Giáo trình Vật liệu điện

Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Mục lục Mục lục .1 Chương VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 1.4 Hợp kim có điện dẫn suất thấp (Điện trở cao) .11 1.5 Các kim loại khác .12 1.5.1 Won fram .12 1.5.2 Mơ líp đen 13 1.5.3 Niken 13 1.5.4 Chì 14 1.5.5 Thiếc .14 1.5.6 Kẽm 15 1.5.7 Bạch kim (Platin - Pt) 15 1.5.8 Thuỷ ngân 15 1.6 Ứng dụng hợp kim kỹ thuật điện 16 1.6.1 Hợp kim dùng làm điện trở 16 1.6.2 Hợp kim dùng làm tiếp điểm điện .18 1.7 Dây dẫn, dây cáp 22 1.7.1 Cơ sở phân loại cáp .23 2.5.3 Cách điện khí cụ điện .50 Chương 60 VẬT LIỆU SẮT TỪ .60 3.1 Khái quát 60 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Chương VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 1.1 Khái niệm, phân loại đặc tính vật liệu dẫn điện a Khái niệm vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện vật chất mà trạng thái bình thường có điện tích tự (ngay điều kiện thường ) Khi đặt chúng điện trường điện tích tự chuyển động theo hướng định điện trường tạo thành dòng điện lúc ta nói vật liệu có tính dẫn điện KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Vật liệu tồn thể rắn, lỏng số điều kiện phù hợp chất khí Ở dạng chất rắn, vật dẫn điện có kim loại hợp kim chúng, số trường hợp chất kim loại; chất lỏng dẫn điện kim loại trạng thái chảy lỏng chất điện phân Khí trở nên dẫn điện cường độ điện trường lớn, chúng tạo nên ion hóa va chạm hay ion hóa quang b Phân loại Nhóm 1: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử hay vật dẫn loại (vật dẫn kim loại) Phần lớn thuộc kim loại, hợp kim, số phi kim loại, thường tồn thể rắn,trường hợp đặc biệt thể lỏng thủy ngân - Đặc trưng nhóm vật liệu dẫn điện là: Mọi hoạt động điện tích khơng làm thay đổi thực thể tạo nên vật dẫn - Có hai loại vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử Loại 1: Có điện trở suất nhỏ gồm vật liệu đồng, nhôm, vàng, bạc Khi sử dụng thường hợp kim Ứng dụng: Dùng làm dây dẫn, dây điện từ máy điện, khí cụ điện số dụng cụ đo lường Loại 2: Có điện trở suất cao ví dụ như: Hợp kim Manganin, Constantan Ứng dụng: Dùng làm biến trở, điện trở mẫu, dùng loại bóng đèn Nhóm 2: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn ion hay vật dẫn loại (vật dẫn điện phân) Phần lớn chúng tồn dạng dung dịch axit, kiềm, muối… Đặc trưng nhóm là: Khi dòng điện chạy qua vật dẫn làm thay đổi biến đổi hóa học c Đặc tính vật liệu dẫn điện • Điện trở (R) KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Khái niệm: Là quan hệ hiệu điện không đổi đặt hai đầu dây dẫn cường độ dòng điện chiều tạo nên dây dẫn Hoặc quan hệ điện áp không đổi hai đầu vật dẫn cường độ dòng điện chảy vật dẫn Biểu thức: R = ρ.l/s Đơn vị: Ω, KΩ, MΩ Trong đó: ρ: Điện trở suất phụ thuộc vào loại vật liệu tạo nên vật dẫn l, s: Chiều dài tiết diện dây dẫn • Điện dẫn (G) Khái niệm: Là đại lượng nghịch đảo điện trở Biểu thức: G = 1/R • Đơn vị: 1/Ω = Ω-1 Siemen (S) Điện trở suất (ρ) Khái niệm: Điện trở suất điện trở dây dẫn có chiều dài đơn vị chiều dài tiết diện đơn vị điện tích Nếu S tính mm2 , l tính m ρ = Ω.mm 2/m Ω.cm, µΩ.cm với quan hệ Ω.cm = 10-2 .m = 104 .mm2/m = 106 à.cm Hệ số thay đổi điện trở suất theo nhiệt độ (α) Phần lớn vật dẫn nhiệt độ tăng điện trở suất tăng, số vật dẫn khác lại có tính chất ngược lại (Cacbon dung dịch điện phân) Cách tính hệ số sau: Đối với khoảng chênh lệch nhiệt độ (t –t1) hệ số α trung bình là: α = ρt2 – ρt1/ [ρt1(t2 – t1)] Khi nóng chảy, điện trở suất kim loại thay đổi, thông thường tăng lên trừ Ăngtimoan, Bitmut lại bị giảm Ở nhiệt độ không tuyệt đối (00K) ρ kim loại tinh khiết bị giảm đột ngột, tượng siêu dẫn Trước tượng siêu dẫn khơng sử dụng thực tế vì: Với giá trị cường độ từ trường phá hoại tượng siêu dẫn (với kim loại cường độ từ trường khơng lớn) Người ta sử dụng hợp kim có nhiệt độ tương đối cao chuyển sang siêu dẫn giữ trạng thái siêu dẫn từ trường mạnh vá cho dòng điện lớn qua KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Nb3Sn : Triniobi – Thiếc : có nhiệt độ siêu dẫn 18,2 K V3Ga: Tri vanadi – Gali: có nhiệt độ siêu dẫn 16,80 K Nb – Ti :Niobi – Titan: có nhiệt độ siêu dẫn gần 100K Nb – Zn: Niobi – Ziriconi: có nhiệt độ siêu dẫn gần 100K Điện trở suất hệ số thay đổi điện trở suất theo nhiệt độ số kim loại Kim loại Điện trở suất 200c Ω.mm2/m Bạc Đồng Vàng Nhôm Manhê Môlipđen Wonfram 0.016-0.0165 0.0168-0.0182 0.022-0.024 0.0262-0.040 0.0446-0.046 0.0476-0.057 0.0530-0.0612 Hệ số thay đổi Kim loại Điện trở Hệ số thay đổi điện trở suất suất 200C điện trở suất theo nhiệt độ Ω.mm2/m theo nhiệt độ 0.0535-0.063 0.0614-0.138 0.0918-1.150 0.0866-0.116 0.113-0.143 0.205-0.222 0.952-0.959 (1/độ) 0.0035-0.00419 0.0044-0.00692 0.0045-0.00657 0.00247-0.00398 0.0042-0.00465 0.0038-0.00428 0.0009-0.00099 (1/độ) 0.0034-0.00429 0.00392-0.00445 0.0035-0.00398 0.0040-0.0049 0.0039-0.0046 0.0033-0.00512 0.004-0.0052 Kẽm Niken Thép Platin Thiếc Chì Thủy • Hệ số thay đổi điện trở suất theo áp suất ngân Khi kéo nén đàn hồi, điện trở suất kim loại biến đổi theo: ρ = ρ0(1 kσ) Trong dấu “+” ứng với biến dạng kéo, dấu “ –” ứng với biến dạng nén σ: Ứng suất khí mẫu, đơn vị kg/mm2 K: Hệ số, với nhôm K = 3.815.10-6, thiếc K= -9.79.10-6, Mg có K= -3.9 10-6 Điện dẫn suất : γ đại lượng nghịch đảo điện trở suất • Ảnh hưởng từ trường ánh sáng với điện trở suất Điện trở suất kim loại biến đổi tương tự đặt môi trường từ ρ số vật liệu biến đổi ảnh hưởng ánh sáng • Hiệu điện tiếp xúc suất nhiệt điện động Khi tiếp giáp kim loại khác với nhau, chúng sinh hiệu điện thế, sở để xảy tượng ăn mòn điện hóa KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Ngun nhân: Do có khác cơng suất điện tử số lượng điện tự Điện tiếp xúc từ vài phần mười đến vài vôn Người ta thường gọi kim loại có sức nhiệt điện động lớn quan hệ đường thẳng với nhiệt độ để làm nhiệt ngẫu cặp nhiệt để nhiệt độ : Platinorodi –Platin đo đến 16000C 1.2 Kim loại hợp kim 1.2.1 Khái niệm: + Kim loại chiếm 79 nguyên tố 100 nguyên tố Trong vỏ trái đất kim loại chiếm nhiều Nhôm (7%), sắt chiếm 5% Trong công nghiệp kim loại ngun chất dùng dẻo mặt khác độ cứng độ bền thấp Nhiều kim loại có độ dẫn điện cao nhiệt độ cao độ dẫn điện lại giảm Điện trở nhỏ biến đổi theo nhiệt độ, hệ số giãn nở nhiệt lớn có thay đổi nhiệt độ + Hợp kim sản phẩm nấu chảy hai hay nhiều nguyên tố mà nguyên tố chủ yếu kim loại hợp kim có tính chất kim loại Hợp kim chế tạo chủ yếu cách nấu chảy, điện phân, thiêu kết… 1.2.2 Cấu tạo kim loại hợp kim (Xem sách Vật Liệu Kỹ Thuật Điện – Tg: Nguyễn Xuân Phú – NXB Khoa hoc kỹ thuật - Trang 13 - 18) 1.2.3 Tính chất chung a Tính chất lý học • Vẻ sáng mặt ngồi Sự phản chiếu ánh sáng mặt gọi màu kim loại Ví dụ: Đồng màu đỏ, thiếc màu trắng bạc, kẽm màu xám, ngồi có màu lớp oxit bị oxi hóa chúng tạo thành màu sắc khác nhiệt độ khác nhau… - Người ta chia kim loại thành : + Kim loại đen gồm Sắt hợp kim sắt + Kim loại màu gồm tất kim loại lại • Tính nóng chảy: Kim loại có tính chảy lỗng đốt nóng đơng đặc làm nguội Nhiệt độ ứng với kim loại chuyển từ thể đặc sang thể lỏng hồn tồn gọi điểm nóng chảy Nó có ý nghĩa quan trọng công nghệ đúc kim loại Điểm nóng chảy hợp kim khác với điểm nóng chảy kim loại tạo nên KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện • Tính dẫn nhiệt: Là tính truyền nhiệt kim loại bị đốt nóng làm lạnh Các vật có tính dẫn nhiệt muốn đốt nóng hồn tồn phải có thời gian dài làm nguội nhanh gây nứt vỡ • Tính giãn nở nhiệt: Khi đốt nóng kim loại nở lạnh co lại (cần ý trường hợp cụ thể) - • Tính nhiễm từ: Chỉ có số kim loại có tính nhiễm từ (tức bị từ hóa sau đặt từ - trường) Ví dụ: Sắt hợp kim sắt lại kim loại khác khơng có tính Tính nhiễm từ sắt phụ thuộc vào thành phần vào tổ chức bên kim loại Do khơng cố định với loại vật liệu Ví dụ: Ở nhiệt độ 7680C sắt có tính nhiễm từ nhiệt độ lớn khơng có khả b Tính chất hóa học Tính chất hóa học biểu thị khả kim loại hợp kim chống lại tác dụng hóa học mơi trường có hoạt tính khác + Tính chống ăn mòn: Khả chống lại ăn mòn khơng khí , oxy, nước nhiệt độ thường nhiệt độ cao + Tính chịu axit: Là khả chống lại tác dụng mơi trường axit c Tính chất học (cơ tính) Là khả chống lại tác dụng lực bên lên kim loại (độ đàn hồi, độ bền, độ dẻo, độ cứng, chịu mỏi) d Tính cơng nghệ Là khả mà kim loại thực phương pháp công nghệ để sản xuất sản phẩm Nó bao gồm tính cắt gọt, tính rèn, tính hàn, tính nhiệt luyện 1.3 Kim loại hợp kim có điện dẫn suất cao STT Vật liệu Bạc Đặc điểm Ứng dụng Làm dây dẫn tần số cao, ρ 20 C = (0.016 0.0165)Ω.mm /m quấn dây máy thu thanh, KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện - Bạc tinh khiết bị ăn mòn dính làm dây chảy cấu chì, chặt Nó tìm thấy dạng mỏ làm khung cho tụ điện… hay tự nhiên (quặng kim loại có tới - Dùng quấn cuộn dây 98% bạc) mỏ chì, kẽm, kỹ thuật vơ tuyến đồng thấy nước biển - Hợp kim với Niken hay với 0.001mg/1lit Mangan dùng làm dây dẫn - Có màu trắng chiếu sáng Ở nhiệt máy đo độ cao khơng bị oxi hóa Tác dụng - Hợp kim bạc-palađi, bạcvới Ozon tạo Ag2O, Sulfua vàng làm tiếp điểm điện với Hyđro Sulfurơ làm bạc ngả màu đen dòng nhỏ thơng tin viễn Phản ứng với Clo lưu huỳnh thông - Bay t0 = 1400 16000C - Chế tạo chi tiết nhỏ - Dễ vuốt giãn, mềm dễ uốn cong, gia cơng theo quy trình lót, dát mỏng, rèn kéo sợi đinh tán, đinh vít, đầu cực - Dùng sản xuất bóng Catốt tế bào quang điện - Đồng cứng dùng để chế tạo Đồng Ở 200C ρ= 0.0168 0.0182Ω.mm2/m hợp kim dây dẫn không cách - Đồng sau gia cơng có loại: đồng điện đường dây truyền + Đồng cứng (MT) đồng khơng ủ tải khơng, góp cho nhiệt thiết bị phân phối, + Đồng mềm (MM) đồng đem ủ cho cổ góp máy điện nhiệt - Đồng mềm sử dụng chế + Đồng cứng tạo dây dẫn cách điện cáp + Nửa cứng điện dây quấn máy điện - Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở - Hợp kim đồng (đồng suất - Đồng chuẩn hóa có ρ = 0.0172 với thiếc, kẽm chì dùng làm chi tiết vòng trượt, giá Ω.mm2/m + Ảnh hưởng tạp chất: Với bạc, đỡ chổi than, lò xo dẫn điện, ổ KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện cađimi làm γ giảm ít, sắt, silic cắm điện…) làm γ giảm nhiều - Hợp kim đồng thau (đồng + Ảnh hưởng gia cơng khí: với kẽm) Khi rát, kéo nguội làm γ giảm Đường Nếu kẽm = 39% hợp kim dẻo kính dây < 1mm γ giảm đồng thời dùng làm chi tiết đặc biệt giảm đường kính phức tạp cách dập, vuốt + Ảnh hưởng xử lý nhiệt: Sự thay Nếu kẽm > 39% dùng đúc đổi γ tùy theo độ nung nóng trở lại Ví dụ: Để có đồng mềm dùng làm chi tiết định hình Các loại đồng cứng, nửa dây quấn cáp nung trở lại t cứng dùng khí cụ khoảng 400-5000C điện - Là kim loại có màu đỏ nhạt sáng rực, sức bền khí tương đối lớn Dễ dát, dễ vuốt giãn gia công dễ dàng nóng lạnh (rèn, kéo sợi, rát mỏng) có sức bền lớn đập ăn mòn, sức đề kháng cao thời tiết xấu, có khả tạo thành hợp kim tốt với kim loại khác có giá trị như: Đồng thanh, đồng thau, có khả gắn hàn dễ dàng - Khi gia công t0> 9000C làm giảm Vàng tính chất học - ρ = 0.022-0.024 Ωmm2/m, Ở 200C - Dùng kỹ thuật điện kim loại màu vàng đăc trưng sáng gia công hợp kim làm rực, màu không bị tiếp điểm - Dùng làm điện trở điện khơng khí axit - Khơng bị ơxy hóa nhiệt độ cao, kế, dụng cụ tĩnh hòa tan dung dịch axit Clohidric điện KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện - Nung nóng đến trạng thái nóng Nhơm hợp kim nhôm dễ bị bay - ρ = 0.024-0.026Ωmm2/m, 200C - Nhôm nguyên chất dùng làm dây dẫn, dây cáp, góp, 1.7 ρ đồng - Trọng lượng riêng < đồng 3.3 lần, điện trở nhơm > đồng 1,68 lần - Tính nóng chảy thấp, tính dẻo cao ống nối, dây quấn máy điện, nhơm làm tụ,… - Hợp kim nhơm có ρ cao dùng đúc rơto lồng sóc động tương đối bền bị ơxy hóa - Nhơm ngun chất bền vững nước biển Bị phá hủy nhanh H2SO4 (Axit Sunfuric) lỗng dung khơng đồng có mơ-men khởi động lớn, động nhiều tốc độ, làm dây dẫn (đi trần không, ruột cáp) dịch kiềm - Lớp ơxit nhơm có tính ổn định cao chống ăn mòn mơi trường Amoniac (NH3) số chất khí khác - Hợp chất nhơm với tạp chất tạo thành thể rắn giảm tính dẫn điện - Hợp chất nhôm với tạp chất tạo thành khác thể rắn khơng dùng dẫn điện - ρ=(0.0918 1,15)Ω mm2/m 200C - Làm dây dẫn không Sắt Điện trở suất lớn gấp 7-8 lần cấm sử dụng nhỏ tiết diện tính tốn đồng - Sắt tinh khiết có màu trắng bạc, - Được dùng lưới điện có khoảng cách cột lớn khơng khí khô không tác dụng - Dây dẫn sắt không han gỉ - Làm vật liệu dẫn điện với dạng dẫn, đường ray tải khơng chịu ăn mòn điện hóa - Ở dòng điện xoay chiều điện trở điện, tàu điện ngầm, lõi dây 10 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Chương VẬT LIỆU SẮT TỪ 3.1 Khái quát − Vật liệu từ tính sử dụng kỹ thuật điện điện tử sắt từ hợp chất sắt từ (ferit) − Vật chất sắt từ thể chủ yếu phân cực từ tự phát khơng có từ trường đặt bên ngồi Dòng từ thơng vật thể đặt bên ngồi khơng gian khơng − Trong thực tế q trình từ hóa mơ tả với hỗ trợ đường cong từ hóa (quan hệ B-H) đường cong thể đặc tính với tất sắt từ − Độ thẩm từ tỷ số cảm ứng từ B cường độ từ trường H Tại H gần không gọi độ thẩm từ ban đầu (µbđ) − Độ thấm từ cao gọi độ thấm từ cực đại µmax − Độ thấm từ động học: Đại lượng đặc trưng cho vật liệu sắt từ từ trường xoay chiều, biên độ cảm ứng từ với biên độ lực từ hóa µ~ =Bm/Hm Mật độ dòng B trì vật mẫu trình khử từ hóa sau loại bỏ lực từ H, mà lực từ H trước đư vật mẫu đến bão hòa từ gọi cảm ứng từ dư độ từ dư (Br) - Để giảm mật độ dòng từ dư Br xuống đến cần lực từ hóa đảo H c (gọi lực kháng từ) - Những vật liệu có lực kháng từ thấp độ thấm từ cao gọi vật liệu có tính kháng từ thấp vật liệu từ mềm 60 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện - Những vật liệu có lực kháng từ cao độ thấp từ thấp gọi vật liệu có tính kháng từ cao vật liệu từ cứng 3.1.1.Những vật liệu từ mềm Vật liệu từ mềm: có hệ số từ thẩm lớn Được sử dụng làm lõi thép mạch từ thiết bị điện từ, làm lõi máy biến áp, nam châm Để giảm dòng xốy người ta phủ lớp mỏng lên vật liệu từ mềm có sơn cách điện để tăng điện trở suất a Sắt (thép cácbon thấp) - Sắt thỏi chứa lượng tạp nhỏ nguyên tố C, Si nguyên tố khác Thường dùng làm lõi từ sản xuất theo nhiều cấp độ khác - Thép điện cacbon thấp điện, loại khác thép thỏi không chứa 0.04% cacbon không 0.6% nguyên tố khác - sắt đặc biệt khiết chứa 0.05% tạp chất sắt đúc có chức giống anôt Những thép mềm trụ lõm có vai trò catơt Tạp chất % Vật liệu Sắt thỏi Sắt điện phân Sắt cacbonyl Sắt điện phân nóng chảy lại chân khơng Sắt tinh chế hyđrô Sắt tinh chế cao hyđrô Tinh đơn sắt tinh khiết Các tính chất từ Độ thấm từ Lực Ban đầu Lớn kháng C O2 (µ init) từ Hc (µ max) (A/m) 0,02 0,06 250 7000 64 0,02 0,01 600 15000 28 0,005 0,005 3300 21000 6,4 0,01 61000 7,2 0,005 - 0,003 - 6000 20000 - 200000 340000 1430000 3,2 2,4 0,8 ủ ram hyđrô c Thép điện: Là vật liệu từ mềm ∋11; ∋12; ∋13; ∋21; ∋22; ∋31; ∋32; ∋41; ∋43; ∋44; ∋45; ∋46; ∋47; ∋48; ∋310; ∋320; ∋330; ∋340; ∋370; ∋380; ∋1100; ∋1200; ∋3100; ∋3200 Kí tự ∋ Nga xác định loại thép 61 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Số đầu tiên: phần trăm gần Si Số thứ 2: đặc trưng tính chất điện từ Nếu số 1,2,3: tổn thất công suất riêng định mức Số cho biết tỷ lệ tổn thất đảo ngược từ hóa 400 Hz Số 5, trọng cho việc phục vụ từ trường yếu Số 7, cho thấy thép tỷ lệ với độ thấm từ trường mạnh trung bình Số thứ 3: số thép cán nguội, 00 thép cán nguội có kết cấu thấp Chữ A tổn thất thành phần thấp + Đặc tính: Cảm ứng từ (B) với số đặc trưng cường độ trường từ (có đơn vị KA/m) Tổng tổn thất lượng đơn vị trọng lượng (wat/kilogam) thép dát mỏng sơn vecni đặt từ trường xoay chiều (Kí hiệu chữ P) + Một số thép kỹ thuật điện dùng để chế tạo máy biến áp: ∋41; ∋42; ∋43A;∋44;∋310; ∋320; ∋330A Đây kim loại đa tinh thể gồm nhiều tinh thể dạng khối tạo thành Tùy theo chế độ cán mà cấu trúc tinh thể chúng khác Cấu trúc tinh thể thép cán nóng khơng có quy luật nên từ trở theo phương pháp nhau, thép cán nguội kết cấu tinh thể xếp theo quy luật hướng theo chiều cán có từ trở nhỏ nhất, hướng vng góc với chiều cán có từ trở trung bình hướng chéo 55 o có từ trở lớn Trong trình làm việc máy biến áp thép kỹ thuật điện bị già hóa, già hóa đánh giá hệ số già hóa tính % tổn hao riêng c Những hợp kim có độ từ thẩm cao Hợp kim kháng từ thấp: Permaloi hợp kim sắt- nikel có độ từ thẩm cao vùng trường yếu có lực kháng từ nhỏ - Hợp kim niken cao chứa 72 - Hợp kim niken thấp chứa 40 80% Niken 50% Niken Hệ số từ thẩm khởi đầu μH hệ số từ thẩm cực đại μ maxđạt cực đại hợp kim chứa 78,5% Ni Tính chất từ hợp kim sắt với Niken (Permaloi) nhay cảm với lực học bên tác động, phụ thuộc vào thành phần hóa học, lượng tạp chất có hợp kim thay đổi mạnh vào chế độ gia nhiệt vật liệu Để tạo nên hợp kim có tính chất cần thiết thành phần hợp kim có 62 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện thêm phụ gia Môlipđen, Crôm chúng làm tăng điện trở suất hệ số từ thẩm khởi đầu làm giảm ảnh hưởng lực học Tuy nhiên làm giảm từ cảm bão hòa Đồng làm tăng μ khoảng hẹp, tăng độ ổn định nhiệt điện trở suất đồng thời gia cơng dễ dàng hơn,còn Silic Mangan làm tăng điện trở suất Ứng dụng: Hợp kim niken thấp khơng có phụ gia chế tạo lõi máy biến áp cỡ nhỏ, cuộn kháng, rơle Hợp kim niken cao có phụ gia dùng máy biến áp xung, khuếch đại từ, rơle khơng tiếp điểm nhớ máy tính Alsifer Là hợp kim ba thành phần sắt, silic nhơm 9,5% Si, 5,6% Al, lại sắt, loại hợp kim có độ cứng giòn Tính chất Alsifer sau: μ = 35400; μ max = 117000; Hc = 1,8A/m; ρ= 0,8μ Ω m Nó có tính chất khơng thua permaloi cao Nikel Các sản phẩm chế từ Alsifer - từ, thân dụng cụ v.v… chế tạo phương pháp đúc với thành chi tiết không mỏng 2mm – 3mm hợp kim giòn Điều làm hạn chế nhiều sử dụng vật liệu alsifer Do tính giòn alsifer nghiền nhỏ thành bột dùng với sắt cacbon để sản xuất lõi ép cao tần 3.1.2 Nhóm vật liệu từ cứng Vật liệu từ cứng: có tích số lượng từ (B.H) max lớn Được sử dụng làm nam châm vĩnh cửu Vật liệu từ cứng vật liệu có lực kháng từ H c cao Nó bị từ hóa cường độ từ trường cao.Vật liệu từ mềm qui ước có H c < 800A/m, vật liệu từ cứng H c >4kA/m Gồm: Thép hợp kim cứng, hợp kim đúc, nam châm dạng bột, ferit từ cứng, hợp kim biến dạng đàn hồi băng từ a Thép hợp kim tơi cứng + Đặc điểm: Tính chất từ tính thấp, dễ gia công, giá thành rẻ + Ứng dụng: Sản xuất nam châm vĩnh cửu b Hợp kim nam châm cứng - đúc Đặc điểm: Là hợp kim nguyên tố: Nhôm – Niken – Sắt gọi alni, có lượng từ lớn tính chất từ tính phụ thuộc vào kết cấu tinh thể kết cấu từ Hợp 63 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện kim giòn cứng khơng gia cơng khí hồn thiện sản phẩm cách đúc mài mòn Ứng dụng: sản xuất nam châm vĩnh cửu c Nam châm bột: có loại + Loại 1: Nam châm gốm kim loại nam châm có kết dính + Loại 2: Nam châm nhựa kim loại nam châm khơng có kết dính trường từ có tần số cao Ferit nam châm cứng: Có điện trở suất cao hàng triệu lần điện trở suất hợp kim cứng, cường độ học thấp tính giòn cao, tính chất phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ + Ứng dụng: Dùng thiết bị có tần số cao d Băng từ hợp kim biến dạng dẻo Dùng chế tạo thép nam châm cứng hợp kim tạo thành băng từ ghi chép băng ghi âm dây kim loại Khi hợp kim khơng thể hình thành băng hay sợi kim loại tạo thành băng chất dẻo 3.1.3 Nam châm điện Khi lõi thép đặt cuộn dây có dòng điện chạy qua (mạch từ hở) lõi thép trở thành nam châm hút tác động lực điện từ bên cuộn dây Vậy nam châm điện thiết bị gồm có cuộn dây từ hóa mạch từ, phần động gọi nêm từ kéo phần mạch từ với lực: F= 4.105 B2S Với: F lực xác định N B cảm ứng từ tính T S diện tích cực tính m2 Trong trường hợp mạch từ nam châm điện lam việc trạng thái không bão hòa, biến đổi dòng điện cho phép làm thay đổi cảm ứng từ làm biến đổi lực kéo nam châm + Nam châm điện ứng dụng rộng rãi ví dụ: Để cố định chi tiết gia công máy công cụ, rơle, cấu phanh… Ví dụ: Xác định lực kéo F nam châm điện, cảm ứng từ B=1.2T tiết diện cực 200cm2 Bài giải: Ta có F= 4.105 B2S Thay số F=4.105 1,22.0.,02 =1.15 104 3.1.4 Các vật liệu đặc biệt a Các sắt từ sử dụng đặc biệt 64 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện + Nhóm 1: Sắt 25%, Niken 45%, Crơm 30% hợp chất có lực kháng từ nhỏ nhạy với biến đổi nhiệt độ , biến dạng học + Nhóm 2: Niken, đồng sắt-niken crơm + Nhóm 3: Sắt – Cơban sắt – Platin b Ferit + Đặc điểm: Điện trở suất cao khơng chịu ảnh hưởng dòng điện xốy tần số cao Tính chất từ tốt + Ứng dụng: Dùng tần số cao làm lõi máy biến áp, lõi cuộn dây, nam châm, chuyển mạch, nhớ máy tính tốc độ cao (ferit có vòng trễ hình chữ nhật) 3.2 Ảnh hưởng tác động học nhiệt độ đến tính dẫn từ thép kỹ thuật điện a Ảnh hưởng cắt dập lỗ Trong trình cắt đột dập lỗ có tác động khí, kết cấu thép mép cắt đột bị biến cứng dẫn đến làm giảm từ cảm thép làm tăng tổn hao riêng Hiện tượng biến cứng xảy mép cắt nơi phải chịu ứng suất khí mạnh nên mức độ giảm chất lượng thép phụ thuộc vào chiều dài mép cắt, chất lượng dụng cụ cắt Vùng chịu ảnh hưởng xấu tính từ mép dập sâu vào từ 0,5 4mm Nếu chày cối dao cắt sắc biến cứng phạm vi ảnh hưởng xấu thu hẹp Khi đột cắt cần phải cho độ via thấp (nhỏ hai lần chiều dày lớp sơn thép) Nếu bavia qua lớn khơng chúng gây ngắn mạch thép mà làm giảm khả dẫn từ thép Để loại trừ bavia dùng cách: + Cán bavia trục cán thép Chú ý: áp suất cán không kg/cm + Mài bavia b Ảnh hưởng việc ép mạch từ Khi ép mạch từ đặc biệt tôn cán nguội cần phải xác định lực ép tối ưu Nếu lực ép không đủ kết cấu mạch từ lỏng, dễ biến dạng cần phải đảo lật, nâng hạ dịch chuyển Dẫn đến làm xê dịch, thay đổi vị trí chi tiết máy trí làm lớn tính dẫn từ thep cán nguội giảm tổn hao dòng khơng tải Nếu mạch từ ép bulông lực ép tác dụng mạnh cục xung quanh bu long, lực kéo uốn xẩy hai bu long làm giảm tính dẫn từ vật liệu c Ảnh hưởng việc mài bề mặt tôn 65 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Việc mài có ảnh hưởng đến độ dẫn từ tổn hao riêng tôn Mức ảnh hưởng phụ thuộc vào góc mài so với hướng cán tôn (tôn cán nguội) Chú ý: Không mài dọc theo hướng cán mà phải mài theo góc (55 900) so với hướng cán d Ảnh hưởng nhiệt Hiện tượng biến cứng làm giảm tính dẫn từ thép kỹ thuật điện, thường khắc phục cách ủ tơn sau gia cơng khí nhiệt độ 790 8300 c Với chiều rộng tôn rộng 400mm từ cảm 1,8T ủ hồn tồn khơng có tác dụng e Ảnh hưởng va đập, uốn,bẻ Trong trình chế tạo bẻ tơn góc 90 làm tăng tổn hao trung bình 10%, dòng từ hóa tăng 40% Khi ghép lõi thép dùng búa thép để gõ đập làm tăng tổn hao dòng khơng tải Vì q trình lắp rắp vận chuyện tránh quăng quật, va đập, để nặng lên tôn Chương VẬT LIỆU BÁN DẪN 4.1 Những khái niệm chung chất bán dẫn - Chất bán dẫn chiếm vị trí trung gian chất dẫn điện chất cách điện, điện trở suất từ 10-6 – 10-8m - Với lượng tạp chất cực nhỏ chất bán dẫn làm thay đổi điện dẫn chất Mặt khác điện dẫn thay đổi tác động nhiệt độ, độ chiếu sáng, điện trường, lực học… Đây sở nguyên lý làm việc nhiệt điện trở, quang trở điện, điện trở phi tuyến, điện trở cảm biến - Chất bán đẫn có hai loại điện dẫn: điện dẫn điện tử (n) điện dẫn lỗ trống(p), ta tạo sản phẩm bán dẫn tiếp giáp p –n 66 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện - Vật liệu bán dẫn thực tế chia thành loại sau: bán dẫn (giecmani sêlen), bán dẫn hợp chất hóa học (là hợp chất nguyên tố nhóm khác nhau: InSb (Indi antimony, GaAs (Gali Asen) số chất có thành phần phức tạp) bán dẫn phức tạp (bán dẫn gốm) * Ứng dụng vật liệu bán dẫn kỹ thuật điện: - Dùng làm chỉnh lưu công suất lớn, nhỏ, khuếch đại, phát sóng - Dùng biến đổi dạng lượng khác thành lượng điện với hiệu suất tương đương (pin mặt trời) - Dùng chất bán đẫn làm lạnh môi trường xuống vài chục độ - Dùng làm sợi nung nóng (thanh Silic)… * Các vật liệu chế tạo chất bán dẫn có ưu điểm: - Thời gian làm việc lâu dài - Kích thước trọng lượng nhỏ - Cấu trúc đơn giản, chắn, độ bền tốt (chịu chấn động va đập) - Chỉnh lưu bán dẫn thay cho đèn điện tử, khơng cần máy biến áp, cơng suất tiêu thụ có qn tính nhỏ - Có thể sản xuất hàng loạt theo dây truyền tự động, hiệu kinh tế cao * Phân loại Bán dẫn nhóm vật liệu đa dạng Nó có hàng trăm ngun tố vật chất khác Bán dẫn vật liệu hữu vô cơ, tinh thể, vật chất khơng định hình, chất rắn, lỏng, có từ tính, khơng từ tính Mặc dù có khác biệt cấu tạo thành phần hóa học loại vật liệu có tính chất đặc biệt khả thay đổi tính chất tác động lượng bên Trong giới hạn giáo trình này, vật liệu bán dẫn phân loại theo sơ đồ sau: Các chất giecmani, silic sêlen có ý nghĩa quan trọng kỹ thuật đại 67 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Bán dẫn hợp chất hóa học hợp chất nguyên tố thuộc nhóm khác bảng hệ thống tuần hoàn Menđêlêev tương ứng với dạng tổng quát A IVBIV (SiC) A IIIBV (InSb,GaAs) số chất có thành phần phức tạp.(Các vật liệu bán dẫn liên kết GaAs, ký hiệu chung A IIIBV, liên kết ngun tố có hố trị III Ga với nguyên tố có hóa trị V As ) 4.2 Vật liệu bán dẫn tinh khiết không tinh khiết 4.2.1 Vật liệu bán dẫn tinh khiết Ở nhiệt độ T = 00K khơng có electron vùng hóa trị có đủ lượng lượng vùng cấm Wg để nhảy lên vùng dẫn, để vật liệu dẫn điện dẫn điện Ở nhiệt độ vật liệu dẫn điện khơng có tính dẫn điện giống điện môi lý tưởng Khi T >0 số electron nhận lượng nhiệt vượt qua vùng cấm để có mặt vùng dẫn, trở thành electron tự Như tạo thành số lỗ trống vùng hóa trị, lỗ trống mà electron vùng hóa trị tham gia vào trình dẫn điện Bản chất chuyển động lỗ trống hình dung chuyển động điện tích dương với giá trị khối lượng hiệu dụng Sự chuyển động electron tự miền dẫn dễ dàng chuyển động lỗ trống vùng hóa trị Nói cách khác, tính linh động electron ( μ n) vùng dẫn lớn tính linh động lỗ trống ( μp) vùng hóa trị (Đối với Germani μn= 0,38 m2/Vs, μp= 0,18 m2/Vs) Điện dẫn suất vật liệu bán dẫn xác định sau: σ = n μn+ p μp Trong đó: n, p mật độ electron lỗ trống (cm-3) vật liệu bán dẫn 4.2.2 Vật liệu bán dẫn không tinh khiết Đa số dụng cụ bán dân sử dụng kỹ thuật bán dẫn tạp chất Các tạp chất chia thành: tạp chất thế, tạp chất xen kẽ, tạp chất cho tạp chất nhận + Nếu nguyên tử tạp chất nằm ngang nút mạng tinh thể gọi tạp chất + Nếu nguyên tử tạp chất nằm nút mạng tinh thể gọi tạp chất xen kẽ + Nếu tạp chất đưa điện tử vào dải dẫn ta gọi tạp chất cho + Nếu tạp chất lấy điện tử vào dải dẫn ta gọi tạp chất nhận a Vật liệu bán dẫn loại n: - Dẫn điện chủ yếu điện tử 68 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện - Vật liệu bán dẫn loại n gồm có: Si, Ge pha thêm tạp chất hóa trị V ví dụ As, As tạp chất cho b Vật liệu bán dẫn loại p: - Dẫn điện chủ yếu lỗ trống - Vật liệu bán dẫn loại p gồm có: Si, Ge pha thêm tạp chất có hóa trị III Bo, Al… Bo, Al tạp chất nhận 4.3 Ảnh hưởng chất bên đến điện dẫn chất bán dẫn - Điện dẫn chất bán dẫn tăng nhiệt độ tăng - Điện dẫn chất bán dẫn phụ thuộc vào cường độ trường, cường độ trường lớn, điện dẫn bắt đầu tăng nhanh theo quy luật hàm số mũ dẫn tới phá hủy cấu trúc bán dẫn - Sự biến dạng làm điện dẫn chất bán dẫn biến đổi: Vì tăng hay giảm (kéo, nén) khoảng cách nguyên tử làm thay đổi nồng độ linh hoạt hạt dẫn điện 4.4 Một số ngun tố có tính bán dẫn dùng kỹ thuật Giecmani Germani có màu bạc, khơng tác dụng với khơng khí, nước, HCl, H 2SO4 lỗng Nó đất Có mặt hợp chất GeO 2, GeS2, GeCl4 Trong q trình sản xuất kim loại màu, ta thu Germani sản phẩm phụ: GeCl4 + 2H2O = GeO2 + 4HCl GeO2+ 2H2 = Ge + 2H2O Kết điều chế hóa học nguyên liệu ban đầu cho ta tetraclorua giecmani, tiếp tục điều chế thành đioxit giecmani (GeO2) dạng bột trắng Đioxyt giecmani khử lò hydro nhiệt độ 650 oC -700oC thành giecmani có dạng bột xám Trong nhiều trường hợp giecmani điều chế trực tiếp từ GeCl cách phân tích hợp chất nhiệt độ cao kẽm Bột giecmani rửa dung dịch axit đúc thành thỏi Giecmani thỏi dùng làm nguyên liệu để điều chế giecmani đặc biệt tinh khiết phương pháp nóng chảy phân vùng hay điều chế trực tiếp đơn tinh thể phương pháp kéo nóng chảy Để sản xuất dụng cụ bán dẫn, thỏi giecmani cắt thành phiến mỏng, bề mặt phiến tẩy rửa để loại trừ khuyết tật lúc gia công * Ứng dụng: 69 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện - Dùng sản xuất chỉnh lưu dòng điện xoay chiều với công suất khác nhau, loại transistor (mặt điểm) - Chế tạo cảm biến sức điện động, hiệu ứng từ điện để đo cường độ từ trường, dòng điện, cơng suất, đê nhân đơi đại lượng tính tốn kỹ thuật… - Dùng làm transistor quang, điện trở quang, thấu kính quang mạnh, lọc quang học, điều biến ánh sáng sóng vơ tuyến ngắn Silic (Si) Silic chứa 29,5% khối lượng vỏ trái đất, tìm thấy dạng SiO2 mỏ (dạng Silicát) Silic thường điều chế cách khử têtraclorua silic kẽm nhiệt độ 1000 o C mơi trường kín Q trình gia cơng silic giống nhưgiecmani, gặp nhiều khó khăn nhiệt độ nóng chảy silic cao nhiều so với giecmani gần với nhiệt độ hóa mềm thủy tinh thạch anh Tính chất hóa lý Silic: Silic tinh thể có ánh thép, tan kim loại nóng chảy, hợp phần nhiều hợp kim Về mặt hóa học Silic tinh thể hoạt động, Ở nhiệt độ phòng, Silic hóa hợp với Flo, Silic tác dụng với axít Flohydric axít Nitric Nó tác dụng mạnh với kiềm Điện dẫn silic giecmani phụ thuộc nhiều vào tạp chất chứa Silic dùng để sản xuất dụng cụ bán dẫn tương tự giecmani: diode, triốt, tế bào quang có lớp chắn hiệu ứng Hall… Silic hợp kim với sắt dùng dạng thép làm máy biến áp (4%Si) với mục đích giảm tổn thất lõi thép Nó sử dụng chế tạo hợp kim khác sắt (thép gang có sức bền nhiệt độ, thép công cụ, thép xây dựng, vật liệu chịu lửa…) Tương tự, người ta sử dụng để chế tạo hợp kim đồng thau, đồng với silic, silic sử dụng chất khử Ôxy luyện kim Silic tinh thể dùng làm chất bán dẫn dẫn điện để sản xuất loại máy tách sóng, sử dụng điện trở lĩnh vực tần số rộng, máy khuếch đại * Tính chất: điện dẫn phụ thuộc nhiều vào tạp chất chứa 70 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện * Ứng dụng: - Silic dùng để sản xuất dụng cụ bán dẫn giecmani: điot, triot, tế bào quang điện… - Giới hạn nhiệt độ làm việc dụng cụ Silic phụ thuộc vào mức khiết vật liệu, từ 120 – 2000C Sêlen * Tính chất: Điện trở suất sêlen dao động phạm vi rộng, phụ thuộc nồng độ tạp chất, nhiệt độ, ánh sáng * Ứng dụng: Được dùng để sản xuất chỉnh lưu loại tế bào quang điện có lớp chấn Độ nhạy tế bào quang điện phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng chiếu vào 4.5 Các hợp chất hóa học bán dẫn vật liệu dẫn suất gốc Cácbít Silic: Là hợp chất Silic Cácbon - Cácbit Silic cơng thức có 70,045% Si, 29,955% C - Ứng dụng: Cácbít Silic kết dính bở đất sét gọi tirit, Cácbit Silic kêt dính bở thủy tinh lỏng gọi vilit dùng để chế tạo Varixto dùng chông sét van, cac lò điện nhiệt độ cao, thiết bị tự động Cacbit silic (SiC) tốt nhiều so với silic việc mang dòng điện mạch điện tử Do vậy, giảm lãng phí lượng thiết bị điện tử dân dụng văn phòng Cacbit silic vật liệu tuyệt vời dành cho thiết bị điện tử cơng suất cao Nó hoạt động nhiệt độ cao so với silic Điều đồng nghĩa với việc cảm biến làm cacbit làm việc nhiệt độ cao nhiều Các silic chế tạo từ carbide silic, silic tinh thể cacbon Chúng có điện trở suất cao chịu nhiệt tốt, dùng làm phần tử đốt nóng lò điện nhiệt độ cao Thiết bị đốt nóng silic dùng lò điện với công suất khác nhau, nhiệt độ lớn đến 1500oC Hợp chất AIIIBV Tinh thể bán dẫn tạo thành nguyên tử nguyên tố hóa trị III nguyên tố hóa trị V; kí hiệu AIIIBV Hợp chất AIIIBV loại vật liệu có triển vọng, cho phép lựa chọn rộng rãi tham số vật liệu ban đầu (bề rộng vùng cấm, độ linh hoạt hạt dẫn, …) để tạo dụng cụ bán dẫn Chúng có cấu trúc sfalerit tương tự với cấu trúc kim cương, 71 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện khác chất kích thước phần tử cấu trúc khác Phương pháp chủ yếu để có hợp chất AIIIBV cho thành phần tác dụng trực tiếp chân không hay khí trơ Vật liệu bán dẫn dạng thơng dụng GaAs a Galiasenua: GaAs có cấu trúc tinh thể sfalerit (hay blenzo kẽm) Là hợp chất Ga As, có vùng cấm lớn Ge & Si, độ linh hoạt điện tử cao Ge& Si, độ linh hoạt lỗ trống sấp xỉ Si Galiasenua dùng để chế tạo tế bào quang điện có hiệu suất 7% liều lượng kế tia Rơnghen, điot đường hầm, laze bán dẫn Dụng cụ bán dẫn Galiasenua có khả làm việc đến 4500C b Animonua Inđi: Thu cách nấu chảy theo tỉ trọng Indi(In) Antimonua tinh khiết cao, sau làm theo phương pháp phân vùng nóng chảy Antimonua Indi Antimonua Indi dùng để chế tạo tế bào quang điện có độ nhạy cao, chế tạo cảm biến suất điện động Holl lọc quang học c Vật liệu bán dẫn AIIIBV có tạp chất - Đưa vào nguyên tố hóa trị II (ví du: Zn) GaAs trở thành vật liệu bán dẫn loại p - Đưa vào nguyên tố hóa trị VI (ví du: Selen) GaAs thành vật liệu bán dẫn loại n - Đưa vào nguyên tố hóa trị IV (ví du: Silic ) tùy vào vị trí Silic tinh thể GaAs mà ta có VLBD loại p hay loại n: + Nếu Silic thay As GaAs vật liệu bán dẫn loại p + Nếu Silic thay Ga GaAs vật liệu bán dẫn loại n Công nghệ cấy ion đưa chùm tia Silic cấy vào tinh thể GaAs Sau ủ 8000C, nguyên tử Silic thay Ga để GaAs thành loại n Tính dẫn điện GaAs khơng phụ thuộc vào hóa trị tạp chất đưa vào mà phụ thuộc vào vị trí nguyên tử tạp chất tinh thể Ga Các chất InIII, PV, SbV, AlIII, đưa vào GaAs tạo thành vật liệu bán dẫn ghép có tạp chất: GaxIn1-xAs, GaPxAs1-x, Ga1-xAlxAs… Hợp chất AIIBV I Vật liệu dẫn điện loại bao gồm ZnS, CdS, HgS, ZnSe, CdSe, HgSe… Tạp chất có hố trị nhỏ II đóng vai tạp chất nhận (axeptor) 72 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện Ví dụ: tạp chất nhóm I Ag, Au…sau thay Zn hay Cd mạng tinh thể trở thành axeptor Tính chất quan trọng VLBD loại nhiều từ chúng thể tính dẫn điện dạng (n p) khơng phụ thuộc vào đặc tính hợp kim, tạp chất pha vào Ví dụ: ZnS, ZnSe, CdSe, HgSe ln ln có tính dẫn loại n Chỉ có ZnTe có tính dẫn lỗ trống, CdTe, HgTe có tính dẫn vừa n, vừa p tùy thuộc điều kiện ngồi tạp chất Chính điều làm hạn chế khả ứng dụng thực tế họ bán dẫn Trong họ bán dẫn ứng dụng nhiều ZnS CdS CdS thường dùng làm photoresist; ZnS thường dùng làm chất phát quang Tạp chất đóng vai trò quan trọng độ quang dẫn riêng họ bán dẫn này: pha tạp đồng (Cu) nhiều đóng vai trò chủ đạo độ quang dẫn tạp chất Màng mỏng làm từ HgSe, HgTe có độ linh động cao thường sử dụng để chế tạo cảm biến có độ nhạy cao * Ứng dụng bán dẫn loại AIIBVI Ứng dụng liên kết AIIBVI theo tỉ lệ sử dụng phân chia ZnS CdS Loại sử dụng kỹ thuật ánh sáng, loại thứ hai cơng nghiệp chế tạo biến trở quang có độ nhạy cao với vùng phổ nhìn thấy Màng mỏng làm từ liên kết Se, Te, Hg sử dụng làm cảm biến Hall Các loại khác Các sunfua : Chì sunfua (PbS), Bismut Sunfua (Bi 2S3), Cadmi Sunfua (CdS) dùng để sản xuất điện trở quang PbS gặp thiên nhiên dạng vật liệu galenit điều chế số phương pháp nhân tạo, có biến thể vơ định hình tinh thể Bismut Sunfua (Bi2S3) điều chế cách nấu chảy Bi với S khơng có ơxi Tinh thể thuộc hệ thống hình thoi có màu xám đen Cadmi sunfua thu phương pháp khác vơ định hình tinh thể Màu tùy thuộc vào biến thể tạp chất Các điện trở quang dùng để đếm sản phẩm sản xuất dây chuyền, để kiểm tra độ cao vật lỏng bột rời bình chứa, máy chép hình 73 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH Trường Trung cấp nghề số 11/BQP Giáo trình Vật liệu điện 74 KHOA ĐIỆN TỬ - ĐIỆN LẠNH ... Giáo trình Vật liệu điện Chương VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 1.1 Khái niệm, phân loại đặc tính vật liệu dẫn điện a Khái niệm vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện vật chất mà trạng thái bình thường có điện tích... cách điện đặt điện trường tránh tượng sau: - Phóng điện vật liệu cách điện - Đánh thủng toàn phần phận bên vật liệu - Phóng điện bề mặt bề mặt tiếp xúc hai vật liệu Hiện tượng phóng điện xảy điện. .. cách điện điện áp tính cách điện có bề dày 1cm • Chú ý: Ở số vật liệu cách điện điện áp đánh thủng tăng tỷ lệ thuận với bề dày cách điện 2.1.2 Sự già hóa vật liệu cách điện Tính chất vật liệu