0

К сожалению, в Вашей корзине нет ни одного товара.

▼ ▼ Почитать книгу онлайн можно внизу страницы ▼ ▼
Купить книгу Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник Черепахин и читать онлайн
Cкачать книгу издательства Феникс Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник (автор - Черепахин в PDF

▲ Скачать PDF ▲
для ознакомления

Бесплатно скачать книгу издательства Феникс "Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник Черепахин" для ознакомления. The book can be ready to download as PDF.

Все отзывы (рецензии) на книгу

Оставьте свой отзыв, он будет первым. Спасибо.
> 5000 руб. – cкидка 5%
> 10000 руб. – cкидка 7%
> 20000 руб. – cкидка 10% БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА мелкооптовых заказов.
Тел. +7-928-622-87-04

Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник Черепахин


Новые тиражи или похожие книги

▼ ▼ Книги этого издания на складе уже НЕТ!
ВНИМАНИЕ! Посмотрите, пожалуйста, возможно, новое издание интересующей Вас книги уже есть на складе. В этом случае книга будет в следующем списке книг (сразу после этого текста!). Перейдите на страницу книги и ее можно будет купить. Спасибо. ▼ ▼
Название учебника Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник
ФИО автора
Год публикации 2017
Издательство Феникс
Раздел каталог Энергетика. Машиностроение. Приборостроение
Серия книги Высшее образование
ISBN 978-5-222-27669-3
Артикул O0080238
Количество страниц 349 страниц
Тип переплета матовая+лакировка
Полиграфический формат издания 84*108/32
Вес книги 374 г
Книг в наличии
Книга закончилась, ее нет на складе.
Возможно, через некоторое время появится следующее издание, однако, указать точную дату сейчас сложно.

Аннотация к книге "Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник" (Авт. Черепахин)

Учебник предназначен для студентов направления подготовки бакалавриата 13.03.02 "Электроэнергетика и электротехника" укрупненной группы направлений 13.00.00 "Электро- и теплоэнергетика". В книге подробно рассмотрены виды и свойства конструкционных и электротехнических материалов (диэлектрики, полупроводники, проводники и т.д.), технологические процессы их производства и их применение как компонентов электроэнергетического, электротехнического и радиоэлектронного оборудования, теоретические и практические вопросы воздействия на их структуру и свойства различных факторов (температурных, силовых, физико-химических). Материал учебника подготовлен в соответствии с требованием Федерального государственного образовательного стандарта преподавания дисциплины "Электротехническое и конструкционное материаловедение". Издание может быть полезно студентам направлений 13.03.01 "Теплоэнергетика и теплотехника", 13.03.03 "Энергетическое машиностроение", а также студентам машиностроительных вузов конст

Читать книгу онлайн...

К сожалению, для этого издания чтение онлайн недоступно...

Способы доставки
Сроки отправки заказов
Способы оплаты

Другие книги серии "Высшее образование"


Другие книги раздела "Энергетика. Машиностроение. Приборостроение"

Читать онлайн выдержки из книги "Электротехническое и конструкционное материаловедение: учебник" (Авт. Черепахин)

А. А. Черепахин, Т. И. Балькова, А. А. Смолькин
Электротехническое и конструкционное материаловедение
Рекомендовано Федеральным государственным автономным учреждением «Федеральный институт развития образования» (ФГАУ «ФИРО») в качестве учебника для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы высшего образования по направлениям подготовки бакалавров 13.03.01 Теплоэнергетика и теплотехника, 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника, 13.03.03 Энергетическое машиностроение (Протокол заседания Экспертного совета по профессиональному образованию ФГАУ «ФИРО» от «23» июня 2016 г. № 6, рецензия № 223 от «27» июня 2016 г.)
Ростов-на-Дону «Феникс» 2017
УДК 620.20:621.3(075.8)
ББК 31.23я73
КТК 230
Ч-46
Черепахин А.А.
к.т.н., доц. кафедры оборудования и технологии сварочного производства Московского политехнического ун-та, Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации Ф А.А. Черепахин;
к.т.н., доц. кафедры материаловедения Московского политехнического ун-та Т.И. Балькова; к.т.н., проф. кафедры оборудования и технологии сварочного производства Московского политехнического ун-та А.А. Смолькин
ПРЕДИСЛОВИЕ
В учебнике рассмотрены строение, основные свойства различных видов электро- и радиоконструкционных материалов. Подробно описано кристаллическое строение металла, процессы кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации. Описаны фазы, образующиеся в сплавах, диаграммы состояния и современные конструкционные материалы. Большое внимание уделено теории и технологии термической обработки. Даны практические рекомендации по выбору способа и режима термической и химико-термической обработок.
Материалы, представленные в учебнике, подготовлены на основе рабочих программ дисциплины «Электротехническое и конструкционное материаловедение» в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направлению подготовки бакалавриата 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».
Настоящее пособие будет полезно студентам при овладении общими (ОК) и профессиональными (ПК) компетенциями:
— способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
— готовности к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
— способности демонстрировать базовые знания в области естественнонаучных дисциплин и готовности использовать основные законы в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-2);
— способности использовать технические средства для измерения и контроля основных параметров технологического процесса;
— готовности обосновывать технические решения при разработке технологических процессов и выбирать технические средства и технологии с учетом экологических последствий их применения (ПК-21);
— способности выполнять экспериментальные исследования по заданной методике, обрабатывать результаты экспериментов (ПК-44).
Учебник состоит из введения, семнадцати глав, к каждой из которых даны контрольные вопросы, а также глоссария и списка литературы.
Издание может быть полезно студентам направлений подготовки бакалавриата 13.03.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 13.03.03 «Энергетическое машиностроение», а также студентам машиностроительных вузов конструкторских и технологических направлений.
Введение
Материаловедение — комплексная наука, изучающая внутреннее строение и свойства материалов и закономерности их изменения под воздействием внешних факторов: тепловых, механических, химических, электромагнитных радиоактивных. Теоретической основой материаловедения являются физика и химия твердого тела.
Многие современные изделия работают в неблагоприятных условиях (повышенные скорости взаимных перемещений; высокая влажность, агрессивная внешняя среда; повышенный температурный режим и т.п.). При этом к изделиям предъявляются высокие требования по безотказности работы. Все это требует увеличения эксплуатационных характеристик материалов, что во многом определяется крупными достижениями в теории и практике материаловедения. В настоящее время широкое применение нашли новые высокопрочные металлические материалы различного назначения, композиционные материалы, материалы с особыми свойствами (полупроводники и жидкие кристаллы, сверхпроводники, аморфные сплавы), одновременно совершенствовались способы упрочнения деталей термической и химико-термической обработками.
Машиностроительные материалы можно условно разделить на группы конструкционных, строительных, электротехнических и других материалов. Каждая группа, в свою очередь, подразделяется на подгруппы по следующим признакам: строение, химический состав, эксплуатационные и (или) технологические свойства.
По строению конструкционные материалы можно разделить на 2 группы: однородные и неоднородные материалы. В группу однородных входят металлические и неметаллические
В зависимости от вида основного металла различают металлические черные (основа — железо), цветные (основа — медь, алюминий, цинк, магний, никель, титан, бериллий и т. д.) и биметаллические материалы. Среди неметаллических материалов различают полимеры (пластмассы) и резиновые материалы; клеи и герметики; лакокрасочные (пленочные), древесные и прокладочные материалы. В зависимости от вида основы (матрицы) различают композиционные материалы с металлической и неметаллической матрицей. Порошковые материалы подразделяются на пористые и компактные.
Из всех описанных в Периодической системе Д.И. Менделеева химических элементов более 80 являются металлами и обладают такими характерными для металлов свойствами, как высокая пластичность, ковкость, высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент электрического сопротивления (многие металлы обладают сверхпроводимостью при температурах близких к -273°С), хорошая отражающая способность. Эти свойства обусловлены наличием свободно перемещающихся электронов в кристаллической решетке. Более высокими техническими свойствами обладают не чистые металлы, а их соединения с металлами и неметаллами — сплавы, которые по составу и строению бывают разными (механическая смесь, твердый раствор или интерметаллическое соединение), но сохраняют важнейшие свойства металлов и называются металлическими материалами.
Примером широкого использования сплавов являются сталь — сплав железа с углеродом (добавки Mn, Cr, Ni, Si, P, S); бронза — сплав меди, обычно с оловом, алюминием, бериллием, кремнием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка и никеля; латунь — сплав меди с цинком (добавки: Zn, Mn, Al, Pb, Si); мельхиор, нейзильбер — сплавы меди с никелем; дюралюминий — сплав алюминия с медью (3...5%), марганцем (около 1%), магнием (около 1%); амальгамы — сплавы металлов, содержащих ртуть.
Электротехническими называют материалы (ЭТМ), используемые в технике с учетом свойств и характеристик в электромагнитном поле (как отдельно электрического или магнитного полей, так и их совокупности).
ЭТМ классифицируют по характеру взаимодействия с электрическим или магнитным полем (рис. 2).
В соответствии с ГОСТ Р 52002-2003 «Электротехника. Термины и определения основных понятий» электротехнические материалы по характеру взаимодействия с внешним электрическим полем подразделяются на проводниковые, полупроводниковые и диэлектрические.
Проводником называют вещества, основным электрическим свойством которых является высокая электропроводность.
Электропроводность определяется как свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток. Характеристиками электропроводности являются удельная электрическая проводимость у, измеряемая в см/м, и обратная ей величина — удельное электрическое сопротивление р, измеряемое в Ом·м или, чаще, в мкОм·м. Из всех проводниковых материалов минимальным удельным сопротивлением обладает серебро — 0,016 мкОм·м. По наиболее широко распространенной градации считается, что удельное сопротивление проводников при нормальной температуре лежит в пределах от 0,016 до 10 мкОм·м.
Полупроводниковыми называются материалы, основным электрическим свойством которых является сильная зависимость электропроводности от воздействия внешних факторов (например, от температуры, давления или освещенности). Их удельное электрическое сопротивление лежит в пределах от 10-5 до 107 Ом^м.
Диэлектрики — вещества, основным электрическим свойством которых является способность поляризоваться в электрическом поле. Поляризация заключается в ограниченном смещении или в ориентации связанных зарядов, что приводит к возникновению в диэлектрике внутреннего электрического поля, направленного в сторону, противоположную внешнему полю. При поляризации электрический момент некоторого объема вещества становится отличным от нуля. Удельное электрическое сопротивление диэлектрических материалов более 107 Ом^м.
По характеру взаимодействия с магнитным полем ЭТМ подразделяются на магнитные и немагнитные.
Немагнитные материалы не взаимодействуют с магнитным полем, т. е. не приобретают магнитных свойств при воздействии на них магнитного поля.
Магнитные материалы обладают способностью намагничиваться и нашли особенно широкое применение в технике благодаря их магнитным свойствам. Большинство электротехнических материалов можно отнести к слабомагнитным или практически немагнитным. Однако и среди магнетиков следует различать проводящие, полупроводящие и практически непроводящие, что определяет частотный диапазон их применения.
Глава 1
Основные сведения о строении веществ

Строение атома

Модель Томсона
В античные времена ученые и философы считали, что на Земле и в космосе не существует ничего меньшего по размеру, чем атом. В 1897 году английский физик Джон Томсон показал, что атом не является минимальной частицей, в его состав входят частицы, имеющие гораздо меньший размер. Ученый вычислил их массу и доказал, что частицы имеют отрицательный электрический заряд, являющийся их неотъемлемой частью. Позднее эти частицы назвали электронами. Томсон предложил первую в мире модель строения атома (так называемую модель пудинга): атом — это сгусток положительно заряженной материи, в которой равномерно распределены отрицательно заряженные электроны. Модель хорошо объясняла общую нейтральность атомов, так как противоположные заряды уравновешивают друг друга. Оставался открытым вопрос о том, что является положительно заряженной материей.
Модель Резерфорда
В 1911 году Эрнест Резерфорд провел серию экспериментов по рассеиванию альфа-частиц на золотой фольге и обнаружил, что в атоме присутствуют положительно заряженные частицы. Экспериментальные данные позволили Резерфорду предположить следующее строение атома: в центре расположено положительно заряженное ядро, а вокруг ядра по определенным траекториям-орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны. В модели атома Резерфорда прослеживается аналогия с движением планет Солнечной системы вокруг Солнца, поэтому модель была названа планетарной. Недостатком планетарной модели была ее несовместимость с законами классической физики. Если электроны движутся вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца, то их движение ускоренное, и, следовательно, по законам классической электродинамики они должны были бы излучать электромагнитные волны, терять энергию и падать на ядро. При этом атом должен давать излучение с непрерывным (сплошным) спектром частот. Но практика опровергает эти умозаключения: атомы являются устойчивыми системами, и спектр излучения атома является линейчатым (дискретным).
Полуквантовая модель Бора
В 1913 году датский физик Нильс Бор ввел идеи квантовой теории в ядерную модель атома Резерфорда и разработал теорию атома водорода, которая подтвердилась всеми известными тогда опытами. Бор сформулировал в виде постулатов основные положения новой теории, которые налагали лишь некоторые ограничения на допускаемые классической физикой движения. Однако последовательной теории атома Бор не дал. В основе теории Бора лежат два постулата.
Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): атомная система может находиться только в особых стационарных, или квантовых, состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En. В стационарном состоянии атом не излучает. Согласно первому постулату Бора атом характеризуется системой энергетических уровней, каждый из которых соответствует определенному стационарному состоянию (рис. 1.1).
Оглавление
Предисловие 3
Введение 5

Строение ядра 21

Создание единой теории строения микромира 22

Глава 2. Типы химических связей25

Химическая связь 25

Ионная химическая связь 26

Ковалентная химическая связь 27

Металлическая связь 29

Глава 3. Зонная теория твердых тел 31
Глава 4. Строение твердых тел 37

Атомно-кристаллическая структура металлов 37

Дефекты кристаллической решетки 42

Строение реального твердого

кристаллического тела 48

Особенности строения некристаллических

материалов51
Глава 5. Кристаллизация чистых металлов
и сплавов 60

Кристаллизация чистых металлов 60

Гомогенная кристаллизация 60
Гетерогенная кристаллизация 64
Полиморфные превращения 65

Кристаллизация сплавов 66

Глава 6. Общая характеристика сплавов 71

Классификация сплавов 71

Структура сплавов 74

Диаграмма состояния сплавов75

Построение диаграммы состояния сплавов, образующих механическую смесь 78

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых полностью растворимы в жидком и твердом состояниях 80

Диаграмма состояния сплавов, компоненты которых ограниченно растворимы в твердом состоянии и образуют эвтектику 83

Диаграмма состояния сплавов с полиморфным превращением компонентов и эвтектоидным превращением86

Глава 7. Железоуглеродистые сплавы 88

Фазы и структуры

в железоуглеродистых сплавах88

Диаграмма состояния железо-углерод90

Углеродистые стали 96

Чугуны 99

Глава 8. Термическая обработка сталей
и поверхностное упрочнение деталей 112

Термическая обработка сталей 112

Превращение перлита в аустенит 113
Распад переохлажденного аустенита 114
Отжиг и нормализация стали 116
Закалка и отпуск стали 120

Поверхностное упрочнение стальных деталей 123

Упрочнение поверхности детали методом пластического деформирования 123
Химико-термическая обработка 124
Термомеханическая обработка стали (ТМО) 125
Контрольные вопросы 127
Глава 9. Легированные стали 128

Влияние легирующих элементов

на свойства стали 128

Классификация легированных сталей 130

Маркировка легированных сталей131

Легированные конструкционные стали 132

Легированные инструментальные стали 134

Стали с особыми свойствами 135

Литейные легированные стали 138

Контрольные вопросы 139
Глава 10. Цветные металлы и сплавы на их основе 140

Алюминий и алюминиевые сплавы 140

Деформируемые алюминиевые сплавы 142
Литейные алюминиевые сплавы 144
Спеченные алюминиевые сплавы146

Магниевые сплавы 147

Деформируемые магниевые сплавы 147
Литейные магниевые сплавы 149

Медь и медные сплавы 150

Деформированные медные сплавы 151
Литейные медные сплавы152

Титан и титановые сплавы 155

Цинковые сплавы 155

Глава 11. Неметаллические конструкционные материалы 157

Пластмассы 157

Резиновые материалы 160

Клеи и герметики 162

Лакокрасочные материалы165

Глава 12. Композиционные
и порошковые материалы 166

Композиционные материалы с металлической матрицей167

Волокнистые композиционные материалы 167
Дисперсно-упрочненные композиционные материалы 169

Композиционные материалы

с неметаллической матрицей 170

Конструкционные порошковые материалы171

Пористые порошковые материалы 171
Компактные порошковые материалы 172
Глава 13. Основы нанотехнологии174

Основные понятия нанотехнологии 174

Аппаратные средства нанотехнологии 174
Методы молекулярного дизайна 177

Графен, углеродные нанотрубки и фуллерены 178

Графен 179
Углеродные нанотрубки 180
Фуллерены 182
Глава 14. Проводниковые материалы 185

Классификация проводниковых материалов 185

Природа электропроводности металлов 192

Классическая теория электропроводности
металлов Друде-Лоренца19 2
Квантовая теория электропроводности 195

Зависимость электро сопротивления

металлов от температуры199
Температурный коэффициент удельного
сопротивления металлов 199
Температурная зависимость удельного сопротивления 20 1

Основные свойства металлических

проводников материалов 206
Теплоемкость, теплопроводность и теплота плавления проводников 207
Температура и теплота плавления 210
Температурный коэффициент линейного расширения проводников (ТКЛР) 212
Работа выхода электрона из металла 214
Термоэлектродвижущая сила (термо-ЭДС) 215

Проводниковые материалы

на основе металлов 217
Металлы с высокой удельной проводимостью 217
Сверхпроводники 223
Благородные металлы 233
Тугоплавкие металлы 236

Проводниковые материалы на основе

сплавов металлов 244
Сплавы металлов с высокой удельной проводимостью 244
Припои 251

Неметаллические проводниковые материалы 252

Углеродистые материалы 252
Композиционные проводящие материалы 256
Проводящие материалы на основе оксидов 258
Глава 15. Полупроводниковые материалы261

Классификация полупроводниковых

материалов 261

Электропроводность полупроводников 265

Собственные полупроводники 265
Примесная проводимость полупроводников 269

Элементарные полупроводники 274

Кремний 274
Германий279

Реализация структур на основе кремния

и германия 282
Глава 16. Диэлектрические материалы 286

Классификация диэлектрических

материалов 286

Поляризация диэлектриков 287

Электропроводность диэлектрических

материалов 291

Пробой диэлектриков 293

Пассивные диэлектрики294

Полимерные материалы 294
Пластические массы (пластмассы) 298
Кремнийорганические смолы
(полиорганосилоксаны, силоксаны) 300
Слоистые пластики 300
Резины 302
Стекла 304
Ситаллы 305
Керамические материалы 306

Активные диэлектрики 309

Сегнетоэлектрики 309
Пьезоэлектрики 312
Пироэлектрики 314
Глава 17. Электротехнические наноматериалы 317
Проводниковые наноматериалы 319
Полупроводниковые наноматериалы 322
Диэлектрические наноматериалы 324
Глоссарий 327
Список литературы333