Файл: Оценка работы руководитель старший преподаватель Наймитенко Николай Владимирович должность, уч степень, звание подпись, дата инициалы, фамилия отчет о контрольной работе 12 вариант по дисциплине Материаловедение.pdf

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
ОЦЕНКА РАБОТЫ
РУКОВОДИТЕЛЬ
старший преподаватель___Наймитенко Николай Владимирович должность, уч. степень, звание подпись, дата инициалы, фамилия
ОТЧЕТ О КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ
12 вариант по дисциплине: Материаловедение
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. № _Z1322 _ _28.10.2022_______ ___ Романова Е.Р._
подпись, дата инициалы, фамилия
Санкт-Петербург 2022

12.Влияние деффектов на свойства материалов.
В природе существуют две разновидности твердых тел, различающиеся по своим свойствам: кристаллические и аморфные.
Кристаллические тела остаются твердыми, т.е. сохраняют приданную им форму до определенной температуры, при которой они переходят в жидкое состояние. При охлаждении процесс идет в обратном направлении. Переход из одного состояния в другие протекает при определенной температуре плавления.
Аморфные тела при нагреве размягчаются в большом температурном интервале, становятся вязкими, а затем переходят в жидкое состояние.
При охлаждении процесс идет в обратном направлении.
Кристаллическое состояние твердого тела более стабильно, чем аморфное.
В результате длительной выдержки при температуре, а в некоторых случаях при деформации, нестабильность аморфного состояния проявляется в частичной или полной кристаллизации. Пример: помутнение неорганических стекол при нагреве.
Кристаллические тела характеризуются упорядоченной структурой.Кристаллические тела обладают свойством анизотропии.
Анизотропия – это зависимость свойств кристаллических тел от направления,
возникающая в результате разных расстояний между атомами (ионами, молекулами) в различных кристаллографических направлениях. Анизотропия присуща всем свойствам кристаллов: температурному коэффициенту линейного расширения,
удельному электрическому сопротивлению, магнитным свойствам, модулю упругости.
Строение реальных кристаллов отличается от идеальных, в реальных кристаллах всегда содержатся дефекты, которые подразделяются на:
1) точечные
2) линейные
3) поверхностные
4) объемные

Размеры точечного дефекта близки к межатомному расстоянию, самые простые - вакансии - пустой узел кристаллической решетки и наличие межузельного атома, появляются из-за тепловых колебаний атомов. Каждой температуре соответствует равновесная концентрация вакансий и межузельных атомов,
пересыщение точечными дефектами достигается при резком охлаждении после высокотемпературного нагрева, при пластическом деформировании и при облучении нейтронами. Ускоряют все процессы, связанные с перемещением атомов
- диффузия, спекание порошков и т.д., повышают электросопротивление, но почти не влияют на механические свойства чистых металлов.
Линейные дефекты характеризуются малыми размерами в двух измерениях,
но имеют значительную протяженность в третьем измерении. Важнейший вид линейных дефектов - дислокации. Вокруг дислокаций решетка упруго искажена.
Плотность дислокаций - суммарная длина всех линий дислокаций в единице объема. Дислокации значительно влияют на свойства материалов, участвуют в фазовых превращениях, рекристаллизации, служат готовыми центрами при выпадении второй фазы из твердого раствора, влияют на прочность кристаллов,
увеличивая ее в несколько раз по сравнению с отожженным состоянием.
Поверхностные дефекты имеют малую толщину и значительные размеры в двух измерениях. Обычно это места стыков двух ориентированных участков кристаллической решетки. Ими могут быть границы зерен, границы фрагментов внутри зерна, границы блоков внутри фрагментов. Фрагменты имеют угол разориентировки не более 50 , такие границы называют малоугловыми границами.
Для поликристаллических материалов границы между зернами представляют собой переходный слой, в котором нарушена правильность расположения атомов,
имеются скопления дислокаций, повышена концентрация примесей. Границы между зернами - большеугловые дефекты, значительно влияют на физические и механические свойства материалов: чем меньше зерно - тем выше предел текучести, вязкость и меньше хрупкость.

12.Зависимость удельной электропроводности полупроводников от
температуры.
В собственном полупроводнике носителями заряда являются свободные электроны и дырки, концентрации которых одинаковы.
При наличии внешнего электрического поля плотность электронной составляющей тока, который протекает через собственный полупроводник,т. е. число электрических зарядов переносимых за единицу времени через единицу площади,
перпендикулярной направлению электрического поля.
В примесном полупроводнике при комнатной температуре примесь полностью ионизирована и, следовательно, проводимость определяется свободными подвижными носителями заряда, электронами и дырками.
Так как концентрация и подвижность свободных носителей заряда зависят от температуры, то и удельная проводимость также зависит от температуры.
На рисунке 1.6 представлена температурная зависимость полупроводника с различной концентрацией примеси.
Повышение удельной проводимости полупроводника с увеличением Т в области низких температур обусловлено увеличением концентрации свободных носителей заряда за счет ионизации примеси (рисунок 1.6, участки ab, de,kl).
Наклон примесного участка кривой зависит от концентрации примесей. С
ростом концентрации атомов примеси в полупроводнике уменьшается наклон кривой

к оси абсцисс, и она располагается выше. Это объясняется тем, что наклон прямой в области примесной проводимости определяется энергией ионизации примеси. С
увеличением концентрации примеси энергия ионизации уменьшается и соответственно уменьшается угол наклона прямых.
При дальнейшем повышении температуры наступает истощение примеси - полная ее ионизация. Собственная же электропроводность заметно еще не проявляется. В этих условиях концентрация свободных носителей от температуры не зависит, и температурная зависимость удельной проводимости полупроводника определяется зависимостью подвижности носителей заряда от температуры. Резкое увеличение удельной проводимости при дальнейшем росте температуры соответствует области собственной электропроводности.
В сильных электрических полях нарушается линейность закона Ома.
Минимальная напряженность электрического поля, начиная с которой не выполняется линейная зависимость тока от напряжения, называют критической. Эта граница не является резкой и определенной и зависит от природы полупроводника,
концентрации примесей,температуры окружающей среды. Так как удельная проводимость определяется концентрацией свободных носителей заряда и их подвижностью, то линейность закона Ома нарушается в том случае, если по крайней мере одно из этих значений зависит от напряженности электрического поля.
Если изменение абсолютного значения скорости свободного носителя заряда под действием внешнего поля на среднем пути между соударениями сравнимо с тепловой скоростью, то подвижность носителей заряда зависит от электрического поля, причем она может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от температуры окружающей среды.Воздействие сильного электрического поля приводит к значительному росту концентрации свободных носителей заряда.