...
В некоторых радиотехнических устройствах необходимо обеспечить успешную работу дросселей, катушек, разного рода фильтров и прочих узлов на повышенных частотах (вплоть до сотен мегагерц). Для возможности функционирования сердечников на столь высоких частотах, в качестве материалов для их изготовления применяют специально разрабатываемые составные материалы - магнитодиэлектрики. Магнитодиэлектриками называются композиционные магнитные материалы, характеризуемые значительной величиной удельного электрического сопротивления ...
В природе существует особая структурная модификация углерода, при которой графеновая плоскость (слой углерода толщиной в один атом) оказывается свернута в трубку. Такие углеродные трубки, диаметром до нескольких нанометров, могут достигать нескольких сантиметров в длину. Можно соединять друг с другом отдельные трубки и получать из них еще более протяженные структуры. На сегодняшний день существуют сотни методик синтеза углеродных нанотрубок, позволяющие получать структуры различной длины, диаметра, толщины стенок, дефектности и т. п. Углеродные нанотрубки бывают ...
Керамика – один из ключевых материалов в электротехнике и электроэнергетике, обладающий уникальными свойствами, такими как высокая термостойкость, отличные электроизоляционные характеристики и устойчивость к химическим и механическим воздействиям. Благодаря этим особенностям керамика используется в самых разных областях – от линий электропередачи до высокочастотных цепей. Производство керамических материалов представляет собой сложный и многоступенчатый технологический процесс, требующий тщательной подготовки на каждом этапе. Основой для создания керамики служат разнообразные ...
Согласно воззрениям классической физики диэлектрики коренным образом отличаются от проводников тем, что в обычных условиях свободные электрические заряды в них отсутствуют. Суммарный заряд частиц, образующих молекулы диэлектриков, равен нулю. Однако это вовсе не означает, что молекулы данных веществ не способны проявлять электрических свойств. Все известные линейные диэлектрики можно разделить на две большие группы: полярные диэлектрики и неполярные диэлектрики. Данное разделение вводится в силу различий в механизмах поляризации молекул каждого типа ...
Название «графит» происходит от греческого слова «графо» - писать. Данный минерал представляет собой одну из модификаций углерода, обладающую характерной слоистой структурой. Сохранились исторические свидетельства применения графита в древности в качестве красящего средства, - это глиняная посуда, датированная 40 веком до нашей эры, раскрашенная при помощи данного минерала. Современное название графит получил в 1789 году от немецкого геолога и педагога Абраама Готлоба Вернера, который в числе прочего занимался изучением пластов осадочных пород ...
В отличие от металлов, диэлектрикам и полупроводникам не свойственно наличие коллективизированных электронов. Как следствие, магнитные моменты в данных веществах локализованы вместе с электронами на ионных состояниях. В этом и заключается главное отличие магнетизма металлов, описываемого зонной теорией, от магнетизма диэлектриков и полупроводников. В соответствии с зонной теорией, диэлектрики являются кристаллами, содержащими в примитивной ячейке четное количество электронов. А это значит, что диэлектрики могут проявлять лишь диамагнитные свойства ...
Электроизоляционные материалы - это материалы, которые не проводят электрический ток. Они широко используются в электротехнике, электронике, радиотехнике и других областях, где требуется изолировать токоведущие части от других частей или от окружающей среды. Электроизоляционные материалы имеют разные свойства, которые зависят от их химического состава, структуры, температуры, частоты и напряженности электрического поля. Электроизоляционные материалы можно разделить на неорганические и органические. Они имеют разные преимущества и недостатки, которые определяют их области применения ...