F1. Jak zbudowane są ciała amorficzne; podaj przykłady ciał o takiej budowie.

Ciała amorficzne - niezależnie od prędkości schładzania nie stworzą struktury krystalicznej. Właściwości izotropowe, np.: wosk, smoła, lak, asfalt.

_Szkła - ciała amorficzne, ktore uległy zestaleniu, ponieważ prędkość schładzania była na tyle duża, iż nie zdążyła powstać struktura krystaliczna.

_Typowy przykład: szkło, ktore wykazuje cechy przechłodzonej cieczy; zmiany w długim czasie

Inne ciała amorficzne zestalone w wyniku szybkiego schładzania: szkła metaliczne, ktore ogrzane powyżej temperatury odszklenia (ale nie stopione) ulegają krystalizacji.

F2. Jakie defekty punktowe występują w ciałach krystalicznych i jaka jest ich koncentracja?

Koncentracja

Dla miedzi w pobliżu temperatury topnienia (1356 K) udział wakansów wynosi ok. 0,1 % at., co oznacza, iż 1 atom na ok. 1300 nie jest na „swoim” miejscu

F3. Na czym polega polaryzacja elektronowa dielektryka, jakie siły równoważą się w tym procesie?

α_e - polaryzowalność elektronowa atomów dielektryka

,p_e - zaindukowany moment dipolowy

,E_l - lokalne natężenie pola elektrycznego.

Polaryzacja elektronowa jest rezultatem przesunięcia się, pod wpływem pola elektrycznego, ujemnie naładowanych chmur elektronowych względem dodatnich jąder. Występuje we wszystkich materiałach. Jest to proces bardzo szybki, dlatego gdy badane jest zmiennym polem elektrycznym, to efekty z nim związane są obserwowane do częstotliwości odpowiadających ultrafioletowi.

W wyniku polaryzacji w dielektryku powstaje wewnętrzne pole elektryczne, które częściowo równoważy przyłożone zewnętrzne pole

M1. Jakie wielkości charakteryzują materiały magnetyczne? Podaj przykładowe wartości dla dwu różnych ferromagnetyków.

μ_r - przenikalność magnetyczna względna
χ - podatność magnetyczna

Hc - koercja magnetyczna

Br - remanencja magnetyczna 1.Stal wolframowa Br = 0.95T Hc = 5900A/m²
2.węglowana stal martenzytyczna Br = 0.95T Hc = 4000A/m²

I1. Wymień 4 ważne wielkości opisujące właściwości materiałów izolacyjnych:

Nazwa wielkości	Jednostka	Zakres występujących wartości
Wytrzymałość elektryc	kV/mm	1 do 50
Kąt stratności	-	10­^-2do 10^-4
Rezystywność powierz	Ωm/m	10­^7do 10^20
Rezystywność skrośna	Ωm	10­^3do 10^18

I2. Do najważniejszych materiałów izolacyjnych gazowych należą:

a) sześciochlorek siarki SF6 wyróżniający się m.in.: gęst 5x wieksza od powietrza. Kv 2,5x od powietrza stosowany do: w wyłącznikach gazowo wydmuchowych

b) wodór wyróżniający się m.in.:duża pojemność i przewodnością cieplna stosowany do: chłodzenia w dużych turbogeneratorach

c) azot wyróżniający się m.in.:chemiczną obojętnością stosowany do:wypelnianie powłok szczelnych WN El-en(ciśnienie 17 atmosfer)

I3. Cechy wspólne termoplastów, to:

powstają w wyniku polimeryzacji, czyli łączenia się cząstek prostych (monomerów) pewnej jednorodnej substancji w cząstki złożone (polimery) pod wpływem nagrzania, ciśnienia i katalizatorów;

pod wpływem temperatury wielokrotnie miękną i twardnieją po ostygnięciu, bez zmian właściwości fizycznych i chemicznych

Przykładem termoplastu jest: polichlorek winylu (PCV)

właściwości

termoplastyczny, trudnopalny, niehigroskopijny, odporny na działanie kwasów, zasad, soli, oleju

mineralnego i światła.

W elektrotechnice stosujemy go do:  izolacja w przewodach i kablach

Odmiana elastyczna nanoszona natryskowo (polwinit, igielit) jako izolacja przewodów instalacyjnych, giętkich samochodowych, produkcja koszulek, rur izolacyjnych

Odmiana twarda - materiał konstrukcyjno - izolacyjny, m.in. w procesach elektrolizy.

M2. Czym różnią się nadprzewodniki I rodzaju i II rodzaju?

nadprzewodniki I rodzaju, w których przy określonym krytycznym polu magnetycznym B_C dochodzi do zniszczenia stanu nadprzewodzącego,

nadprzewodniki II rodzaju, w których przy określonym polu magnetycznym B_C1 dochodzi do wnikania pola magnetycznego do nadprzewodnika i utworzenia stanu mieszanego, a powyżej pola B_C2 zachodzi zniszczenie stanu nadprzewodzącego.

P1. Opisz właściwości i zastosowanie wybranych 3 rodzajów brązów

Kadmowy (0.9 %Cd) - b. duża odporność na ścieranie (4*>Cu), dobra konduktywność (90 % γ_cu);

Zastosowanie: przewody jezdne trakcji elektrycznej;

Berylowy (2,25% Be) - wytrzymałość na rozciąganie 1300 MN/m2;

Zastosowanie: wycinki komutatorów

Fosforowy (10% Sn, 1% P) - mały współczynnik tarcia względem stali,;

Zastosowanie: łożyska ślizgowe maszyn elektrycznych

Krzemowy (1,15% Sn, 0,05% Si) - duża wytrzymałość (540 MN/m2) i sprężystość;

Zastosowanie: na styki sprężynujące;

P2. Najlepszym materiałem na styki elektryczne jest jest Ag, ponieważ charakteryzuje się szczególnymi własnościami, a głównie największym γ, dużą K oraz odpornością na utlenianie

Jego wady, czyli brak odporności na środowisko zawierające siarkę oraz niską wytrzymałość mechaniczną

niwelujemy poprzez zastosowanie stopu Ag+Ni

P4. Rodzaje stopów oporowych i ich właściwości.

stopy o podstawie miedziowej (duża rezystywność, niezmienność parametrów w czasie, mała siła termoelektryczna względem Cu)

• konstantan - charakteryzujący się dużą opornością elektryczną, w małym stopniu zależną od temperatury, manganin - charakteryzujący się bardzo małym stałym współczynnikiem cieplnym oporu elektrycznego.

• nikielina - Odznacza się duża odpornością na korozję.

stopy o podstawie żelazowej (kanthal) - o dużej oporności elektr., temperaturowej oraz chemicznej; Oporność stopów kanthal niewiele zwiększa się z temperaturą, ale nieliniowo (w odróżnieniu od konstantanu, który ma zależność liniową) i bardziej, niż manganinu, więc stopy kanthal stosuje się na oporniki grzejne pracujące w wysokiej temperaturze, a nie na precyzyjne.

M3. jakie procesy inżynierii materiałowe przeprowadza się z wykorzystaniem laserów i dlaczego?

Spawanie - ogromna powierzchniowa gęstość mocy ~10⁶ W/cm²,punktowy charakter oddziaływania, precyzja, bezdotykowość, czystość procesu
cięcie - mała strefa wpływu ciepła, duża dokładność i szybkość procesu
lutowanie
bezdotykowe kształtowanie laserowe - bezdotykowy i zdalny charakter procesu,

---