B.1 : KWANTOWA TEORIA CIAŁA STAŁEGO - Traktowanie gazu elektronowego jako gazu doskonałego jest dużym uproszczeniem, braki i trudności klasycznej teorii przewodnictwa elektrycznego metali usuwa kwantową teorię metali. Elektrony swobodne w metalach tworzą gaz elektronowy i poruszają się tak jak gdyby jony dodatnie sieci krystalicznej nie stwarzały żadnego pola elektrycznego. Wówczas ruch elektronów można opisać za pomocą modelu jamy potencjałów - wprowadza ona analogię między wnętrzem kryształu wypełnionego elektronami a naczyniem wypełnionym cieczą. Jeśli przyjąć że na zewnątrz metalu energia potencjalna elektronu jest równa 0 to wewnątrz metalu ma ona wartości ujemne o największej bezwzględnej wartości Ww. Wartość energii Ww jest wtedy tzw. pracą wyjścia elektronu z metalu. Energię tę należy dostarczyć do elektronów obsadzonych na najwyższych poziomach energetycznych aby mogły opuścić metal (pokonać barierę potencjału ) Elektrony w jamie potencjału mają	B1-cd. skwantowane dyskretne wartości energii, mogą znajdować się podobnie jak w atomie jedynie na określonych poziomach energetycznych, różnica energii elektrycznej na dwóch sąsiednich poziomach jest znacznie większa niż w krysztale. Wszystkie elektrony dążą do zajęcia możliwie najniższych poziomów energetycznych, jako najbardziej trwałych, lecz obowiązująca zasada Pauliego - w metalu nie mogą być więcej jak dwa elektrony w jednakowych stanach, przy czym ich spiny powinny być antyrównoległe. Górny zajęty poziom energetyczny to poziom Fermiego, zachodzi odchylenie własności gazu od gazu doskonałego nazywane degeneracją gazu. Temp. degeneracji jest temp. poniżej której dany gaz jest zdegenerowany. Gaz elektronowy w metalach jest zawsze zdegenerowany ponieważ temp. degeneracji jest wyższa niż temp. topnienia metalu. W półprzewodnikach gaz el. jest niezdeg. ( bardzo niska temp. degeneracji ) i podlega statystyce klasycznej.	B.2 : FUNKCJA ROZKŁADU FER-MIEGO - elektrony swobodne w krysztale w podwyższonej temperaturze mogą mieć różne energie : od znikomo małych do dużych rzędu elektronowoltów. W gazie elektronowym, ustala się rozkład energii zwany rozkładem Fermiego. Gdzie h=6,625*10^-34 Js to stała Planca, m to energia odpowiadająca poziomowi Fermiego. Wzór można rozbić na dwa człony który określa liczbę poziomów energetycznych na jednostkę energii, które mogą być obsadzone przez elektron który określa prawdopodob. ich obsadzenia, poniżej mamy przebieg funkcji Fermiego W temp. T=0K wszystkie poziomy poniżej energii m są w pełni obsadzone (f F``=1); powyżej są puste (fF``=0) układ elektronów przewodnictwa ma wtedy najniższą energię, układ jest w stanie podstawowym	B2- cd. niewzbudzonym. W temp. T > 0K niektóre elektrony przechodzą na wyższe poziomy energetyczne zwalniając stany do poziomu Fermiego, następuje rozmycie poziomu Fermiego. Szerokość przedziału rozmycia jest rzędu kT (w temp. 20 C wynosi ok. 0,025 eV). Elektrony zajmują dolne stany energetyczne, nie mogą zmieniać swych energii gdyż sąsiednie stany są już zajęte, nie mogą brać udziału w przepływie prądu. Pod wpływem pola mogą zmieniać swą energię tylko elektrony które zajmują stany w przedziale rozmycia. Różnica rozkładu Maxwella dla gazu i Fermiego dla elektronów metalu występuje dla T=0K Według Maxwella nie ma przy tej temp cząstek o temp. wyższej od 0, ruch cząstek zamiera. W zdegenerowanym gazie elektronowym metalu elektrony zachowują określone energie kinetyczne i znajdują się w bezustannym ruchu cieplnym, jest to zgodne z zakazem Pauliego
B.3 : PASMOWA TEORIA PRZEWO-DNICTWA - W swobodnym atomie dozwolone wartości energii elektronów są rozdzielone szerokimi obszarami energii zabronionych. Przy zbliżaniu się atomów do siebie rosnące oddziaływania między nimi wpływają na poziomy energetyczne między nimi prowadząc do ich rozszczepienia. Zamiast jednego poziomu energetycznego dla elektronu na określonej orbicie jednakowego dla wszystkich N izolowanych atomów w ciele powstaje N blisko położonych ale nie pokrywających się poziomów energetycznych. Ciało stałe można potraktować jako gigantyczną cząsteczkę składającą się z wielkiej liczby atomów Stany energetyczne elektronów w wewnętrznych powłokach tych atomów są praktycznie takie same jak w izolowanych atomach a zewnętrzne elektrony są skolektywizowane, należą do całego kryształu. Dozwolone pasmo energetyczne powstające z jednego poziomu w izolowanym atomie składa się z N blisko położonych poziomów gdzie N jest liczbą atomów w krysztale. Energie sąsiednich poziomów w paśmie różnią się w przybliżeniu o 10^-22 eV, łączna szerokość	B3 - cd. pasma dozwolonego wynosi kilka eV. Dozwolone pasma energetyczne przedzielone są zabronionymi o porównywalnych szerokościach. Elektrony mogą przechodzić z jednego pasma dozwolonego na drugie lub z poziomu energetycznego na drugi poziom wewnątrz pasma. Aby z pasma na pasmo trzeba dostarczyć energię równą szerokości pasma zabronionego między nimi. Warunkiem przewodnictwa elektrycznego jest obecność wolnych poziomów energetycznych na które może się przenieść elektron po nabyciu dodatkowej energii od zewnętrznego pola elektrycznego. To zachodzi wtedy gdy pasmo walencyjne jest tylko częściowo obsadzone przez elektrony staje się tzw. pasmem przewodzenia lub gdy występuje zazębianie się dwóch sąsiednich pasm zapełnionego walencyjnego i sąsiadującego z nim pustego. Przewodnictwo metali nie zależy od liczby wolnych elektronów, ale od liczby elektronów dla których w górnym paśmie przewodnictwa występuje dostateczna liczba wolnych stanów energetycznych	B.4 : ZALEŻNOŚĆ PRZEWODNOŚCI OD TEMPERATURY - Ze wzrostem temp. wzrastają amplitudy drgań atomów w węzłach sieci rośnie prawdopodobieństwo zderzeń z elektronami, stąd ze wzrostem temp. maleje ruchliwość elektronów a więc i konduktywność metali. Zmiana rezystywności metali na jednostkę temperatury jest proporcjonalna do wartości rezystywności dla temp. pokojowej po rozwinięciu w szereg w zakresie temperatur od -30 do +200 C a jest zależną od temperatury, dla metali rezystywność rośnie ze wzrostem temp. (a >0). W interesującym nas zakresie temperatur a jest bardzo mała - pomijamy. Do praktycznych obliczeń służy wyrażenie gdzie t - temp. w C , a20 - temp. współczynnik rezystywności. W przypadku	B4 - cd bardzo wysokich temperatur następują skokowe zmiany, np. przy temperaturze topnienia miedzi następuje skokowy wzrost rezystywności. W przypadku temperatur bardzo niskich zbliżonych do zera bezwzględnego występuje zjawisko nadprzewodnictwa polegające na skokowym zaniku rezystywności niektórych przewodników. Dla stopów jednorodnych kiedy to metale składowe rozpuszczają się w sobie tworząc jednolite siatki krystaliczne wartość a może być znacznie niższa niż dla metali składowych. Dla niejednorodnych stanowiących mieszaniny kryształów metali składowych wartość a zależy w przybliżeniu proporcjonalnie od wartości a składników tworzących stop.
B.5 : PRZEWODNICTWO ELEKTRY-CZNE STOPOW - Największą konduktywność mają metale w stanie chemicznym czystym. Wszelkie domieszki powodują zakłócenia regularnej budowy siatki krystalicznej co z reguły zwiększa opory uporządkowanego ruchu elektronów swobodnych. W wielu przypadkach nawet znikome ilości domieszek prowadzą do znacznego obniżenia konduktywności metali. Domieszka zaledwie 0,1 % fosforu do miedzi zmniejsza jej konduktywność o połowę. Wpływ domieszek w aluminium jest znacznie mniejszy niż w przypadku miedzi. Przewodność elektryczna stopów podobnie jak temperaturowy współczynnik rezystywności zależy w decydującym stopniu od ich charakteru. W przypadku stopów jednorodnych (tj. tworzących roztwory stałe) konduktywność stopu jest znacznie obniżona w stosunku do konduktywności metali składowych. W przypadku stopów niejednorodnych (tj. nie rozpuszczających się w sobie) konduktywność stopu jest proporcjonalna do procentowego udziału w nim poszczególnych składników.	B5 - cd Znaczne zmniejszenie konduktywności metalu może spowodować obróbka plastyczna na zimno. Tego rodzaju obróbka jest stosowana przy produkcji drutów, które przeciąga się na zimno przez kalibrowane oczka z odpowiednio twardego tworzywa. Wskutek zgniotu na zimno kryształy metalu doznają silnej deformacji, czemu towarzyszy nie tylko zmiana własności mechanicznych (zwiększenie twardości i wytrzymałości) ale również wzrost oporów dla uporządkowanego ruchu elektronów swobodnych czyli zmniejszenia konduktywności. Przywrócić utwardzonemu metalowi własności mechaniczne i elektryczne można przez zastosowanie wyżarzania w odpowiednio dobranej temp. Zachodzi wtedy odprężenie się zdeformowanych kryształów oraz rekrystalizacja, a więc regeneracja regularnej budowy krystalicznej siatki przestrzennej metalu.	B.6 : WYMAGANIA WOBEC MATE-RIAŁÓW PRZEWODOWYCH - elektryczne (wysoka konduktywność) - mechaniczne (wytrzymałość) - termiczne (wysoka przewodność cieplna, temp. pracy, temp. topnienia) - chemiczne (mała aktywność chemiczna, odporność na korozję) -ekonomiczne ( niski koszt) Jedynie miedź i aluminium spełnia większość wymagań	B.7 : PRZEWODY, MATERIAŁY, BU-DOWA ,ZASTOSOWANIE Przewody elektroenergetyczne gołe są z miedzi aluminium stali w postaci drutów (D) i linek (L) (miedź jest rzadziej używana od aluminium). Przewody aluminiowe są z twardego aluminium odpornego na rozciąganie. Do produkcji linek stosuje się stop Aldrej (o 2 razy większej wytrzymałości) Skład Aldreju : Aluminium, magnez (0.3-0.5 %), krzem (0.4-0.7%), żelazo (0.2-0.3%). Przy dużych odległościach między słupami stosuje się linki stalowo aluminiowe (AFL). Przewody elektroenergetyczne izolowane służą do przesyłania energii elektrycznej ze źródła do odbiornika. Budowa : żyły metalowe, izolacja żył, powłoki ochronne. oznaczenia :D - żyła jednodrutowa miedziana; L - linka miedziana; Lg - linka miedziana giętka A - przed literami DL oznacza żyłę aluminiową; F - przed literami DL oznacza żyłę stalową; Y - po literach DL oznacza izolację z poliwinylu; G - po literach DL oznacza izolację z gumy; Y - przed literami DL oznacza że przewód ma powłokę poliwinylową. t - przewód wtynkowy; w - przewód na podwyższone napięcie (1000 V i więcej );
B7 - cd. d - po literze Y oznacza zwiększoną ilość izolacji poliwinylowej; b - oznacza podwyższoną odporność powłoki na działanie temperatur; c - oznacza pokrycie powłoki przędzą azbestową; u - oznacza wzmocnienie powłoki drutem; p - przewód o kształcie płaskim; 0znaczenia przewodów specjalnych - przewód płaszczowy (płaszcz z metalu ); K - przewód tabelkowy o powłoce ołowianej; S - sznur przyłączeniowy do odbiorników ruchomych; O - sznur oponowy; M - sznur przyłączeniowy mieszkaniowy; W - sznur przyłączeniowy warsztatowy; D - przewód dźwigowy; G - przewód górniczy Człon cyfrowy oznaczenia :- pierwsza cyfra to dopusz. napięcie pracy przewodu; - druga to liczba i przekroje żył Przewody szynowe - służą do budowy mostów szynowych w rozdzielniach i stacjach transformatorowo rozdzielczych. Oznaczenia : A - aluminium, F - stal, brak litery - miedź. Druga litera oznacza : - w szynach płaskich szerokość i grubość w mm np. P-40x3- w szynach okrągłych średnicę i grubość w mm np. 0-10x300- w szynach rurowych średnicę zewnętrzną i grubość ścianki w mm np. AR-60x4	B.8 : KABLE, MATERIAŁY, BUDOWA, ZASTOSOWANIA Mamy kable : - elektroenergetyczne, - sygnalizacyjne, - telekomunikacyjne Żyła robocza - wykonana z miedzi lub aluminium kable mogą być 1, 3, 4 żyłowe, żyły kabli mogą być jedno lub wielodrutowe, kształty żył okrągłe, owalne, ćwiartka ( nie stosuje się tego typu żyły przy napięciach wyższych niż 10 kV ) Izolacje żył - z papieru, z gumy, z tworzyw sztucznych izolacja papierowa - taśma z papieru kablowego przesycona syciwem elektroizolacyjnym Izolacja gumowa - mieszanka kauczuku syntetycznego, siarki i innych, warstwy gumy owinięte są nagumowaną taśmą, kable o tej izolacji stosuje się do 1kV. W kablach z izolacją gumową druty są z miedzi miękkiej i powleczone stopem cynowym Izolacja z tworzyw sztucznych - poliwinit albo polietylen	B8 - cd Wypełniacz - materiał izolacyjny usuwa szkodliwe pęcherzyki powietrza Powłoka - chroni przed wilgocią, czynnikami chemicznymi, robi się ją z ołowiu (najdroższe najcięższe), aluminium lub tworzyw (lekkie najtańsze) Osłona powłoki - materiał włóknisty, papier lub tworzywo sztuczne chroni powłokę przed pęknięciem lub zadrapaniem przez pancerz Pancerz - druty lub taśmy stalowe owinięte spiralnie na osłonie Osłona zewnętrzna - włóknista lub z tworzyw sztucznych, chroni przed wilgocią lub czynnikami chemicznymi. Po oznaczeniu literowym umieszcza się symbol cyfrowy określający: - napięcie znamionowe; - liczbę żył kabla; - przekrój kabla	B.9 : DRUTY NAWOJOWE MATERIA-ŁY , BUDOWA, ZASTOSOWANIA Służą do wykonywania uzwojeń maszyn cewek itd., zazwyczaj druty miedziane o kształtach (okrągłych, kwadratowych, prostokątnych) i grubości od 0,01 do kilku mm, grubsze są z miedzi miękkiej, cieńsze z miedzi półtwardej. izolacje : DNE - drut nawojowy w emalii lakierowej (mierniki liczniki przekaźniki, cewki) DNEt - w emalii z żywic syntetycznych (większa odporność na temperaturę) DNBB - izolacja bawełniana, oprzęd podwójny DNJn - z jedwabiu naturalnego (w uzwojeniach aparatów elektrycznych i maszyn) DNJ - z jedwabiu sztucznego ( jak wyżej) DNP - w izolacji papierowej nasyconej syciwem (do cewek transformatorów olejowych) DNSS - izolacja z włókna szklanego, podwójny oprzęd zlepiony lakierem silikonowym
B.10 : MIEDŹ, WŁASNOŚCI I ZASTO-SOWANIA W ELEKTROTECHNICE Miedź ma czerwonawe zabarwienie i metaliczny połysk, na przewody elektryczne stosuje się miedź o czystości co najmniej 99.9 % tzw. miedź elektrolityczną. Miedź ma największą po srebrze konduktywność, którą obniża niewielka domieszka, zwłaszcza fosforu, konduktywność chemicznie czystej miedzi 59.77 Ms/m a elektrolitycznej 58 Ms/m , gęstość 8,9 g/cm3. Wykazuje znaczną odporność na korozję w normalnej atmosferze, koroduje szybko w atmosferze gazów aktywnych (np. siarkowodoru ) W wilgoci pokrywa się zielonkawym nalotem patyny chroniącym przed dalszą korozją. Intensywną korozję powoduje siarka, żyły przewodów w izolacji gumowej pokrywane są warstewką cyny, gdyż guma zawiera wolną siarkę. Miedź daje się łatwo obrabiać na zimno i gorąco przez walcowanie, prasowanie, wyciąganie (wyciskanie) Druty cienkie wykonuje się z pręta o średnicy ok. 6mm przeciągając na zimno przez kolejne kalibrowane oczka o coraz mniejszych średnicach. Przy przeciąganiu miedź	B10 - cd. utwardza się, rośnie jej wytrzymałość na rozciąganie, twardość i kruchość, maleje wydłużalność i konduktywność Wyżarza się ją w temperaturze --> [Author:JS] 500 C otrzymując po rekrystalizacji miedź miękką. Miedź trudno obrabia się skrawaniem nie stosuje się jej do odlewów ( jest gęstopłynna ) Miedź daje się łatwo lutować i stosunkowo łatwo spawać i zgrzewać. W wielu zastosowaniach przewodowych jest niezastąpiona pomimo wysokich kosztów: - przewody giętkie ( stosowane przy urządzeniach ruchomych i przenośnych) sploty z drucików są wytrzymałe na zginanie ) - instalacje stałe, niezawodność i bezpieczeństwo pracy (dźwigi, instalacje przemysłu chemicznego, magazyny materiałów wybuchowych, instalacje alarmowe ) - uzwojenia maszyn elektrycznych, transformatorów elektromagnesów, dławików wykonane z miedzi zajmują mniej miejsca od przewodów aluminiowych.	B.11 : STOPY MIEDZI WŁASNOŚCI, ZASTOSOWANIA Są dwa rodzaje stopów miedzi :- mosiądze, głównie z domieszką stopową cynku- brązy co najmniej 60% miedzi zawartość cynku mniejsza od innych dodatków stop. Mosiądze- zawartość cynku do 40% mają wyższą wytrzymałość na rozciąganie, niższą konduktywność i cenę. Barwa od czerwonej (miedź) do żółtej. Mosiądz o zawartości miedzi większej niż 70% to tombak. Na przykład mosiądz CuZn40Pb2 jest podstawowym stopem do obróbki skrawaniem, można go poddać obróbce plastycznej na zimno, tłoczeniu, a przede wszystkim obróbce na gorąco. Wyrabia się z niego śruby toczone, sworznie, nakrętki. Inny rodzaj mosi --> [Author:JS] ądzu CuZn37 to podstawowy stop do obróbki plastycznej na zimno, jest podatny na głęboki tłoczenie. Wyrabia się z niego łączniki, oprawy do żarówek, bezpieczników Brązy- barwa ciemnoróżowa, w stosunku do mosiądzu mają lepszą wytrzymałość, lepszą odporność na korozję, wyższą odporność na ścieranie i lepsze własności ślizgowe.- Brąz kadmowy (0,9 % Cd) duża odporność .na ścieranie, jest używany na przewody jezdne trakcji elektrycznej ( koleje tramwaje	B11 - cd trolejbusy )- Brąz berylowy (2,25 % Be ) odznaczający się bardzo dużą twardością i wytrzymałością na rozciąganie, używany jest na wycinki komutatorów i elektrody zgrzewarek elektrycznych - Brąz fosforowy (10% Sn 1% P) odznacz się małym współczynnikiem tarcia względem większości metali, stosuje się na odlewy łożysk ślizgowych maszyn elektrycznych - Brąz krzemowy (1,15 % Sn 0,05% Si) o znacznej wytrzymałości na rozciąganie i dużej sprężystości, stosuje się do wyrobu styków sprężynujących, linek antenowych i napowietrznych linii telekomunikacyjnych Brąz telurowy ( 0,5 % Te) duża podatność na obróbkę skrawaniem, stosowany do wyrobu elementów przewodzących, wymaga obróbki wiórowej.- Brąz cynowy ( do 9% Sn) jest stopem do obróbki plastycznej do 20% Sn jest stopem odlewniczym. Brąz cynowy w którym część cyny jest zastąpiona cynkiem to spiż. Ma bardzo dobrą lejność nadaje się na tuleje łożyskowe- Brązy aluminiowe (brązale) duża wytrzymałość i odporność na korozję. Źle się lutują ale dobrze spawają stosowane w urządzeniach kwasoodpornych, wysoko obciążonych kołach zębatych i zaworach
B.12 : ALUMINIUM, WŁASNOŚCI ZASTOSOWANIE - lub glin, barwa srebrzysto biała, gęstość 2,7 g/cm^3, ma dużą przewodność elektryczną i cieplną oraz odporność na korozję, konduktywność chemicznie czystego aluminium 38 MS/m. Domieszki obniżają konduktywność ale w mniejszym stopniu niż w przypadku miedzi. Do przewodów używa się Al technicznego 99,5% , druty wytwarza się przez przeciąganie na zimno, utwardzenie likwiduje się wyżarzając w temp. 300-350C. Obróbka na zimno pogarsza konduktywność. Na przewody napowietrzne używa się Al twarde na kable Al półtwarde. Al jest odporne na działanie rozcieńczonych kwasów organicznych, praktycznie nie działają na nie suche gazy. Odporność na korozję maleje wraz ze wzrostem zanieczyszczeń szczególnie domieszek miedzi i żelaza. W powietrzu utlenia się łatwo pokrywając się warstwą tlenku który szczelnie przylega do powierzchni chroniąc przed dalszym utlenianiem - tlenek aluminium jest dobrym izolatorem. Al jest tańsze od miedzi i stosowane gdy zastosowanie miedzi nie jest konieczne. Przewód tej samej długości	B12 -cd i rezystancji wykonany z aluminium musi mieć przekrój o 67% większy od przewodu miedzianego ale jest o połowę lżejszy. Aluminium używa się do odlewów zwartych uzwojeń klatkowych wirników małych silników asynchronicznych, wytwarza się z niego cienkie folie stosowane w kondensatorach (99,9%) Używa się je na elementy konstrukcyjne np. duraluminium (AlCu3Mg1) Do odlewów stop zwany silominem (AlSi9) który ma znaczną wytrzymałość obok dobrych własności lejnych. Elementy aluminiowe i aldrejowe dają się łączyć przez lutowanie i spawanie. Przy łączeniach gołych przewodów stosuje się połączenia zaciskowe - złączki karbowane. Przy połączeniach szyn aluminiowych z miedzianymi w obecności wilgoci może nastąpić korozja, stosuje się wtedy przekładki kupalowe	B.13 : STAL, WŁASNOŚCI, ZASTOSO-WANIE - Stal chemicznie czysta ma stosunkowo małą konduktywność (Y20=10,3MS/m) gdy stal ma domieszki konduktywność obniża się jeszcze bardziej, ma niską cenę jest szeroko dostępna i ma dużą wytrzymałość mechaniczną oraz odporność na korozję po pokryciu warstwą cynku. Stal jest używana do przesyłania niewielkich mocy. Ze stali wytwarza się :- linki stalowe ocynkowane 10-95mm^2 , do przesyłania najwyższych napięć gdzie linka stalowa tworzy rdzeń przewodu. Ocynkowane linki stalowe stosowane są również w napowietrznych linni przesyłowych największych napięć w charakterze uziemionych przewodów odgromowych o przekrojach 50-95mm^2 są one zawieszone nad przewodami roboczymi, chronią je przed bezpośrednim uderzeniem pioruna. - szyny trakcji elektrycznej, traktowane jako przewód powrotny.- na uziomy połączone galwanicznie z konstrukcją metalową chronionego obiektu. Uziomy wykonuje się w postaci płaskowników stalowych zakopanych w ziemi na głębokości ok. 0,5 m lub też w postaci ocynkowanych rur stalowych wbijanych pionowo w grunt.	B.14 : MATERIAŁY OPOROWE - występują zwykle w postaci stopów, są trzy rodzaje materiałów oporowych.- na rezystory pomiarowe - na rezystory regulacyjne - na rezystory grzejne Wymagania są zróżnicowane należy rozpatrzyć ich własności :- elektryczne (rezystywność, temperaturowy współczynnik rezystywności, stabilność właściwości elektrycznych, obciążalność prądowa )- mechaniczne ( wytrzymałość na rozerwanie, obrabialność, skłonność do rekrystalizacji)- cieplne ( dopuszczalna temperatura pracy ciągłej, wydłużalność przy wysokich temperaturach)- chemiczne ( odporność na korozję, skłonność do tworzenia tlenków w podwyższonych temperaturach, własności powstałych tlenków )Rezystory pomiarowe wykonuje się ze stopów o dużej rezystywności, ważna jest niezmienność w czasie rezystancji i bardzo mały współczynnik temperaturowy rezystywności. Materiały : stopy miedź-mangan (śladowo nikiel lub glin ) Stopy Cu-Mn mają lepsze właściwości od Cu-Ni, ale są droższe. Przykłady : Cu-Mn
B14 - cd (manganin, izabelin, inmet), Cu-Ni (konstantan - nie nadaje się na rezystory wzorcowe )Rezystory regulacyjne wytwarza się niekiedy z konstantanu (laboratoryjne ) lub z nikieliny ( tańsza do rezystorów przemysłowych ) .Rezystory rozruchowe i regulacyjne silników dźwigowych dużej mocy wykonuje się z żeliwa stopowego. Rezystory grzejne wykonuje się ze stopów oporowych w postaci izolowanej taśmy lub drutu. Rozróżnia się trzy grupy stopów : - nichromy (Ni + Cr ) ( chromonikielina bezżelazowa )- ferronichromy ( Fe + Ni + Cr ) ( chromonikielina żelazowa - tańsza )- ferrochromale (Fe + Cr + Al ) kanthal (szwedzki ) baildonal (krajowy )Na elementy grzejne stosuje się również metale czyste - molibden i wolfram (mogą one pracować w sposób trwały w temp. 1500-3000 C ale wymagają atmosfery ochronnej lub próżni ) oraz elementy niemetaliczne wykonane z materiałów węglowych i grafitowych ( temp. pracy 2300-3000 C ale nie odporne na utlenianie )	B.15 : MATERIAŁY STYKOWE - rozróżniamy dwa rodzaje zestyków : - zestyki rozłączne (zestyki przerywowe) są elementami wszelkiego rodzaju łączników. Składają się z dwóch styków które bądź się do siebie zbliżają bądź oddalają. Zestyki rozłączne muszą być przystosowane do przewodzenia prądu ale i odporne na stany przejściowe. Podczas wyłączania obwodu między stykami zachodzi wyładowanie elekt. powodujące uszkodzenia powierzchni stykowej, jej stapianie, erozję, utlenianie. Przecięta beleczka ma opór większy niż beleczka cała o tej samej długości, różnicę stanowi rezystancja zestyku R k, na którą składają się R k= R n + R p gdzie Rn - rezyst. warstw nalotowych, R p - rezystancja wywołana nierównościami powierzchni stykowych ( jest to twz. rezystancja przewężenia - zależna od obróbki ale i od siły dociskania styków) Warstwy nalotowe tworzą się na powierzchni styków w czasie gdy są rozłączone. Intensywność ich powstawania zależy od materiału zestyku, agresywności środowiska, i ich temperatury Zapobiega się temu przez nałożenie specjalnych warstw ochronnych lakierów lub specj. smaru. Naloty na stykach są niekorzystne w	B15a - cd urządzeniach małych mocy, styki w urządzeniach dużych mocy oczyszczają się same. W miarę upływu czasu i liczby zadziałań rezystancji styku zmienia się na skutek : Opalanie sie styków - na skutek powstania łuku elektrycznego. Temp. może wzrosnąć tak że styk lokalnie się nadtopi lub odparuje. Wędrówka materiałów - w łącznikach prądu stałego w których występuje łuk elektr. materiał przenoszony jest z katody na anodę. W łącznikach prądu zmiennego zjawisko występuje znacznie rzadziej Erozja mechaniczna - powstaje na skutek narażeń mechanicznych powst. przy zamykaniu styków (uderzenia wibracje tarcie ).Materiały na zestyki rozłączne : z czystych metali używa się srebra, złota platyny i palladu. Z metali nieszlachetnych, miedź, wolfram i molibden. (miedź dobra konduktywność, przewodność cieplna, podatność na obróbkę, niska cena, wadą jest łatwość tworzenia warstw nalotowych , Wolfram i molibden łatwo się utleniają ale są odporne na opalanie zastosowaniu określonych materiałów stykowych decydują ich warunki pracy a przede wszystkim, częstość łączeń, napięcie i prąd roboczy, rodzaj	B15b - cd przerywanego prądu .Przy małych napięciach i prądach trudności powstają głównie przy załączaniu obwodów, przy dużych mocach najtrudniejsze warunki pracy styków występują przy wyłączaniu obwodu. Bardzo dobrym materiałem odpornym na utlenianie jest platyna ale jej wysoka cena powoduje że używa się styków ze spiekanego wolframu .W obwodach od kilkunastu do kilkudziesięciu amperów używa się Cu, w ob. od kilku do kilkunastu amperów mosiądzu. - zestyki ślizgowe - występują w trakcji elektrycznej, służą do zbierania prądu z przewodu lub szyny oraz w maszynach elektrycznych do łączenia wirników z obwodami zewnętrznymi (szczotki elektryczne ) Materiały : - metalografit ( proszki grafitu spiekane w temp. pow. 1000 C z proszkami metali zwykle miedzi lub srebra ), - węglografitu (proszki grafitu, sadzy, koksów z lepiszczami prasowane i wypalane w temp pow. 1000 C) - grafitu (proszki grafitu prasowane i wypalane, w temp. od 200 C do powyżej 1000 C ) - elektrografitu (skład jak węglografitu poddany procesowi grafityzacji przy bardzo
B15c - cd wysokiej temperaturze np. 3000 C. Materiały szczotkowe charakteryzowane są : masą właściwą, rezystancją, twardością , wytrzymałością mechaniczną, ścieralnością , dopuszczalną gęstością prądu, spadkiem napięcia na rezystancji przejścia, współczynnikiem tarcia. Szczotki metalografitowe wykonuje się jako : - brązowo grafitowe stosowane w silnikach i prądnicach, - srebrowo grafitowe stosowane w urządzeniach specjalnych, - ze zmienną zawartością miedzi (stos. w maszynach niskonapięciowych), Szczotki węglo-grafitowe wykonuje się jako : - twarde ( do pracy w trudnych warunkach np. wstrząsy ), - średniej twardości ( powszechnie stosowane do prądnic i silników ), Szczotki grafitowe (SGN) w zależności od technologii wykonywania oraz ilości i rodzaju lepiszcza mogą być : grafitowe, naturalno-grafitowe, elektro-grafitowe, o dużej rezystancji. Szczotki elektrografitowe (SEG) wykonuje się miękkie twarde i o średniej twardości, twardych używa się w silnikach trakcyjnych, prądnicach prądu stałego, miękkich gdy zależy nam na małym zużyciu komutatora.	B.16 : MATERIAŁY SPECJALNE (Pb, Zn, Sn, W, C ) - ołów : jest metalem o dużej gęstości miękkim mechanicznie słabym, wrażliwym na drgania mechaniczne, łatwo topliwym (327 C), ulegającym korozji pod wpływem zasad, kwasów organicznych, gnijących substancji, świeżej zaprawy wapiennej i cementowej. Zaletą ołowiu jest duża plastyczność, nie przenikalność wilgoci odporność na działanie tlenu , wody i kwasów nieorganicznych z wyjątkiem azotowego. Robi się z niego powłoki kabli jednak z uwagi na deficyt coraz częściej zastępuje się go miękkim aluminium lub tworzyw syntetycznych. Stosuje się go na płyty akumulatorów kwasowych. Używa się na nie stopu ołowiu z antymonem (9% Sb), inne zastosowania to anody do elektrolizy, armatura kwasoodporna, podkładki uszczelki. Pary ołowiu są silnie toksyczne i wywołują ołowicę .Cynk - jest rozpowszechniony i tani. Odporny na korozję atmosferyczną dzięki powstaniu na jego powierzchni cienkiej warstwy	B16a - cd zasadowego węglanu cynkowego. Cynku używa się do pokryć antykorozyjnych linek stalowych oraz osprzęt wysokiego napięcia przed rdzewieniem. Cynkowanie przeprowadza się galwanicznie lub przez zanurzenie w roztopionym cynku. Cynku używa się w suchych ogniwach galwanicznych na kubeczki jednocześnie stanowiące jego katodę. Obok miedzi stanowi podstawowy składnik mosiądzów. Do elementów aparatury niskiego napięcia stosuje się stop odlewniczy tzw. „znal” (4% Al) Odlewy wykonuje się przez wtrysk pod ciśnieniem do stalowej formy .Cyna - jest metalem mechanicznie słabym, o temp. topn.(232 C) najniższej z pośród metali używanych w elektrotechnice. Jest odporna na działanie czynników atmosferycznych, wodę zwykłą i morską, kwasy i substancje organiczne. Stosuje się ją do pokrywania przewodów miedzianych izolowanych gumą. powłoki cynowe uzyskuje się galwanicznie bądź przez zanurzenie w ciekłej cynie, Stosowana jako składnik	B16b - cd stopów łożyskowych i lutów miękkich. Wolfram - jest metalem ciężkim, trudno topliwym, twardym, trudno obrabialnym. Produkowany metodami metalurgii proszków. Odporny na korozję w stanie zimnym, w podwyższonej temp. łatwo utlenia się w powietrzu pokrywając się żółtym nalotem tlenku wolframu (WO3). Druciki wolframowe ( od 1mm do 10^-2 mm ) uzyskuje się przez przeciąganie na gorąco przez oczka diamentowe lub z węglika wolframu. Druty wolframowe mogą pracować w temp. białego żaru (ok.2500 C) ale tylko w próżni lub w gazie obojętnym. Z drutu wolframowego wyk. się żarniki żarówek, elektrody rur fluorescencyjnych, elem. grzejne pieców oporowych, styki elektr. Węgiel - występuje w postaci : - sadzy (bezpostaciowa odmiana węgla), - diamentu (najtwardszy ze znanych ciał, krystalizuje w układzie regularnym przestrzennie centrowanym), - grafitu (krystalizuje w układzie heksagonalnym ). Grafit jest głównym składnikiem tzw. węgli
B16c - cd elektrotechnicznych wykorzystywanych jako różne odmiany szczotek, elektrody hutniczych pieców łukowych, elektrody lamp łukowych, anody ogniw galwanicznych, oporniki elektroniczne, oporniki grzejne. Rezystancja elementów węglowych maleje ze wzrostem temperatury, rezystywność materiałów węglowo grafitowych pozostaje tego samego rzędu w szerokim zakresie temperatur. Charakteryzują się one wysoką temperaturą sublimacji (2700-3500 K), dobrymi własnościami mechanicznymi do 3500 K, nieaktywnością chemiczną do 900 K, dobrym przewodnictwem cieplnym, dobrymi własnościami smarnymi (zwłaszcza grafit), niewielką masą właściwą, dobrą obrabialnością mechaniczną.	B.17 : SPOIWA I LUTY - lutowanie (spajanie) łączenie metalowych części stopami zwanymi lutami lub spoiwami. Ich temp. topnienia powinna być o 150 C niższa od temp. łączonych metali. Przed lutowaniem powierzchnie należy oczyścić i ogrzać do odpowiednio wysokiej temp. Do nagrzewania używa się lutownic lub palników benzynowych. Powierzchnie powinny być oczyszczone mechanicznie i chemicznie (kalafoni --> [Author:JS] ą). Spoiwa wyrabiane są w postaci lasek, drutów, rurek napełnionych kalafonią. Rozróżnia się spoiwa : - miękkie (o temp topnienia poniż. 400 C ); - twarde ( o temp top. powyżej 500 C ). Połączenia wykonane spoiwami twardymi są wytrzymalsze (200-500MPa) od spoiw miękkich (20-80 MPa). Spoiwa miękkie są do połączeń szczelnych, a spoiwa twarde do połącz. szelnych przenoszących obciążenia. Do lutowania drobnych przewodów miedzianych stosuje się spoiwo synowo ołowiowe PbSn50 (o temp. topn. 209 C) jako topników używa się	B17 - cd chlorku cynku lub kalafonii. Gdy zachodzą naprężenia stosuje się spoiwo mosiężne CuZn37 (temp 910 C ); srebrnych AgCu25Zn2 (temp. 715 C); lub miedzianych CuAg1 (temp. 1070 C); używa się palników acetylenowo-tlenowych. Do lutowania żył aluminiowych kabli ziemnych można użyć spoiwa miękkiego ZnSn40 (300 C) lub twardego ZnAl14 (temp. 600 C )	B.18 : TERMOBIMETALE - zwalcowane na gorąco wyroby, złożone z dwóch blach stopowych, o różnej rozszerzalności cieplnej, złączonych na stałe na całej powierzchni styku. Przy podgrzaniu powstają naprężenia wew. które powodują wygięcie w stronę metalu o mniejszej rozszerzalności. Zjawisko to wykorzystuje się do przerwania samoczynnego obwodu np. grzejnika, po ostudzeniu obwód się załącza. Stosuje się to w samoczynnych regulatorach temperatury ( warnikach, suszarkach, żelazkach). Stosuje się termo bimetale też w wyzwalaczach termicznych samoczynnych wyłączników do ochrony silników przed przeciążeniem Wyzwalacz termiczny który reaguje na temperaturę termo bimetalu, a nie na wartość przepływającego prądu jest lepszy bo pozwala na krótkotrwałe przeciążenia, bezpiecznik natomiast spala się. Najczęściej bimetale składają się z żelaza i niklu. Krajowe termo bimetale to FeNi36 (inwar) (ma mniejszą rozszerzalność);).
B18 - cd FeNi25Mn6 ( ma większą rozszerzalność Dopuszczalna temp pracy tego termo bimetalu wynosi 250 C. Współczynnik ugięcia to wielkość ugięcia (w mm) wolnego końca jednostronnie zamocowanej blaszki o grubości 1mm i długości 100 mm przy ogrzaniu o 1C. Współczynnik ugięcia inwaru wynosi 0,145 mm/deg.	B.19 : MATERIAŁY TERMOELE-KTRYCZNE - W metalach zjawiska termoelektryczne powstają na skutek zależności między procesami cieplnymi i elektrycznymi. Zjawisko Sebeca - jeśli z metali A i B wykonamy zamknięty obwód el. to różnice kontaktowe potencjałów skompensują się i prąd nie popłynie , jeżeli natomiast każde ze złączy będzie miało różne temp. to popłynie prąd , gdy przerwiemy obwód można zmierzyć między jego końcówkami siłę termoelektryczną, której wielkość zależy od temperatur T1 i T2 oraz od rodzaju materiału. W określonym przedziale temp. można przyjąć proporcjonalność pomiędzy siłą termoelektryczną a różnicą temperatur łączy mamy : Ut = a (T1- T2) gdzie a to współczynnik proporcjonalności zwany współczynnikiem Sebeca (zależnym od materiału i temperatury). Fizyczną podstawą tego prawa są zjawiska : - zależność energii Fermiego w metalu od temperatury, - pojawienie się różnic potencjałów w metalach w wyniku powstawania gradientów koncentracji elektronów. Zjawisko Sebeca znalazło zastosowanie w termometrach	B19 - cd termoelektrycznych ( znając temp. jednego łącza oraz wartość a dla dwóch metali tworzących termoparę oblicza się temp drugiego łącza.). Dla różnego zakresu temperatur stosuje się różne zestawy materiałów termoelektrycznych : - (-200 ... 600 C ) żelazo/ konstantan; - do 1000 C chrom/ nikiel; - do 2000 C wolfram/ molibden . Wymagania stawiane materiałom termoelektrycznym to : - prostoliniowa zależność od temp; - odporność na wysokie temp; - odporność na korozję; - stabilność własności term.ele.	B.20 : RODZAJE KOROZJI - przyczyny : - chemiczna, -elektrochemiczna, -makrobiotyczna Rodzaje : - powierzchniowa ( zaatakowana zostaje cała powierzchnia metalu, koroduje w sposób jednorodny, z jednakową prędkością , zachodzi ona w środowiskach kwaśnych gdzie tworzenie warstw tlenkowych jest utrudnione; - lokalna : przybiera formy : - Korozja wżerowa - miejscowe naruszenie materiału i tworzenie się wżerów przechodzących w głębokie dziury, obecność jonów Cl- przyśpiesza ten rodzaj korozji, uszkodzenie warstwy powierzchniowej występuje w jej najsłabszym miejscu; - korozja szczelinowa - na złączach elementów, w wąskich przestrzeniach (śruby, nakrętki) w obecności elektrolitu; - korozja międzykrystaliczna - powstaje przez odrębność składu chemicznego granic ziaren, rozwija się ona wzdłuż granic ziaren kryształów, może być mało widoczna nz zewnątrz metalu gdyż rozwija się w środku. - korozja zmęczeniowa - przy zmiennych naprężeniach mechanicznych, powstają pęknięcia, są one śródkrystaliczne i powstają we wszystkich metalach; -
B20 - cd korozja kontaktowa - przy zetknięciu metali o różnych potencjałach elektrochemicznych , metal o niższym potencjale zachowuje się jak anoda i ulega silnemu roztwarzaniu; - korozja wybiórcza - występuje w stopach , podlegają jej niektóre jego składniki np. ocynkowanie mosiądze, rozpuszczenie ferrytu w żeliwie; - korozja erozyjna - w silnych strumieniach cieczy i w cieczach z cząstkami stałymi, zachodzi niszczące działanie strumienia i cząstek na materiał; - korozja cierna - w wyniku trącego działania twardego metalu na korodującą powierzchnię; - korozja kawitacyjna - kawitacja to proces tworzenia i zanikania pęcherzy w strumieniach cieczy, pod wpływem implozji wyrwane zostają cząstki metalu przypomina to trawienie kwasem, ta korozja szkodzi masz. hydraulicznym, turbinom, pompom; - korozja naprężeniowa (pękanie korozyjne) - pęknięcia w materiale pod wpływem środowiska i naprężeń, rozwijają się pęknięcia między i śród krystaliczne, przy głębokich pęknięciach następuje rozerwanie materiału.	21. Korozja elektrochemiczna Występuje ona w obecności roztworów o charakterze elektrolitów Cechą charakterystyczną jest przenoszenie ładunków w czasie procesów korozyjnego. Potencjał normalny - charakteryzuje zdolność przechodzenia jonów metalu do roztworu ( potencjał bardziej ujemny tym większa skłonność).(Materiały szlachetne są odporne na korozję).Proces korozji jest kombinacją dwóch reakcji : anodowej-(przy (-) elektrodzie) - przechodzenie atomów metali do roztworów w postaci jonów i wyzwalaniu elektronów. Katodowej-(przy (+)elektrodzie) redukcja różnych składników środowiska korozyjnego, której towarzyszy przyłączanie elektronów. Znaczny wpływ na korozję ma stężenie jonów wodorowych w roztworze. Podwyższenie temp. Przyspiesza proces korozji. Duży wpływ wywiera konduktywność elektrolitu.	22. Ochrona przed korozj --> [Author:JS] ą Pasywna- Powłoki ochronne-pasywacja- wytwarzanie chemiczne powłok hamujących procesy anodowe przez przesuwanie potencjału elektrochemicznego materiału w kierunku wartości dodatnich. Ochrona anodowa- zewnętrzne źródło prądu i katod pomocniczych powłoki metaliczne - przez zanurzenie (cynkowanie ,cynowanie , aluminiowanie) platerowanie (zwalcowanie na gorąco) natryskiwanie (ołowiem, cynkiem, kadmem, aluminium, dyfuzję (w wysokich temp.) napawanie, elektrolizę. Osłabienie agresywności środowiska przez usunięcie stymulatorów O2,CO2,H+,H2O.Wprowadzenie Inhibitorów (opóźniacze).Ochrona katodowa(ochrona rurociągów, kabli ,zbiorników, itp.). Ochrona z protektorem do chronionej konstrukcji przyłącza się elementy z metalu (Mg, Zn, Al.) konstrukcja ta staje się katodą a protektor anodą . z zewnętrznym źródłem prądu-elementy chronione łączone są z (-) biegunem źródła o wartości 1 -2V. Biegun (+) łączy się z dodatkową elektrodą (grafit) w ziemi niedaleko od elementu. Drąz elektryczny-(ochrona przed prądami błądzącymi	CD. - E 31 zalewanie żywicą stosowane jest przy produkcji przekładników, cewek, małych transformatorów, uszczelnianie kondensztorów i cewek zabezpiecza przed wilgocią , sklejanie żywicami umożliwia łączenie elementów wykonanych z różnych materiałów
C.1 : STRUKTURA PP - Do półprzewodników zalicza się ciała których konduktywność w temperaturze pokojowej zawiera się w granicach od 10^-7 do 10^5 1/(Wm) tzn. zajmują miejsce pośrednie między przewodnikami a dielektrykami. Właściwością półprzewodników jest zależność konduktywności od temperatury, pola elektrycznego czy promieniowania. W Elektrotechnice najpowszechniej stosowane są półprzewodniki IV grupy okresowej (np. german krzem). Poszczególne atomy germanu lub krzemu łączą się w kryształy za pomocą czterech elektronów walencyjnych. Są one silniej związane z atomem (inaczej niż w metalach) i mogą stać się nośnikami ładunków elektrycznych tylko wtedy gdy do kryształu dostarczona zostanie z zewnątrz porcja energii wystarczająca do zerwania wiązania kowalencyjnego i przeniesienie uwolnionego elektronu przez pasmo zabronione do pasma przewodnictwa. Przewodniki to takie ciała które mają wąskie pasmo zabronione nie przekraczające 1,5...2 eV. W zerze bezwzględnym poziomy en. pasma walencyjnego są zapełnione a poziomy pasma przewodnictwa wolne. Ze wzrostem temperatury kryształu energia cieplna jest magazynowana głównie w postaci energii drgań sieci krystalicznej. Gdy elektron walencyjny uzyska energię do zerwania wiązania	C1 - cd dubletu elektronowego, powstaje tzw. para elektron-dziura. Elektron przenosi się do pasma przewodnictwa a na jego miejscu pojawia się w wiązaniu brak elektronu (dziura) równoważny pojawieniu się w węźle ładunku dodatniego. Obok procesów jonizacji (elektron- dziura) zachodzą procesy rekombinacji w których elektrony z pasma przewodnictwa przechodzą do pasma walencyjnego, neutralizując powstałe dziury. Przy stałej temperaturze procesy jonizacji i rekombinacji równoważą się. Koncentracja nośników ustala się na określonym poziomie tym wyższym im wyższa temperatura. Dziury zachowują się podobnie do swobodnych ładunków dodatnich - pod działaniem pola odbywa się uporządkowany pozorny ruch dziur, wywołany przechodzeniem do nich elektronów walencyjnych z sąsiednich wiązań międzyatomowych. Ruch ten jest równoważny przepływowi dodatnich ład. elektr. a więc prądowi elektrycznemu zwanemu prądem dziurowym. W obecności zewnętrznego pola elektrycznego obok przepływu elektronów w paśmie przewodnictwa odbywa się równy ale przeciwnie skierowany przepływ dziur w paśmie walencyjnym. Suma przepływów obu nośników tworzy prąd elektryczny płynący w półprzewodniku.	C.2 : FOTOPRZEWODNIKI - Gdy energia fotonów promieniowania świetlnego padającego na półprzewodnik jest większa niż szerokość pasma zabronionego następuje przechodzenie elektronów do pasma przewodnictwa i zwiększenie się konduktywności półprzewodnika. Zjawisko to to fotoprzewodnictwo lub przewodnictwo fotoelektryczne. Największa długość fali wywołującej ten efekt nosi nazwę długości progowej fali i jest zależna od szerokości pasma zabronionego półprzewodnika. Przykładowe progowe długości fali (w mm) :Se-0,5; Si-1,0; Ge-1,75; Pbs-3,1; PbSe-5,0; InSb-6,8. Widzialne światło zawiera się między 0,38 (światło fioletowe) a 0,78 (światło czerwone)	C.3 : LUMINOFORY - Luminescencja jest zjawiskiem absorbowania energii i następnie emitowania jej w postaci kwantów promieniowania widzialnego. Substancje takie to luminofory. W zależności od rodzaju energii pobudzającej luminofor do promieniowania: - fotoluminescencję : wywołaną promieniowaniem widzialnym nadfiołkowym lub rentgenowskim występuje ona w lampach oświetleniowych (świetlówki), ap. rentgen. - elektrono luminescencję (luminescencję katodową) powstającą przy bombardowaniu luminoforu elektronami, ( w oscyloskopach i kineskopach) - elektroluminescencję : powstającą pod wpływem pola i prądu elektrycznego - chemiluminescencję : powstającą w wyniku przemian chemicznych. Jeśli pobudzenie luminoforu i emisja promieniowania zachodzą jednocześnie mamy odczynienia z fluorescencją. Jeśli emisja promieniowania utrzymuje się po usunięciu źródła pobudzającego wówczas jest to fosforencja. W skład luminoforów wchodzą związki nieorganiczne najczęściej tlenki lub siarczki cynku, wapnia, kadmu ,magnezu ,berylu ,wolframu, lub krzemu. Wprowadza się do nich niewielkie ilości
C3 - cd domieszek metalicznych zwanych aktywatorami. Ich obecność w kryształach luminoforów wpływa na uzyskanie lepszej wydajności świetlnej, barwy lub czasu poświaty, jako aktywatorów używa się zwykle manganu, żelaza, srebra, chromu lub toru. W nowoczesnej technice świetlnej używa się jako luminoforu mieszaniny : kwaśnego fosforanu wapnia, węglanu wapnia, węglanu manganu, fluorku wapnia, trójtlenku antymonu, chlorku amonu.	C.4 : DIODY PÓŁPRZEWODNIKOWE - stanowią złącza p-n zamknięte w obudowie często cało szklane z wyprowadzeniami w postaci drutów. Diody dużej mocy mają obudowę metalową. W diodach półprzewodnikowych wykorzystuje się zjawiska fizyczne występujące w złączu p-n. Własności prostujące złącza p-n wykorzystano w diodzie półprzewodnikowej przejmującej wszystkie funkcje spełniane poprzednio przez lampowe diody próżniowe ( prostowanie prądów zmiennych ich generację, detekcję sygnałów elektromagnetycznych. ). Dioda jako element prostownikowy - wykorzystuje się wtedy własności złącza p-n przepuszczania prądu elektrycznego tylko w jednym kierunku, takim, przy którym dodatni potencjał zewnętrznego źródła prądu doprowadzony jest do obszaru typu p. Dla przeciwnego kierunku prądu dioda stanowi element o bardzo dużej rezystancji. W przypadku prądu sinusoidalnie zmiennego ( gdzie kierunek napięcia zmienia się ) jedna połówka sinusoidy prądu w obwodzie z diodą półprzewodnikową będzie obcięta .Na charakterystyce prądowo- napięciowej diody półprzewodnikowej można	C4a - cd obszar zaporowy obszar przewodzenia wyróżni trzy obszary. W obszarze przewodzenia tj. przy polaryzacji diody w kierunku przewodzenia prąd diody zależy wykładniczo obszar przebicia od napięcia jedynie w początkowym zakresie charakterystyki. Później charakterystyka jest prawie liniowa co oznacza praktycznie stałą rezystancję złącza. Przy polaryzacji złącza w kierunku wstecznym (obszar zaporowy) prąd jest znikomo mały aż do momentu gdy napięcie wsteczne osiągnie wartość napięcia przebicia U p. Następuje wtedy gwałtowny zanik rezystancji, wzrost prądu i zniszczenie diody, jeżeli wartość prądu nie jest ograniczona innymi elementami obwodu. Wyróżniamy kilka rodzaj diod :- Prostowniki selenowe : anodę stanowi płytka aluminiowa o grubości 1mm pokryta jednostronnie cienką warstwą bizmutu w celu uzyskania dobrego kontaktu elektrycznego z warstwą selenu domieszkowanego akceptorem. Katodą jest cienka warstwa stopu, kadmu i cyny naniesiona na warstwę selenu . Atomy kadmu dyfundują do warstwy selenowej tworząc bardzo cienką warstwę	C4b - cd selenowego półprzewodnika typu n w którym kadm stanowi domieszkę donorową. Warstwa zaporowa powstaje wew. selenu na granicy dwóch warstw : selenu typu p i selenu typu n. Prostowniki selenowe charakteryzują się dośćmiernymi parametrami : niskim napięciem przebicia ( 80 V), niską dopuszczalną temp. pracy (75 C), niewysoką dopuszczalną gęstością prądu (500 A/m^2).- Diody germanowe : wykonywane przez stapianie indu z germanem typu n charakteryzują się znacznie korzystniejszymi parametrami : dop. nap. wsteczne 300 V a dop.gęstość prądu jest 100*10^3 A/m^2. dop. temp. pracy 75 C. Masywna katoda wykonana ze stopu żelaza, kobaltu i niklu stanowi podstawę do której przylutowana jest łatwo topliwym spoiwem ołowiowo- cynowym płytka wycięta z monokryształu germanu typu n. Na płytkę naniesiona zostaje kulka stopionego indu. W obszarze przylegającym do kulki tworzy się warstwa germanu typu p w której ind jest domieszką akceptorową. - Diody krzemowe - mają najlepsze parametry ale technologia ich wykonywania jest najtrudniejsza. Diodę
C4c - cd krzemową stanowi płytka monokryształu z czystego krzemu, zatopiona z jednej strony z płytką aluminiową a z drugiej pokryta warstwą antymonu. Na pograniczu z aluminium powstaje w krzemie warstwa półprzewodnika typu p a na pograniczu z antymonem warstwa półprzewodnika typu n. Dop. temp. pracy 200 C. Dop. gęstość prądu wynosi 800*10^3 A/m^2, Przy chłodzeniu diody krzemowe mogą mieć prądy znamionowe do 3 kA i duże napięcie wsteczne do 2 kV co pozwala na stosowanie ich w wysokonapięciowych układach prostowniczych wielkiej mocy.- Diody Zenera : (stabilitron), dioda krzemowa z punktem pracy na charakterystyce złącza p-n w obszarze przebicia. Duża zmiana napięcia na wejściu wywołuje niewielką zmianę napięcia stabilizowanego na wyjściu. Diody tego typu stosuje się jako stabilizatory napięć stałych w zakresie od 3 do 300 V.	C.5 : FOTODIODY I FOTOREZYSTORY - Fotodioda jest elementem półprzewodnikowym ze złączem p-n spolaryzowanym wstępnie w kierunku zaporowym. W wyniku naświetlania złącza prąd wsteczny jest modulowany przez powstające w złączu pary elektron-dziura co powoduje odpowiednie zmiany nieliniowej rezystancji złącza. Fotodioda jest głównym elementem układu przetwarzającego sygnały świetlne lub promieniowanie na sygnały elektryczne. Fotorezystor - (opornik fotoelektryczny ) jest elementem półprzewodnikowym zmieniającym swoją rezystancję pod wpływem natężenia światła. Najprostszym fotorezystorem będzie płytka materiału półprzewodnikowego umieszczona między dwiema elektrodami. Inna metoda to napylenie na płytkę szklaną pokrytą bardzo cienką warstwą Bi2S3 grzebieniastych elektrod ze złota lub platyny, całość pokrywa się warstwą lakieru izolacyjnego. Do budowy fotorezystorów wykorzystuje się : krzem, german i tellur lub związki ołowiu, talu, kadmu i bizmutu z siarką, selenem i tellurem. W najpopularniejszych fotorezystorach stosuje się	C5 - cd siarczek ołowiu, siarczek bizmutu, siarczek kadmu, odznaczają się małymi wymiarami i dużą czułością. Największą czułość mają oporniki w których zastosowano CdS ( wykorz. w pirometrach radiacyjnych). Wadą ich jest opóźniona reakcja na zmiany natężenia promieniowania. W układach wymagających większej bezwładności stosuje się oporniki w których zastosowano PbS lub Bi2S3. W układach wymagających znikomej bezwładności stosowane są fotodiody germanowe. Ich cechy to małe wymiary, duża trwałość i znikoma bezwładność ( reagują bez opóźnienia na zmiany nawet o częstotliwości 100 kHz.	C.6 : OGNIWA FOTOELEKTRYCZNE I SŁONECZNE - Ogniwa fotoelektryczne(fotoelementy) - następuje w nich przemiana energii świetlnej promieniowania na en. elektryczną. Wykorzystują one podobne zasady fizyczne jak fotodiody i mają te same konstrukcje. Różnica polega na tym że w obwodach z ogniwami fotoelektrycznymi brak jest polaryzujących źródeł napięcia. Zasada pracy ogniw fotoelektrycznych polega na zdolności złącza p-n rozdzielania par ładunków elektron-dziura generowanych przez fotony .Swobodne nośniki ładunków dyfundują z obszarów w których powstały do obszarów o ich mniejszej koncentracji. W złączu p-n w skutek działania pola elektrycznego wywołanego obecnością bariery potencjału elektrony dyfundujące z obszaru n są z powrotem do niego odpychane, natomiast dziury - „przyciągane”. Odwrotne zjawisko zachodzi przy dyfuzji z obszaru p. Przez barierę przechodzą jedynie nośniki tych ładunków, które w obszarach gdzie powstają są nośnikami mniejszościowymi - jest to równoważne z przepływem prądu
C6 - cd wstecznego. Skutkiem jest gromadzenie się elektronów w półprzewodniku typu n i ładowanie go dodatnio. Rozdzielenie ładunków w złączu powoduje więc powstanie na nim zewnętrznego napięcia elektrycznego zwanego przy otwartym obwodzie zewnętrznym - siłą fotoelektryczną ogniwa. Ogniwa fotoelektryczne selenowe stosowane są np. w przyrządach do pomiaru natężenia oświetlenia. Tzw. luksomierzach. Ogniwa słoneczne - OS to ogn. fotoel. w których źródłem promieniowania jest prom. słoneczne. Do budowy OS stosuje się krzem, konstrukcja ogniwa słonecznego jest identyczna jak konstr. diody krzemowej. Z zacisków połączonych z elektrodami można odebrać energię elektryczną. Siła elektromotoryczna pojedynczego ogniwa słonecznego jest niewielka rzędu 0.5 - 1 V a prąd zwarciowy zawiera się w granicach 15...40 mA/cm^2. Stąd łatwo obliczyć że z jednego m^2 naświetlanej powierzchni można uzyskać ok.100 W Sprawności ogniw w normalnych warunkach : 10% , w specjalnych warunkach uzyskano 18% , teoretyczna możliwa sprawność to 23%.	C6- cd Początkowo OS stosowano tylko w statkach kosmicznych ( z płytek monokrystalicznego krzemu). W zegarkach radiach kalkulatorach stosuje się ogniwa z uwodornionego krzemu amorficznego zawierającego 8...12% wodoru. Materiał ten ma własności półprzewodnika samoistnego i przez odpowiednie domieszkowanie staje się półprzewodnikiem typu n lub p ( łatwa i niedroga technologia jego wytwarzania ). Polikrystaliczne ogniwa cienkowarstwowe - wytwarzane na tanich podkładach : krzemowe o grubości do 50 mm, z arsenku galu GaAs o grubości do 5 mm. Korzystne własności optyczne i elektryczne wykazują również CdS, CdTe, Cu2S, używane na cienkowarstwowe ogniwa słoneczne.	C.7 : TERMISTORY - są to elementy półprzewodnikowe których rezystancja silnie zależy od temperatury. Wyróżnia się 3 rodzaje termistorów w zależności od zmian ich rezystywności w funkcji temperatury : typ NTC o ujemnej wartości współczynnika rezystancji a , typ PTC o dodatniej wartości temperaturowego współczynnika rezystancji, typ CTR o gwałtownym zmniejszaniu się rezystancji w kilkustopniowym przedziale zmian temperatury. Najbardziej rozpowszechnione są termistory NTC dla których R(T) i a(T) w określonym roboczym przedziale temperatur można obliczyć z zależności : R=R_To exp B[(To-T)/ToT] a = - B/T^2 gdzie To jest temperaturą 298 K (25 C) a B (w K) stałą zależną od rodzaju materiału termistora. Dla większości termistorów NTC wartość B zawiera się w granicach 2000...7200 K. Termistory wykonuje się z polikrystalicznych materiałów półprzewodnikowych o dużej wartości. Stosuje się je do pomiaru temperatury, do kompensacji temperaturowych zmian rezystancji obwodów , do stabilizacji napięcia, w zabezpieczeniach przeciw przepięciowych, jako przekaźniki rozruchowe i czasowe.	C7 - cd Termistory PTC wytwarza się techniką spiekania z polikrystalicznego tytanianu baru BaTiO3 i jego roztworów stałych z SrTiO3 i BaSnO3 domieszkowanych lantanowcami (La, Ce) Są to ferro elektryki o dużych wartościach zależnych od temperatury. W pewnym zakresie temperatur rośnie silnie rezystancja termistorów ze wzrostem temp. co wykorzystuje się w układach kontroli cieplnej, do ograniczania prądu w obwodach. Termistory CTR wykonuje się ze spieków polikrystalicznego tlenku wanadu lub tytanu. W określonej temperaturze następuje zmiana ich struktury krystalicznej prowadząca do gwałtownego zmniejszenia rezystywności. Np rezystywność dwutlenku wanadu po przekroczeniu temp. 68 C skokowo zmniejsza się o cztery rzędy wielkości. Prze wprowadzenie odpowiednich domieszek (np. Sn, Fe ) można regulować temp przemiany w szerokich granicach (np. od -20 C do 90 C )
C.10 : WYTWARZANIE MATERIAŁÓW PP - do budowy elementów pp używa się materiałów w postaci : monokrystalicznej (krzem i german - diody, obwody scalone ) , polikrystalicznej ( warystory termistory, ogniwa słoneczne). Materiał pp musi spełniać wymagania : - mała szerokość pasma zabronionego, - łatwość wprowadzania domieszek, - energ. aktyw. stanów domieszkowych ( 1...5)*10^-2 eV, - duża ruchliwość nośników ładunków (1000 cm^2/Vs), - długi cza życia nośników ( 10 do 1000 ms), - możliwość uzyskania mat. wyjściowego o odpowiedniej czystości, - możliwość uzyskania struktury monokrystalicznej, - trwałość chemiczna w norm. warunkach, - dobre warunki mechaniczne, - łatwość wykonywania odprowadzeń. (jedynie german i krzem spełnia w większości te wymagania, dziś w 90% stosuje się krzem ), Otrzymywanie mat. wyjściowych - źródłem krzemu jest dwutlenek krzemu SiO2 wydobywany w postaci skały kwarcowej. Metody otrzymywania krzemu : - redukcja dwutlenku krzemu węglem w piecu ogrzewanym łukiem elektrycznym SiO2+2C = 2CO +Si, - z reakcji	C10 - cd egzotermicznej 3SiO2 +4Al = 2Al2O3 + 3Si: tymi metodami otrzymuje się zanieczyszczony krzem metalurgiczny, oczyszczony krzem to krzem elektrolityczny. German - źródłem są niektóre rudy cynkowe (1% siarczku germanu) oraz węgle kamienne (1% germanu). Na skalę przemysłową jest otrzymywany z : - odpadów blendy cynkowej, - z pozostałości po spaleniu węgli. Działa się na nie kwasem solnym, otrzymany czterochlorek germanu obrabia się chemicznie i otrzymuje się GeO2, po redukcji wodorem ( w piecu 600 ... 650 C ) mamy german metaliczny w postaci proszku.	C.11 : OTRZYMYWANIE MONOKRYSZTAŁÓW - (krzem i german) stosowane są często w postaci monokryształów. Metody monokrystalizacji spełniają warunki : - materiał wsadowy o bardzo dużej czystości , zabezpieczony przed zanieczyszczeniem materiałem tygla; - zastosowanie jednego zarodka, zapewnienie warunków umożliwiających wzrost tego zarodka; - zapewnienie kierunkowej krystalizacji przez przesuwanie sfery gradientu temperatury przez powierzchnią rozdziału faz. Wyrażenie na prędkość krystalizacji : vk = (l/qr)*(dT/dx) gdzie A -powierzchnia krystalizacji, q - ciepło krzepnięcia, l - przewodność cieplna kryształu, r - gęstośc metalu ( dla przeciętnego dT/dx = 5...10 K/cm gradientu temp. otrzymuje się prędkość wzrostu kryształu w przedziale 0,5 ... 50 cm/h ). Metody : - Czochralskiego (zetknięcie pręta z powierzchnią ciekłego metalu , przy różnicy temp. pręta i cieczy, tworzy się na jego czołowej powierzchni zarodek wzrastający przy podnoszeniu pręta, ponadto pręt obraca się, otrzym. się tak krzem i german dla elektroniki); -	c11 - cd Bridgmana (z pionowym gradientem temp.), polega na kierunkowej krystalizacji metalu w tyglu dzięki gradientowi temperatury w kierunku jego osi wywołanym ruchem tygla albo pieca. Tą metodą otrzymuje się metale niskotopliwe ( Pb, Zn, Mg, Al ), średniotopliwych (Ag, Au, Cu ) , wysokotopliwych ( Ni, Co, stopy Fe). Uzyskane monokryształy mają postać grubych wałków do 10 cm średnicy
C.12 : METODY OCZYSZCZANIA I DOMIESZKOWANIA - Elementy półprzewodnikowe są bardzo czułe na czystość, szczególnie wysoka czystość wymagana jest dla krzemu na diody, tranzystory i detektory promieniowania, na 10^9....10^11 atomów siatki krystalicznej powinien przypadać najwyżej jeden atom zanieczyszczeń. Metoda topienia strefowego wykorzystuje zasadę że rozpuszczalność zanieczyszczeń w półprzewodniku w stanie ciekłym nie jest na ogół taka sama jak w stanie stałym, jeśli zanieczyszczenia rozpuszczają się lepiej w fazie ciekłej to w procesie krystalizacji faza ta jest bogatsza w zanieczyszczenia w porównaniu z fazą stałą, procesy wymiany zanieczyszczeń między fazami przebiegają tak długo aż ustali się równowaga : Cs/Cl = k gdzie Cs i Cl są koncentracjami równowagowymi zanieczyszczeń ( w fazie stałej i ciekłej ) , k - stala charakterystyczna dla różnych atomów zanieczyszczeń. Jeśli krystalizacja stopionego w podłużnej wlewce półprzewodnika postępuje wzdłuż --> [Author:JS] wlewki posuwając się wraz z granicą między ciekłą i stałą fazą nazywana jest krystalizacją kierunkową. Przepływ ciepła zachodzi wzdłuż osi wlewki w	C 12a - cd kierunku przeciwnym do kierunku krystalizacji, a zanieczyszczenia obniżaj --> [Author:JS] ące temperaturę topnienia roztworu ciekłego pozostają w dużej mierze w cieczy. W początkowym okresie krystalizacji wzrasta ich stężenie w cieczy, w końcowym w fazie stałej. W wyniku występuje jakby wyciskanie zanieczyszczeń do strefy końcowej wlewki. W metodzie topienia strefowego pręt półprzewodnika umieszczony jest we wlewce wewnątrz rury kwarcowej którą przepływa gaz obojętny. Odcinek półprzewodnika jest topiony prądem o wysokiej częstotliwości wytwarzanym przez cewkę indukcyjną przesuwającą się wzdłuż rury, strefa ciekłego materiału ograniczona strefami rozdziału faz przesuwa się wzdłuż wlewki, proces powtarza się wielokrotnie. Domieszkowanie - przez dodanie domieszek do fazy ciekłej przy wyciąganiu monokryształów można uzyskać monokryształy domieszkowane donorowo lub akceptorowo ( monokryształ typu p ). W następnej fazie pręt tnie się na płytki ( o grubości setnych części mm) Płytki po oczyszczeniu domieszkuje się donorowo. Jeśli koncentracja donorów w przypowierzchniowej	C12b - cd warstwie krzemu typu p jest większa od koncentracji akceptorów to ta warstwa staje się półprzewodnikiem typu n a w płytce powstaje złącze p-n. Złącza krzemowe wytwarza się metodą dyfuzji , dyfuzję z fazy stałej uzyskuje się przez naparowanie w próżni cienkiej warstwy materiału domieszkowego lub np. przez nałożenie domieszkowanej warstwy SiO2 na powierzchni krzemu. Metoda implantacji jonów polega na wstrzeliwaniu jonów danej domieszki do krzemu przez bombardowanie jego powierzchni strumieniem jonów o dużej energii , metoda ta pozwala na dokładną kontrolę głębokości złącza, wadą jest wprowadzenie defektów struktury krystalicznej półprzewodnika oraz znaczny koszt aparatury. Metoda transmutacji polega na napromieniowaniu materiału półprzewodnikowego strumieniem neutronów ( w reaktorze jądrowym ) w wyniku reakcji jądrowych z neutronami następuje przemiana jądrowa pewnej liczby atomów izotopu krzemu w stabilny fosfor . W ten sposób otrzymuje się półprzewodnik typu n. Dzięki zastosowaniu tej metody uzyskano diody i tyrystory na bardzo duże prądy - do 3000 A.	C.8 : WARYSTORY - elementy półprzewodnikowe których rezystancja zależy od przyłożonego do ich zacisków napięcia, ich charaktrystka wyróżnia się znaczną nieliniowością, zwiększenie napięcia prowadzi do zmniejszenia rezystancji i gwałtownego wzrostu prądu. W układach niskiego napięcia warystory znalazły zastosowanie w układach stabilizacji napięcia, gaszenia iskrzeń na stykach, zabezpieczenia od przepięć komutacyjnych, jak również w telefonii, radiotechnice, telewizji i technice obliczeniowej. W układach wysokiego napięcia stosuje się warystory w zaworach odgromnikowych iskiernikowych, są w nich w postaci okrągłych płytek zmienno oporowych, obustronnie metalizowanych. Płytki te są wytwarzane metodą spiekania drobnoziarnistej mieszaniny składającej się z karborundu(węgliku krzemu), piasku kwarcowego, gliny oraz innych domieszek. Główną rolę w mechanizmie przewodzenia gra ziarnistość struktury warystorów. Ziarenka karborundu (polikryształ), mającego charakter półprzewodnika, oddzielone są składnikami o charakterze dielektryków( piasek kwarcowy, glin a), tworzących minimalne odstępy izolacyjne.
C8 - cd W nowszych rozwiązaniach do wytwarzania warystorów używa się materiałów ceramicznych, których głównym składnikiem jest tlenek cynku ZnO z odpowiednimi domieszkami. Mają one znaczie korzystniejsze charakterystyki niż materiały na bazie SiC. Przeciwprzepięcowy odgromnik zaworowy - włączany między przewodem linii napowietrznej a ziemią , składa się z iskiernika odcinającego, iskiernika gaszącego, stosu płytek zmienno porowych Fala przepięciowa wywołana wyładowaniem i nadbiegająca linią napowietrzną do podstacji powoduje zapłon iskiernika i podłączenie linni przez odgromnik do ziemi.	C.9 : HALOTRONY - (czujniki halla) elementy półprzewodnikowe służące do pomiaru indukcji magnetycznej, działanie ich opiera się na zjawisku halla. Czujnik halla stanowi cienka płytka o grubości ułamka milimetra i wymiarach boków 1...3 mm dzięki czemu można ją umieszczać i mierzyć indukcję w bardzo wąskich szczelinach obwodów magnetycznych maszyn i transformatorów. Przepuszczając prąd I z pomocniczego źródła prądu stałego przez płytkę mierzy się powstające napięcie halla U h , z zależności oblicza się indukcję mierzonego pola magnetycznego znając grubość płytki h i stałą Halla R h materiału płytki. B = (Uh h)/(I Rh) Oprócz pomiaru pól magnetycznych czujników Halla używa się do pomiarów ( natężenia prądu, mocy prądu stałego i zmiennego, rezystancji ) ( kąta obrotu, przesunięcia i drgania mechaniczne, ciśnienie ), stosuje się je w układach realizujących operacje matematyczne (+, - , * , / , ^ , SQRT, różniczkowanie i całkowanie). Najczęściej stosowanymi do wyrobu halotronów materiałami półprzewodnikowymi są	C9 - cd: arsenek indu InAs oraz antymonek indu InSb. Oba materiały są półprzewodnikami typu n i ich stałe Halla wynoszą odpowiednio 0,9*10^-3 i 0,5*10^-3 m^3/A*s. Zaletą InAs jest znaczna niezależność wartości r i Rh od temp. natomiast zaletą InSb jest znacznie mniejsza rezystywność niż InAs, co pozwala na uzyskanie większej mocy wyjściowej.	D.1 : KLASYFIKACJA MATERIAŁÓW MAGNETYCZNYCH - MM dzielimy na : - Zawierające trwałe dipole (- paramagnetyki - ferromagnetyki - antyferromagnetyki - ferrimagnetyki ) - Nie zawierające trwałych dipoli (diamagnetyki) - materiały diamagnetyczne - magnetyzują się bardzo słabo i w kierunku przeciwnym do pola zewnętrznego, ten rodzaj magnetyzacji jest proporcjonalny do pola zewnętrznego i niezależny od temp.( gazy szlachetne, miedź, ołów, siarka, rtęć, kadm, cynk, bizmut) - materiały paramagnetyczne - magnetyzują się słabo ale zgodnie z zewnętrznym polem ten rodzaj magnetyzacji jest proporcjonalny do pola i odwrotnie proporcjonalny do temp. bezwzględnej. (platyna, magnez, aluminium, cyna, wolfram) - materiały ferromagnetyczne - silnie się magnesują i zgodnie z polem, przy okresowej zmianie kierunku pola wykazują własności histerezy. Ten rodzaj magnetyzmu nie jest proporcjonalny do zewnętrznego pola i jest odwrotnie proporcjonalny do ( T - q ) gdzie T to temp. bezwzględna , q - temp. krytyczna (punkt Curie ) (żelazo, nikiel, kobalt )
D.2 : TRWAŁE I INDUKOWANE DIPOLE MAGNETYCZNE - każda cząstka naładowana obdażona momentem pędu wytwarza trwały magnetyczny moment dipolowy. W atomie momentami pendu obdażone jest jądro, oraz elektrony. Każdy elektron obiega jądro po orbicie wytwarzając orbitalny moment pędu, elektron obraca się wokół własnej osi wytwarzając spin. Na wypadkowy moment dipolowy składają się dodawane wektorowo: - Jądrowy moment magnetyczny, - orbitalne momenty magnetyczne elektronów, - spinowe momenty magnetyczne elektronów. Indukowane dipole magnetyczne - (ich pojawienie się powoduje zewnętrzne pole magnetyczne ) F=q(VxB) [J/m] w = q^B/m e [1/s] Z podobną sytuacją mamy doczynienia gdy atom znajdzie się w zewnętrznym polu magnetycznym, w zależności od kierunku wirowania elektronu wokół jądra ruch jego będzie wzmacniany lub osłabiany przez pole magnetyczne. Atom z elektronemkrążącym po orbicie zachowuje się jak cewka indukcyjna w której zgodnie z prawem	D.2 - CD. Lenza każda zmiana pola magnetycznego BiFq wywołuje powstanie siły elektromotorycznej przeciwdziałającej tej zmianie. Efekt indukowania B dipolowych momentów magnetycznych przez zewnętrzne polemagnetyczne występuje we wszystkich materiałach niezależnie od tego czy są one obdażone trwałymi momentami magnetycznymi czy też nie.Efekt jest niewielki gdyż częstotliwość Larmona w jest rzędu 10^11 rad/s a prędkość kątowa obiegu elektronu wokół jądra jest rzędu 10^15 rad/s.	D.3 : WEKTOR POLARYZACJI MAGNETYCZNEJ - Biorąc pod uwagę skończone objętości badanych substancji można mówić o sumie wektorowej magnetycznych momentów atomów lub cząstek czyli o wypadkowym momencie magnetycznym przypadającym na daną objętość. Wektor polaryzacji magn. to wypadkowy mom. magn. przyp. na jedn. objętości, określa on stopień uporządkowania dipoli i wyraża się wzorem n - liczba atomów,cząstek w objętości V m i - moment magnetyczny i-tego atomu Dipole magnetyczne w polu magnetycznym zachowują się podobnie jak dipole elektryczne w polu elektrycznym. Wektor polaryzacji magnetycznej M jest zależny od natężenia zewnętrznego pola magnetycznego H. M= hm m 0 H. gdzie hm - podatność magnetyczna materiału, m 0 - przenikalność magnetyczna próżni. ( hm - dla dia- i para- są bliskie zera i niezależne od H dla ferro- odwrotnie ). Wektor indukcji magnetycznej w próżni określa zależność : B= m0 H [Vs/m^2]. W ośrodku materialnym natomiast	D.3 - CD B = m0H + M = m0(1+hm)H = mH współczynnik m jest absolutną przenikalnością magnetyczną m = m0(1 + hm)= m0mw, mw - względna przenikalność magnetyczna ośrodka. stanowi ona jedną ze stałych materiałowych występujących w równaniach Maxwella charakteryzujących każdy ośrodek.
D.4 : MATERIAŁY DIA-, PARAMAGNETYCZNE - w diamagnetykach wypadkowe momenty dipoli indukowanych są skierowane przeciwnie do zewnętrznego pola magnetycznego. W innych materiałach momenty magnetyczne trwałych dipoli skierowane zgodnie z zewnętrznym polem magnetycznym są znacznie większe od dipoli indukowanych tak że efekt diamagnetyczny nie uzewnętrznia się. Diamagnetyki charakteryzują się ujemnymi bliskimi zera wartościami podatności magnetycznej hm.parmagnetyki - wiele atomów i jonów ma stałe momenty magnetyczne w nieobecności zewnę-trznego pola magnetycznego momenty te ustawiają się haotycznie nie dając wypadkowego namagnesowania.W polu magnetycznym występuje tendencja do uporządkowania momentów w kierunku pola i powstaje wypadkowe namagnesowanie. Umieszczenie paramagnetyka w polu magnetycznym H .	D.4 - CD. powoduje pojawienie się momentów skręcających T dążących do ustawienia poszczególnych dipoli w kierunku pola T = m x H; T = m H sina a zsumowane w jednostce objętości mają wymiar gęstości energii T = M x H [ J/m^3 ]. Wzór T = m H sina pokazuje że energia dipola jest najmniejsza gdy dipol skierowany jest zgodnie z H. Uporządkowanie orientacji dipoli zależy od temperatury ( im większa , wiekszy haos) hm = (n m^2) / (B m k T ) = C/ T n - gęstość przestrzenna atomów, m - moment magnetyczny, k - stała Boltzmana, T - temp. w K, C - stała Curie. Dla dipoli paramagnetycznych podatność magnetyczna zmienia się proporcjonalnie di 1/T i jest niezależna od H jest to tzw. prawo Curie.Paramagnetyki charakteryzują się dodatnimi bliskimi 0 wartościami podatności magnetycznej.	D.5 : MATERIAŁY FERROMAGNETY-CZNE - istnieje grupa materiałów (Fe, Ni, Co ) która charakteryzuje się wysoką podatnością magnetyczną , wiele rzędów wyższą niż podatność paramagnetyków. Warunkiem wystąpienia ferromagnetyzmu jest istnienie nie skompensowanych spinowych momentów magnetycznych które wstępują w atomach z nie zapełnionymi powłokami. Drugim warunkiem jest występowanie sił wymiany o odpowiedni dużej wielkości	D.6 : SIŁY WYMIANY - Zjawiska paramagnetyczne i diamagnetyczne występują głównie w takich układach, w których poszczególne atomy nie oddziałują ze sobą. W rezultacie kierunek momentu określonego atomu nie zależy od kierunku momentu atomu sąsiedniego. W pewnych ciałach stałych wzajemne oddzaływanie atomów wpływa w zasadniczym stopniu na ich własności magnetyczne. Mechanika kwantowa wskazuje że, w układzie w którym elektrony oddzałują na siebie siłami elektrycznymi, najbardziej trwały o najniższej energii stan wystąpi, gdy ich momenty spinowe będą skierowane zgodnie.Siły wzajemnego oddziaływania spinowych momentów elektronów prowadzące do spontanicznego uporządkowania orientacji spinów noszą nazwę sił wymiany, a charakteryzująca je energia - energii wymiany lub też całki wymiany.Wielkość energi wymiany zależy silnie od odległości między atomami. Gdy atomy są od siebie znacznie bardziej oddalone niż ma to miejsce w sieci krystalicznej, siły wymiany są znikomo małe i ferromagnetyzm nie występuje (ciało ma właści wości paramagnetyczne )
D.6 - CD Przy zbliżaniu atomów siły te rosną i zaczynają oddziaływać porządkująco na magnetyczne momenty elektronów. Przy dalszym zbliżaniu magnetyczne momenty spinowe ustawiają się coraz bardziej zgodnie. Wartości sił wymiany przechodzą przez maksimum. W jego otoczeniu powstaje układ charakterystyczny dla ferromagnetyzmu. Przy jeszcze mniejszych odległościach spiny ustaawiają się przeciwsobnie - energia wymiany staje się ujemna, stan taki charakteryzuje antyferromagnetyki. Oprócz stopów ferromagnetycznycH Fe Co Ni zawierających jako składowe żelazo, nikiel, paramagnetyki kobalt, znaleziono wiele stopów o własnościach ferromagnetyków złożonych całkowicie z pierwiastków nieferromgnetycznych, należą do nich np. stopy manganu z antymonem, bizmutem, siarką. Ferromagnetyzm tych stopów wyjaśnia się tym żę w skutek wprowadzenia do siatki manganu atomów bizmutu zmieniają się wzajemne odległości między sącsiednimi atomami i w rezultacie powstaje dostatecznie duża wartość całki wymiany.-	D.7 : ANIZOTROPIA MAGNETOKRY-STALICZNA - Monokryształy materiału ferromagnetycznego charakteryzują się anizotropią własności magnetycznych. Sprowadza się to głównie do różnego stopnia trudności magnesowania w różnych kierunkach osi kryształu. Własność tę można wyjaśnić na przykładzi kryształu żelaza. Ma on kształt sześcianu i zgodnie z warunkami przyjętymi w krystalografii można wyróżnić w nim trzy charakterystyczne kierunki : 100- wzdłóż krawędzi, 110 - wzdłuż przekątnej ściany bocznej oraz 111 - wzdłuż przekątnej sześcianu. Kierunkiem uprzywilejowanym jest kierunek 100 w którym najłatwiej zachodzi magnesowanie (tzw. kierunek łatwego magnesowania ) najtrudniej magnesowanie zachodzi w kierunku 111. Stwierdzono doświadczalnie, że w krysztale wolnym od odkształceń i nie poddanym działaniu pola zewnętrznego, wektor namagnesowania dąży do przyjęcia kierunku łatwego magnesowania. Odchylenie wektora namagnesowania od tego kierunku wymaga nakładu określonej energii. Energia wymagana na obrócenie	D.7 - CD wektora polaryzacji magnetycznej z kierunku `łatwego' do `trudnego' magnesowania zwana jest energią anizotropii magnetokrystalicznej. W innych metalach ferromagnetycznych (Co, Ni) charakteryzujących się inną budową krystaliczną, uprzywilejowane kierunki magnesowania sa inne. Materiały magnetyczne stosowane w praktyce są zawsze polikrystaliczne ( składają się z wielkiej liczby poszczególnych drobnych kryształków - krystalitów ) W nie poddanym specjalnej obróbce polikrysztale orientacje osi krstalitów są zwykle mniej lub więcej przypadkowe i trudno jest zaobserwować w nim anizotropię magnetyczną. W przypadkach gdy anizotropia magnetyczna w materiałach polikrystalicznych uwydatnia się dostatecznie silnie mówi się że mają one magnetyczną teksturę. Uzyskanie pożądanej tekstury magnetycznej ma duże znaczenie w technologii wytwarzania materiałów magnetycznych. Uzyskuje się ją zazwyczaj przez odpowiednią obróbkę cieplną i mechaniczną. 111 110	D.8 : DOMENY MAGNETYCZNE - Materiał magnetyczny dąży do osiągnięcia stanu najniższej energii. Dipole magnetyczne w materiale w nieobecności zew. pola powinny przyjąć taką orientację aby sumaryczna energia magnetyczna była najmniejsza. Tworzą się więc domeny (obszry Weissa) w których spiny atomów porządkują się równolegle a ich momenty magnetyczne ustawiają się zgodnie z osiami łatwego magnesowania. Wymiary domen są rzędu 10^-2 ... 10^-1 mm. Domeny przedzielone są ściankami Blocha ( o grubości 10^-7 ... 10^-8 mm) W warstwie takiej odbywa się stopniowa zmiana kierunku wektora namagnesowania. Energia wewnętrzna określająca rozmiary i własności struktury domenowej składa się z : -energii wymiany ( dla zminimalizowania energii magnetycznej domeny muszą być możliwie duże) ; -energii magnetostatycznej pola rozmagnesowującego ( energia magnetostatyczna zmagazynowana w zewnętrznym polu magnetycznym wyraża się We = 1/2 *H B = 1/2 m H^2 [ J/m^3] dla zmniejszenia energi magnetostatycznej domeny powinny być możliwie
D.8 - CD małe i zamknięte w obwody magnetyczne; - energii anizotropii magnetokrystalicznej; - energii ścian Blocha Liczba domen rośnie tak długo aż całkowita energia osiągnie wartość minimalną , ustala się pewna optymalna struktura zapewniająca minimum energii wewnętrznej.	D.9 : PROCESY MAGNESOWANIA - Wypadkowe namagnesowanie kryształu jako całości jest ważoną sumą wektorową namagnesowań poszczególnych domen , czynnikiem wagowym jest stosunek objętości domen do obj. kryształu. Stan rozmagnesowania ferromagnetyka odpowiada takiemu układowi domen przy którym wypadkowe namagnesowanie w dowolnym kierunku jest równe zeru. Warunek ten zapisujemy :gdzie: mi - wektor namagnesowania i-tej domeny, ai - kąt między mi i danym kierunkiem, DVi - objętość i-tej domeny, N - liczba domen w całej rozważanej objętości. Namagnesowanie zachodzi gdy wyrażenie jest różne od zera . Przyłożenie zewnętrznego pola magnetycznego powoduje powstanie namagnesowania które rośnie w miarę zwiększania pola magnetycznego aż do osiągnięcia nasycenia Mn równą namagnesowaniu jednorod. bezdomenowego kryształu.	D.10 : MAGNETOSTRYKCJA - zjawisko zmiany kształtu i wymiarów materiału przy magnesowaniu , jest ona wynikiem sił działających w ferromagnetykach. Mechanizm - dwa elementarne magnesy umieszczone w polu magnetycznym H i połączone sprężyną modelują dwa atomy - dipole magnetyczne w siatce krystalicznej magnetyka utrzymywane w swych położeniach siłami elektrycznymi. Gdy kierunek pola magnetycznego H jest prostopadły do lini łączącej magnesy odległość między nimi wynosi r1 (Odpowiada to stanowi równowagi z minimalną energią układu ) . Gdy pole H zmieni kierunek o 90 stopni minimum energii odpowiadać będzie odległości r2 . Tak więc zmiana kierunku i wielkości pola magnetycznego prowadzić będzie do zmian wymiarów ferromagnetyka. Zjawisko to stosuje się do : stabilizacji częstości drgań w generatorach lampowych, w przetwornikach do wytwarzania drgań ultradźwiękowych, stosowane w echosądach oraz defektoskopii ultradźwiękowej. Jako materiały na przewodniki magnetostrykcyjne stosuje się : nikiel, permendur, inwar, oraz ferryty (przy częstotliwościach ultradźwięków rzędu MHz )	D.17 : MATERIAŁY MAGNETYCZNE MIĘKKIE Czyste odmiany Fe - czyste Fe jest doskonałym MMM dla którego m wy=1500000 ; H c =1,2 A/m , znikome domieszki innych pierwiastków gwałtownie pogarszają własności magnetyczne żelaza. Atomy (węgla, tlenu, azotu, siarki, fosforu ) zakłucają budowę siatki krystalicznej powodując powstanie naprężeń wewnętrznych które utrudniają swobodną orientację domen Weissa pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego zmniejsza sie m wm i zwiększa H c. Naprężenia usuwa się przez : - przetapianie w próżni stosowane na skalę przemysłową oczyszcza z węgla i tlenu który wiąże sie w lotny CO2 oraz z azotu który ulatnia się. - przetapianie w atmosferze wodoru droższe ale skuteczniejsze, wodór tworzy lotne związki z węglem, tlenem, azotem, siarką, fosforem. Napreżenia wewnętrzne w siatce krystalicznej mogą być wywołane przez obróbkę plastyczną lub termiczną usuwa się je przez wyżażanie i powolne studzenie materiału. Stosunkowo czyst --> [Author:JS] ą odmianą żelaza.
D.17 - CD jest żelazo elektrolityczne otrzymywane w procesie elektrolizy Żelazo karbonylkowe - termiczny rozkład pięciokarbonylku żelaza Fe(CO)5 > Fe + 5CO żelazo to służy do produkcji rdzeni proszkowych Żelazo armco (stal niskowęglowa) - więcej zanieczyszczeń i jest stosowana w obwodach magnetycznych magnesowanych prądem stałym (mierniki przekaźniki )	D.18 : STALE KRZEMOWE ( ciąg dalszy tematu D.17) Dodatek kilku procent krzemu znakomicie polepsza właściwości magnetyczne stali : - zwiększenie rezystywności co zmniejsza straty na prądy wirowe - zmniejszenie wartości H c co zawęża pętlę histerezy i zmniejsza straty na histerezę - zwiększenie przenikalności początkowej i maksymalnej - zwiększenie stabilności charakterystyk magnetycznych materiału skutki niekorzystne to : zmniejszenie indukcji nasycenia, zwiększenie twardości blachy (zawartość krzemu większa niż 5% blachy kruche i nie podatne obróbce) Blachy krzemowe : - transformatorowe ( mniejsza stratność i grubość ) - prądnicowe Własności blach decydujące o zastosowaniach : - magnesowalność, - stratność magnetyczna, - zawartość krzemu, - wsp. wypełnienia =/[] -falistość, - grubość, - tolerancje wymiarów, - odporność na starzenie. Podział ze względu na sposób walcowania: walc.na zimno,- walc.na gorąco(nie stos.) Stal krzemowa zimnowalcowana - blachy	D.18A - CD - walcowane na zimno : - orientowane, - nieorien. Blachy orientowane : -lepsza magnesowalność (wyższe B przy określonym H )- mniejsza stratność w kierunku walcowania Kierunki łatwego magnesowania układają się w płaszczyźnie blachy równolegle do kierunku walcowania . Stratność magnetyczna w kierunku walcowania może być 4 razy mniejsza a magnesowalność o 35% większa niż w kierunku do niego prostopadłym.Blachy orientowane są czułe na zgnioty, pogorszone własności magnetyczne przywraca wyżażanie w temperaturze 800 C. Blachy magnetyczne krzemowe walcowane na zimno wytwarza się w postaci taśm o dożej gładgości ( współczynnik wypełnienia 0,97) powierzchnię powleka się karlitem który wytrzymuje temperaturę 800 CBlachy Hi-B (magnesowalność wyższa o 5% stratność niższa o 15%) mniej wrażliwe na naprężenia mechaniczne nie poddaje się ich wyżażaniu. Blachy orientowane stosuje się na: - rdzenie transformatorów energetycznych - rzadziej na rdzenie dwubiegunowe maszyn wirujących. Blachy nieorientowane stosuje się w silnikach i generatorach. Cena blach nie orientowanych	D.18A - CD jest znacznie niższa od blach or.Stale bezkrzemowe (tu kończy się temat D.18) - walcowane na zimno nie orientowane blachy i taśmy : - są tańsze od blach krzemowych, - bardzo dobra magnesowalność, -wysoki współczynnik wypelnienia, - dobra wykrawalność, Blachy bezkrzemowe stosuje się w maszynach wirujących małej mocy.Stopy żelazo niklowe - blachy o zawartości 30-80% Ni zwane są potocznie `permalojami' są w postaci taśm 0,05-0,35mm - mają większą przenikalność magnetyczną niż stale krzemowe , - małe straty na prądy wirowe, - są droższe od blach krzemowych, - mniejsza wartość indukcji nasycenia. Własności blach żelazo niklowych zależą od procętowej zawartości niklu : dla zawartości 36% 50% 78% odpowiednio r 20, B n, m wp (są maksymalne) Blachy o strukturze amorficznej (gwałtowne schładzanie ciekłego stopu ) Gdy szybkoość schładzania jest większa od szyb. krystalizacji powstaje `szkło metaliczne' charakteryzuje się ono izotropią magnetyczną oraz bardzo wąską pętlą histerezy, szkło metaliczne jest bardzo drogie.
D.19 : MATERIAŁY MAGNETYCZNE TWARDE Stal węglowa - zawiera ok. 1% C, odpowiednio zachartowana po uprzednim uformowaniu magnesu przez obróbkę plastyczną i wiórową. Wadą jest duża wrażliwość na wstrząsy i nagrzewanie co pogarsza jej własności magnetyczne. Stal węglowa jest tania, używana na magnesy trwał o dużych wymiarach i na magnesy małych maszyn synchronicznych. Stal wolframowa - (o zawartości kilku procent W) jest to materiał stosunkowo drogi używany w licznikach indukcyjnych, maszynach elektrycznych, induktorach. Stal kobaltowa - ( o zawartości do 36% Co) jest to materiał drogi używa się go na magnesy w przekaźnikach, miernikach magnetoelektrycznych, głośnikach i słuchawkach. Stopy Fe-Al-Ni (Alni) , Fe-Al-Ni-Co (Alnico) - materiały twarde i kruche o stabilnych właściwościach magnetyczych nawet w podwyższonej temp. (500 C) Zanieczyszcznia nawet niewielkie C lub Si silnie pogarszają właściwości magnetyczne. Stosowane są w przyżądach	D.19 - CD pomiarowych, przekaźnikach maszynach licznikach, przetwornikach akustycznych, głośnikach. Do podstawowych składników dodaje się Cu, Ti, Nb, np. niewielki dodatek Cu daje lepszą obrabialność. Przykłady materiałów : Alni 110 ( 13% Al, 25% Ni, 3% Cu, reszta Fe ) Alnico II A (10% Al, 18% Ni, 12.5% Co, 6% Cu, reszta Fe ) Stopy Nd-Fe-B Sm-Pr-Ca zawierają pierwiastki ziem rzadkich, charakteryzuja się one bardzo wysoką wartością (BH) max ale niedostateczną stabilnością własności magnetycznych i mechanicznych. Magnesy trwałe z materiałłów stopowych wykonuje się różnymi metodami : - przez odlewanie kształtu połączone z odpowiednią obróbką przez szlifowanie - przez walcowanie na gorąco lub zimno, zuzyskanego półfabrykatu (prętów blach) wytwarza się magnesy o odpowiednich kształtach - przez prasowanie pod ciśnieniem, lub kruszenie i mielenie materiałów stopowych - przez prasowanie proszków i spiekanie ich w temp. powyżej 1000 C	D.20 : MAGNETODIELEKTRYKI - elementy magnetyczne przystosowane do pracy przy wysokich częstotliwościach wykonane są z magnetodielektryków lub ferrytów. Magnetodielektryki - są kompozycjami materiału magnetycznego z dielektrykiem. Stosowane są zwykle w postaci tzw. rdzeni proszkowych w cewkach wysokiej częstotliwości, wykonanych z proszków ferromagnetyków metalicznych, spojoonych utwardzoną żywicą. Mają własności materiałów magnetycznych miękkich. Charakteryrują się dużą rezystywnością , małą stratnością przenikalnością magnetyczną ( znacznie mniejszą od przenikalności sproszkowanego ferromagnetyka ) Stosowane są na rdzenie cewek obwodów wysokiej częstotliwości od 20 kHz do kilku MHz Wytwarza się je metodami stosowanymi w metalurgii proszków. Po rozdrobnienu czystego żelaza lub stopu Fe-Ni na cząstki o średnicy 0.5-10 mm, na ich powierzchni wytwarza się warstwę tlenku lub powleka ją cienką błonką lakieru pełniącego rolę	D.20 - CD izolacji elektrycznej. Tak przygotowany proszek miesza się z żywicą termoutwardzalną, wyprasowuje się gotowe rdzenie i poddaje procesowi utwardzania. Do produkcji rdzeni proszkowych nadaje się żelazo karbonylkowe (w postaci proszku)mające małą wartość Hc
D.21 : FERRYTY - materiały o własnościach ferrimagnetycznych. Ferryty są tlenkami metali a więc ceramikami o własnościach charakterystycznych dla materiałów ceramicznych : są twarde kruche źle obrabialne, źle przewodzą elektryczność. Własności elektryczne upodabniają je do półprzewodników - mają dużą rezystywność, własności magnetyczne do ferromagnetyków - występują w nich domeny magnetyczne zjawiska nasycenia i histerezy. Jedne ferryty wykazują właściwości magnetyków miękkich inne twardych. Struktura ferrytów - ferrimagnetyzm pojawia się tylko w związkach i stopach ponieważ występuje on w obecności co najmniej dwóch grup różnego rodzaju jonów obdarzonych momentami magnetycznymi różnej wielkości. Podczas gdy momenty magnetyczne jonów jednego rodzaju związane są ze sobą ferromagnetycznie, momenty magnetyczne drugiego rodzaju jonów związane są antyferromagnetycznie. Suma momentów magnetycznych wszystkich atomów w krysztale <> zera .	D.21A- CD Np. ferrimagnetykiem jest magnetyt (Fe3O4) Rozróżnia się trzy podstawowe rodzaje ferrytów : - ferrospinele : krystalizują w tej samej strukturze jak spinele i mają podobną formułę chemiczną MO*Fe2O3 (gdzie M to jon metaliczny dwuwartościowego metalu : Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd) będą to więc związki : MgFe2O4, MnFe2O4 itd. - ferryty metalii rzadkich : o ogólnym wzorze chem. 3M203*5Fe2O3 w którym M to trójwartościowe jony lantanowców (metali ziem rzadkich) : Y, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho; -ferryty barowe : których nazwa pochodzi od BaO który razem z Fe2O3 tworzy podstawowe składowe związku. Ogólny wzór chemiczny ferrytu barowego to l(BaO)*m(MO)*n(Fe2O3) gdzie l,m,n są liczbami całkowitymi Wytwarzanie ferryów - technologia wytwarzania ferrytów wpływa w silnym stopniu na ich właściwości magnetyczne. Proces ich wytwarzania to : - mieszanie odpowiednio dobranych tlenków z wodą która zostaje usunięta	D.21B - CD - wstępna obróbka termiczna, wysuszenie, mielenie brykietowanie, spiekanie w temp. ok. 1000 C (usuwanie węglanów) - przemiał powtórny, średnica cząsteczek ma decydujący wpływ na własności magnet. - prasowanie lub wytłacznaie (kontrola jakości wyprasek ) - spiekanie w temperaturze 1000-1400 C (ew. w atm. gazu ochronnego) - ewentualna obróbka koońcowa (przez szlifowanie) Własności i zastosowania ferrytów - w zależności od składu i sposobu wytwarznia ferryty mogą mieć właściwości materiałów magnetycznych twardych lub miękkich izotropowych i anizotropowych. Ferryty nabrały praktycznego znaczenina dzięki dużej rezystywności (rzędu 100 ... 1000000 W/m) Dzięki temu nadają się do pracy przy wielkich częstotliwościach gdyż straty na prądy wirowe są w nich minimalne. Przewodnictwo elektryczne ferrytów ma charakter półprzewodnikowy tj. zwiększa się ze wzrostem temperatury. Najczęściej stosowanymi ferrytami magnetycznie	D.21C - CD miękkimi, obok ferrytów prostych, zawierających poza Fe tlenek tylko jednego metalu, są ferryty złożone, będące mieszaninami dwóch lub więcej ferrytów prostych jak np. niklowo-cynkowe, manganowo-cynkowe, manganowo-magnezowe, niklowo-cynkowo-kobaltowe Ferryty magnetycznie miękkie mają niewielkie indukcje nasycenia 0.2...0.6 T , dość dużą przenikalność magnetyczną- do 6000, małą wartością H c - nniekiedy rzędu 1 A/m . Wartość m wp zależy silnie od technologii wykonywania ferrytów oraz od temperatury ich pracy i jest szczególnie wysoka tuż przed osiągnięciem punktu Curie. W celu zwiększenia wartości m wp w temperaturach niższych dodaje się specjalnych domieszek obniżających punkt Curie. Przez odpowiedni dobór składu chemicznego obróbki termicznej i chemicznej można znacznie zmienić ich własności magnetyczne i kształtować odpowiednio pętlę histerezy. Ferryty magnetycznie twarde są matriałami tlenkowymi o składzie m(MO)+n(Fe2O3).
D.21D - CD Najeiększe znaczenie ma ferryt baru BaO*6Fe2O3 wytwarzany z tanich surowców: tlenku żelazowego Fe2O3 i węglanu barowego BaCO3. Wyróżniasię on dużą rezystywnością 10 do 7 ohma / metr, małą gęstością 4.3 ... 5 g/cm3 i bardzo dużą wartością natężenia powściągającego 160 kA/m. Pozostałość magnetyczna wynosi 0.2 ...0.4 T, (BH) max = 30 000 J/m3. Parametry te pozwalaj --> [Author:JS] ą na otrzymywanie bardzo krótkich i małych magnesów o bardzo stabilnych własnościach. Szczególnie korzystne własności otrzymuje się dzięki wprowadzeniu do materiału anizotropii magnetycznej. W tym celu tlenki muszą być bardzo drobno zmielone, a następnie prasowane w polu magnetycznym. Ferryty magnetycznie twarde stosuje się w magnesach trwałych, głośnikach, sprzęgłach, mikrosilnikach, w technice impulsowej i w technice wysokich czestotliwości.	E.1 : TRWAŁE I INDUKOWANE DIPOLE ELEKTRYCZNE - Trwałe dipole -Układ dwóch ładunków o przeciwnych znakach i równej wielkości q oddalonych od siebie na odległość l nazywa się dipolem elektrycznym. Moment elektryczny p takiego dipola ma wartość q*l i skierowany jest od ładunku ujemnego do ładunku dodatniego. Cząsteczki niektórych materiałów dielektrycznych obdarzone są trwałymi elektrycznymi momentami dipolowymi. Do takich cząsteczek zwanych polarnymi należą cząstki o niesymetrycznej strukturze. Wypadkowy środek ciężkości wszystkich ładunków ujemnych takiej cząsteczki nie pokrywa się z wypadkowym środkiem ciężkości wszystkich jej ładunków dodatnich - cząstka taka jest dipolem elektrycznym. Dipolowy charakter mają z reguły cząsteczki związków chemicznych o wiązaniach jonowych, jak też te związki chemiczne o wiązaniach kowalencyjnych, które mają niesymetryczną strukturę. Np. cząstka o wiązaniach kowalentnych i symetrycznej budowie - CO2 , a niesymetrycznej budowie H2O (kąt ABA wynosi 104 stopnie)	CD. E1 Indukowane dipole - w atomach oraz cząsteczkach o strukturze symetrycznej wypadkowy środek ciężkości wszystkich ładunków ujemnych pokrywa się z wypadkowym środkiem ciężkości wszystkich ładunków dodatnich. Wypadkowe elektryczne momenty dipolowe takich cząsteczek równają się zeru. Umieszczenie tego rodzaju cząsteczki w polu elektrycznym prowadzi do jej polaryzacji i powstania indukowanego momentu dipolowego p=qd. Indukowane dipole elektryczne mogą powstawać również w niesymetrycznych, polarnych cząsteczkach obdarzonych stałym dipolem elektrycznym. Np. dla cząsteczki polarnej HCL. Pole elektryczne działa na ładunki q zwiazane z jonami Cl- i H+ z siłą sprawiającą że odległość międzyatomowa l wzrasta o pewną niewielką wartość d. Moment dipolowy wynosi więc teraz (l+d)q. Przyrost mom. qd jest momentem dipolowym induk. w cząsteczce polarnej.	E.2 : WEKTOR POLARYZACJI ELEKTRYCZNEJ - Dielektryk można traktować jako neutralny elektrycznie zbiór dipoli i ładunków punktowych. Jeśli dipole trwałe czy też indukowane są przynajmniej częściowo uporządkowane w jakimś określonym kierunku, określona objętość dielektryka V będzie miała wypadkowy, makroskopowy moment dipolowy P zwany wektorem polaryzacji elektrycznej ośrodka lub krótko - polaryzacją. Opisaćgo można wyrażeniem : gdzie : n jest liczbą dipoli w objętości V dielektryka a pi jest momentem dipolowym i-tego atomu lub cząsteczki. Stopień polaryzacji ośrodka jest proporcjonalny do pola elektrycznego E P = eo he E Współczynnik proporcjonalności jest iloczynem eo oraz he - bezwymiarowego współczynnika zwanego podatnością elektryczną materiału. Polaryzacja elektryczna związana jest z indukcją elektryczną zal.:
CD. - E2 D=eo E + P = eo(1+ he )E= eo ew E [As/m^2] W ogólnym przypadku w ośrodku anizotropowym wielkości he i ew nie są wielkościami skalarnymi a tenzorowymi( ich wartości zależą od kierunku), a wektory D, P i E mają wtedy różne kierunki. W większości przypadków wielkości he i ew można traktować jako wielkości skalarne.	E.3 : MECHANIZMY POLARYZACJI - polaryzacja elektronowa - pole elektryczne wywołuje względne przesunięcie dodatniego i ujemnego ładunku atomu. Atom uzyskuje indukowany elektryczny moment dipolowy., polaryzacja ta występuje we wszystkich dielektrykach, polega na przesunięciu zewnętrznych powłok elektronowych względem dodatnich jąder atomów. Polaryzacja elektronowa jest bezinercyjna (przebiega szybko w czasi rzędu 10^-15 s . Towarzyszące jej kodształcenie jest sprężyste tzn. praca włożona w jego powstanie zostaje zmagazynowana w polu elektrycznym. Powstałe dipole elektryczne mają charakter dipoli indukowanych - po usunięciu zewnętrznego pola polaryzacja ustępuje. Polaryzacja jonowa - pole wywołuje względne przesunięcie ujemnych i dodatnich jonów w cząsteczce, indukowany jest dodatkowy moment dipolowy, powstaje w materiałach zbudowanych z jonów, polega na wzajemnym sprężystym rozsunięciu różnoimiennych jonów ( zjawisko to zachodzi w czasie rzędu 10^-13 s - jest wolniejsze od polaryzacji elektronowej) Polaryzacja jonowa nie powoduje strat energii na ciepło i ustępuje po usunięciu	CD. - E3 zewntrznego pola elektrycznego. Polaryzacja dipolowa - pole elektryczne powoduje obrót małych momentów dipolowych i uporządkowanie ich w kierunku pola, pol. dipol. (zwana rownież polaryzacją orientacji) występoje w dielektrykach stałych ciekłych i gazowych z cząsteczkami o charakt. trwałych dipoli elektrycznych, w nieobecności pola elektrycznego wypadkowy moment dipolowy jest równy 0. W zewnętrznym polu elektrycznym na dipole elektryczne dzialają siły starające się ustawić je równolegle do pola elektrycznego. Stopień uporządkowania zależy od wartości zewnętrznego pola oraz od wartości temperatury ( im wyższa temp tym bardziej chaotyczna orientacja dipoli ). Polaryzacja gazu w cząsteczkach wieloatomowych będzie sumą trzech w.opis. efektów P=Pel +Pi + Pd . Makroskopowy mechanizm polaryzacji - w dielektryku znajduje się niewielka liczba ładunków swobodnych, Wędrują one pod wpływem pola elektrycznego zbierając się na niedoskonałościach siatki krystalicznej (zanieczyszczenia, granice ziaren), ten typ wymaga czasów osiągnięcia stanu równowagi rzędu kilku minut.	E.4 : PRZENIKALNOŚĆ ELEKTRYCZNA - przenikalność elektryczna względna jest liczbowo równa stosunkowi pojemności elektrycznej kondensatora z danym dielektrykiem do pojemności tego samego kondensatora bez dielektryka. Gdy przylożymy napięcie U do okładek zbiera się na nich ładunek Q wytwarzający między okładkami pole Eo. Dielektryk w tym polu ulega polaryzacji , przyciąga ze źródła prądu dodatkowe ładunki zbierające się na okładkach. Na każdy ładunek działają siły : - od zewnętrznego pola Ez, wywołanego na okładkach ładunkami, oraz pola wewnętrznego wywołanego ładunkami na zewnętrznych powierzchniach dielektryka. Suma tych pól jest równa Eo w nieobecności dielektryka. Większy ładunek na okładkach przy tym samym napięciu oznacza że pojemnośc zwiększyła się. Poj. konden. prózniowego wynosi : Co=Qo/U= (eo s)/ l [F] a kond. z diele. C=Q/U= (e s)/ l , łatwo zauważyć że C>Co gdyż Q>Qo wtedy z definicji C/Co=Q/Qo=e/eo = e w , e w - jest względną przenikalnością dielektryka zawsze większą od jedności . Wartość e w zależy od :
CD. - E4 stanu skupienia dielektryka, rodzaju polaryzacji, temperatury, częstotliwości zmiennego pola elektrycznego. Małymi wartości e w mają dielektryki lotne oraz dielektryki z polaryzacją elektronową, większymi gdy wystepuje równiez polaryzacja jonowa, a największymi gdy występują trzy rodzaje polaryzacji elektronowa, jonowa i dipolowa. Zależność e w od temperatury jest zwykle niewielka dla gazów a duża dla dielektryków ciekłych i stałych.	E.5 : REZYSTYWNOŚĆ SKROŚNA I POWIERZCHNIOWA - W dielektryku w którym nie ma swobodnych elektronów nie ma przewodnictwa elektronowego jak w metalach. Przewodzenie w materiałach izolacyjnych jest zawsze związane z ruchem jonów i zależne od liczby jonów w jednostce objętosci ich ruchliwości i struktury materiału. Pod wpływem przyłożonego napięcia ładunki swobodne tworzą prąd upływu przepływ tego prądu odbywa się na skroś bądź po powierzchni, mamy więc rezystywność skrośną i powierzchniową. Rezystywność skrośna maleje ze wzrostem temperatury w wyniku zwiększenia jonizacji. Rez. skroś. w temp. 20 C - 10^10 ohma/m , w temperaturz 200 C maleje o pięć rzędów wielkości. Rezyst. skroś. dielektryków ciekłych i stałych zależy od zanieczyszczenia i zawilgocenia, zanieczyszczenia tworzą źródło swobodnych jonów. Najwyższe wart. rezyst skroś osiągają dielektryki niepolarne : powietrze 10^18 ohma/ m ; olej mineralny 10^12 ohma / m ; polietylen 10^14 ohma / m. Rezystywność powierzchniowa - ( tylko	CD. - E5 w dielektrykach stałych) zależy od budowy, stopnia zawilgocenia i zanieczyszczenia. Największe rezystywności osiągają dielektryki których powierzchnia nie ulega zawilgoceniu( parafina 10^16 ohma ) a najmniejsze dielektryki rozpuszczalne w wodzie (szkło sodowe 10^8 ohma ). Gdy prąd powierzchniowy płynie po powierzchni o kształcie prostokąta o bokach a i b (kródszym) rezystancję można obliczyć ze wzoru R = rp (a/b), jednostką rezystywności powierzchniowej jest ohm.	E.6 : STRATNOŚĆ DIELEKTRYCZNA - Straty energii w dielektryku wywołane są polaryzacją i prądami upływu. Łączymy kondensator do źródła napięcia stałego, powstanie w obwodzie prąd który można rozłożyć na trzy składowe : (dwie pierwsze składowe to prąd polaryzacji) : - prąd ładowania związany z polaryzacją elektronową i jonową jest krótkotrwały i jego energia zużyta zostaje na sprężystą deformację dielektryka, zostaje zmagazynowana jako energia potencjalna i odzyskana przy rozładowaniu kondensatora; - prąd absorbcyjny : związany z polaryzacją dipolową, wzrasta i zanika wolniej od prądu ładowania , jego energia zamieniana jest na energię potencjalną odkształceń sprężystych dipoli i na pokonanie oporów przy obrotach cząsteczek( ta część energii zmienia się w ciepło ); - prąd upływu : wywołany przez konduktywność skrośną dielektryka, energia tracona jest na ciepło. Prąd polaryzacji szybko zanika, pozostaje prąd upływu i spowodowane nim straty.
CD. - E 6 W bilansie energetycznym straty od zjawiska polaryzacji dielektryka są pomijalnie małe w porównaniu ze stratami upływu. Moc tracona ; P = UIu = (U^2)/ Rs. Łączymy kondensator do źródła prądu sinus zmiennego, straty polaryzacji nie mogą byc pominięte. - prąd ładowania (sinus zmienny) ma charakter prądu biernego, Ic wyprzedza napięcie o kąt 90 stopni; - prąd absorbcyjny ma częściowo charakter czynny gdyż wywołuje straty energii na ciepło ( ma dwie składowe czynną i bierną ); - prąd upływu ma charakter prądu czynnego, jest w fazie z napięciem U. Prąd wypadkowy I wyprzedza napięcie o kąt fi<90 Straty w kondensatorze zasilanym napięciem sinus zmiennym charakteryzuje się zwykle z pomocą kąta d uzupełniającego kąt fi do 90 stopni d = 90 - fi zwanego kątem stratności dielektrycznej. Tangens kąta d to współczynnik stratności dielektrycznej.	E.7 : WYTRZYMAŁOŚĆ ELEKTRY-CZNA - napięcie przebicia to napięcie przy którym następuje przebicie dielektryka( w postaci iskry lub łuku). Natęrzenie pola elektrycznego odpowiadające napięciu przebicia to wytrzymałość elektryczna dielektryka. Dla kondensatora płaskiego wynosi Ep =Up/ l [V/m] gdzie l -grubość diel. w miej. przeb. Mechanizmy przebicia : - mechanizm elektryczny : zachodzi w bardzo krótkich czasach ( elektrony przyśpieszane w polach elektrycznych o bardzo dużych natęrzeniach); - mechanizm cieplny ( gdy ciepło wydzielane jest większe od odprowadzanego ); - mechanizm jonizacyjny (wyładowanie niezupełne i związane z nim zjawiska - drzewienie elektryczne , przebicie kanałowe ); - mechanizm elektrochemiczny ( długotrwałe działanie wilgoci - wytwarzają się ścieżki przewodzące pod wpływem procesów elektrolitycznych ) Wytrzymałość elektryczna mat. izolac. zależy od.	CD. - E 7 - kształtu elektrod; - stanu zawilgocenia izolacji; - temperatury; - grubości warstwy izolacji; - rodzaju napięcia. Wytrzymałość elektryczna ostrzowego układu elektrod jest znacznie niższa od układu płaskiego, nasycenie wilgocią izolacji i wysoka temperatura zmniejszają wytrzymałość elektryczną. Największą wartość wytrzymałości elektrycznej wykazuje izolacja wobec napięcia udarowego najniższą wobec napięcia stałego - rozwój przebicia wymaga czasu	E.8 : TRWAŁOŚĆ MATERIAŁÓW IZOLACYJNYCH , KLASY IZOLACJI - Zmiany w izolacji są wynikiem utleniania i rozkładu- starzenie cieplne izolacji przebiega ono tym szybciej im wyższa jest temp. pracy izolacji. Trwałość izolacji jest to czas t po którym określona własność materiału pogorszy się do poziomu ustalonego jako wartość graniczna. Czas t określa się czasami jako czas po którym określona wartość nowego materiału zmniejszy się do połowy. klasa Y A E B F H 200 220 250 t, C 90 105 120 130 155 180 200 220 250 pierwsze trzy klasy to materiały pochodzenia organicznego, Do następnych (B,F,H) materialy nieorganiczne z lepiszczami organicznymi, do wyższych klasnależą materiały nieorganiczne (mika kwarc szkło) bez lepiszczy jak również związki fluoroorganiczne, klasy wyższe od 250 oznacza się co 25 C.
E.9 : PIEZOELEKTRYKI I PIROELEKTRYKI - zjawisko piezoelektryczne polega na powstawaniu pola elektrycznego pod wpływem naprężeń mechanicznych , przy poddawaniu kryształów działaniu sił ściskających lub rozciągających w określonych kierunkach pojawiają się na powierzchni tych kryształów ładunki elektryczne, gdy kryształ poddany zostanie odpowiednio skierowanej sile, węzły sieci ulegają przesunięciu i neutralna struktura kryształu zostaje zakłucona , własności piezoelektryczne wykazują : kwarc, topaz, turmalin,blenda cynkowa, tytanian baru, Odwrotny efekt piezoelektryczny - powstawanie naprężeń w takt przyłożonego napięcia , zmiana impulsów elektrycznych w mechaniczne. Zjawisko piezoelektryczne stosowane jest w przeształtnikach elektroakustycznych, odbiornikach i nadajnikach ultradźwiękowych, rezonatorach, filtrach, modulatorach.	CD. - E 9 Zjawisko piroelektryczne - powstawanie ładunków elektrycznych na powierzchniach kryształów przy zmianach temperatury, wielkość ładunku zależy od prędkości zmian temperatury, po pewnym czasie ładunki zebrane na powierzchni ulegaja neutralizacji przez ładunki swobodne. Wszystkie kryształy piroelektryczne są jednocześnie piezoelektrykami i niejednorodne zmiany ich temperatury powodują ich deformację. Następuje wtórna polaryzacja sumująca się z pierwotną polaryzacją piroelektryczną. Zjawisko piroelektryczne pierwotne to zjawisko piroelektryczne które występowałoby w krysztale gdyby nie ulegał on deformacji, typowym piroelektrykiem jest tumalin , piroelektryki stosuje się w detektorach promieniowania cieplnego, podczerwonego, np. Noktowizorach.	E.10 : FERROELEKTRYKI - kierunek polaryzacji spontanicznej może być zmieniony przez przyłoąenie zewnętrznego pola elektrycznego o natęrzeniu małym w porównaniu z natęrzeniem pola wewnętrznego - takie krształy to ferroelektryki. Przy zmianie znaku zewnętrznego pola elektrycznego pojawia się zjawisko histerezy elektrycznej analogiczne do histerezy magnetycznej. Ferroelektryki dzielimy na : - monokrystaliczne (np. sól Seignette'a ); - polikrystaliczne są najczęściej ceramikami ( tytaniany niektórych metali np. tytanian baru). Ferroelektryki stosuje się w małych kondensatorach o dużych pojemnościach, termometrach pojemnościowych , stabilizatorach napięcia i prądu, miernikach natęrzenia pola elektrycznego, urządzeniach w technice impulsowej.	E.11 : ELEKTERETY - zachowują przez długi cza naelektryzowanie i wytwarzają pole elektryczne wokół siebie, są elektrostatycznymi odpowiednikami magnesów trwałych. Elektrety wykonuje się z dielektryków organicznych - wosk pszczeli, parafina, naftalen, cezyna, ebonit, nylon i nieorganicznych - siarka, selen, miki, tytaniany metali alkalicznych. Termoelektrety uzyskuje się przez polaryzowanie dielektryków w silnym polu elektrycznym i wysokiej temperaturze, w zmiękczonym dielektryku ułatwiony jest obrót dipoli molekularnych, schłodzenie powoduje zamrożenie uporządkowanych dipoli. Fotoelektrety uzyskuje się przez naświetlenie umieszczonego w polu elektr. światłem, promieniowaniem nadfiołkowym, rentgenowskim. Radioelektry - naświetlenie promieniowaniem jonizującym. Polaryzacja utrzymuje się przez lata, Elektrety stosuje się w głośnikach, membranach mikrofonów pojemnościowych, kserografii, przetwornikach elektromechanicznych.
E.12 : DIELEKTRYKI LOTNE - Gazy charakteryzują się znaczną rezystywnością i bardzo małą stratnością. Powietrze : azot (78%), tlen (21%), dwutlenek węgla , wodór i gazy szlachetne, łącznie (1%). Przy temp. (0,1 MPa (1 atm), 20 C ) --> [Author:JS] czyste powietrze jest bardzo dobrym izolatorem. Jego rezystywność skrośna jest rzędu 10^18 Wm, przenikalność elektruczna 1,00059, współczynnik stratności dielektrycznej równy zeru. Powietrze jednak jest zanieczyszczone co obniża własności izolacyjne i powoduje korodowanie. Przebicie elektryczne charakteryzuje się nagłym wzrostem prądu i występuje po przekroczeniu tzw. napięcie przebicia. W praktycznych układach części będące pod napięciem, izolowane warstwą powietrza są dwoma zaostrzonymi elektrodami. Pole w takim układzie jest silnie nierównomierne, o największym natęrzeniu przy największej krzywiźnie, powstają lokalne wyładowania w przestrzeni okołoelektrodowej. Fazy wyładowania : I faza: świetlenie (pojawia się niebieskawa poświata); II Snopienie	CD. - E12 a (pojawienie się snopów cienkich iskier); III faza (rzeskoczenie iskry która może przekształcić się w łuk elektryczny. Fazy I i II to wyładowania niezupełne( towarzyszy im powstanie ozonu), faza III to wyładowanie zupełne. Wyładowanie niesamoistne : wymaga podtrzymywania przez zewnętrze źródło jonizacji. Wyładowanie samoistne jest podtrzymywane wewnętrznymi źródłami jonizacji. Przy stalym ciśnieniu i temperaturze, droga ładunków a więc i wytrzymałość elektryczna jest proporcjonalna do ciśnienia. Napięcie przebicia będzie zatem proporcjonalne do odstępu elektrod. Istnieje zależność między ciśnieniem gazu, odległością międzyelektrodową a napięciem przebicia. Jeśli ciśnienie gazu p i odległość międzyelektrodowa d zmieniają się tak że ich iloczyn pozostaje stały, to napięcie przebicia nie ulega zmianie. Napięcie przebicia jest funkcją iloczynu pd - jest to prawo Paschena.	CD. - E12 b Azot : niepalny, nietoksyczny, słabo rozpuszczalny w związkach organicznych, tani , chemiczne obojętny, o własnościach zbliżonych do powietrza. Pod wysokim ciśnieniem (kilkanaście atmosfer) ma większą wytrzymalość elektryczną od oleju mineralnego. Wypełnia się nim kondensatory i przekładniki napięciowe, w żarówkach dodaje się go do argonu aby zwiększyć wytrzymałość elektryczną. Wodór : nietoksyczny i tani, na dużą przewodność i pojemność cieplną ( stos. jako chłodziwo elektroizolacyjne w dużych turbogeneratorach). Mieszanina z tlenem jest silnie wybuchowa. w podwyższonej temperaturze wodór odbiera tlen od tlenków. Sześcio fluorek siarki (SF6) - (elegaz), syntetyczny gaz elektroujemny, bezbarwny, bezwonny, nietoksyczy, chemicznie obojętny, niepalny, trwały do temp. 500 C i nie wywołujący korozji, gęstość pięciokrotnie większa od powietrza. Wytrzymałość elektryczna kilkakrotnie wyższa od powietrza , lepszy od oleju mineralnego. Elektroujemne własności elegazu ( zdolność wiązania swobodnych	CD. - E12 c elektronów i tworzenia ciężkich powolnych jonów ujemnych) wpływają na dobrze na zdolność gaszenia łuku. Wady elegazu to : niewielka przewodność cieplna, niskie ciepło właściwe oraz pewna toksyczność produktów jego rozpadu, zachodzącego przy wyładowaniach. Stos. jako izol. w rozdzielnicach wysokiego napięcia, wyłącznikach i transformatorach. Freon - bezbarwny, bezwonny ,niepalny, nietoksyczny, elektroujemny, stabilny elektrycznie do temp. 750 C, nie powoduje korozji. Cztero krotnie większa gęstość od powietrza i kilka krotnie większa wytrzymałość elektryczna. Niska temp. skraplania (-28) powoduje iż stosowany jest tylko w urządzeniach wnętrzowych. Pod wpływem wyładowań elektrycznych ulega rozkładowi tworząc toksyczny fosgen. Sprężony freon stosuje się jako ośrodek elektroizolacyjny w wysokonapięciowej aparaturze radiowej i rentgenowskiej. Poza elektrotechniką stosowany w aparaturze chłodniczej i areozolach. Niszczy powłokę ozonową atmosfery ziemskiej.
E.13 : DIELEKTRYKI CIEKŁE NATURALNE - Oleje mineralne : są produktami destylacji ropy naftowej, w miarę narastania temperatury odbiera się : benzynę, naftę, olej mineralny, olej smarowy, olej cylindrowy, wazelinę, asfalty. Oleje mineralne są mieszaniną węglowodorów naftenowych i parafinowych z domieszką aromatycznych. Węglowodory naftenowe - odznaczają się niską temp. krzepnięcia (ok.-50 C) i odpornością na utlenianie. Węglowodory parafinowe są mniej odporne na utlenianie a ich temp krzepnięcia wynosi -5 C. Węglowodory aromatyczne - są nie odporne na utlenianie, produktem utleniania jest gęsty lepki szlam. Własności olejów mineralnych - rezystywność skrośna : dla czystego oleju jest 10^14 Wm (przy 20 C). Zawilgocenie i zanieczyszczenia oleju prowadzą do silnego zmniejszenia rezystywności. Współczynnik stratności dielektrycznej :czystego oleju jest rzędu 10^-3 (20 C , 50 Hz) Po dłuższym czasie pracy w wyniku zawilgocenia i zestarzenia może on wzrosnąć dziesięciokrotnie.	CD. - E 13 a Wytrzymałość elektryczna : zależy od zawartych w nim zanieczyszczeń, tworzą się tzw. mostki zanieczyszczeń pomiędzy elektrodami ułatwiające przebicie elektryczne. Mostki tworzą się przez wciąganie zanieczyszczeń w obszar silniejszego pola. W celu zmniejszenia wpływu mostków na przebicie ustawia się między elektrodami w oleju przegrody z dielektryków stałych. Wytrzymałość elektryczna oleju zależy od kształtu i odstępu elektrod oraz od rodzaju przyłożonego napięcia. Lepkość względna - (wyrażona w stopniach englera) zależy ona silnie od temperatury. Przy obniżaniu temp. lepkość maleje, przy określonej temp. olej krzepnie. Temperatura zapłonu oleju - po jej przekroczeniu intensywnie wydzielają się łatwopalne węglowodory lotne, które zapalają się od płomyka inicjującego.( na ogół temp zapłonu nie jest niższa niż 135 C). Liczba kwasowa - oznacz się nią zawartość w oleju kwasów oraz kwaśnych produktów jego utleniania. Oznacza się ją	CD. - E 13 b liczbą miligramów ługu potasowego (KOH) potrzebną do zobojętnienia kwasów zawartych w 1g oleju. Oleje można regenerować przez odsączenie cząstek stałych, neutralizacji kwasów i osuszeniu. Odporność na utlenianie - maleje ona wraz ze wzrostem temperatury i w obecności katalizatorów (miedź, żelazo, wilgoć). Oleje mineralne są silnie higroskopijne.Zastosowania olejów mineralnych : ich funkcje : izolujące nasycające,chłodzące, gaszące. Rodzaje : - oleje transformatorowe :w transformatorach energetycznych izolują i chłodzą , olej transformatorowy ma niską lepkość umożliwiającą cyrkulację w kadzi. - oleje kondensatorowe : mają najgorsze warunki pracy, natężenie pola el. dochodzi do 1000 kV/cm, oleje te są bardzo starannie oczyszczone, odgazowane, odporne na starzenie, mają dużą przenikalność elektryczną. - olej kablowy : do nasycania izolacji, ma duzą lepkość aby	CD. - E 13 c syciwo nie przemieszczało się gdy kabel nie jest w pozycji poziomej. - oleje wyłącznikowe : własności podobne do transformatorowych ale ich głównym zadaniem jest gaszenie łuku, pod działaniem łuku następuje rozkład oleju na prostrze produkty lotne ciekłe i stałe. Poważną wadą olejów mineralnych jest łatwa palność i zagrożenie pożarami. Oleje roślinne : dzielimy na wysychające( olejne elektroizolacyjne lakiery i emalie) i nie wysychające( ich stosujemy jako płynnych dielektryków). Typowym olejem nie wysychającym jest olej rycynowy( z nasion rącznika) ma on dużą przenikalność elektryczną i wytrzymałością elektryczną nie ustępuje olejom mineralnym. Stosowany w kondensatorach, jego wadą jest łatwość utleniania( i przechodzenia w postać żelu) w podwyższonej temperaturze przy dostępie powietrza.Typowymi olejami wysychającymi są olej lniany (z nasion lnu) , olej tungowy ( z nasion drzewa tungowego). Wysychanie zachodzi w wyniku polimeryzacji oraz utleniania nienasyconych kwasów tłuszczowych wchodzących w skład tych olejów.
E.14 : DIELEKTRYKI CIEKŁE SYNTETYCZNE - do najbardziej znanych należą chlorowane dwufenyle. Mają o wiele lepsze własności w porównaniu do olei mineralnych są niepalne, niehigroskopijne, odporne na starzenie, mają dużą stabilność chemiczną i cieplną, nie utleniają się, mają dwukrotnie większą przenikalność elektryczną. Ich wady to : duża wrażliwość na zanieczyszczenia, silna zależność własności elektrycznych od temperatury, wysoka cena, silna toksyczność. Oleje silikonowe - są one mieszaniną krzemowodorów ( związków organicznych- w których węgiel został zastąpiony krzemem ), mają dużą wytrzymałość cieplną (do 200 C ), niską temp. krzepnięcia (-70...-90 C), małą zależnością lepkości od temperatury, hydrofobią , odpornością na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, są znacznie mniej palne i mają nieco niższą wytrzymałość elektryczną . Ograniczeniem jest ich wysoka cena.	E.15 : MIKA I AZBEST - Mika (łyszczyk) ma strukture warstwową, łupie się na cienkie płatki. Praktyczne znaczenie ma tylko : - mika magnezowa (flogopit); - mika potasowa (muskowit). Mika posiada własności izolacyjne stosuje się ją jako izolację elektryczną i cieplną. Charakteryzuje się ona : - dużą wytrzymałością elektryczną i cieplną; - odpornościa na gwałtowne zmiany temperatury; - odpornością na wyładowania niezupełne; - odpornością na starzenie. Zastosowanie miki w postaci naturalnej jest ograniczone, produkuje się Mikanit - folie lub płyty sklejane z drobnych płatków miki, żywicznymi lepiszczami, w zależności od rodzaju lepiszcza mogą stanowic materiał klasy : - B (lepiszcze szelakowe); - F ( żywice epoksydowe); - H (żywice silikonowe) . Z mikanitu twardego produkuje się : podkładki i przekładki stosowane w aparatach elektr. jako elementy izolacyjne o zwiększonej odporności na nagrzewanie, przekładki na komutatorach maszyn elektrycznych. Z mikanitu giętkiego ( w arkuszach o grubości 0,15 - 0,5 mm ) wykonuje się izolację żłobkową maszyn elektr. Rodzaje mikanitu giętkiego : - taśma mikowa ( warstwa płytek mikowych oklejona dwustronnie cienkim papierem - owija się nią cewki maszyn elektrycznych );	CD. - E 15 mikafolia ( warstwy płatków miki naklejone na podkład z cienkiego papieru i powleczone warstwą lakieru).Mikaleks - odpady miki nie nadające się do wyrobu mikanitów mieli się i otrzymuje tłoczywo nieorganiczne ( miesznina miału mikowego i sproszkowanego szkła borokrzemianowego ) - na płyty i pręty podatne na obróbkę skarawaniem. Papier mikowy - (samika ) przy zastosowaniu odpowiedniego lepiszcza wykonuje się z niego mikanity i taśmę samikow --> [Author:JS] ą. AZBEST - ma włóknistą budowę i dużą odporność cieplną którą ustępuje tylko włóknu szklanemu. Azbest kopalny po oczyszczeniu rozszczepia się na włókna i sortuje według długości. Z długich włókien wyrabiane są przędze ( a potem sznury, taśmy, tkaniny ) - nieodporne na rozciąganie ale mogą pracować w temp. 150 C (klasa izolacji F). Krótsze włókna służą do wyrobów papierów i kartonów które wzmacniane są syciwami i żywicami ( kartony stosuje się jako izolację w grzejnikach elektr. oraz w stycznikach jako przegrody łukoodporne ). Z miału azbestowego wytwarza się płyty i rury azbest-cementowe (eternitowe) - stosuje się je na przegrody łukoodporne w celkach rozdzielczych i wyłącznikach powietrznych. Azbest coraz częściej jest zastępowany włóknem szklanym (lepsze właściwości ).	E.16 : SZKŁA I CERAMIKI ELEKTROTECHNICZNE - Szkła to ciała o strukturze bezpostaciowej , termoplastyczne, otrzymuje się je przez stopienie różnych tlenków metali (Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, B) z krzemionką SiO2. Dodatek topników w postaci związków metali alkalicznych (sody Na2CO3, lub potażu K2CO3 ) obniża temperaturę topnienia szkieł. Szkło miękkie łatwo topliwe zawiera duze ilości Na2O lub K2O ma rezystywność powierzchniową obniżoną do 10^6...10^8 ohma*m/m. Szkło twarde trudnotopliwe z dodatkiem B2O3 ma rezystywność powierzchniową rzędu 10^10 ... 10^12 ohma*m/m. Szkła stosuje się do wyrobu : izolatorów, baniek lamp, włókien szklanych. Szkło wytapia się w piecach gazowych 1300 C (łatwotopliwe) 1600 C ( trudnotopliwe ) Szkło formuje się przez : wydmuchiwanie, ciągnienie, prasowanie i odlewanie. Do wyrobu izolatorów liniowych - szkło sodowo wapniowe. Do wyrobu baniek żarówek - musi być przeźroczyste łatwo topliwe, podatne na zgrzewanie, używa się białego piasku kwarcowego z dodatkiem
CD. - E 16 a sody lub potażu. Do wyrobu włókna szklanego szkło o minimalnej zawartości Na2O i K2O.; - ceramika o małym tg d ( ma bardzo małą stratność dielektryczną ) ; - ceramika kondensatorowa ( mają dużą przenikalność elektryczną ) ; Do wyrobu szkła kwarcowego stosuje się czysty kwarc, skło kwarcowe stosowane jest w kwarcówkach , lampach rtęciowych , niektórych prostownikach. CERAMIKI ELEKTROTECHNICZNE - głównymi składnikami są tlenki krzemu SiO2 (krzemionka) i glinu Al2O3, duża odporność na nagrzewanie i nieograniczona trwałość. Zalety wyrobów ceramicznych : - odporność na wpływy atmosferyczne i chemiczne; - odporność na działanie temp.; - dobre własności elektr.; - znaczna wytrzymałość mechaniczna; - nie ulega procesom starzenia i zmęczenia; - łatwo dostępne i nie kosztowne surowce; Główne rodzaje ceramiki elektroizolacyjnej : - porcelana elektrotechniczna ( mięknie w temp 600 C nie powinna pracować wyżej niż 400 C , jej wadą jest 20 %-towy skurcz przy wypalaniu	CD. - E 16 b , robi się z niej izolatory liniowe wys. i nis. Napięcia , główki bezpieczników ); - kamionka ( znacznie tańsza od porcelany, wypala się ją w 1280 C, skurcz 9...14%, robi się z niej osłony izolacyjne dla najwyższych napięć) ; - steatyt ( gł. skład. jest talk, wypala się go w 1400 C , bardzo mały skurcz, robi się z niego elementy izolacyjne poddawane dużym naprężeniom, izolatory wys.nap, izolatory liniowe długopniowe ) - ceramika elektrotermiczna ( odporna na działanie wysokich temperatur, spora wytrzymałość mechaniczna i elektryczna ); Główne zastosowania ceramiki : - izolacje linii wysokiego i niskiego napięcia; - izolacja odporna na wysokie temp.; - izolacje w urządzeniach wysokiej częstotliwości; - dielektryki kondensatorowe. Wytwarzanie : surowce w postaci gliny miesza się z wodą, z masy odlewa się lub tłoczy elementy, po wysuszeniu elementy są wypalane, po wypaleniu obrabia się je mechanicznie, powierzchnie otwarte pokrywane są szkliwem zabezpieczającym.	E.17 : ŻYWICE NATURALNE I SYNTETYCZNE - żywice naturalne są produktami roślinnymi powstałymi w wyniku procesów biochemicznych , mają bezpostaciową budowę w temp. pokojowej są twarde i kruche, są łatwo topliwe i mają dobre własności izolacyjne. Żywice syntetyczne to produkty polimeryzacji różnych związków organicznych lub produkty modyfikacji żywic naturalnych i celulozy, są podstawą produkcji wielu twoszyw organicznych. Kalafonia to żywica pochodzenia roślinnego, uzyskana na drodze destlacji żywicy sosnowej, rozpuszcza się w oleju mineralnym, roślinnym, benzynie , eterze, terpentynie , acetonie, spirytusie, jest termoplastyczna mięknie w temp. 80 C, stosowana jako zalewy kablowe i syciwa izolacyjne do zagęszczenia oleju mineralnego, stopiona z gliceryną stanowi składnik lakierów olejno żywicznych. Kopale - żywice drzew podzwrotnikowych , pzyskiwane też jako materiały kopalne u minionych epok , oczyszcza się je przez przetopienie i destylację , są trudnotopliwe 120...280 C , stabilne chemicznie i odporne	CD. - E 17 na działanie powietrza i wilgoci, używane jako składniki lakierów powierzchniowych, nasz bursztyn jest kopalem. Szelak - produkt rafinacji wydzieliny owadów, w stanie surowym ma postać czerwonobrązowych nieregularnych łusek, rozpuszcza się w spirytusie i jest urzywany jako lakier kryjący , stosowany jako lepiszcze do miki przy wyrobie mikanitów, szelak jest termoutwardzalny.
E.26 : TERMOPLASTY - można dowolnie kształtować w podwyższonych temperaturach, po ostudzeniu zachwuja nadany im kształt, można to powtarzać wielokrotnie. Do zalet termoplastów należą : - bardzo dobre własności dielektryczne; - bardzo mała higroskopijność; - duża odporność na działanie czynników chemicznych; - mały ciężar właściwy; - wydajna technologia przetwarzania. Technologia wytwarzania i przetwarzania : surowiec występuje w postaci granulek, Sposoby formowania : - wtrysk (wtryskarka wciska pod ciśnieniem do chłodzonej formy ); - wytłaczanie ( przepuszczanie przez ustnik ciągłe, płyty pręty okrągłe i profilowane ); - prasowanie ( półwyroby w postaci płyt i bloków dalej obróbka skrawaniem); - odlewanie (wyroby o dużych rozmiarach ) Tworzywa termoplasyczne : Polietylen : rozróżnia się wysokociśnieniowy (mała masa cząsteczkowa ) i niskociśnieniowy (duża masa cząsteczkowa), w elektrotechnice używa się polietylenu wysokociśnieniowego do izolowania przewodów i kabli do 30 kV, własności dielektryczne są bardzo dobre, nie jest	CD. - E 26 a higroskopijny, odporny na działanie kwasów, zasad, soli, oleju mineralnego, mięknie w temp. 90 C. Polichlorek winylu : mięknie w temp. 80 C jest odporny na ścieranie działanie zasad kwasów i oleju mineralnego, trudnopalny, higroskopijny o kiepskich własnościach dielektrycznych, uzyskuje się polichlorek winylu : twardy (winidur) lub zmiękczony (polwinit), stsowany na izolacje kabli i przewodów niskiego napięcia, na powłoki kabli, giętkie rurki izolacyjne. Polipropylen : jest odporny na działanie większości rozpuszczalników organicznych , odporny na korozję naprężeniową, może pracować w temperaturach ( -35 C ... +130 C ); Polistyren : niehigroskopijny, odporny na działanie kwasów zasad i oleju mineralnego, stosowany w postaci cienkiej folii do wyrobu kondensatorów, ma skłonności do starzenia pod wpływem prom. słonecznego; Poliamidy : mają strukturę krystaliczną, właściwości mechaniczne i elektryczne zależą od zawartości wilgoci , mogą pracować w temp 140 C max, słaba odporność na starzenie w obecności powietrza i	CD. - E 26 b promieniowania słonecznego, używany na powłoki kabli i przewodów z uwagi na wytrzymałość mechaniczną; Poliformaldehyd : nie rozpuszcza się w żadnym rozpuszczalniku, w temp. powyżej 100 C rozpuszcza się w fenolach i anilanie, odporny na działanie ługów kwasów, benzyny , olejów,dobre własności dielektryczne, używany na elementy izolacyjno konstrukcyjne; Poliwęglany : twarde, sztywne, ciągliwe o dobrych własnościach cieplnych, odporne na starzenie, stosowane na korpusy cewek, oporników , listwy zaciskowe, osłony; Poliuretany : na masy wtryskowe, tworzywa piankowe, kałczuki lakiery włókna; Poliestry nasycone : duża wytrzymałość mechaniczna , twardość , sztywność, dobre własności ślizgowe, nie chłoną wody, dobre własności izolacyjne, mało wrażliwe na korozję; Polimetakrylan metylu : przeźroczysty twardy odporny na działanie kwasów i zasad , oleju mineralnego i benzyny , rozpuszcza się w acetonie, ma dużą stratność, mięknie w temp 80 C; - Policzterofluoroetylen : (teflon ) wyjściowy surowiec występuje pod	CD. - E 26 c postacią perełek, słabe właściwości mechaniczne dobre właściwości elektryczne, stosowany na izolacje w urządzeniach wysokiej częstotliwości;- Politlenek fenylu : duża odporność cieplna, dobre własności dielektryczne, i mechaniczne odporny na działanie kwasów i soli; - Polisuflony : bezpostaciowe, przeźroczyste o dobrej odporności cieplnej i na utlenianie, stosowany na części precyzyjne wykonywane zwykle z metali; - Polisiarczek fenylu : budowa krystaliczna, duża odporność chemiczna i cieplna, sztywny , dobre własności w podwyższonych temp, stosowany na powłoki antykorozyjne; - Poliimidy : odporność na temperaturę, dobre własności dielektryczne, odporne na rozpuszczalniki tłuszcze, kwasy i zasady, trudnopalne, na izolację przewodów nawojowych, izolacje osłonowe kondensatorów
E.27 : DUROPLASTY - tworzywa termoutwardzalne , powstają w wyniku polikondensacji, przy podgrzaniu nabierają własności plastycznych dając się formować, potem nieodwracalnie utwardzają się. Do najczęściej stosowanych należą : - Żywice fenolowo-formaldehydowe (fenoplasty ) materiał kruchy o brązowym zabarwieniu odporny na starzenie cieplne , niepalny, o słabych właściwościach dielektrycznych, jako składnik wiążący tworzyw termoutwardzalnych, w roztworze spirytusowym jako lepiszcze przy produkcji elektroizolacyjnych tworzyw warstwowych z papieru lub tkanin; - Żywice mocznikowo-formaldehydowe (karbamidowe) ciała twarde, nietopliwe, nierozpuszczalne, bezbarwne, nieprzeźroczyste, dają łatwo się barwić, o słabych właściwościach dielektrycznych, używane jako składnik wiążący tłoczyw termoutwardzalnych używanych na aparaturę medyczną, telefoniczną; - Żywice melaminowo-formaldehydowe duża wytrzymałość mechaniczna, stabilność chemiczna , temp pracy (145 C), duża stratność dielektryczna, odporne na prądy pełzające i działanie łuku	CD. - E 27 , używane do wyrobu lakierów oraz jako składnik tworzyw termoutwardzalnych; - Żywice anilinowo-formaldehydowe mała stratność dielektryczna , dopuszczalna temp. przcy 120 C , odporne na prądy pełzające i na działanie łuku, stos. jako lepiszcze do tworzyw warstwowych; - Żywice epoksydowe (epidian, araldit) dobra przyczepność do podłoża elastycznego, odporność na działanie czynników chemicznych, dobre własności elektryczne , wysoka cena , niewielka wytrzymałość cieplna , szerokie zastosowanie w elektrotechnice.	E.28 : TŁOCZYWA TERMOUTWARDZALNE - są pólproduktem przemysłowym złożonym z żywicy ( zawartość w tłoczywach od 30...60 % ), napełniacza ( zwiększa wytrzymałość mechaniczną , napełniacz może być organiczny : mączka drzewna , skrawki tekstylne, lub nieorganiczny ( mika włókna szklane) , plastyfikatora ( zwiększają płynność tworzywa) i barwnika, elementy są wyprasowywane w prasie hydraulicznej , tłoczywa termoutwardzalne stosuje się : - części izolacyjne osprzętu instalacyjnego; - aparatura energetyczna niskiego napięcia; - aparatury telefonicznej, radiotechnicznej. Rodzje tłoczyw : - poliestrowe; - alkidowe; - allilowe; - epoksydowe.	E.29 : LAKIERY ELEKTROIZOLACYJNE - służą do izolowania przewodów nawojowych, nasycania układu izolacyjnego oraz jako lepiszcze przy wytwarzaniu tworzyw warstwowych. Lakiery powinny zapewnić : - wysoki współczynnik wypełnienia przestrzeni nawojowej; - dobre własności dielektryczne; - dobrą przewodność cieplną; - odpornośćna temp; - odporność na czynniki chemiczne; Lakiery elektroizolacyjne to roztwory żywic, asfaltów oraz olejów , gdy wysychają następuje odparowanie rozpuszczalnika , pozostałe składniki tworzą błonkę na lakierowanym przedmiocie, Lakiery można podzielić na chude ( ich wysychanie to proces fizyczny) i tłuste (ich wysychanie to proces chemiczny - reakcja polimeryzacji i utleniania ) Lakiery dzielimy na : - lakiery pokrywające ( po wyschnięcu tworzy błonę o dużej wytrzymałości i rezystywności, pokrywanie lakierem przeprowadza się przez zanużenie, składniki : żywica, rozpuszczalnik, plastyfikator, sykatywy, pigmenty); - lakiery nasycające ( służą do impregnacji przed zawilgoceniem ,
CD. - E 29 podstawowym składnikiem lakierów są nienasycone zywice poliestrowe o małej lepkości - estrowo imidowe, epoksydowe, poliuretanowe, silikonowe; - lakiery klejące służą jako lepiszcza przy tworzywach warstwowych, lakiery chude : roztwór szelaku w spirytusie, czrne lakiery asfaltowe, lakiery nitro; lakiery tłuste : olej lniany rozcieńczony naftą.	E.30 : MATERIAŁY WARSTWOWE I FOLIE ELEKTROIZOLACYJNE - materiały warstwowe ( laminaty) to materiały otrzymane przez prasowanie w podwyższonej temperaturze materiałów o budowie włóknistej (nośnik) przesyconych żywicami syntetycznymi (lepiszcze). Uzyskuje się wiele odmian laminatu fenolofo-papierowego (getinaksu) o różnych własnościach w zależności od zawartości lepiszcza w materiale, rodzaju, papieru, laminat oparty na tkaninie bawełnianej jako nośniku to tekstolit , dopuszczalna temp pracy getinaksu i tekstolitu to 120 C, tekstolit szklany może być używany przy temp. (155 C z lepiszczami fenolowo-formaldechydowym, 180 C z lepiszczem krzemoorganicznym. Materiały warstwowe wykonuje się w postaci : arkuszy, płyt, wyrobów zwijanych, rur, kształtek , są one podatne na skrawanie toczenie frezowanie wiercenie cięcie piłami tarczowymi. Folie elektroizolacyjne - oparte na żywicach termoplastycznych, są produkowane w postaci taśm i arkuszy jedno i wielo warstwowych , tworzą izolację zwojową w .	CD. - E 30 urządzeniach i aparatach, stosowane jako dielektryk w kondensatorach, Styrofleks ( folia z żywicy polistyrenowej) niska temp pracy 75 C , folie teflonowe( temp pracy to 250 C ), folie polietylenowa i poliamidowa (temp pracy 110 C ) Nowoczesne folie to Estrofol ( do 130 C ) , Kapton ( do 250 C )	E.31 : ŻYWICE LANE - są żywicami syntetycznymi , termoutwardzalnymi, 1 lub 2 składnikowymi, w wyniku reakcji chemicznej z utwardzaczem żywica przechodzi w stan stały co jest nieodwracalne, z żywic lanych można odlewać grubościenne korpusy przy użyciu lekkich form, rodzaje żywic lanych : - żywice epoksydowe , gęstopłynne ciecze lub łatwotopliwe ciała stałe , przed przerobem dodaje się utwardzaczy, podwyższenie temperatury skraca czas utwardzania i polepsza własności produktu, wyróżniają się doskonałymi własnościami elektrycznymi, mechanicznymi, małą kurczliwością, dużą odpornością na wpływy atmosferyczne; - żywice poliestrowe , materiałem wyjściowym jest składnik główny w postaci płynnej masy o dużej lepkości oraz składnik dodatkowy np. styren, utwardzenie odbywa się przez kilka godzin w temperaturze 80 ... 100 C . Utwardzane żywice są stosowane jako syciwa , materiały konstrukcyjno -izolacyjne, szczeliwa i kleje. Dokonuje się impregnacji żywicą uzwojeń silników co daje wytrzymałość elektryczną i odporność na wilgoć,
A.15 : ZDROWIENIE I REKRYSTALIZACJA - zmienione w wyniku obróbki na zimno własności materiałów mogą być przywrócone przez jego wyżażanie. Podczas podwyższania temperaturyzachodzą zmiany : - zanik naprężeń wewnętrznych; - powstawanie zarodków nowych ziaren i ich rozrost; - znaczny rozrost ziaren nieodkształconych kosztem odkształconych. Wyżażanie materiałów w zakresie temperatur w których następuje wyłączy stopniowy zanik naprężeń wewnętrznych nosi nazwę wyżażania odprężającego lub zdrowienia. Po procesie zdrowienia własności mechaniczne materiałów ulegają niewielkim zmianom, zwiększa się konduktywność i odporność na korozję. Zdrowienie jest to więc zabieg cieplny stosowany w celu usunięcia następstw obróbki plasycznej na zimno, bez tworzenia nowej struktury oraz bez przesuwania granic ziaren struktury istniejącej. Zjawisko tworzenia się nowych nieodkształconych ziaren nazwano	CD. - A15 rekrystalizacją, a temp rozpoczęcia rekrystalizacji - temp. rekrystalizacji Tr. Wyrzażanie w temp powyżej Tr to wyżażanie rekrystalizacyjne. Wartość Tr zależy od rodzaju metalu lub stopu oraz od stopnia zgniotu i czystości materiału. Im większy zgniot tym Tr ma większą wartość. Przy zbyt wysokiej temp. może wystąpić rekrystalizacja wtórna - ziarna rosną wielokrotnie kosztem swoich sąsiadów (jest to niekorzystne) Odkształcenie plastyczne dokonywane poniżej temp. Tr to obróbka plastyczna na zimno , powyżej Tr na gorąco która łączy w sobie zgniot i rekrystalizację. Przy obróbce plastycznej na gorąco otrzymuje się strukturę zrekrystalizowaną.	A.16 : CIEKŁE KRYSZTAŁY - są specjalnym rodzajem cieczy charakteryzującą się anizotropią własności która jest typową cechą kryształów nie występującą w zwykłych cieczach. CK powstają po stopieniu pewnych substancji krystalicznych ( tzw kryształy termotropowe) przechodzą one do stanu zwykłej cieczy o własnościach izotropowych po podgrzaniu do odpowiedniej temperatury, przy ochładzaniu takiej substancji z cieczy izotropowej powstaje najpierw ciekły kryształ, który przy dalszym ochładzaniu ulega krystalizacji. Przedział temp w którym ciecz ma własności anizotropowe ( przedział między temperaturą powstania ciekłego kryształu a temperaturą jego przejścia w stan izotropowy zależy od rodzaju substancji. Zasadniczą cechą substancji które mogą występować jako ciekłe kryształy jest wydłużony kształt ich molekuł. Anizotropowe własności CK wynikają z wzajemnego równoległego ustawienia się wzdłużnych molekuł. Ustawienie równoległych względem siebie molekół ma inne właściwości wzdłuż	CD. - A16 długich osi molekuł inne zaś w kierunku osi krótkich. CK są diamagnetykami wykazującymi anizotropię magnetyczną, i dielektryczną ( ich przenikalność dielektryczna zależy od kierunku ustawienia molekuł. CK wykazują anizotropowość optyczną tzn. współczynnik załamania światła zależy od kierunku ustawienia wzdłużnych molekół w stosunku do kierunku drgań wektora elektrycznego fali świetlnej. Zjawisko to wykorzystuje się do sterowania własnościami optycznymi cienkiej warstwy CK Zabarwienia charakterystyczne dla niektórych CK jest wywołane przez zjawisko selektywnego odbicia światła od ich powierzchni. Można komponować mieszaniny różnych substancji ciekłokrystalicznych aby barwa pojawiała się w ściśle określonej temperaturze.
A.17 : STOPY JEDNO- I NIEJEDNORODNE - substancję o cechach metalicznych składającą się z dwóch lub więcej pierwiastków z których co najmniej jeden użyty w przeważającej ilości jest metalem nazywa się stopem. Podstawowym warunkiem powstania stopów jest całkowita rozpuszczalność składników stopu w stanie ciekłym tj. stworzenie jednofazowego roztworu. Całkowita rozpuszczlność w stanie ciekłum nie oznacza że po krystalizacji powstanie jednorodna faza stała. Przy całkowitym rozdzieleniu się składników każdy składnik buduje własną sieć krystaliczną. Tworzą się ziarna kryształu, każde złożone z atomów czystego metalu jednego ze składników - powstaje stop niejednorodny stanowiący mieszaninę kryształów metali składowych. Przy całkowitym wymieszaniu się składników powstaje stop jednorodny tzw. roztwór stały, poszczególne składniki tworzą wspólne komórki elementarne kryształu nie zmieniając jej typu krystalograficznego.	CD. - A17 Pod mikroskopem materiał ukazuje się jako jednorodny. Atomy pierwiastka mniejszościowegomogą być albo rozmieszczone w sposób chaotyczny między węzłami sieci pierwiastka większościowego albo też zastępować atomy poerwiastka większościowego w określonych miejscach sieci krystalicznej. W zależności od rodzaju obcych atomów wbudowanych w sieć krystaliczną zachodzą mniejsze lub większe jej zniekształcenia. Od defektów sieci i wielkości jej zniekształceń	A.12 : KRYSZTAŁY IDEALNE I RZECZYWISTE - Sieć przestrzenna kryształu idealnego jest tworem jednorodnym nie wykazującym zakłkuceń w żadnym kierunku. Zewnętrzna i wewnętrzna budowa kryształów zarówno naturalnych jaki i otrzymywanych sztucznie wykazuje wiele niedoskonałości i odbiega od idealnych modeli, takie niedoskonałe kryształy nazywamy rzeczywistymi. W sieci krystalicznej kryształu rzeczywistego występują często lokalne zakłucenia prawidłowości jej budowy zwane defektami punktowymi. Zasadniczymi typami tych defektów są : - Defekty Frenkla polegający na przesunięciu atomów z węzłów sieci do przestrzeni międzywęzłowych; - Defekty Schottkyego polegające na nieobsadzeniu przez atomy części węzłów sieci; - Dyslokacje przesuwają część płaszczyzn sieciowych w stosunku do innych przy zachowaniu spójności sieci. Własności kryształów zależą od składu chemicznego i ich struktury oraz od istniejących w nim defektów które mają wpływ między innymi na własności optyczne, półprzewodnikowe, magnet., elektr., cieplne oraz na wytrzym. mech.	A.13 : PRZEMIANY FAZOWE - Fazą nazywa się stan w którym materiał ma określone właściwości fizyczne i określoną jednolitą strukturę. Zmiany temperatury prowadzą do zmiany fazy ciekłej w fazę stałą lub odwrotnie -jest to przemiana fazowa I rodzaju. Przemiana fazowa II rodzaju - są to zmiany typu struktury krystalicznej ( przemiany altropowe) w wyniku zmian temperatury np. przemiana żelaza w temp 1536 C zachodzi przemiana I rodzju - żelazo krystalizuje sześcienną centrowaną przestrzennie sieć krystaliczną , w temp 1322 C następuje zmiana struktury krystalicznej powstaje sześcienna płaskocentrowana sieć, w temp. 900 C powstaje znów sieć krystaliczna sześcienna płaskocentrowana ale o innych stałych sieciowych. Przemianom fazowym towarzyszą zmiany objętosci metalu. Przemianą fazową III rodzaju nazwano zmianę własności magnetycznych w wyniku zmian temp. Dla Fe zmiana ta zachodzi w temp 768 C.
A.14 : OBRÓBKA PLASTYCZNA NA ZIMNO - W mechanicznie obciążonym materiale występują naprężenia normalne i statyczne. Naprężenie normalne d działa prostopadle do rozpatrywanej płaszczyzny, naprężenie statyczne t działa równolegle do niej. Rozciągające naprężenie normalne działa rozdzielająco na jakąś przyjętą płaszczyznę przekroju ciała podczs gdy naprężenia statyczne dążą do wzajemnego przesunięcia obu części w tej płaszczyźnie. Np. w pręcie walcowanym na który działa siła rozciągająca F dla każdej płaszczyzny wektor siły rozciągającej rozkłada się na dwa wektory : wektor siły normalnej do plaszczyzny N oraz styczny do niej T dzieląc wielkości tych wektorów przez pole powierzchni odpowiedniej płaszczyzny S otrzymuje się naprężenia : d =N /s t=T/s Siła rozciągająca lub ściskająca przyłożona do kryształu odkształca go, gdy po usunięciu siły kryształ wraca do swojego poprzedniego kształtu ma charakter elastyczny, gdy odkształcenie pozostaje miało ono charakter plastyczny.	CD. - A14 Przy odkształceniu elastycznym zmieniają się konty siatki krystalicznej i odległość między atomami. Gdy przyłożone siły są tak duże że zerwane zostaną więzy między atomami tj. przekroczona zostaje granica plasyczności mamy doczynienia z odkształceniem plastycznym. Samożutny powrót kryształu do pierwotnego stanu nie jest możliwy. Odkształcenie plastyczne zachodzi najłatwiej w określonych płaszczyznach (płaszczyznach poślizgu). Warunkiem wystąpienia poślizgu jest aby działające w płaszczyźnie poślizgu naprężenia styczne przekroczyło określony próg wartości. tzw krytyczne naprężenie ścinające.

---