я алюмінію стало відомо науці, однак, не будучи знайденим в чистому вигляді, метал спочатку не отримав справжнього визнання.
І тільки в 1855 р. на Всесвітній виставці в Парижі В«срібло з глиниВ» справило справжній фурор. Імператор Наполеон III, за столом якого особливо почесним гостям подавали прилади з алюмінію, загорівся мрією забезпечити свою армію кіраса з легкого металу. Незабаром було побудовано декілька алюмінієвих заводів. Але вироблений там алюміній і раніше залишався дорогим. З нього робили лише ювелірні прикраси та предмети розкоші. p> Більше дешевий спосіб виробництва алюмінію з'явився лише до кінця XIX століття. Його одночасно і незалежно один від одного розробили американський студент Чарльз Хол і французький інженер Поль Еру. Запропонований ними електроліз розплавленої в криолите окису алюмінію давав прекрасні результати, але вимагав великого кількості електроенергії. Процеси Байєра і Холу-Еру досі застосовуються на сучасних алюмінієвих заводах.
Новий промисловий матеріал був хороший всім, за винятком одного: для деяких сфер застосування чистий алюміній був недостатньо міцний. Цю проблему вирішив німецький хімік Альфред Вільм, сплавляли його з незначними кількостями міді, магнію та марганцю. Він відкрив, що сплав протягом декількох днів після гарту стає все міцніше і міцніше. У 1911 р. в німецькому місті Дюрен була випущена партія дюралюмінію, а в 1919 р. з нього було зроблено перший літак.
Так почалося поширення алюмінію по світу. Якщо в 1900 р. на рік отримували близько 8 тисяч тонн легкого металу, то через сто років обсяг його виробництва досяг 24 мільйонів тонн.
2. Металеві провідникові та напівпровідникові матеріали, магнітні матеріали
2.1 Класифікація електротехнічних матеріалів
Електротехнічні матеріали являють собою сукупність провідникових, електроізоляційних, магнітних і напівпровідникових матеріалів, призначених для роботи в електричних і магнітних полях. Сюди ж можна віднести основні електротехнічні вироби: ізолятори, конденсатори, проводи й деякі напівпровідникові елементи. Електротехнічні матеріали в сучасній електротехніці займають одне з головних місць. Всім відомо, що надійність роботи електричних машин, апаратів і електричних установок в основному залежить від якості і правильного вибору відповідних електротехнічних матеріалів. Аналіз аварій електричних машин і апаратів показує, що більшість з них відбувається внаслідок виходу з ладу електроізоляції, складається з електроізоляційних матеріалів.
Чи не менш важливе значення для електротехніки мають магнітні матеріали. Втрати енергії і габарити електричних машин і трансформаторів визначаються властивостями магнітних матеріалів. Досить значне місце займають у електротехніці напівпровідникові матеріали, або напівпровідники. В результаті розробки та вивчення даної групи матеріалів були створені різні нові прилади, що дозволяють успішно вирішувати деякі проблеми електротехніки.
При раціональному виборі електроізоляційних, магнітних та інших матеріалів можна створити надійне в експлуатації електрообладнання при малих габаритах і вазі. Але для реалізації цих якостей необхідні знання властивостей всіх груп електротехнічних матеріалів.
Усі тіла, в залежності від їх електричних властивостей, можуть бути віднесені до групи діелектриків, провідників або напівпровідників. Різниця між провідниками, напівпровідниками і діелектриками найбільш наочно можна показати за допомогою енергетичних діаграм зонної теорії твердих тіл [3].
Енергетичні рівні.
Схема розташування.
В
Рис. 1.1 - нормальний енергетичний рівень атома; 2 - заповнена електронами зона, 3 - рівні збудженого стану атома; 4 - вільна зона; 5 - заборонена зона.
Дослідження спектрів випромінювання різних речовин у газоподібному стані, коли атоми відстоять один від одного на великих відстанях, показує, що для атомів кожної речовини характерні цілком певні спектральні лінії. Це говорить про наявність певних енергетичних станів (рівнів) для різних атомів. Частина цих рівнів заповнена електронами в нормальному, не збудженому стані атома, на інших електрони можуть знаходитися тільки тоді, коли атом піддасться зовнішньому енергетичного впливу; при цьому він збуджений. Прагнучи прийти до стійкого стану, атом випромінює надлишок енергії в момент переходу електронів з збуджених рівнів на рівні, при яких його енергія мінімальна. Сказане можна характеризувати енергетичної діаграмою атома, наведеної на рис. 1. p> При конденсації газоподібного речовини в рідина, а потім освіті кристалічної решітки твердого тіла всі наявні у даного типу атомів електронні рівні (як заповнені електронами, так і незаповнені) дещо зміщуються внаслідок дії сусідніх атомів один на одного. Таким чином, з окремих енергетичних рівнів відокремлених атомів у тверд...
