Материалов практически

Повышенная нагревостойкость новых изоляционных материалов позволяет существенно увеличить нагрузку машины. Уменьшение толщины изоляции улучшает условие передачи тепла и позволяет увеличить объем проводника в пазу, вследствие чего может быть увеличена мощность машины при сохранении ее габаритов. Использование высококачественной стали дает возможность существенно уменьшить вес и габариты машин и увеличить их к. п. д. Чем более высокую индукцию допускает сталь сердечников, тем меньше ее потери; чем большую температуру допускает изоляция обмоток, тем более легкими получаются электрические машины.

Выбор изоляционного материала провода (марки провода) имеет существенное значение, так как в пазах электрических машин медь занимает примерно 30—45% всего объема паза, остальную часть паза занимают изоляционные материалы провода, катушек и паза, воздушные прослойки и клин или бандаж. Поэтому уменьшение толщины изоляционных материалов позволяет увеличить мощность машины (или уменьшить габариты). Снизить габариты и вес машины можно путем применения более нагревостой-ких изоляционных материалов, так как при этом можно повысить электромагнитные нагрузки *. Характеристики основных марок изолированных обмоточных проводов приведены в приложении 6.

обмоток стекловолокна или асбеста и кремнийоргани-ческих материалов позволяет получить практически пожаробезопасную установку ( 2-13).

Выбор изоляционного материала провода (марки провода) имеет существенное^ значение, так как в пазах электрических машин медь занимает примерно 30—45% всего объема паза, остальную часть паза занимают изоляционные материалы провода, катушек и паза, воздушные прослойки и клин или бандаж. Поэтому уменьшение толщины изоляционных материалов позволяет увеличить мощность машины (или уменьшить габариты). Снизить габариты и вес машины можно путем применения более нагревостойких изоляционных материалов, так как при этом можно повысить электромагнитные нагрузки*. Характеристики основных марок изолированных обмоточных проводов приведены в приложении 6.

Достижение значения Яс0 при испытании ферромагнитных материалов позволяет получить полностью размагниченное состояние образца, которое

Высокая коэрцитивная сила новых магнитнотвердых материалов позволяет применить постоянный магнит в виде параллелепипеда большого поперечного сечения и короткой длины. Остальная часть магнитной цепи в такой конструкции выполняется из магнитномягкой стали. Утечка потока при этом зависит не только от соотношения между размерами магнита и участков, из мягкой стали, но также и от положения магнита в системе.

Основной недостаток масляных трансформаторов заключается в том, что масло является горючим материалом и установка таких трансформаторов во многих случаях требует специальных мер пожарной безопасности. Помимо масляных находят также применение воздушные сухие силовые трансформаторы, т.е. трансформаторы с естественным воздушным охлаждением. У этих трансформаторов масляный бак заменяется легким защитным кожухом. Отсутствие масла в значительной мере повышает пожарную безопасность, а применение в качестве твердой изоляции обмоток стекловолокна или асбеста и кремнийорганичес-ких материалов позволяет получить практически пожаробезопасную установку {рис, 2.12).

В качестве основных полупроводниковых материалов для светодиодов применяют арсенид галлия GaAs, фосфид галлия GaP, нитрид галлия GaN, карбид кремния SiC, трехкомпонентный твердый раствор фосфида и арсенида галлия GaAsi~xPx, где O^x^l, и ряд других двойных и многокомпонентных полупроводниковых соединений. Использование этих материалов позволяет создать светодио-ды, работающие в инфракрасной, видимой и ультрафиолетовой областях спектра. Коэффициент полезного действия рассматриваемых приборов в основном зависит от внутреннего квантового выхода т]ф, который равен отношению числа излученных фотонов к числу рекомбинировавших пар носителей. Вероятность излучательной рекомбинации, определяющая внутренний квантовый выход, непосредственно связана с видом переходов в используемом полупроводнике (см. § 1.6). Внутренний квантовый выход в полупроводниках с прямыми переходами во много раз больше, чем с непрямыми.

Вес и габариты трансформатора зависят от отдаваемой мощности, напряжения, к. п. д: и допустимой величины перегрева трансфЪрматора. При одинаковой отдаваемой мощности вес и габариты будут меньшими у трансформаторов с малыми напряжениями, большими к. п. д. и допустимыми перегревами. Трансформаторы с повышенными напряжениями всегда имеют большие габариты и вес. Возможности уменьшения веса и габаритов силовых трансформаторов, как будет показано, ограничены свойствами материалов. Особенно сильное влияние на вес и габариты оказывают параметры магнитных материалов (удельные потери и индукция). Использование только медных проводов ограничивает возможности уменьшения объема и веса обмоток. Увеличение теплоустойчивости магнитных и обмоточных материалов позволяет в некоторых случаях заметно уменьшить габариты и вес трансформаторов.

Тот факт, что выполнение магнитной цепи из ферромагнитных материалов позволяет уменьшить н. с. катушки, нетрудно пояснить с помощью формулы (2.6), полученной для замкнутого кольца. Если магнитная цепь кольца выполнена из неферромагнитного материала, у которого (ла1 = (Xiiio ж [i0, то из (2.6) получим

238 носительно большую долю делений U на быстрых нейтронах. Компактная структура активной зоны с минимальным количеством конструкционных материалов позволяет достичь сравнительно хорошего использования тепловых нейтронов.

Под влиянием колебаний температуры в достаточно широких пределах характеристики электроизоляционных материалов и изделий претерпевают существенные изменения, ставящие под сомнение возможность использования материалов. Практически важные показатели электрической изоляции с повышением температуры в большинстве случаев ухудшаются. Поэтому исключительное значение приобретает способность материала выдерживать повышенную температуру без существенного уменьшения эксплуатационной надежности; иными словами, исключительно важен вопрос о наивысшей допустимой рабочей температуре изоляции. К тепловым характеристикам относятся удельная теплопроводность, температуры размягчения и воспламенения материалов, иагревостойкость, стойкость к термоударам, холодостойкость.

Для жидких материалов, практически не меняющих своего объема в процессе деформации,—ртути, электролитов (см. 7-12)— коэффициент тензочувствительности k = 2. Это становится понятньм, если вспомнить, что сопротивление проводника при постоянном объеме зависит от квадрата его длины:

В связи с тем, что при температуре порядка 1 600° С химическая активность углерода в разных типах углеродистых материалов практически 1выравнивается и приближается к наивысшей активности графита, стремятся вести процесс при температурах не ниже 1 600° С. Это весьма важно, так как углерод — основной восстановитель в большинстве процессов, осуществляемых в руднотермических печах, и в случае если в зоне реакций температура выше 1 600° С, тип углеродистого восстановителя не имеет такого существенного значения.

Высокая чистота технологических сред, в которых осуществляется обработка, является общим требованием радиоэлектронного производства. В производстве же ИС это требование приобретает принципиальное значение, перерастая в принцип высокой чистоты процесса в целом. На практике он означает использование материалов, практически не содержащих посторонних примесей, причем количество сознательно вводи-

Высокая чистота технологических сред, в которых осуществляется обработка, является общим требованием радиоэлектронного производства. В производстве же ИС это требование приобретает принципиальное значение, перерастая в принцип высокой чистоты процесса в целом. На практике он означает использование материалов, практически не содержащих посторонних примесей, причем количество сознательно вводи-

Известно, что наиболее высоким как ближним (в пределах элементарной ячейки), так и дальним (на больших расстояниях) порядком расположения частиц отличаются химические соединения, находящиеся в твердом (кристаллическом) состоянии. Говорить о той или иной степени ближнего и дальнего порядка расположения частиц ( В-5) можно лишь для твердых растворов кристаллических веществ, а также стеклообразного состояния. Упорядоченное и неупорядоченное состояние можно наблюдать и у высокомолекулярных — полимерных материалов. Практически полное отсутствие порядка в расположении частиц должно быть у аморфных тел.

В схеме индукционной гарнисажной плавки с боковым нагревом, предложенной в [6], предусматривалось создание гарнисажа из порошка переплавляемого металла. В процессе плавки наружные слои порошка, соприкасающиеся с относительно холодным индуктором или тиглем, не спекаются, остаются мало электро- и теплопроводными и выполняют функцию футеровки. Аналогичный способ плавки запатентован в США для проводящих в горячем состоянии огнеупорных материалов [71]. Из-за неблагоприятных условий работы индуктора этот способ плавки в первоначальном виде не нашел промышленного применения. Позднее было предложено ввести между индуктором и порошковым гарнисажем водоохлаждаемый металлический разрезной тигель (подробнее см. [25, 72]). В таком виде индукционные гарнисажные печи с успехом применяются для плавки тугоплавких оксидов и огнеупорных соединений (т.е. материалов практически неэлектропроводных в холодном состоянии). Плавка ведется на высокой частоте и требует стартового разогрева. (В данной книге плавка таких материалов не рассматривается.)

Анализ результатов испытаний на вдавливание выявил возможность построения расчетных кривых ползучести с помощью уравнения состояния типа (3.7). Сопоставлением результатов обработки испытаний на растяжение и вдавливание установлено, что значения коэффициентов Ат, и {7$ Уравнения состояния, определенных раздельной обработкой каждой группы опытов, в ряде крепежных материалов практически совпадают, влияние вида напряженного состояния на закономерности ползучести отражается через коэффициенты у3, п и г.

Микросхема представляет собой многокомпонентное тело из слоевых композиций на поверхности или в приповерхностном слое твердого тела, ее характеристики определяются свойствами тонких слоев различных материалов, которые, в свою очередь, во многом зависят от условий их формирования и последовательности технологических операций. Поверхность твердого тела нарушает симметрию кристаллической решетки и превращает приповерхностный слой в особую, неравновесную область. «Погружение» электронной схемы вызывает необходимость получения элементов микронных и субмикронных размеров и выдвигает на первый план свойства поверхности и тонких слоев, которые для массивных образцов материалов практически не принимаются во внимание.

1) возможностью обработки материалов практически независимо от их прочностных характеристик, так как съем материала осуществляется не за счет создания концентрированных механических усилий, а вследствие ослабления связей в заготовке при нагреве ^локальное плавление или испарение) либо перевода в результате электролиза металла в легко удаляемые химические соединения (например, гидрооксиды металлов);

В диодных структурах из таких материалов практически все внешнее напряжение падает на базовой области, проводимость которой полностью определяется введенными из контакта неравновесными носителями. Однако, в отличие от вакуума, в полуизоляторе носители движутся, постоянно взаимодействуя с решеткой — длина свободного пробега много меньше расстояния между контактами.