Напівпровідникові матеріали

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.


Нажми чтобы узнать.
скачати

Міністерство науки і освіти
Кафедра "ІІВТ"
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
До курсової роботи
Організація і методика виробничого навчання з предмету: Матеріалознавство та електрорадіоматеріали
На тему: Напівпровідникові матеріали

Введення
I. У сучасній техніці дуже широко застосовуються метали і сплави, а також електротехнічні матеріали. Сучасне радіоелектронне приладобудування досягло такого етапу розвитку коли важливими параметрами приладів залежать не стільки від схемних рішень, скільки від використаних електрорадіоматеріалов і досконалість технологічних процесів їх виготовлення. Предмет матеріалознавство складається з п'яти розділів. Перший розділ називається загальні відомості про метали і сплавах.
Метал - це тверда речовина.
Сплав - це з'єднання 2-х і більше хімічних елементів
Компонент - це речовини складові сплав.
II. Провідникові матеріали - це матеріали які володіють малою питомою опором.
III. Діелектричні матеріали
Діелектрики - це ізоляційні матеріали.
IV. Напівпровідникові матеріали - це матеріали які при роботі витрачають мала кількість енергій.
V. Магнітні матеріали - мають властивості притягання.
Конструкційні сталі і сплави
Конструкційними називаються сталі, призначені для виготовлення деталей машин (машинобудівні сталі), конструкцій та споруд (будівельні сталі).
Вуглецеві конструкційні сталі
Вуглецеві конструкційні сталі поділяються на сталі звичайної якості і якісні.
Сталі звичайної якості виготовляють наступних марок Ст0, Ст1, Ст2 ,..., ст6 (зі збільшенням номера зростає вміст вуглецю). Ст4 - вуглецю 0.18-0.27%, марганцю 0.4-0.7%.
Сталі звичайної якості, особливо киплячі, найбільш дешеві. Стали відливають у великі злитки, внаслідок чого в них розвинена ліквація і вони містять порівняно велика кількість неметалічних включень.
З підвищенням умовного номера марки стали зростає межа міцності (s в) і плинності (s 0.2) і знижується пластичність (d, y). Ст3сп має s в = 380 ¸ 490МПа, s 0.2 = 210 ¸ 250МПа, d = 25 ¸ 22%.
З сталей звичайної якості виготовляють гарячекатаний рядовий прокат: балки, швелери, куточки, прутки, а також листи, труби і поковки. Стали в стані поставки широко застосовують у будівництві для зварних, клепаних і болтових конструкцій.
З підвищенням вмісту в сталі вуглецю зварюваність погіршується. Тому стали Ст5 і ст6 з більш високим вмістом вуглецю застосовують для елементів будівельних конструкцій, що не піддаються зварюванню.
Якісні вуглецеві сталі виплавляють з дотриманням більш строгих умов відносно складу шихти і ведення плавки і розливання. Зміст S <= 0.04%, P <= 0.035 ¸ 0.04%, а також менший вміст неметалевих включень.
Якісні вуглецеві сталі маркірують цифрами 08, 10, 15 ,..., 85, які вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка.
Низьковуглецеві сталі (С <0.25%) 05кп, 08, 07кп, 10, 10кп володіють високою міцністю і високою пластичністю. s в = 330 ¸ 340МПа, s 0.2 = 230 ¸ 280МПа, d = 33 ¸ 31%.
Стали без термічної обробки використовують для малонавантажених деталей, відповідальних зварних конструкцій, а також для деталей машин, зміцнюючих цементацією.
Середньовуглецеві сталі (0.3-0.5% З) 30, 35 ,..., 55 застосовують після нормалізації, поліпшення та поверхневої гарту для самих різноманітних деталей у всіх галузях промисловості. Ці сталі в порівнянні з низьковуглецевих мають більш високу міцність при більш низькій пластичності (s в = 500 ¸ 600МПа, s 0.2 = 300 ¸ 360МПа, d = 21 ¸ 16%). У зв'язку з цим їх слід застосовувати для виготовлення невеликих деталей або більших, але що не вимагають наскрізний прокаливаемости.
Стали з високим вмістом вуглецю (0.6-0.85% З) 60, 65 ,..., 85 володіють високою міцністю, зносостійкістю і пружними властивостями. З цих сталей виготовляють пружини й ресори, шпинделі, замкові шайби, прокатні валки і т.д.
Леговані конструкційні сталі
Леговані стали широко застосовують у тракторному і сільськогосподарському машинобудуванні, в автомобільній промисловості, важкому і транспортному машинобудуванні в меншій мірі в верстатобудуванні, інструментальної та інших видах промисловості. Це почали застосовують для важко навантажених металоконструкцій.
Стали, в яких сумарна кількість зміст легуючих елементів не перевищує 2.5%, відносяться до низьколегованих, що містять 2.5-10% - до легованим, і більше 10% до високолегованих (вміст заліза більше 45%).
Найбільш широке застосування в будівництві набули низьколеговані сталі, а в машинобудуванні - леговані сталі.
Леговані конструкційні сталі маркірують цифрами та літерами. Двохзначні цифри, наведені на початку марки, вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка, букви праворуч від цифри позначають легуючий елемент.
Будівельні низьколеговані сталі
Низько легованими називають сталі, що містять не більше 0.22% С і порівняно невелика кількість недефіцитних легуючих елементів: до 1.8% Mn, до 1,2% Si, до 0,8% Cr та інші.
До цих сталей відносяться сталі 09Г2, 09ГС, 17ГС, 10Г2С1, 14Г2, 15ХСНД, 10ХНДП і багато інших. Стали у вигляді листів, сортового фасонного прокату застосовують у будівництві та машинобудуванні для зварних конструкцій, в основному без додаткової термічної обробки. Низьколеговані низьковуглецеві стали добре зварюються.
Для виготовлення труб великого діаметра застосовують сталь 17ГС (s 0.2 = 360МПа, s в = 520МПа).
Арматурні стали
Для армування залізобетонних конструкцій застосовують вуглеводневу чи низьковуглецеву сталь у вигляді гладких або періодичного профілю стрижнів.
Сталь Ст5сп2 - s в = 50МПа, s 0.2 = 300МПа, d = 19%.
Сталі для холодного штампування
Для забезпечення високої штампувало ставлення s в / s 0.2 сталі повинно бути 0.5-0.65 при y не менше 40%. Штампованих стали тим гірше, чим більше в ній вуглецю. Кремній, підвищуючи межа плинності, знижує штампованих, особливо здатність стали до витяжки. Тому для холодного штампування більш широко використовують холоднокатані киплячі сталі 08кп, 08Фкп (0.02-0.04% V) і 08Ю (0.02-0.07% Al).
Конструкційні (машинобудівні) Цементовані (нітроцементуемие) леговані стали
Для виготовлення деталей, зміцнюючих цементацією, застосовують низьковуглецеві (0.15-0.25% С) сталі. Зміст легуючих елементів у сталях не повинно бути занадто високим, але повинно забезпечити необхідну прокаливаемость поверхневого шару і серцевини.
Хромисті стали 15Х, 20Х призначені для виготовлення невеликих виробів простої форми, цементованих на глибину 1.0-1.5мм. Хромисті сталі в порівнянні з вуглецевими володіють більш високими міцнісними властивостями при деякій меншою пластичності в серцевині і кращої міцності в цементованої шарі., Чутлива до перегріву, прокаливаемость невелика.
Сталь 20Х - s в = 800МПа, s 0.2 = 650МПа, d = 11%, y = 40%.
Хромованадіевой сталі. Легування хромової сталі ванадієм (0.1-0.2%) покращує механічні властивості (сталь 20ХФ). Крім того, хромованадіевой стали менш схильні до перегріву. Використовують тільки для виготовлення порівняно невеликих деталей.

Типовий навчальний план
Типовий навчальний план - це документ, призначений для реалізації державних вимог до мінімуму змісту та рівня підготовки випускних навчальних закладів середньо спеціальної освіти. Він визначає загальний перелік дисциплін, і обов'язкові обсяги часу для їх реалізації, види і мінімальну тривалість виробленої практики, приблизний перелік навчальних кабінетів, лабораторій і майстерень. У навчальному плані також передбачається курсове проектування не більше ніж з трьох дисциплін на весь період навчання. Види виробничої практики та їх тривалість визначається у відповідності до типової навчальної практики по заданій спеціальності. Графік навчального процесу носить рекомендаційний характер і може бути відкоректований навчальним закладом при обов'язковому дотриманні тривалості теоретичного навчання, екзаменаційних сесій, а також термінів проведення зимових і завершальних навчальний рік літніх канікул (див. таблицю 1).
ТАБЛИЦЯ 1

п / п
Найменування
навчального процесу,
навчальних дисциплін
Розподі-ня по семестрах
Кількість контроль-них
робіт
Кількість годин
Розподіл по курсах і семестрах
Все-го
з них
1 курс
2 курс
Іспитів
Курсо-вих проект
Тео-РЕТ. зан.
Лаб.прак заняття
Курсів.
проект.
1
сем
19
тижнів
2
сем
20
тижнів
3
сем
18
тижнів
4
сем
12
тижнів
1

2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
4.2
Матеріалознавство
і електрорадіо-матеріали
4
2
60
44
16
36
24

З навчального плану видно, що на предмет "Матеріалознавство і електрорадіоматеріали" всього відводиться 60 годин. З них 44 - теоретичних і 16 - практичних. Мінімальна кількість контрольних робіт складає 2 роботи. Є лабораторні заняття. Курсових, курсового проекту, заліку немає. Предмет "Матеріалознавство та електрорадіоматеріали" вивчається на 2 курсі. У 3семестре навчання 18 тижнів, на тиждень по 2 години: 18 * 2 = 36 годин вивчають в 3 семестрі. У 4 семестрі навчання 12 тижнів, на тиждень по 2 години: 12 * 2 = 24 години вивчають за 4 семестр. Разом за 3 та 4 семестр: 36 +24 = 60 годин, повністю вивчають цей предмет на 2 курсі.
Тематичний план
Тематичний план - є частиною навчальної програми. Навчальна програма - це документ, в якому дається характеристика змісту досліджуваного матеріалу за роками навчання і розділів (тем). Тематичний план складається з розділів, у які входять теми. Тематичний план розподіляє годинник по розділам із загальної кількості годин. У тематичному плані з предмету "Матеріалознавство та електрорадіоматеріали" в розділі "Провідникові матеріали" відводиться 12 годин.
ТАБЛИЦЯ 2
№ п / п
Найменування теми
Кількість годин
Всього
Теоретичні заняття
ЛПЗ

Глава 4. Провідникові матеріали
12
8
4
1
Класифікація та основні властивості
2
2
2
Матеріали високої провідності
2
2
3
Надпровідники і кріопроводнікі
4
2
4
Електропровідність провідників
2
2
5
Контрольна робота
2
2

Календарно-тематичний план
Календарно-тематичний план - яке планує обліковий документ, його цілями є визначення тематики, тип методу і оснащення уроків по обраному предметові. Складання календарно-тематичного плану є першим кроком створення поурочної систематизації. Вихідним документом тут є навчальна програма. Календарно тематичний план передбачає міжпредметні зв'язки. За відповідності календарно-тематичного плану навчальній програмі орієнтуються на тематичний план при складанні поурочного плану. Календарно-тематичний план (див. таблицю 3).
Розробка уроку
Вивчаючи навчальну програму, викладач уважно аналізує кожну тему, що дає можливість чітко визначити зміст навчання, встановити міжпредметні зв'язки. На основі навчальної програми складається календарно-тематичний план і вже на основі календарно-тематичного плану складається поурочний план. При визначенні мети і змісту уроку, що випливає з навчальної програми, визначається зміст запису, умінь і навичок, які учні повинні засвоїти на даному уроці. Аналізуючи попередні уроки, і встановлюючи якою мірою вирішені їхні завдання, з'ясовують причину недоліків, і на основі цього визначають які зміни необхідно внести до проведення даного уроку. Намічають структуру уроку і час на кожну її частину, формують зміст і характер виховної роботи під час уроку.


План уроку
Предмет: Матеріалознавство та електрорадіоматеріали Група 636
Тема: Класифікація та основні властивості
а) навчальна: Ознайомити учнів з поняттями та основними властивостями провідникових матеріалів, розповісти про їх призначень
б) розвиваюча: Розвинути інтерес до матеріалознавства та електрорадіоматеріалам
в) виховна: Виробити потреба в самоосвіті
Тип уроку: Комбінований
Метод викладу: пошуковий
Наочні посібники: плакат № 1, ПК
Час: 90 хв.
Хід уроку
I. Вступна частина:
1. Організаційний момент: перевірка за рапортичку час 2 хв.
2. Перевірка домашнього завдання: час 15 хв.
Письмове опитування за двома варіантами + 3 уч-ся біля дошки (додаток 1)
II. Основна частина:
1. Повідомлення цілі нової теми
2. Виклад нового матеріалу час 40 хв.
а) Основні поняття
б) Класифікація провідників
в) Сфера застосування
3. Відповіді на питання учнів час 10 хв.
4. Закріплення нового матеріалу час 20 хв.
Письмове опитування по 2 варіантами + 3 уч-ся біля дошки (додаток 2)
III. Заключна частина: час 3 хв.
1. Підведення підсумків
2. Завдання додому: стор 440 відповіді на питання, самостійно розглянути теми № 2, 3, 4, 5
3. Заключне слово викладача
Викладач

Список літератури
1. Лахтін Ю. М., Леонтьєва В. П. Матеріалознавство. - М.: Машинобудування, 1990 р .
2. Технологічні процеси машинобудівного виробництва. Під редакцією С. І. Богодухова, В. А Бондаренко. - Оренбург: ОДУ, 1996 р .

Додаток 1
ПИСЬМОВИЙ ОПИТУВАННЯ по 2-м варіантами
Варіант 1
1. Що вивчає предмет матеріалознавство.
2. Види металів.
3. Класифікація металів
4. Аллотропических перетворення
5. Властивості металів
Варіант 2
1. Визначення твердості металів
2. Механічні властивості
3. Пластичність
4. Витривалість
5. Технологічні властивості

Додаток 2
Письмове опитування
1 - варіант
1. Напівпровідникові матеріали
2. Надпровідники
3. Кріопроводнікі
4. Характеристики напівпровідникових матеріалів
5. Пружність матеріалів
2 - варіант
1. Напівпровідникові матеріали.
2. Діелектричні матеріали
3. Пластичність
4. Пружність
5. Надпровідники

Додаток 3
Конспект уроку на тему "Провідникові матеріали"
Зростання ролі техніки та технічного знання в житті суспільства характеризується залежністю науки від науково-технічних розробок, що підсилюється технічною оснащеністю, створенням нових методів і підходів, заснованих на технічному способі вирішення проблем у різних галузях знання, у тому числі й військово-технічному знанні. Сучасне розуміння технічного знання і технічної діяльності пов'язується з традиційним колом проблем і з новими напрямками в техніці та інженерії, зокрема з технікою складних обчислювальних систем, проблемами штучного інтелекту, системотехніка і ін
Специфікація понять технічного знання обумовлюється в першу чергу специфікою предмета відображення технічних об'єктів і технологічних процесів. Порівняння об'єктів технічного знання з об'єктами іншого знання показує їхню певну спільність, що поширюється, зокрема, на такі риси, як наявність структурності, системності, організованості і т.д. Такі загальні риси відображаються загальнонауковими поняттями "властивість", "структура", "система", "організація" і т.п. Зрозуміло, загальні риси об'єктів технічного, військово-технічного, природничо-наукового і суспільно-наукового знання відображаються такими філософськими категоріями "матерія", "рух", "причина", "слідство" та ін Загальнонаукові та філософські поняття вживаються і військових і в технічних науках , але не виражають їх специфіки. Разом з тим вони допомагають глибше, повніше осмислити утримання об'єктів технічного, військово-технічного знання та відображають їх понять технічних наук.
Взагалі філософські та загальнонаукові поняття в технічних науках виступають в ролі світоглядних і методологічних засобів аналізу та інтеграції науково-технічного знання.
Технічний об'єкт - це, безсумнівно, частина об'єктивної реальності, але частина особлива. Його виникнення та існування пов'язані з соціальною формою руху матерії, історією людини. Це визначає історичний характер технічного об'єкта. У ньому об'єктивуються виробничі функції суспільства, він виступає втіленням знань людей.
Виникнення техніки - це естественноісторіческій процес, результат виробничої діяльності людини.
Її вихідним моментом є "органи людини". Посилення, доповнення та заміщення робочих органів - соціальна необхідність, що реалізується шляхом використання природи і втілення в перетворюваних природних тілах трудових функцій.
Формування техніки протікає в процесі виготовлення знарядь, пристосування природних тіл для досягнення мети. І ручне рубило, і стовбур дерева, що виконує функцію мосту і т.п. - Все це засоби посилення індивіда, підвищення ефективності його діяльності. Природний предмет, що виконує технічну функцію, - це вже в потенції технічний об'єкт. У ньому зафіксовано доцільність його пристрою і корисність конструктивних поліпшень за рахунок підробітку його частин.
Практичне виділення конструкції як цілісності свідчить про актуальний існування технічного об'єкта. Її найважливішими властивостями є функціональна корисність, незвичайне для природи поєднання матеріалів, підпорядкованість властивостей матеріалу відношенню між компонентами системи. Технічна конструкція являє собою поєднання компонентів; цей порядок забезпечує якомога більш тривалий і ефективне функціонування знаряддя, що виключає його саморуйнування. Компонентом конструкції виступає деталь як вихідна і неподільна для неї одиниця. І, нарешті, за допомогою технічної конструкції спосіб суспільної діяльності досягає технологічності. Технологія - це та сторона суспільної практики, яка представлена ​​взаємодією технічного засобу і преутвореного об'єкта, визначається законами матеріального світу і регулюється технікою.
Технічна практика виявляє себе у відношенні людини до техніки як до об'єкта, до її частин та їх зв'язків.
Експлуатація, виготовлення і конструювання тісно пов'язані один з одним і представляють собою своєрідне розвиток технічної практики. В якості об'єкта експлуатації техніка виступає як деяка матеріальна і функціональна цілісність, збереження і регулювання якої - неодмінна умова її використання. Рушійним протиріччям експлуатації є невідповідність між умовами функціонування техніки і її функціональними особливостями. Функціональні особливості припускають сталість умов експлуатації, а умови експлуатації мають тенденцію змінюватися.
Подолання цієї суперечності досягається в технології, в знаходженні типових технологічних операцій.
Внутрішнім протиріччям технології є невідповідність між використовуваними природними процесами і потребами в підвищенні її надійності та ефективності. Подолання цієї суперечності досягається в конструюванні більш досконалої техніки, за допомогою якої можна використовувати більш фундаментальні закономірності природи. Техніка не пасивна стосовно до технології, засіб впливає на ціль.
Нова техніка змінює технологію, технологія сама стає засобом реалізації внутрішніх достоїнств сконструйованої техніки.
У конструюванні з найбільшою повнотою виявляється соціальна сутність технічного об'єкта. У ньому синтезується конструктивна структура відповідно до заданої суспільством виробничою функцією. Техніка утворює умова розвитку суспільства, опосередковує його ставлення до природи, є засобом розв'язання суперечностей між людиною і природою. Технічний об'єкт - носій виробничих, технологічних функцій людини. Без технічного прогресу неможливе досягнення соціальної однорідності суспільства і всебічного розвитку кожного індивіда.
Властивості технічного об'єкта виявляються в технічній практиці іфіксіруются в знанні прийомів експлуатації, виготовлення і вдосконалення техніки. Емпірично знайдені пропорції між частинами технічного засобу і до формування "технічних предметів", відносно стійких відомостей про технічні пристроях, про їх суттєві компонентах і властивості. У вигляді таких предметів сформувалися, наприклад, описи підйомнотранспортних механізмів, годин, найважливіших ремесел і матеріалів.
Перехід до машинної техніки, передача робочих знарядь механізмам викликали в житті конструювання технічних пристроїв, що зажадало теоретичної розробки поняття "машина" та отримання різних її ідеалізацій (кінематичної пари, динаміки сил, конструкції).
На формування понять технічної науки впливають закономірності, розкриті в ході вивчення природничих наук, зокрема, теоретичної механіки. Разом з тим слід визнати, що поняття технічної конструкції отримує своє вираження всередині технічного знання. Історично воно формується як система положень про машину, механічної сукупності частин та їх закономірний відношенні, яке забезпечує одержання потрібного ефекту.
Формування технічних дисциплін відбувалося різними шляхами. Технічні дисципліни про двигунах грунтуються на результатах природознавства, на знанні законів природи і застосуванні законів фізики до техніки. Прикладний характер носять технічна кінематика, динаміка машин і вчення про деталі машин. Ці дисципліни сформувалися на базі теоретичної механіки та нарисної геометрії, що виразилося в створенні спеціальної мови.
Технічні науки формувалися не тільки шляхом прикладання природознавства до техніки, а й шляхом використання багатовікового досвіду техніки, його осмислення і надання йому логічно чіткого вигляду. Таким шляхом формувалися науки про різні типи машин, матеріалознавство та ін Перевірені на практиці емпіричні дані цих технічних дисциплін зберігалися і включалися в загальну науку про машини. І до цих пір багато прийомів виготовлення і експлуатації техніки не отримали належного теоретичного обгрунтування.
Формування технічної науки поклало кінець ремісничому відношенню до техніки, коли ті чи інші механізми удосконалювалися по частинах протягом багатьох десятиліть і навіть століть. Розуміння того, що машина є перетворення руху в форму, потрібну виробництва і в своїй сутності складається з кінематичних пар, лягло в основу наукового конструювання різноманітних технічних пристроїв у XIX ст.
Зі сказаного видно, що технічна наука досліджує свій об'єкт, хоча вона здатна пояснити функціонування і ремісничих, ручних знарядь праці, які створювалися без наукового обгрунтування. Об'єкт технічної науки формується в процесі виділення істотних і необхідних властивостей техніки, конструювання машини. Машина, її компоненти, відносини між ними, їх композиція, природна основа компонентів і технологічний процес - все це об'єкт технічної науки. Об'єкт технічної науки є джерелом науково-технічного пізнання. Його дослідження дає, зокрема, конструктивні структури та їх елементи. В з структурі фіксується стійкість, повторюваність, необхідність,
закономірність композиції елементів машини. По відношенню до структури компонент машини виступає у вигляді елемента. Уявне отримання елементу структури пов'язане відволіканням від фізичної розмірності і природної основи компонента. У кінцевому рахунку всі науково-технічні поняття є відображенням технічного об'єкта.
Поняття "технічний об'єкт" і "об'єкт технічної науки" виконують різну методологічну функцію у філософському аналізі техніки та науково-технічного пізнання. У понятті "технічний об'єкт" фіксується реально змінна в практиці сторона об'єктивного світу. Технічний об'єкт відображається у філософських, суспільних, природничих і технічних науках, і кожного разу наука виокремлює властиву їй предметну область. У понятті "об'єкт технічної науки" фіксується предмет технічних наук, їх ставлення до об'єктивної реальності. Головним об'єктом технічних наук є машина, тому що з її допомогою організується технологічний процес і нею він регулюється. Машина полегшує і заміняє працю людини, служить засобом досягнення мети.
У технічній науці насамперед виділяються дослідження елементів, їх відносин і технічних структур. Для формування предмета технічної науки важливо виділити, описати і пояснити технічні елементи, їхні відносини і можливі структури, в яких матеріалізуються корисні для суспільства виробничі функції. Але на цьому технічна наука не кінчається. Вона включає в себе правила синтезу нових технічних структур, розрахункові методи і форми проектування.
Правила і норми проектування, графічні та аналітичні методи розрахунку зближують технічну науку з технічною творчістю, проектно-конструкторськими роботами. Предмет технічних наук формується в безпосередній залежності від творчості техніки. У цьому - специфіка технічних наук, які представляють собою засіб вдосконалення техніки, переосмислення природничо-наукових даних, відкриття технологічних методів і винаходи технічних конструкцій.
У якості найважливішого чинника технічної творчості виступають правила, що передбачають досягнення міцності і надійності технічного засобу, зносостійкості і теплостійкості його деталей та ін Ці правила утворюють рамки конструювання, виключаючи з нього те, що не відповідає виробленим технічної наукою критеріями функціонування машин. На базі правил та норм інженерної діяльності розробляються методи розв'язання задач.
Принципи виступають як передумови діяльності, як її організуючий і спрямовує початок. Таким чином, в предмет технічних наук входять не тільки закономірності технічного об'єкта, а й закономірності технічного проектування, методи, правила, норми і принципи проектування техніки.
Методика проведення уроку.
Заходжу в кабінет № 24, вітаюся з учнями.
Починається вступна частина уроку.
I. Вступна частина:
1. Організаційний момент: перевірка за рапортичку час 2 хв.
Перевіряю наявність учнів з рапортичку. На перевірку наявності учнів на уроці відводжу 2 хвилини. Потім роблю опитування домашнього завдання.
2. Перевірка домашнього завдання: час 15 хв.
Опитування
Опитування проводжу у вигляді питань 10 питань. У них входять питання по пройденій темі. На тест відводжу 15 хвилин.
ТЕСТ
1. Що вивчає предмет матеріалознавство
2. Провідникові матеріали
3. Напівпровідникові матеріали
4. Діелектричні матеріали
5. Лаки
6. Компаунди
7. Клей
8. Міцність
9. Пружність
10. Пластичність
Конструкційні сталі і сплави
Конструкційними називаються сталі, призначені для виготовлення деталей машин (машинобудівні сталі), конструкцій та споруд (будівельні сталі).
Вуглецеві конструкційні стали Вуглецеві конструкційні сталі поділяються на сталі звичайної якості і якісні.
Сталі звичайної якості виготовляють наступних марок Ст0, Ст1, Ст2 ,..., ст6 (зі збільшенням номера зростає вміст вуглецю). Ст4 - вуглецю 0.18-0.27%, марганцю 0.4-0.7%.
Сталі звичайної якості, особливо киплячі, найбільш дешеві. Стали відливають у великі злитки, внаслідок чого в них розвинена ліквація і вони містять порівняно велика кількість неметалічних включень.
З підвищенням умовного номера марки стали зростає межа міцності (sв) і плинності (s0.2) і знижується пластичність (d, y). Ст3сп має sв = 380490МПа, s0.2 = 210250МПа, d = 2522%.
З сталей звичайної якості виготовляють гарячекатаний рядовий прокат: балки, швелери, куточки, прутки, а також листи, труби і поковки. Стали в стані поставки широко застосовують у будівництві для зварних, клепаних і болтових конструкцій.
З підвищенням вмісту в сталі вуглецю зварюваність погіршується. Тому стали Ст5 і ст6 з більш високим вмістом вуглецю застосовують для елементів будівельних конструкцій, що не піддаються зварюванню.
Якісні вуглецеві сталі виплавляють з дотриманням більш строгих умов відносно складу шихти і ведення плавки і розливання. Зміст S <= 0.04%, P <= 0.0350.04%, а також менший вміст неметалевих включень.
Якісні вуглецеві сталі маркірують цифрами 08,10,15 ,..., 85, які вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка.
Низьковуглецеві сталі (С <0.25%) 05кп, 08,07 кп, 10,10 кп володіють високою міцністю і високою пластичністю. sв = 330340МПа, s0.2 = 230280МПа, d = 3331%.
Стали без термічної обробки використовують для малонавантажених деталей, відповідальних зварних конструкцій, а також для деталей машин, зміцнюючих цементацією.
Середньовуглецеві сталі (0.3-0.5% С) 30,35 ,..., 55 застосовують після нормалізації, поліпшення та поверхневої гарту для самих різноманітних деталей у всіх галузях промисловості. Ці сталі в порівнянні з низьковуглецевих мають більш високу міцність при більш низькій пластичності (sв = 500600МПа, s0.2 = 300360МПа, d = 2116%). У зв'язку з цим їх слід застосовувати для виготовлення невеликих деталей або більших, але що не вимагають наскрізний прокаливаемости.
Стали з високим вмістом вуглецю (0.6-0.85% С) 60,65 ,..., 85 володіють високою міцністю, зносостійкістю і пружними властивостями. З цих сталей виготовляють пружини й ресори, шпинделі, замкові шайби, прокатні валки і т.д.
Леговані конструкційні сталі
Леговані стали широко застосовують у тракторному і сільськогосподарському машинобудуванні, в автомобільній промисловості, важкому і транспортному машинобудуванні в меншій мірі в верстатобудуванні, інструментальної та інших видах промисловості. Це почали застосовують для важко навантажених металоконструкцій.
Стали, в яких сумарна кількість зміст легуючих елементів не перевищує 2.5%, відносяться до низьколегованих, що містять 2.5-10% - до легованим, і більше 10% до високолегованих (вміст заліза більше 45%).
Найбільш широке застосування в будівництві набули низьколеговані сталі, а в машинобудуванні - леговані сталі.
Леговані конструкційні сталі маркірують цифрами та літерами. Двохзначні цифри, наведені на початку марки, вказують середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка, букви праворуч від цифри позначають легуючий елемент. Приклад, сталь 12Х2Н4А містить 0.12% З, 2% Cr, 4% Ni і відноситься до високоякісних, на що вказує в кінці марки буква ² А ².
Конструкційні (машинобудівні) покращувані леговані стали Стали мають високу межу текучості, малу чутливість до концентраторів напружень, у виробах, що працюють при багаторазовому додатку навантажень, високу межу витривалості і достатній запас в'язкості. Крім того, покращувані сталі володіють хорошою прокаливаемостью і малою чутливістю до відпускної крихкості.
При повній прокаливаемости сталь має кращі механічні властивості, особливо опір крихкому руйнуванню - низький поріг холодноламкості, високе значення роботи розвитку тріщини КСТ і в'язкість руйнування К1с.
Хромисті стали 30Х, 38Х, 40Х и 50Х застосовують для средненагруженних деталей невеликих розмірів. Зі збільшенням змісту вуглецю зростає міцність, але знижуються пластичність і в'язкість. Прокаливаемость хромистих сталей невелика.
Сталь 30Х - sв = 900МПа, s0.2 = 700МПа, d = 12%, y = 45%.
Хромомарганцевие сталі. Спільне легування хромом (0.9-1.2%) і марганцем (0.9-1.2%) дозволяє отримати сталі з досить високою міцністю і прокаливаемостью (40ХГ). Однак хромомарганцевие сталі мають знижену в'язкість, підвищений поріг холодноламкості (від 20 до -60 ° С), схильність до відпускної крихкості і зростанню зерна аустеніту при нагріванні.
Сталь 40ХГТР - sв = 1000МПа, s0.2 = 800МПа, d = 11%, y = 45%.
Хромокремнемарганцевие сталі. Високим комплексом властивостей володіють хромокремнемарганцевие сталі (хромансіл). Стали 20ХГС, 25ХГС і 30ХГС мають високу міцність і гарну зварюваність. Стали хромансіл застосовують також у вигляді листів і труб для відповідальних зварних конструкцій (літакобудування). Стали хромансіл схильні до оборотної відпускної крихкості і зневуглецювання при нагріванні.
Сталь 30ХГС - sв = 1100МПа, s0.2 = 850МПа, d = 10%, y = 45%. Хромонікелеві стали мають високу прокаливаемостью, хорошою міцністю і в'язкістю. Вони застосовуються для виготовлення великих виробів складної конфігурації, що працюють при динамічних і вібраційних навантаженнях.
Сталь 40ХН - sв = 1000МПа, s0.2 = 800МПа, d = 11%, y = 45%.
Хромонікелемолібденовие сталі. Хромонікелеві сталі володіють схильністю до оборотної відпускної крихкістю, для усунення якої багато деталей невеликих розмірів з цих сталей охолоджують після високого відпустки в олії, а більші деталі в воді для усунення цього дефекту стали додатково легують молібденом (40ХН2МА) або вольфрамом.
Сталь 40ХН2МА - sв = 1100МПа, s0.2 = 950МПа, d = 12%, y = 50%.
Хромоникелемолибденованадиевые сталі володіють високою міцністю, пластичністю та в'язкістю і низьким порогом хладноломкости. Цьому сприяє високий вміст нікелю. Недоліками сталей є складність їх обробки різанням і більша схильність до утворення флокенов. Стали застосовують для виготовлення найбільш відповідальних деталей турбін і компресорних машин.
Сталь 38ХН3МФА - sв = 1200МПа, s0.2 = 1100МПа, d = 12%, y = 50%.
Ресорно-пружинні сталі загального призначення
Ресорно-пружинні сталі призначені для виготовлення пружин, пружних елементів і ресор різного призначення. Вони повинні володіти високим опором малим пластичних деформацій, межею витривалості і релаксаційної стійкістю при достатній пластичності і в'язкості.
Для пружин малого перетину застосовують вуглецеві сталі 65,70,75,85. Сталь 85 - s0.2 = 1100МПа, sв = 1150МПа, d = 8%, y = 30%.
Більш часто для виготовлення пружин і ресор використовують леговані сталі.
Стали 60С2ХФА і 65С2ВА, що мають високу прокаливаемость, міцність і стійкість релаксаційну застосовують для виготовлення великих високонавантажених пружин і ресор. Сталь 65С2ВА - s0.2 = 1700МПа, sв = 1900МПа, d = 5%, y = 20%. Коли пружні елементи працюють в умовах сильних динамічних навантажень, застосовують сталь з нікелем 60С2Н2А.
Для виготовлення автомобільних ресор широко застосовують сталь 50ХГА, яка за технічними властивостями перевершує крем'янисті сталі. Для клапанних пружин рекомендується сталь 50ХФА, не схильна до перегріву і зневуглецювання.
Шарикопідшипникові стали
Для виготовлення тіл кочення і підшипникових кілець невеликих перерізів зазвичай використовують високовуглецеву хромистую сталь ШХ15 (0.95-1.0% С і 1.3-1.65% Cr), а великих розтинів - хромомарганцевую сталь ШХ15СГ (0.95-1.05% С, 0.9-1.2% Cr, 0.4 -0.65% Si і 1.3-1.65% Mn), прожарюють на велику глибину. Стали мають високу твердість, зносостійкість і опором контактної втоми. До сталям пред'являються високі вимоги за змістом неметалічних включень, так як вони викликають передчасне втомне руйнування. Неприпустима також карбідна неоднорідність.
Для виготовлення деталей підшипників кочення, що працюють при високих динамічних навантаженнях, застосовують цементуємих стали 20Х2Н4А і 18ХГТ. Після газової цементації, високого відпустки, гарту і відпустки деталі підшипника зі сталі 20Х2Н4А мають на поверхні 58-62 HRC і в серцевині 35-45 HRC.
Зносостійкі стали
Для деталей, що працюють на знос в умовах абразивного тертя і високих тисків і ударів, застосовують високомарганцевую литу аустенітних сталь 110Г13Л, що містить 0.9-1.3% С і 11,5-14.5% Mn. Вона володіє наступними механічними властивостями: s0.2 = 250350МПа, sв = 8001000МПа, d = 3545%, y = 4050%.
Сталь 110Г13Л має високу зносостійкість тільки при ударних навантаженнях. При невеликих ударних навантаженнях разом з абразивним зношуванням або при чистому абразивному зношуванні мартенситне перетворення не протікає і зносостійкість сталі 110Г13Л невисока.
Для виготовлення лопатей гідротурбін і гідронасосів, суднових гребних гвинтів та інших деталей, що працюють в умовах зношування при кавітаційної ерозії, застосовують сталі з нестабільним аустенітом 30Х10Г10, 0Х14АГ12 і 0Х14Г12М, що зазнають при експлуатації часткове мартенситне перетворення.
Корозійно-стійкі та жаростійкі сталі і сплави
Жаростійкі сталі і сплави. Підвищення окаліностойкості досягається введенням в сталь головним чином хрому, а також алюмінію або кремнію, тобто Елементів, що знаходяться в твердому розчині і утворюють в процесі нагріву захисні плівки оксидів (Cr, Fe) 2O3, (Al, Fe) 2O3.
Для виготовлення різного роду високотемпературних установок, деталей печей і газових турбін застосовують жаростійкі ферритні (12Х17, 15Х25Т тощо) і аустенітні (20Х23Н13, 12Х25Н16Г7АР, 36Х18Н25С2 та ін) стали,
володіють жароміцністю. Сталь 12Х17 - sв = 520МПа, s0.2 = 350МПа, d = 30%, y = 75%.
Корозійно-стійкі стали стійкі до електрохімічної корозії.
Стали 12Х13 та 20Х13 застосовують для виготовлення деталей з підвищеною пластичністю, піддаються ударним навантаженням (клапанів гідравлічних пресів, предметів домашнього вжитку), а також виробів, що зазнають дію слабо агресивних середовищ (атмосферних опадів, водних розчинів солей органічних кислот).
Стали 30Х13 та 40Х13 використовують для карбюраторних голок, пружин, хірургічних інструментів і т.д.
Стали 15Х25Т і 15Х28 використовують частіше без термічної обробки для виготовлення зварних деталей, що працюють у більш агресивних середовищах і не піддаються дії ударних навантажень, при температурі експлуатації не нижче -20 ° С.
Підходжу до заключної частини уроку, в якій підводжу підсумки уроку. Виділяю основні моменти теми, наголошую на необхідності зучение даної теми. Видаю домашнє завдання. Підводжу підсумки уроку. Виставляю оцінки активним учням, для заохочення їх потреби самоосвіти.
III. Заключна частина: час 3 хв.
1. Підведення підсумків
Ще раз виділяю найбільш важливу інформацію з теми "Класифікація та основні властивості провідникових матеріалів."
2. Завдання додому: стор 94 відповісти на питання, Завдання № 3,4,6,8
3. Заключне слово викладача: Прощаюся з учнями.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Педагогіка | Курсова
111.2кб. | скачати


Схожі роботи:
Напівпровідникові нелінійні елементи напівпровідникові діоди
Напівпровідникові резистори
Напівпровідникові діоди
Напівпровідникові діоди 2
Напівпровідникові перетворювачі
Прилади напівпровідникові
Оптоелектроніка Напівпровідникові світловипромінюючі структури
Напівпровідникові пластини і їх параметри Підготовка розрізання напівпровідникового злитка на пластини
Матеріали
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru