|
O’zbekiston Respublikasi Oliy va O’rta Maxsus Ta’lim vazirligi
|
| bet | 1/8 | | Sana | 04.04.2017 | | Hajmi | 29,99 Kb. | | #2887 |
 
O’zbekiston Respublikasi Oliy va O’rta Maxsus Ta’lim vazirligi
Abu Rayhon Beruniy nomidagi
Toshkent Davlat Texnika Universiteti
“Elektronika va Avtomatika” fakulteti
“Mutaxassislikka kirish” fanidan
“Anorganik Dielektriklar” mavzusida
Bajardi:
Qabul qildi:
Reja
-
Anorganik dielektriklar haqida qisqacha ma’lumot………………………….Texnika (techne - mahorat, sanʼat) - moddiy boylik olish hamda odamlar va jamiyatning extiyojlarini qondirish maqsadida inson atrofdagi tabiatga taʼsir qilishiga imkon beradigan vositalar va koʻnikmalar majmui. Vazir (arab. - yuk koʻtaruvchi) - oʻrta asrlarda Yaqin va Oʻrta Sharq davlatlarida, shu jumladan Oʻrta Osiyo xonliklarida hukumat idorasi yoki kengashi (devon) boshligʻi. V. lar vaziri aʼzam rahbarligida davlatni idora etish vazifalari bilan shugʻullangan. V. Respublika (lot. respublica, res - ish va publicus - ijtimoiy, umumxalq) - davlat boshqaruvi shakli, unda bar cha davlat hokimiyati organlari saylab qoʻyiladi yoki umummilliy vakolatli muassasalar (parlamentlar) tomonidan shakllantiriladi, fuqarolar esa shaxsiy va siyosiy huquqlarga ega boʻladilar. 1÷1 bet
-
Shisha………………………………………………………………………………2÷3 betlar
-
Sopol materiallar………………………………………………………………...4÷7 betlar
-
Sitollar……………………………………………………………………………..8÷9 betlar
-
Slyuda va slyudali materiallar……………………………………………….…10÷10 bet
Anorganik dielektriklar
Anorganik dielektriklarga shisha, sitall, sopol, slyuda va slyudali materiallar kiradi. Bu materiallar issiqqa chidamlilik, eskirmaslik, turli xil nurlanishga bardoshlilik, kimyoviy chidamli, siqilishga bo’lgan mexanik mustahkamlik va metall bilan birikkanda zich birikma hosil qilish xususiyatlariga ega.
Anorganik materiallar oddiy usullarda ishlab chiqariladi.Kimyo, ximiya - moddalarning tuzilishi va oʻzgarishini oʻrganadigan fan. Kimyo boshqa fanlar qatori inson faoliyatining mahsuli sifatida vujudga kelib, tabiiy ehtiyojlarni qondirish, zaruriy mahsulotlar ishlab chiqarish, biridan ikkinchisini xrsil qilish va, nihoyat, turli hodisalar sirlarini bilish maqsadida roʻyobga chiqdi. Metallar (yun. metalleuo - qaziyman, yerdan qazib olaman) - oddiy sharoitda yuqori elektr oʻtkazuvchanligi, issiq oʻtkazuvchanligi, elektr oʻtkazuvchanligi, elektr magnit toʻlqinlarini yaxshi qaytarishi, plastikligi kabi oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlgan oddiy moddalar. M. Ishlab chiqarish, moddiy ishlab chiqarish - jamiyatning yashashi va taraqqiy etishi uchun zarur boʻlgan moddiy boyliklar (turli iqti-sodiy mahsulotlar)ni yaratish jarayo-ni; ishlab chiqarish omillarini isteʼ-mol va investitsiyalar uchun moʻljallangan tovarlar va xizmatlarga aylantirish. I.ch. Bu materiallarning kamchiliklari sifatida ularni mo’rtligini, cho’zilishidagi mustahkamligining pastligini va zichligi katta qiymat (2500-8000 kg/m3) ga ega anorganik materiallar o’zida turli xil metall (alyuminiy, titan, kalsiy, natriy va hokazo) oksidlarini jamlagan murakkab birikmani tashkil etadi. Ularning ion tuzilishli moddalar qatoriga kiradi. Normal haroratda anorganik materiallari elektr o’tkazuvchanligi ionli xarakterga ega bo’ladi.Natriy (arab, natrun, yun. nitron - tabiiy soda; lot. natrium), Na - Mendeleyev davriy sistemasining 1 guruhiga mansub kimyoviy element. Ishkr-riy metall. Tartib rakami 11, atom massasi 22,9898. Bitta tabiiy izotopi 23Na bor. Harorat (Temperatura) (lot. temperatura - kerakli aralashma, o'rtacha holat) - moddaning holatini issiq-sovuqligini tavsiflaydigan fizik kattalik. Bu asosan, ionli qo’shimchalarning mavjudligi bilan tushuntiriladi. Elektron o’tkazuvchanlik esa faqat yuqori kuchlanishda kuzatiladi. Anorganik dielektrik materiallar uchun tgδ10-410-2 oralig’ida bo’ladi. Bu dielektriklarda qutblanishni elektron, ion, elektron-relaksatsiya va spontan ko’rinishlari kuzatiladi. Dielektrik singdiruvchanlik qiymati esa uchdan bir necha o’n minggacha oraliqda bo’ladi.
Anorganik dielektriklarda elektr issiqlik, kimyoviy ionizatsiya teshilishlari kuzatiladi. Mazkur dielektrik materiallarning elektr mustahkamligi katta oraliqda (5-700 MV/m) o’zgaradi. Ularning issiqqa chidamliligi 400-1500C ni tashkil etadi. Ba’zi sopol materiallar signet va pezoelektrik xossalarga ega bo’ladi.
Anorganik materiallarning radiatsiya nurlanishiga bo’lgan chidamliligi organik materiallarga nisbatan ancha yuqoridir. Ana shu xususiyatlar anorganik materiallarni xalq xo’jaligining ko’p sohalarida qo’llash imkonini beradi.
Shisha
Shisha murakkab tuzilishli birikmalardan tashkil topgan bo’lib, uning tarkibiga turli metall oksidlari kiradi. Shisha tuzilishi jihatidan bir jinsli bo’lmagan amorf moddalar qatoriga kiradi. Boshqa anorganik materiallardan farqli o’laroq, shisha quyidagi xossalari bilan ajralib turadi: yupqa parda va tolalar olinishi; optik jihatdan tiniqligi; turli xil metallar bilan birikishi; yuzasining tekisligi; mo’rtligi; namga chidamliligi.
Shisha tarkibiga shisha hosil qiluvchi oksidlar (SiO2, B2O3, P2O5) hamda uning erish haroratini pasaytiradigan ishqorli oksidlar (Li2O, Na2O, K2O) ishqorli yer metallarining oksidlari (CaO, MgO, BaO va ZnO, Al2O3, BeO) shuningdek, shisha tarkibini o’zgartiradigan boshqa qo’shimchalar kiradi. Shisha hosil qiluvchi oksidlar silikatli (SiO2), alyuminsilikatli (Al2O3-SiO2), borsilikatli (B2O3-SiO2), titansilikatli (SiO2-TiO2), sirkonatsilikatli va alyumin-borsilikatli (SiO2-ZnO2,Al2O3-B2O3-SiO2) turlarga bo’linadi.
Texnik shisha quyidagi xillarga bo’linadi:
1. Tarkibida og’ir metall oksidi bo’lmagan ishqorli shisha,
2. Tarkibida bir qancha og’ir metall, oksidlari bo’lgan ishqorli shisha;.
3. Tarkibida ishqor bo’lmagan sof shisha (kvars)larga bo’linadi. Silikatli va borli sof shishalar tarkibida SiO4, B-O3 elementlari bo’ladi. Tarkibiga oksidlar kiritilgan shisha g’ovaklashadi. Bir valentli metall ionlari shishaning dielektrik xossalarining, issiqqa va namlikka chidamliligini keskin kamaytiradi.
Shishaning yumshash haroratlarining oralig’i katta bo’lganligi sababli, undan mahsulot tayyorlash jarayoni oddiy bo’ladi.Mahsulot - iqtisodiy faoliyatning ashyolar va xizmatlarda mujassam etilgan natijasi. Uning moddiy-buyum shakli moddiy M. koʻrinishiga ega. Maʼnaviyat sohasida gʻoya, ixtiro va kashfiyotlar, yangi texnologiyalar, i.t. Suyuq shisha harorati 800-900C atrofida bo’lganda undan turli xil mahsulotlar tayyorlanadi. Shisha mahsulotlari puflash, siqish, cho’zish va bosim bilan ishlov berish usuli yordamida tayyorlanadi. Tayyor shisha mahsuloti tezlik bilan sovitilsa, unda ichki mexanik kuchlanganlik yuzaga keladi. Shisha yemirilishining oldini olish maqsadida uni qayta qizdirib, ichki kuchlanganlik bartaraf etiladi.
Odatda shishaning bir qancha turiga pardoz berish mumkin bo’lib, ular kesilish xossasiga ham egadir. Shishadan aniq o’lchamli juda yupqa mahsulot ishlab chiqarish uchun uning tarkibiga mis, kumush, oltin, platina zarrachalari kiritiladi.Kumush (lot. Argentum - oq kukun), Ag - Mendeleyev davriy sistemasining I guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 47, atom massasi 107,87. Kumush 2 tabiiy barqaror izotop - IO7Ag (51,35%) va IO9Ag (48,65%) dan iborat. Bunda shishaning yorug’likka nisbatan sezuvchanlik xossasi ham oshadi. So’ngra, fotokimyoviy usul yordamida shishadan aniq o’lchamli mahsulot tayyorlanadi.
Nur ta’sir ettirib yoki termik ishlov berib, shisha tarkibida tekis kristallanish amalga oshiriladi. Buning natijasida shishaga kerakli xossalarni berish mumkin.
Shishaning solishtirma hajmiy qarshiligi 109-1018 Om∙m bo’lib, bunda ning yuqori qiymati kvarsga va quyi qiymati ishqorli shishaga taalluqlidir. Tarkibida ikki yoki uch xil ishqorli oksidlari bo’lgan shishaga ishlov berish (neytralizatsiyalash) orqali unda elektr o’tkazuvchanlik holati yuzaga keltiriladi. Agar ishqorli shisha tarkibiga ikki valentli metall (Ba, Pb) oksidlari kiritilsa, strukturasi mustahkamlanishi hisobiga qiymati ortadi; harorat ortishi natijasida ionlarning siljuvchanligi ortib, shishaning elektr o’tkazuvchanligi ko’tariladi. Odatda, shisha yuzasiga nam o’tirishi natijasida s qiymatidan anchagina (10 barobar) past bo’ladi. Shishada s qiymatni oshirish uchun, uning yuzasiga himoya qatlami (KO loki) yuritiladi yoki kimyoviy ta’sirga bardoshli shisha qo’llaniladi.
Sof shishalarda, asosan, elektron va ion qutblanish sodir bo’lishi sababli, unda r qiymati kichik (3,13,2) bo’ladi. Agar shishaga ishqorli og’ir metall oksidlari kiritilsa, unda ion-relaksatsiya qutblanishi kuzatilib, materialning qiymati 20gacha ortadi.
O’zgaruvchan elektr maydonida va past chastotalarda shishadagi dielektrik isroflar o’tkazuvchanlik hisobiga sodir bo’lsa, yuqori chastotalarda bu hodisa ion-relaksatsiya qutblanish hisobiga sodir bo’ladi. Tarkibida metall ionlari bo’lgan shishada tg qiymati yuqori bo’ladi.
Sof shisha, ishqorsiz yoki tarkibida og’ir metall oksidlari bo’lgan ishqorli shishalar yaxshi dielektrik hisoblanadi. Shisha harorati oshirilganda, kuchsiz bog’langan ionlarning soni ko’payishi hisobiga dielektrikning elektr o’tkazuvchanligi ortadi. Ion-relaksatsiya qutblanishi natijasida shishada tg qiymati yuksala boradi. Yuqori chastota va harorat oraliqlarida shishada tg qiymati o’zgarishsiz bo’ladi.
Yuqori kuchlanishlarda shishada elektr va issiqlikdan teshilish hodisasi sodir bo’ladi. Bir jinsli maydonda, yupqa (50-100 mkm) shishada elektr teshilishi ET=100-600 MV/m, qalin shishada esa, issiqlik teshilishi ET=15-30 MV/m sodir bo’ladi.
Shishaning solishtirma og’irligi 2000-8100 kg/m3, cho’zilishdagi mexanik mustahkamligi 100-300 MPa, shishaning yumshash harorati 400-1600C oralig’ida bo’ladi. Texnik shishaning dielektrik xossalari: r=3,816,2; tgδ=0,0020,01; =106-1015 Om∙m; ET=500 MV/m ga teng bo’ladi.
Shisha elektr texnikada keng qo’llaniladi. Undan, asosan, yuqori kuchlanishli izolyatorlar, turli izolyatsiya mahsulotlari, shuningdek, egiluvchan, o’ta ingichka (4-16 mkm) uzun tolalar tayyorlanadi. Tola olish uchun shisha siniqlari maxsus teshik-filerlarda eritiladi, so’ngra uni oqizib, o’rab olinadi yoki kerakli uzunlikda kesiladi. Bir nechta shisha tolalarni o’zaro birlashtirib, shisha ipi olinadi. Ulardan tasma, turli matolar ishlab chiqariladi. Shisha tolalarining organik tolalardan ustunligi ularning yuqori haroratga bardoshliligi, yuqori mexanik mustahkamlik va dielektrik xossalarga egaligi va kam miqdorda nam singdiruvchanligidadir. Shisha tolasidan yasalgan qalamchalarning cho’zilishga bo’lgan mustahkamligi po’latning mustahkamligidan qolishmaydi.
Kvarsli shisha kondensatorlarda, induksion g’altaklarda, vakuumli asboblar va hokazolarda qo’llaniladi. Kam ishqorli va ishqorsiz shishalardan yuqori kuchlanishli va yuqori chastotali asboblarning kondensatorlarida, impulsli generatorlarda keng foydalaniladi.
Ayrim turdagi shishalar lampalar tayyorlashda ishlatiladi. Tola va to’qima tayyorlashda ishqorsiz shisha qo’llaniladi. Shisha tola va to’qimalardan mexanik mustahkamlikka ega shisha plastlari tayyorlanadi. Ular issiqqa chidamli kabel izolyatsiyalarida qo’llaniladi. Shisha to’qimalarining tarkibida havo bo’shliqlari bo’lgani sababli, ularning dielektrik xossalari shisha tolasinikiga nisbatan yuqoridir. Masalan, shisha tolasida tgδ=4,5∙10-3; r=9,2 bo’lsa, shisha to’qimada tgδ=1∙10-3; r=1,8-2,0 bo’ladi. Shisha to’qimalar issiqlik va nurlari radiatsiyasi ta’siridan himoya qiluvchi vosita sifatida ham qo’llaniladi. Plyonka shisha qalinlikda ishlab chiqariladi. Agar plyonkaning qalinligi kamaytirilsa, uning egiluvchanligi va ET, qiymati ortadi. Bunday plyonkalarning elektr mustahkamligi ET=70-600 MV/m ni tashkil etadi. Plyonka shisha elektr mashinasining izolyatsiyasida, kondensator, mustahkam shisha qatlamlari tayyorlashda qo’llaniladi.
Ko’piksimon shisha yengil, mexanik mustahkam, yaxshi dielektrik xossali, issiqqa chidamli material bo’lgani uchun u radio qurilmalari va issiqlik izolyatsiyalarida ishlatiladi.
Sopol materiallar
Sopol - toshsimon anorganik material bo’lib, anorganik plastmassa yoki uning kukuniga yuqori haroratda ishlov berish orqali olinadi.Plastik materiallar yoki plastmassalar - sintetik yoki tabiiy yuqori molekulali birikmalar asosidagi organik materiallardir. Ular isitish va bosim natijasida oʻz shaklini oʻzgartirish va sovutilgandan keyin berilgan shaklni saqlab qolish qobiliyatiga ega. Sopol materiallarda, asosan, kristall, shishasimon va gaz fazalari bo’ladi.
Kristall faza sopolning asosiy xossalari (r, TK, tgδ, ET, ,σ va hokazolar) ni aniqlaydi. Bu faza, asosan, kislorodli birikma va ularning qattiq qotishmalari (SiO2, TiO2, ZrO2 va hokazo) yoki kislorodsiz birikma (Nb, N, Si, NAl) lardan iboratdir.
Qo’llanilishi bo’yicha sopol quyidagi turlarga bo’linadi:
1.O’rnatiluvchi buyumlarda ishlatiladigan sopollar;
2.Kondensatorda ishlatiladigan sopollar;
3.Signet sopoli; pyezosopollar.
O’rnatiluvchi buyumlarda qo’llaniladigan, rning kichik qiymatlariga ega materiallar: BaO-Al2O3-SiO2; MgO-Al2O3-SiO2; CaO-Al2O3-SiO2; ZrO-Al2O3-SiO2.
Kondensatorlarda qo’llaniladigan r ning yuqori qiymatlariga ega sopol materiallar: ZrO2-TiO2; CaZrO3-CaTiO3; MgTiO4-CaTiO3; CaSnO3-CaZnO3-CaTiO3.
Pyezoelektrik va segnetoelektriklar uchun qollaniladigan materiallar: BaTiO3-SrTiO3-CaTiO3; BaTiO3-BaZrO3, MaTiO3-BaSnO3; SrTiO3-Bi2 O3∙3TiO2.
Sopolning shishasimon fazasi - kristall fazalarni o’zaro boglaydigan qatlamdir. U sopolning pishishiga imkon yaratishi bilan birga, materialning mexanik mustahkamligini ham oshiradi. Shishasimon fazaning miqdori materialning texnologik xususiyatlari (pishirish harorati, plastiklik) bilan aniqlanadi. Bu faza miqdorining oshirilishi materialning mexanik mustahkamligini ko’taradi. Shishasimon faza miqdorining kamayishi, materialning dielektrik, issiqlik va mexanik xossalarini yomonlashtiradi. Oddiy sopollarda shishasimon faza 1-10%, elektr chinnisida esa 40-65% bo’ladi.
Gazsimon faza turli sopollarda mavjud bo’lib, u sopol massani tayyorlahsda, qoliplashda, pishirish paytida (uchuvchan moddaning chiqib ketishi natijasida) va sopol zichlanishida vujudga keladi. Ushbu faza ochiq (sirtda) va yopiq (ichki qismda) turlarga bo’linadi. Yopiq turdagi gazsimon faza sopolning elektrik va mexanik xossalarini pasaytiradi hamda yuqori elektr maydon kuchlanganligida bo’shliqlarda ionlashish sodir bo’lishi hisobiga dielektrik isroflarni oshiradi.Maydon - ochiq, meʼmoriy jihatdan tartibga keltirilgan, atrofi bino, inshootlar yoki daraxtlar bilan toʻsilgan keng satq. Toʻrtburchakli, temperaturapetsiyasimon. doirasimon, tuxumsimon (oval) va boshqa shakllarda yopiq yoki ochiq holda boʻladi. Ochiq bo’shliqlar sopolning barcha xossalarini yomonlashtiradi. Tarkibidagi shishasimon faza miqdoriga qarab sopolni shishasimon (shisha miqdori 50% dan ortiq) va kristalli (kristall miqdori 50% dan ortiq) turlarga bo’lish mumkin. Shisha hosil qiladigan birikma sifatida dala shpati pigmentlarini ko’rsatish mumkin.
Kristalli sopol tarkibiga radio sopolining asosiy turlari (alyuminiy oksid, steatit, titanit, niobiy va hokazolar) kiradi. Ularning kristall hosil qiladigan birikmalariga talk, titan va sirkoniy qo’sh oksidlari, bariy va magniy oksidlari kiradi.Magniy (Magnesium), Mg - Mendeleyev davriy sistemasining II guruhiga mansub kimyoviy element; ishkoriy - yer metallarga kiradi. Tartib rakami 12, atom massasi 24,305. Tabiiy Magniy 3 ta barqaror izotopdan iborat. Radio sopoliga plastik qo’shimcha sifatida tuproq qo’shiladi. U shishasimon faza hosil qilishi bilan birga mahsulot ishlab chiqarishni yengillashtiradi.
Sopol ishlab chiqarish jarayoni ishlatiladigan birikmalarning tarkibiga, shishasimon fazaning miqdori, materialga qo’yiladigan talablarga bog’liqdir. Tarkibida tuproq bo’lgan sopol plastik bo’ladi. Kristall va tarkibida tuproq bo’lmagan sopol esa noplastik bo’ladi. Plastik sopol ishlab chiqarish jarayoni xomashyoni tayyorlash (maydalash, o’lchash, birikmalarni aralashtirish, quritish), mahsulotni qoliplash va pishirishdan iborat.
Plastik bo’lmagan sopol xossalarini barqarorlashtirish va cho’kishini kamaytirish maqsadida uni pishirish ikki bosqichda (dastlabki va oxirgi holatlarida) o’tkaziladi. Shu sababli, sopol ishlab chiqarish quyidagi ketma-ketlikda bajariladi:
1. xomashyoni tayyorlash jarayoni (o’lchash, maydalash, birikmalarni aralashtirish, ulardan briket tayyorlash).
2. briketlarni dastlabki pishipish.
3. briketlarni maydalash, unga plastifikator (parafin, yelim) qo’shish.
4. detallarni qoliplash.
5. So’nggi bosqichdagi pishirish.
Eng muhim bosqichlarga dastlabki va oxirgi bosqichdagi pishirish ishlari kiradi. Dastlabki pishirishda asosiy jarayonlar sodir bo’ladi va mahsulot hajmi o’zgaradi (kichrayadi). Bu esa, oxirgi bosqichdagi pishirishda mahsulotni aniq o’lcham va kerakli shaklda olish imkonini yaratadi. Ishlov berish jarayonida ma’lum kristall panjaralarda kimyoviy birikish sodir bo’ladi va bunda materialning hajmi kichrayadi. Mahsulot bo’sh va vaqtincha bog’langan zarrachalardan shakllanadi va ancha g’ovaklikka (30-50%) ega bo’ladi. Oxirgi bosqichdagi pishirishda sopolga yuqori haroratda ishlov berilib, u zichlashadi va mexanik mustahkamligi birmuncha ortadi.
Pishirish tezligi zarrachalar diametriga teskari proporsionaldir. Shu sababli, pishirishni tezlatish maqsadida sopol juda mayin (zarra diametri 1-3 mkm) qilib tayyorlanishi kerak. Sopolni pishirish murakkab jarayon bo’lib, bunda bo’shliqlar tortilishi bilan birgalikda pishishni sekinlatadigan sabablar (bo’shliqda hosil bo’ladigan gazlar) ham kelib chiqadi.Gaz - 1) uzunlik va masofani oʻlchash uchun moʻljallangan qad. oʻlchov birligi; arshin. Oʻrta Osiyo, shu jumladan Oʻzbekistonning baʼzi joylarida zar deb ham yuritilgan. Qiymati 0,71 m deb qabul qilingan.
Suyuq fazadagi pishirilish tarkibiga tuproq qo’shilgan sopollarga taalluqlidir. Suyuq fazadagi pishirilish ikki holatda, ya’ni qattiq va suyuq fazalarning o’zaro ta’sirisiz hamda mazkur fazalarning o’zaro ta’siri ostida kechadi. Birinchi holda yuqori haroratli ishlov jarayonida kristallarni biriktiruvchi suyuq fazada qovushqoq va plastik oqim hosil bo’ladi va sopol zichlashadi. Fazalar chegarasidagi sirt taranglik kuchi qancha yuqori bo’lsa, zichlashish shiddati shuncha tezlashadi. Bunda zarra o’lchamlari kichikroq va shishasimon faza qovushqoqligi pastroq bo’lishi katta ahamiyatga egadir.
Ikkinchi holda sopolni pishirish jarayoni qattiq fazaning nisbatan suyuqroq faza bilan o’zaro ta’sirlashishi natijasida yuzaga keladi. Bunda birinchi bosqichda suyuq faza hosil bo’ladi, tortishish kuchi ta’sirida zarralar o’zaro yaqinlashib, butun birikma zichlashadi. Harorat oshira borilsa, qattiq, fazaning mayda zarrachali qismida erish jarayoni sodir bo’ladi. Eritma to’yinishi natijasida unda kristallanish ro’y beradi. Cho’kuvchan kristallar kattaroq o’lchamga ega bo’ladi, ya’ni suyuq faza orqali o’tkristallanish yoki rekristallanish jarayoni sodir bo’ladi. Eritmaning tarkibi o’zida eruvchan qattiq faza bilan to’yina boradi.
Har bir turdagi sopol material uchun ma’lum pishirish harorati xos bo’lib, bundan past haroratda sopolda ochiq bo’shliqlar hosil bo’ladi. Agar harorat optimal qiymatdan yuqori bo’lsa, rekrisrallanish jarayonida sopolda mayda yoriqchalar va yirik bo’shliqlar yuzaga keladi. Bunday bo’shliqlar sopolning elektrik va mexanik xossalariga salbiy ta’sir ko’rsatadi. Pishirish haroratining qiymati massa tayyorlashda xomashyoning maydalanish darajasiga ham bog’liqdir. Maydalash mayin bo’lganda mahsulotning mexanik mustahkamligini oshirish uchun pishirish pastroq haroratda o’tkazilishi kerak. Sopolni pishirishda harorat ma’lum tezlikda oshirib boriladi. So’ngra mahsulot pishirish haroratida ma’lum muddat ushlab turiladi, keyin esa bir maromda sovitiladi. Sovitish tezligi ham sopol xossalarga kuchli ta’sir etadi. Chunki keskin sovitishda kristall zarrachalar chegarasida va shishasimon qatlamlarda darzlar paydo bo’lish ehtimoli ortadi. To’plash tufayli sopolda siqilish deformatsyasi sodir bo’lib, uning mexanik mustahkamligi 2-3 marta ortadi.
Loysimon plastik massa uqalangan sopol talqonning namlash usuli bilan olinadi. Massa qolipga quyiladi, so’ngra uning tarkibidagi namlikning ma’lum qismini quritish orqali chiqarib yuboriladi va mahsulotga mexanik ishlov beriladi.Kristall ko’rinishga ega, plastik bo’lmagan sopol massasining plastikligini oshirish uchun uning tarkibiga organik qo’shilmalar (yelim, parafin, stearin, qatron) kiritiladi va ular pishirish jarayonining o’zidayoq kuyib ketadi. Plastiklashtirilgan va qotirilgan mahsulotlar pishirilishining oxirgi bosqichi unga mexanik ishlov (yo’nish) berilgandan so’ng amalga oshiriladi.
Ko’pgina sopol turlarining elektr o’tkazuvchanligi ionli xarakterga, tarkibida titan bo’lganlarining elektr o’tkazuvchanligi esa elektron xarakterga egadir. Sopolning solishtirma hajmiy qarshiligi (10111018 Om∙m) haroratga, materialning namligi hamda uning tarkibidagi gaz bo’shliqlariga bog’liq bo’ladi. Ularning miqdori qancha katta bo’lsa, izolyator qarshiligi shuncha past bo’ladi.
Sopollarda r qiymati keng miqyosda 3-4 dan bir necha o’n minggacha o’zgaradi. Ko’pgina sopollarda r qiymati chastota ortishi bilan kamayadi. Kondensatorlar uchun ishlatiladigan sopollar chiziqli va chiziqli bo’lmagan (segnetoelektrik) qutblanishga ega.
O’zgaruvchan elektr maydonida sopoldagi energiya isrofi ichki tok o’tkazuvchanlik va qutblanish elektron-relaksatsiya, ion-relaksatsiya, spontan hisobiga sodir bo’ladi. Sopol materiallarining tgδ qiymati 10-4-10-2 ni tashkil etadi. Sopolning elektr kuchlanishi ta’sirida teshilish issiqlik, kimyoviy va ionlashish turlariga bo’linadi. Sopolning elekrt mustahkamligi 20-25 MV/m. sopolning zichligi (2300-4000 kg/m3) uning mexanik mustahkamligiga, pishirish harorati va kristall faza turiga qarab kuchli ravishda o’zgaradi. Uning chiziqli kengayishi koeffitsienti (4-7)10-6 grad-1 oraliqda bo’ladi. O’rnatiluvchi buyumlarda ishlatiladigan sopol materialida r=610 bo’lib, mexanik mustahkamlik σsiq40-200 MPa ni tashkil etadi. Undan, asosan, induktiv g’altak qobig’i, o’zgaruvchan sig’imli havo kondensatorining o’zagi, lampa platalari, bosma sxema asosi, qarshiliklar va hokazolarni tayyorlashda foydalaniladi. Mazkur turdagi sopol zich va g’ovaksimon bo’ladi. Bu sopol yaxshi dielektrik va mexanik xossalarga ega bo’lishi kerak. O’rnatiluvchi buyumlarda ishlatiluvchi o’rnatiluvchi sopollar tarkibi jihatidan BaO-Al2O3-SiO2, MgO-Al2O3-Si kabi tizimlardan iboratdir. Alyuminiysilikat sopoli BaO-Al2O3-SiO2 tizimasining kristall asosi sifatida korund (Al2O3) va mullit 3Al2O3∙2SiO2 olinadi. Sopol tarkibida Al2O3 qancha ko’p bo’lsa uning mexanik mustahkamligi va issiqqa chidamliligi, dielektrik xossalari shuncha yuqori bo’ladi. Alyuminoksid mayda donador (2-3 mkm) strukturali plastik bo’lmagan abraziv materialdir. U lampalarning izolyatsiya qismida, bosma sxema asoslarida, aviasvecha va hokazolarda qo’llaniladi.
Ultrachinnining dielektrik, issiqlik va mexanik xossalari yuqoridir. Ultrachinni tarkibida Al2O3 (35-80%) miqdori qancha ko’p bo’lsa, u xossalari jihatidan alyuminoksid sopoliga yaqinlasha boradi. Ultrachinnining pishirilish harorati 1350-1400C.
Radiochinni tarkibidagi materialning yuqori darajada plastik bo’lishini ta’minlaydi, Al2 O3 va tuproq miqdori materialning yuqori darajada plastik bo’lishini ta’minlaydi. Uning pishirilish harorati 1280-1320C, radiochinnidan turli xil detallar tayyorlanadi.
Kordierit –dielektrik isrofi yuqori va chiziqli kengayish koeffitsienti kichik (1-2) 106 grad-1 hamda razryadi ta’siriga chidamli material bo’lib, undan issiqda bardoshli mahsulotlar, razryad singdiruvchi asboblar va hokazolar tayyorlashda foydalaniladi.
Kondensator sopoli uchun r yuqori qiymatiga ega bo’lishi kerakligi sababli, uning kristali asosida rutil, titanat, sirkonat, ishqorli metall stannatlari qo’llaniladi.
Yuqori chastotali kondensator sopoli vazifasiga ko’ra quyidagi turlarga bo’linadi: 1)o’zgaruvchan sig’imli kondensator sopoli(r=150-230; TK=(3300-1400)∙10-6 grad1;
2)termokompensatorli kondensator sopoli (r=35-95; TK=(750150)∙10-6).
3) termostabil kondensator sopoli (r=12-48; TK=(-75-33)∙10-6 grad-1.
Kondensatorning vazifasiga qarab uning konstruksiyasi turlicha bo’lishi mumkin. Ular gazsimon, dielektrikli (havoli, gaz to’latilgan, vakuumli), qattiq anorganik dielektr materialli (slyudali, shishali, sopolli, shisha emalli, shisha sopolli), qattiq organik dielektrik materialli (qog’oz, lavsan, polistirol, polipropilen, (ftorplast-pardali va hokazo) va oksid izolyatsiyali (alyuminiy yoki tantal oksidli metalloksidli) turlarga bo’linadi.
Elektrodlar turiga ko’ra kondensatorlar metallashtirilgan dielektrik va varaqsimon elektrod turlariga bo’linadi.
Kondensator markalari harf va raqamlar bilan belgilanadi. Birinchi harf K-o’zgarmas sig’imli, KT-sozlanadigan; KP-o’zgaruvchan, KN-nochiziqli kondensatorlarni bildiradi. Keyingi ikki raqam dielektrik turini: 10-past kuchlanishli sopol; 15-yuqori kuchlanishli sopol; 21-shishasimon sopolni anglatadi. Undan keyingi harflar kondensatorning qo’llanilish sohasini ifodalaydi: P-o’zgaruvchan va o’zgarmas tok zanjirida; Ch-o’zgaruvchan tok zanjirida; I-impulsli sharoitida; U-o’zgaruvchan, o’zgarmas tok zanjirlarida va impulsli sharoitda.
Sitollar
Sitallar kristall strukturali anorganik material bo’lib, maxsus tarkibli shishani kristallash orqali olinadi (“sitall” so’zi “silikat” va kristall so’zlarining qisqartmasidan iborat. Sitallning kristall fazasi tayyorlanish sharoitiga qarab 90-95% ni tashkil etadi. Bunda kristall o’lchamlari 1-2 mkm dan ortmaydi.
Kristall fazali sopoldan farqli o’laroq, sitall shisha qotishmalaridan hosil bo’ladi va mayda donador (kristall o’lchami 1 mkm, sopolnikida esa 20-25 mkm) tarkibga ega bo’lib, material hajmida havo bo’shliqlari bo’lmaydi. Sitalldan mahsulot ishlab chiqarish usullari xuddi shishaniki kabi bo’ladi. Sitall olish uchun arzon bo’lgan tog’ jinslari, shlak kabi xomashyolar talab etiladi. Quyidagi tarkibli sitallar eng ko’p tarqalgan:
litiy-alyumosilikatli (Li2O-Al2O3-Si O2);
magniy-alyumosilikatli (MgO-Al2 O3-SiO2);
litiy-ruh-silikatli (Li2O-ZnO-SiO2);
litiy-magniy-silikatli (Li2O-MgO-SiO2) va boshqalar.
Sitall tayyorlash uchun, ko’pincha, ikki ko’rinishdagi katalizatorlar-ishqorlar va ishqoriy-yer metallarning sulfidlari, ftoridlari, yorug’likka sezgir metallardan (mis, kumush, platina, oltin) foydalaniladi. 800-900C da katalizatorli shisha eritmasidan detallar tayyorlanadi va ma’lum haroratgacha keskin sovitiladi. So’ngra detallar yumshash harorati (500-540C) gacha qizdiriladi. Bu jarayon shishaning kristallangan markazlarini diffuziya hisobiga kolloid o’lchamlarigacha yiriklashtiradi va shishaning asosiy qismida kristallanish boshlanadi. Qattiq kristall panjara hosil bo’lgandan so’ng issiqlikni asta-sekin oshirish orqali shishada to’liq kristallanish (800-1000C da) amalga oshiriladi. Bunda detallarning deformatsiyalanishiga yo’l qo’yilmaydi. So’ngra ular xona harorati (20C) gacha sovitiladi. Agar shisha tarkibida mis, kumush, oltin, platina elemenlari katalizator sifatida qo’llanilsa, eritmani keskin sovitish mobaynida bu metallar bir tekis tarqalgan ion va atomlar holatida bo’ladi. Keltirilgan metall zarralari hajm bo’yicha tekis tarqalishini osonlashtirish maqsadida, ularga ishlatishdan avval UB yoki rentgen nurlarida ishlov beriladi. Suyuq shishadan detallar tayyorlanib, ularga issiqlik ta’sirida ishlov beriladi. Yuqorida keltirilgan usulda tayyorlangan sitallar fotositallar deyiladi.
Yuqori harorat va chastotalarda sitallning tg qiymati kichik bo’lib, undan elektr izolyatorlari tayyorlanadi. Dielekrtik xossalari jihatidan sitallar yaxshi sopol materiallariga yaqin turadi. Sitallning elektr o/tkazuvchanligi material kristall asosining turiga bog’liq bo’ladi. Kristallanish darajasi yuqori bo’lgan sitallarning elektr o’tkazuvchanligi past bo’ladi. Bu, asosan, kristallanish mobaynida ionlar siljishining pasayishi bilan tushuntiriladi. 20-400C oralig’ida sitallning solishtirma hajmiy qarshiligi shishaning hajmiy qarshiligidan 102-104marotaba yuqori bo’ladi. Sitall tarkibiga ikki valentli metall oksidlari (Ca, BaO va hokazo) kiritilsa, tg qiymati 2-2,5 marta ortadi, tg qiymati esa 2 marta kamayadi. Sitallning dielektrik singdiruvchanligi 5-10 ga teng. Agar sitall tarkibida segnetoelektrik faza (titanat, niobiy) mavjud bo’lsa, r qiymati 2000 gacha ko’tariladi.
Sitallning tg qiymati chastota o’zgarishiga deyarli bog’liq emas. O’zgaruvchan elektr maydoni ta’sirida bo’lgan sitalldagi energiya isroflari elektr o’tkazuvchanlik va ion-relaksatsiya qutblanishi hisobiga sodir bo’ladi. Dielektrik isroflar materialning shishasimon fazasida sodir bo’lgani sababli, uning tarkibidagi ishqorli metall ionlarining miqdori kamaytirilishi kerak. Sitallda energiya isrofi shishaga nisbatan kamroq bo’ladi. Sitall tg qiymatining chastotaga nisbatan o’zgarishi ion-relaksatsiya qutblanishi hisobiga sodir bo’ladi. Harorat ko’tarilishi bilan sitallning tg qiymati, elektr o’tkazuvchanlik ko’payishi hisobiga ortadi. Sitall tuzilish jihatidan zich material bo’lib, uning tarkibida havo bo’shliqlari yo’q. Uning elektr mustahkamligi shisha va chinnilarning elektr mustahkamligidan yuqoridir.
Sitallning solishtirma og’irligi 2420-5700 kg/m3 oralig’ida bo’ladi. Sitallning tarkibi mayda zarrachalardan iborat bo’lgani uchun u yuqori darajali gaz o’tkazmaslik va mexanik mustahkamlikka ega bo’ladi. Sitall yuzasi tekis bo’lib, oson tozalanish xususiyatiga ega, uning yuzasini sirlash shart emas. Bu material metall bilan yaxshi birikadi. Yaxshi kristallangan, sitallning tashqi ko’rinishi tiniq bo’lmaydi. Tiniq va yarim tiniq sitall kristallarining o’lchami kichik bo’ladi yoki kristallanish darajasi to’liq bo’lmaydi. Bu materialning kristallanish jarayonida hajmiy kichrayishi kichik (3% gacha) bo’lganligi sababli, undan aniq o’lchamga ega mahsulot olish mumkin.
Sitallning ishqalanishga chidamliligi yuqori bo’lganligi uchun undan tayyorlangan mahsulot yuzasi yemirilishga bardoshli bo’ladi. Mexanik mustahkamligi jihatidan sitall shishadan ustun turadi. Sitallning chiziqli kengayishi koeffitsienti -0,710-6 dan -30-10-6 (grad)-1 gacha oraliqda bo’ladi. Bu esa turli xil metall bilan sitallni yaxshi biriktirishga keng imkoniyat yaratadi.
Sitallarning metall bilan yaxshi birikishi, dielektrik xossalari va issiqqa chidamliligining yuqoriligi, ularning mikromodulli bosma sxemalar asosida qo’llash imkonini beradi. Alangaga chidamliligi, yaxshi mexanik xossalari, yuqori darajali radioshaffofligi tufayli sitallni aylanadigan antenna o’tkazgichlarda ishlatish mumkin. Vakuumli elektron asboblarda sitalldan metall bilan zich birikuvchi material sifatida foydalaniladi. Sitall yuqori harorat vakuum sharoitida ishlaydigan asbob qobiqlarida, reaktorlar va boshqaruv o’zaklarida ham ishlatiladi. r qiymati yuqori bo’lgan sitallardan kichik hajmli kondensatorlar tayyorlanadi.
Slyuda va slyudali materiallar
Slyuda tabiiy va sintetik turlarga bo’linadi. Tabiiy slyuda kristall strukturali, qatlamli tuzilishga ega mineraldir. Slyuda juda yaxshi dielektrik xossalarga, egiluvchanlikka va mexanik mustahkamlikka ega kimyoviy chidamli hamda issiqbardosh mineraldir. Kimyoviy tarkibi bo’yicha slyudaning turli xillari suvli alyuminiy silikati va ishqorli metall birikmalaridan iborat anizatrop materialdir.Alyuminiy (Aluminium), A1 -Mendeleyev davriy sistemasining III guruhiga mansub kimyoviy element. Tartib raqami 13, atom massasi 26,9815; Aluminiy lot. alumen (achchiqgosh) so‘zidan kelib chiqqan. Tabi-atda bitta barqaror izotop holida (AG‘ 100%) uchraydi, bir necha sun’iy radio-aktiv izotoplari bor, ular orasida eng ahamiyatlisi A12’ (yarim yemirilish dav-ri 7,4-105 y.). Slyuda kristallarida kislorod va kremniy hamda elementar qatlamlarni tashkil etuvchi alyuminiy va magniy ionlari o’zaro mustahkam bog’langandir. Shu sababli, slyuda elektr maydon kuch chiziqlari yo’nalishida yuqori dielektrik xossalarga ega. U yupqa qatlamli, o’ta egiluvchan, yonmaydigan mineraldir. Texnikada tabiiy slyudaning ikki turi: muskovit va flogopitdan foydalaniladi.
Slyuda tabiatda juda kam ychraydigan qimmatbaho materialdir. Uning qatlam bo’yicha elektr izolyatsiya xossalari juda past, solishtirma hajmiy qarshiligi 106108 Omm qiymati muskovitda 1116, flogopitda 2346 atrofda bo’ladi. Slyudaning elektr o’tkazuvchanligiga namlik va harorat kuchli ta’sir etadi. Slyuda qayta ishlanib, undan mikanit, mikanitli tasma va mikafoliy ishlab chiqariladi. Ularni tayyorlash uchun qalinligi 545 mkm li slyuda ishlatilib, ularning yuzasi 46 sm2 dan 5065 sm2 gacha o’zgartiriladi. Slyudaning erish harorati 11451400C atrofida bo’lib, mazkur mineralning suvsizlanishi: muskavitda 200600C, flogopitda esa 800900C da ro’y beradi.
Slyudaning qutblanishi, asosan, ionli bo’ladi. Issiqlik o’tkazuvchanlik koeffitsienti muskovitda 0,44 Vt/mK, flogopitda 0,51 Vt/mK.
Mikanit-varaqsimon slyudali material bo’lib, u o’z navbatida argonik (gliftal) lok yoki anorganik bog’lovchi modda (eruvchan shisha) yordamida tayyorlanadi. Mikanit asosan kollektorli (elektr mashina kollektrlarida), quyma (elektr mashina kollektor konusida), egiluvchan (elektr mashina izolyatsiyasida) va qistirmali turlariga bo’linadi.
|
| |
