КАК НАЗЫВАЕТСЯ СПОСОБНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ ОБРАЗОВЫВАТЬ НЕСКОЛЬКО ТИПОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

У этого термина существуют и другие значения, см. Полиморфизм
.

Характерен для различных классов веществ. Полиморфизм для простых веществ
называют аллотропией
, но понятие полиморфизма не относят к некристаллическим аллотропным формам (таким, как газообразные O ₂
и O ₃
).

Частный случай полиморфизма, характерный для соединений со слоистой структурой — политипи́зм

( политипи́я
). Такие модификации, политипы, отличаются между собой лишь порядком чередования атомных слоёв.

Текущая версия страницы пока не проверялась
опытными участниками и может значительно отличаться от версии
, проверенной 1 июля 2023 года; проверки требуют 5 правок
.

Аллотро́пия
(от др.-греч.
 «другой» +  «поворот, свойство») — существование двух и более простых веществ
одного и того же химического элемента
.

Явление аллотропии обусловлено либо различным состоянием молекул простого вещества ( аллотропия состава
), либо способом размещения атомов или молекул в кристаллической решётке ( аллотропия формы
).

Причины возникновения полиморфизма

Полиморфизм объясняется тем, что одни и те же атомы вещества могут образовывать различные устойчивые кристаллические решётки, соответствующие минимумам на поверхности энергии Гиббса
. Стабильной модификации отвечает глобальный минимум, метастабильным — локальные минимумы. При повышении температуры более прочная кристаллическая решётка
низкотемпературной модификации может характеризоваться меньшей энтропией за счёт того, что она менее восприимчива к возбуждению тепловых колебаний, поэтому другая модификация, характеризующаяся более крутой зависимостью энергии Гиббса от температуры, становится более выгодной.

Опубликовано  8 сентября 2022 г. в 13:32 (GMT+3).

Последнее обновление  1 ноября 2022 г. в 18:43 (GMT+3).

Опубликовано  22 ноября 2022 г. в 16:13 (GMT+3).

Последнее обновление  22 ноября 2022 г. в 16:13 (GMT+3).

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОБЩАЯ ФАРМАКОПЕЙНАЯ СТАТЬЯ

Полиморфизм
– способность вещества существовать в различных кристаллических формах при одинаковом химическом составе. Такие формы называются полиморфными модификациями.

Оценка полиморфизма фармацевтической субстанции обязательна в тех случаях, когда полиморфная модификация определяет терапевтическую эффективность и безопасность лекарственного препарата.

В основе структурной классификации типов полиморфизма лежат как параметры кристаллической решетки, так и внутренние геометрические параметры – углы вращения, валентные углы и связи, определяющие конформацию молекулы (конформационный полиморфизм).

Полиморфные модификации являются термодинамическими фазами и устойчивы в определённом интервале температур, давлений или других внешних условий, например, воздействующего электрического или магнитного полей. Переход одной модификации в другую происходит при определённой температуре, сопровождается тепловым эффектом и скачкообразным изменением свойств.

Скорость полиморфного превращения определяется величиной преодолеваемого энергетического барьера и зависит от числа и характера связей, разрывающихся при переходе одной кристаллической структуры в другую.

С точки зрения термодинамики различают монотропные и энантиотропные полиморфные превращения (переходы). Энантиотропные (обратимые) превращения характеризуются обратимостью перехода полиморфных модификаций из одной в другую, т.е. в результате нагревания низкотемпературная модификация переходит в высокотемпературную, которая при определённых температурах и давлении может существовать в метастабильном состоянии или переходить в низкотемпературную модификацию. Монотропные (необратимые) переходы при любых температурах возможны лишь в одном направлении – от метастабильной к более термодинамически выгодной,  стабильной модификации.

Монотропные полиморфные превращения часто наблюдаются у лекарственных веществ, которые могут иметь несколько метастабильных модификаций. Различие между температурами плавления модификаций является критерием их стабильности: чем оно меньше, тем более стабильна полиморфная модификация.

Полиморфные модификации проявляют различные физические и физико-химические свойства, такие как температура плавления, размер кристаллов, плотность, растворимость и скорость растворения, удельная теплоёмкость, электропроводность, угол смачивания, показатель преломления, коэффициент рассеяния света, ИК-спектры, КР-спектры, термограммы, рентгеновские дифрактограммы. Химические свойства полиморфных модификаций одинаковы в жидкой фазе (растворах или в расплавах).

Различные полиморфные модификации одной и той же фармацевтической субстанции могут проявлять различную фармакологическую активность, что должно быть учтено при разработке технологии получения лекарственного препарата.

Для новых фармацевтических субстанций необходимо зафиксировать то кристаллическое состояние, при котором наблюдалась соответствующая эффективность и токсичность при доклиническом изучении.

Свойства полиморфных модификаций действующего вещества проявляются в лекарственных формах с твердой дисперсной фазой: в суспензиях, гранулах, таблетках, капсулах и др., что необходимо контролировать соответствующими методами.

Конформационный (молекулярный) полиморфизм может оказывать влияние на сохранение разных свойств полиморфной модификации не только в твердом состоянии, но и в коллоидных растворах (термодинамически неравновесных, кинетически заторможенных).

В отличие от полиморфизма, сольватоморфизм (псевдополиморфизм) обусловлен сольватацией. Сольваты – молекулярные комплексы, которые в кристаллической решётке содержат молекулы растворителя при определённом стехиометрическом соотношении вещества и растворителя. Частный случай сольватов – гидраты (если растворителем является вода).

Физико-химические свойства кристаллических сольватов должны учитываться при разработке процессов грануляции, сушки, прессования, измельчения, таблетирования и др. Сольваты фармацевтических субстанций и их несольватированные формы обладают различной растворимостью, скоростью растворения и биодоступностью.

Для получения полиморфных модификаций и кристаллических сольватов применяют методы равновесной и неравновесной кристаллизации при варьировании условий кристаллизации (скорость кристаллизации, температура, тип растворителя, концентрация раствора и др.), а также метод осаждения и различные методы сушки.

Для обнаружения и исследования полиморфных модификаций фармацевтических субстанций используют различные методы, среди которых основными являются следующие.

1. I. Дифракция рентгеновских лучей:
2. Рентгеноструктурный анализ;
3. Метод порошкового рентгеноструктурного анализа.
4. II. Спектральные методы:
5. Cпектрометрия в инфракрасной области;
6. Рамановская спектрометрия;
7. Твердофазная спектроскопия ядерного магнитного резонанса.

III. Термоаналитические методы:

1. Термогравиметрия;
2. Дифференциальная сканирующая калориметрия;
3. Термомикроскопия.
4. IV. Оптическая и сканирующая электронная микроскопия (в том числе поляризационная).
5. V. Растворимость и скорость растворения.
6. VI. Биологические методы.

Часто используют комплекс различных методов исследования.

В ряде случаев трудно доказать, что лекарственный препарат содержит действующее вещество необходимой полиморфной формы, так как при экстракции образца для анализа оно может изменить свою кристаллическую форму. Если известно, что действующее вещество присутствует в полиморфной модификации, тогда тест «Растворение» может быть выбран как способ подтверждения полиморфизма в лекарственном препарате.

Диаграммы давление – температура и энергия – температура, основанные на экспериментальных данных, характеризуют стабильность полиморфных модификаций. Для изучения сольватов предпочтительно использовать термогравиметрию в комбинации с определением растворимости, скорости растворения и Рамановской спектрометрией. При изучении гидратов определяют изотермы сорбции-десорбции воды для характеристики зон относительной стабильности.

Cкачать в PDF  ОФС.1.1.0017.15 Полиморфизм

Понятие аллотропии введено в науку Й. Берцелиусом
в 1841 году для обозначения разных форм существования элементов; одновременно он предполагал, по-видимому, применить его и к изомерии соединений
. После принятия гипотезы А. Авогадро
в 1860 году стало понятно, что элементы могут существовать в виде многоатомных молекул, например, О ₂
 — кислород
и О ₃
 — озон
.

• Эддисон У. Аллотропия химических элементов. — М.: Мир, 1966. — 207 с.

В настоящее время известно более 400 разновидностей простых веществ
. Способность элемента к образованию аллотропных форм обусловлена строением атома, которое определяет тип химической связи
, строение молекул и кристаллов
.

Как правило, большее число аллотропных форм образуют элементы, имеющие переменные значения координационного числа
или степени окисления
( олово
, фосфор
). Другим важным фактором является катенация
 — способность атомов элемента образовывать гомоцепные структуры (например, сера
).
Склонность к аллотропии более выражена у неметаллов
, за исключением галогенов
, благородных газов
, и полуметаллов
.

Принято обозначать различные аллотропические формы одного и того же элемента строчными буквами греческого алфавита; причём форму, существующую при самых низких температурах, обозначают буквой α, следующую — β и т. д.

Среди металлов, которые встречаются в природе в больших количествах (до U, без Tc и Pm), 28 имеют аллотропные формы при атмосферном давлении
: Li, Be, Na, Ca, Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Sr, Y, Zr, Sn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Yb, Hf, Tl, Th, Pa, U.
Также важны аллотропные формы ряда металлов, образующиеся при их технологической обработке: Ti при 882˚C, Fe при 912˚C и 1394˚C, Co при 422˚C, Zr при 863˚C, Sn при 13˚C и U при 668˚C и 776˚C.

1. Угай Я. А.
   Общая и неорганическая химия: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению и спец. « Химия». — М.: Высш. шк., 1997. — 524 с.: ил.
2. Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 382. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8
   

Энантиотропные и монотропные переходы

Переход одной аллотропной модификации в другую происходит при изменении температуры или давления (или одновременном воздействии обоих факторов) и связан со скачкообразным изменением свойств вещества. Этот процесс бывает обратимым ( энантиотропным
) и необратимым ( монотропным

).

Примером энантиотропного перехода
может служить превращение ромбической серы в моноклинную α-S (ромб.) ↔ β-S (монокл.) при 95,6 °C. При обычной температуре стабильной является ромбическая модификация серы, которая при нагревании до 95,6 °С при нормальном давлении переходит в моноклинную форму. Последняя при охлаждении ниже 95,6 °С вновь переходит в ромбическую форму. Таким образом, переход одной формы серы в другую происходит при одной и той же температуре, и сами формы называются энантиотропными.

К монотропному переходу
относится превращение белого фосфора P ₄
под давлением 1,25 ГПа и температуре 200 °C в более стабильную модификацию — чёрный фосфор. При возвращении к обычным условиям обратный переход не происходит. Переход из нестабильной формы в стабильную в принципе возможен при любой температуре, а обратный — нет, то есть определенная точка перехода отсутствует. Ещё один пример — превращение графита
в алмаз
при давлении 6 ГПа и температуре 1500 °C в присутствии катализатора (никель, хром, железо и другие металлы), то есть при условиях термодинамической устойчивости алмаза. Тогда как алмаз легко и быстро переходит в графит при температурах выше 1000 °С. В обоих случаях давление способствует превращению, поскольку образуется вещества с более высокой плотностью, чем исходные.

• Верма А. Рам., Кришна П., Полиморфизм и политипизм в кристаллах, [пер. с англ.], М., 1969;
• Бокий Г. Б., Кристаллохимия
  , 3 изд., М., 1971.
• Базаров И. П., Геворкян Э. В., Котенок В. В. Статистическая теория полиморфных превращений. — М.
  , МГУ
  , 1978. — 118 c.

Открыт в 1798 году
М. Клапротом
на примере карбоната кальция
, для которого были обнаружены две модификации кальцит
и арагонит
.

Термодинамика и кинетика полиморфизма

При заданных условиях ( температура
, давление
и др.) одна из модификаций является термодинамически стабильной, другие — метастабильными. При изменении условий может оказаться стабильной другая модификация. Условия, при которых стабильна каждая из модификаций, изображаются на фазовой диаграмме
соответствующего вещества. Переход из метастабильной модификации в стабильную, выгодную термодинамически, не всегда можно наблюдать на практике, так как он зачастую связан с кинетическими затруднениями. Примером является алмаз
, полиморфная модификация углерода
, которая при нормальных условиях
метастабильна, но существует неограниченно долго. Это объясняется тем, что для перестройки кристаллической решётки требуется преодолеть энергетический барьер
. Во многих случаях удаётся закалить высокотемпературную модификацию до комнатной температуры. Не удаётся закалить высокотемпературную фазу в случае мартенситных превращений
, характеризующихся бездиффузионным переходом.

Ответы на тест по материаловедению.

ОГТУ

преподаватель: Косчинская.

гр. 32-В

(правильные ответы выделены курсивом
)

1. Основы материаловедения

1. Для кристаллического состояния вещества характерны:

а) высокая электропроводность;

б) анизотропия свойств;

в) высокая пластичность;

г) коррозионная устойчивость.

2. Твердое тело, представляющее собой совокупность неориентированных  относительно друг друга зерен-кристаллитов, представляет собой:

б) поликристалл;

3. Кристалл формируется путем правильного повторения микрочастиц (атомов, ионов, молекул) только по одной координате:

б) верно только для монокристаллов;

г) верно только для поликристаллов.

4. Для аморфных материалов характерно:

а) наличие фиксированной точки плавления;

б) наличие температурного интервала плавления;

в) отсутствие способности к расплавлению.

5. Вещество, состоящее из атомов одного химического элемента, называется:

а) химически чистым;

б) химически простым;

в) химическим соединением.

6. Вещество, состоящее из однородных атомов или молекул, и содержащее некоторое количество другого вещества, не превышающее заданного значения, называется:

а) химически чистым;

б) химически простым;

в) химическим соединением.

7. Укажите виды точечных статических дефектов кристаллической структуры:

г) междоузлия.

8. Укажите основные характеристики структуры материала:

а) концентрация носителей заряда;

б) степень упорядоченности расположения микрочастиц;

в) наличие и концентрация дефектов;

9. Способность некоторых твердых веществ образовывать несколько типов кристаллических структур, устойчивых при различных температурах и давлениях, называется:

а) полиморфизмом;

10. Укажите тип химической связи, который обеспечивает максимальную концентрацию носителей заряда без приложения внешних энергетических воздействий:

в) металлическая;

2. Свойства материалов

1. Способностью сопротивляться внедрению в поверхностный слой другого более твердого тела обладают:

а) хрупкие материалы;

б) твердые материалы;

в) пластичные материалы;

г) упругие материалы.

2. Свойства материалов, характеризующие их поведение при обработке, называются:

а) эксплуатационными;

в) потребительскими;

г) механическими.

3. К теплофизическим свойствам материалов ЭС относятся:

б) электропроводность;

в) тепловое расширение;

г) светопропускание.

4. Проявлением какого вида свойств материалов является стойкость к термоударам:

а) механических;

б) химических;

г) химических.

5. К электрическим параметрам материалов ЭС относятся:

а) концентрация носителей заряда;

б) теплопроводность;

в) подвижность носителей заряда;

6. Деформируемость является одним из:

а) эксплуатационных свойств;

б) технологических свойств;

в) потребительских свойств.

7. Потребительскими называют свойства материалов:

а) определяющие их пригодность для создания изделий  заданного качества;

б) характеризующие их поведение при обработке;

в) характеризующие их применимость в данной эксплуатационной области.

8. Укажите стадии реакции хрупких материалов на нагружение:

а) упругая деформация;

б) пластическая деформация;

9. Нагревостойкость – это:

а) способность хрупких материалов выдерживать без разрушения резкие смены температуры;

б) способность материалов сохранять без изменения химический состав и структуру молекул при повышении температуры;

в) способность материалов отводить тепло, выделяющееся при работе электронного компонента.

10. Магнитные свойства материалов обусловлены:

а) вращением электронов вокруг собственной оси;

б) взаимным притяжением ядра атома и электронов;

в) орбитальным вращением электронов.

3. Устойчивость материалов к воздействию внешней рабочей среды

1. Для повышения устойчивости материалов к воздействию окружающей среды могут использоваться следующие покрытия:

а) резистивные;

б) магнитодиэлектрические;

2. Самопроизвольное разрушение твердых материалов, вызванное химическими или электрохимическими процессами, развивающимися на их поверхности при взаимодействии с внешней средой, называется:

б) диффузией;

в) эрозией;

г) адгезией.

3. Наибольшей коррозионной устойчивостью обладают следующие металлы:

а) медь;

г) железо.

4. Химические свойства материалов определяются:

а) элементарным химическим составом;

б) типом химической связи;

в) концентрацией носителей заряда.

5. Какое из утверждений является верным:

а) скорость коррозии повышается при повышении температуры окружающей среды;

б) скорость коррозии повышается при понижении температуры окружающей среды;

в) скорость коррозии не зависит от температуры окружающей среды.

4. Принципы классификации материалов ЭС

1. Какие группы материалов выделяют в соответствии со степенью упорядоченности микрочастиц:

в) конструкционные;

г) твердые растворы.

2. Основная классификация материалов ЭС базируется на следующих свойствах:

а) механические;

б) оптические;

г) химические.

3. Указать параметр материала, в соответствии со значением которого, материал может быть отнесен к группе электротехнических:

а) твердость;

б) пластичность;

г) светопоглощение.

4. Для каких видов материалов возможно наличие доменной структуры:

а) проводниковые;

б) полупроводниковые;

5. В соответствии со значением коэрцитивной силы материалы ЭС классифицируют на:

а) активные и пассивные диэлектрики;

б) высокопроводные и резистивные  материалы;

в) магнитомягкие и магнитотвердые материалы;

г) аморфные и кристаллические полупроводники.

6. В соответствии с зависимостью диэлектрической проницаемости от напряженности внешнего поля диэлектрические материалы классифицируют на:

а) полярные и неполярные материалы;

б) линейные и нелинейные материалы;

в) термопластичные и термореактивные материалы.

7. Классификация конструкционных материалов электронных средств осуществляется по:

а) теплопроводности;

б) электропроводности;

в) химическому составу;

г) светоотражению.

8. Значение удельного объемного сопротивления лежит в основе классификации:

а) сильномагнитных материалов;

б) слабомагнитных материалов;

в) не используется при классификации материалов.

9. Основным параметром при классификации материалов по коррозионной устойчивости является:

а) количество оставшегося после коррозии материала;

б) толщина разрушающегося за год слоя;

в) толщина необходимого антикоррозионного покрытия;

г) химический состав.

10. Классификация дефектов кристаллических структур осуществляется по:

а) времени существования дефектов;

б) размерности дефектов;

в) вероятности возникновения;

г) дефекты не классифицируются.

5. Проводниковые материалы

1. К основным параметрам проводниковых материалов относятся:

а) контактная разность потенциалов, предел прочности, твердость;

б) сила тока, напряжение, сопротивление, термо-ЭДС;

в) пластичность, магнитная проницаемость, свариваемость;

г) удельная электропроводность, температурный коэффициент удельного сопротивления, предел прочности при растяжении.

2. Удельное сопротивление проводниковых материалов определяется следующими факторами:

а) геометрические размеры образца;

б) внутренние кристаллические напряжения;

г) химический состав.

3. Какая из групп проводниковых материалов является композиционной:

б) проводящие модификации углерода;

г) материалы высокой проводимости.

4. Для чего используются сплавы тугоплавких и благородных металлов:

а) для изготовления шин питания;

б) для изготовления электровакуумных приборов;

в) для изготовления магнитопроводов;

г) для изготовления обмоточных проводов.

5. Удельное поверхностное сопротивление пленочного проводника представляет собой:

а) удельное объемное сопротивление, умноженное на толщину пленки;

б) удельное объемное сопротивление, деленное на толщину пленки;

в) равно удельному объемному сопротивлению;

г) не зависит от удельного объемного сопротивления.

6. Какие материалы относятся к группе материалов высокой проводимости:

а) тантал и рений;

б) медь и алюминий;

в) графит и пиролитический углерод;

г) цинк и хром.

7. Какие вещества относят к проводникам второго рода:

а) металлические расплавы;

в) твердые металлы;

г) естественножидкие металлы.

8. Какое из утверждений является верным:

а) в качестве проводниковых материалов могут использоваться только чистые металлы;

б) в качестве проводниковых материалов могут использоваться только металлические сплавы;

в) в качестве проводниковых материалов могут использоваться композиционные материалы.

9. Какое из утверждений является верным:

а) при введении примесей удельное сопротивление сплава падает;

б) при введении примесей удельное сопротивление сплава возрастает;

в) удельное сопротивление сплава не зависит от его состава.

10. Контактное сопротивление тем ниже:

а) чем больше разность между энергией Ферми сопрягаемых проводников;

б) чем меньше разность между энергией Ферми сопрягаемых проводников;

в) контактное сопротивление не зависит от энергии Ферми сопрягаемых проводников.

11. Термоэлектродвижущая сила чистых металлов существенно меньше, чем термоэлектродвижущая сила сплавов:

в) верно в отдельных случаях.

12. Какое из утверждений является верным:

а) в естественных условиях любой газ является проводником электрического тока;

б) газ никогда не может стать проводником электрического тока;

в) при превышении предела ионизации газ становится равновесной проводящей средой.

13. Какое значение удельного объемного сопротивления характерно для проводниковых материалов ЭС:

а) ρ<10-5 Ом·м;

б) ρ<10-10 Ом·м;

в) ρ>10-5 Ом·м;

14. Возрастание внутренних кристаллических напряжений в проводниковом материале:

а) приводит к уменьшению удельного объемного сопротивления;

б) приводит к увеличению удельного объемного сопротивления;

в) не влияет на удельное объемное сопротивление.

15. Какие из утверждений являются верными:

а) различие удельного сопротивления пленочного и крупногабаритного образцов, изготовленных из одного проводникового материала, связаны с различиями способов их получения;

б) различие удельного сопротивления пленочного и крупногабаритного образцов, изготовленных из одного проводникового материала,  обусловлено размерным эффектом;

в) пленочный и крупногабаритный образцы, изготовленные из одного проводникового материала, обладают равным удельным сопротивлением.

6. Сплавы высокого сопротивления, резистивные материалы

1. Основу сплавов высокого сопротивления составляют следующие металлы:

а) медь и алюминий;

б) хром и никель;

в) олово и свинец;

г) золото и платина.

2. Резистивные материалы на основе кремния (силициды) используют для изготовления:

а) пленочных сопротивлений;

б) проволочных сопротивлений;

в) нагревательных элементов;

г) термопар.

3. Сплавы высокого сопротивления используются для изготовления:

а) технических сопротивлений;

б) прецизионных сопротивлений;

в) пленочных проводников;

г) пленочных сопротивлений.

4. Температурный коэффициент удельного сопротивления резистивного материала, использующегося для изготовления прецизионного сопротивления:

а) должен быть минимальным;

б) должен быть максимальным;

в) не учитывается при выборе материала.

5. Какое из утверждений является верным:

а) в качестве резистивных материалов могут использоваться только сплавы;

б) в качестве резистивных материалов не могут использоваться химически простые (элементарные) материалы;

в) наиболее технологичными резистивными материалами являются керметы.

7. Полупроводниковые материалы и их свойства

1. К простым полупроводникам относятся:

а) PbS и GaP;

б) SiC и Te;

в)
Ge
и
Si
;

г) P и GaAs.

2. Какое из утверждений является верным:

а) повышение температуры не влияет на электропроводность собственного полупроводника;

б) чем выше температура, тем ниже электропроводность собственного полупроводника;

в) чем выше температура, тем выше электропроводность собственного полупроводника.

3. Цель легирования полупроводников:

а) регулирование электропроводности;

б) уменьшение ширины запрещенной зоны;

в) увеличение теплопроводности;

г) уменьшение твердости.

4. Основными носителями заряда в полупроводниках n-типа являются:

а) нейтроны;

в) протоны;

г) дырки.

5. Для полупроводниковых материалов характерно значение удельного сопротивления:

а) ρ<10-10 Ом·м;

б) ρ=10 -5
¸
10 8 Ом·м;

в) ρ>105 Ом·м;

г) ρ=10 -2¸ 10 4 Ом·м.

6. Какое из утверждений является верным:

а) повышение температуры приводит к повышению подвижности носителей заряда примесного полупроводника;

б) повышение температуры приводит к уменьшению подвижности носителей заряда примесного полупроводника;

в) повышение температуры не влияет на подвижность носителей заряда примесного полупроводника.

7. К люминисценции способны:

а) все полупроводники;

б) полупроводники с малой шириной запрещенной зоны;

в) полупроводники с большой шириной запрещенной зоны.

8. Изменение удельного сопротивления полупроводника под действием электромагнитного излучения называется:

а) эффектом Холла;

б) эффектом Ганна;

в) фоторезистивным эффектом.

9. Возникновение разности потенциалов на боковых гранях полупроводниковой пластины, через которую проходит электрический ток, при ее помещении в электромагнитное поле, называется:

а) эффектом Холла;

б) эффектом Ганна;

в) фоторезистивным эффектом.

10. Возбуждение высокочастотных колебаний электрического тока при воздействии на полупроводник постоянного электрического поля высокой напряженности, называется:

а) эффектом Холла;

б) эффектом Ганна;

в) фоторезистивным эффектом.

11. Основные полупроводниковые материалы электронных средств относятся к группе:

а) органических аморфных веществ;

б) неорганических аморфных веществ;

в) неорганических кристаллических веществ;

г) органических кристаллических веществ.

12. Какие из перечисленных электронных приборов могут быть изготовлены на основе кремния:

а) инжекционные лазеры;

б) биполярные транзисторы;

г) импульсные и выпрямительные диоды.

13. Какие из перечисленных полупроводников являются промышленными люминофорами:

а) кремний;

б) германий;

в) сульфид цинка;

г) сульфид кадмия.

14. При облучении полупроводника носители заряда генерируют парами «электрон-дырка»:

б) неверно;

в) верно только для примесных полупроводников.

15. Основными параметрами полупроводниковых материалов являются:

а) удельная объемная электропроводность, температурный коэффициент линейного расширения, предел упругости;

б) ширина запрещенной зоны, концентрация собственных носителей заряда, подвижность носителей заряда при нормальной температуре;

в) диэлектрическая проницаемость, удельное сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь;

г) магнитная проницаемость, коэрцитивная сила, удельное сопротивление.

8. Диэлектрические материалы и физические процессы в них

1. Процесс, состоящий в ограниченном смещении или ориентации связанных зарядов в диэлектрике при воздействии на него электрического поля, называется:

а) деформацией;

б) кристаллизацией;

г) пробоем.

2. Основное различие между термопластичными и термореактивными полимерами состоит в:

а) характере поведения в цикле нагрев-охлаждение;

б) значении удельного сопротивления;

в) технологической себестоимости.

3. Диэлектрическими параметрами материалов являются:

а) e0 ;

б)
tg
d
;

в) m0 ;

4. Если температура окружающей среды превышает сегнетоэлектрическую точки Кюри данного диэлектрика, то в нем происходят следующие процессы:

а) исчезает пьезоэффект;

б) перестают существовать электрические домены;

в) резко падает теплопроводность;

г) материал разрушается.

5. Стеклотекстолит это:

а) полимерный материал;

б) композиционный материал;

в) керамический материал;

г) пропиточный материал.

6. Керамические материалы получают:

а) путем вытягивания из расплава;

б) путем свободного охлаждения расплава;

в) путем ускоренного охлаждения расплава;

г) путем формования и термообработки.

7. Электропроводность твердых диэлектриков при постоянном напряжении определяется:

а) током сквозной проводимости;

б) током адсорбции;

в) током смещения;

г) электропроводность диэлектриков всегда равна нулю.

8. Максимальное значение диэлектрической проницаемости характерно:

а) для газообразных диэлектриков;

б) для жидких диэлектриков;

в) для твердых диэлектриков;

г) не зависит от агрегатного состояния.

9. Какие из факторов приводят к увеличению электропроводности диэлектриков:

а) наличие загрязнений;

б) понижение температуры;

в) повышение влажности;

г) длительная эксплуатация.

10. Какое из утверждений является верным:

а) диэлектрические потери проявляются только при постоянном напряжении;

б) диэлектрические потери проявляются только при переменном напряжении;

в) диэлектрические потери проявляются и при постоянном, и при переменном напряжении.

11. Диэлектрические объекты, изготовленные из одного материала, но различные по толщине, обладают различной диэлектрической прочностью:

б) неверно;

в) верно только для отдельных материалов.

12. Пьезоэлектриками называются диэлектрические материалы, обладающие способностью:

а) поляризоваться под действием механических нагружений;

б) изменять спонтанную поляризацию при изменении температуры окружающей среды;

в) создавать в окружающем пространстве постоянное электрическое поле.

13. Какие из параметров диэлектрических материалов, использующихся для получения изоляции, должны быть максимальны:

а) удельное сопротивление;

б) диэлектрическая проницаемость;

г) температурный коэффициент линейного расширения.

14. Какая из групп активных диэлектриков обладают способностью создавать в окружающем пространстве постоянное электрическое поле:

а) сегнетоэлектрики;

б) пьезоэлектрики;

в) пироэлектрики;

15. Пироэлектриками называются диэлектрические материалы, обладающие способностью:

а) поляризоваться под действием механических нагружений;

б) изменять спонтанную поляризацию при изменении температуры окружающей среды;

в) создавать в окружающем пространстве постоянное электрическое поле.

9. Магнитные материалы

1. Ферромагнетиками являются следующие металлы:

а) Al, Cu, Cr;

б) Au, Ag, Pt;

в) W, Mo, Re;

г
) Fe, Ni, Co.

2. Если атомные магнитные моменты вещества ориентированы относительно друг друга параллельно и сонаправленно с направлением внешнего поля, то оно является:

а) парамагнетиком;

б) диамагентиком;

г) ферримагнетиком.

3. Магнитомягкие материалы используются для изготовления:

б) постоянных магнитов;

в) конструкционных деталей;

г) радиаторов.

4. Наилучшими частотными характеристиками из ферромагнитных  материалов обладают:

а) электротехнические стали;

б) пермаллои;

г) альсиферы.

5. По предельной статической петле гистерезиса можно определить следующие параметры магнитного материала:

а) индукцию насыщения;

б) удельное сопротивление;

в) остаточную индукцию;

г) теплопроводность.

6. Что происходит при намагничивании ферромагнетика:

а) смещаются границы доменов;

б) векторы намагниченности ориентируются в направлении внешнего поля;

в) изменяется удельное сопротивление.

7. Магнитострикция – это процесс изменения магнитного состояния ферромагнетика, сопровождающийся изменением:

а) теплопроводности;

б) электропроводности;

в) линейных размеров;

г) прочности.

8. Магнитный гистерезис обусловлен:

а) задержками в смещении доменных границ, вызываемыми искажениями кристаллической решетки;

б) возникновением асимметрии оптических свойств вещества под действием магнитного поля;

в) наличием областей спонтанной намагниченности.

9. Какие из утверждений являются верными:

а) полный магнитный момент атома равен векторной сумме магнитных моментов электронной оболочки и ядра;

б) магнитный момент атома создается в основном спиновыми магнитными моментами протонов и нейтронов;

в) магнитный момент электронной оболочки равен векторной сумме спинового и орбитального магнитных моментов электронов.

10. Относительная магнитная проницаемость представляет собой:

а) величину, показывающую, во сколько раз магнитная индукция в данной среде больше, чем в вакууме;

б) физическую константу 4π∙10-7 Гн/м;

в) отношение абсолютной магнитной проницаемости к магнитной постоянной.

11. Магнитная точка Кюри – это значение температуры, при которой:

а) домены разрушаются и спонтанная намагниченность исчезает;

б) магнитная проницаемость имеет максимальное значение;

в) атомные магнитные моменты становятся равными нулю.

12. Что называют коэрцитивной силой магнитного материала:

а) обратно направленную напряженность магнитного поля, которая необходима, чтобы уменьшить индукцию до нуля;

б) напряженность внешнего поля соответствующую обратимому смещению доменных границ;

в) напряженность магнитного поля, соответствующую максимальной магнитной энергии.

13. Какие из утверждений являются верными:

а) ферриты обладают большим удельным сопротивлением;

б) ферриты обладают большим значением индукции насыщения;

в) ферриты обладают малыми потерями на вихревые токи;

г) ферриты могут использоваться для работы в СВЧ диапазоне.

14. Магнитомягкие материалы характеризуются:

а) способностью намагничиваться до насыщения в слабых магнитных полях;

б) малыми магнитными потерями;

в) большим значением коэрцитивной силы.

15. Магнитотвердые материалы характеризуются:

а) большим значением удельной магнитной энергии;

б) высокой точкой Кюри;

в) большим значением коэрцитивной силы и остаточной индукции.

10. Конструкционные материалы

1. Какие группы материалов могут использоваться в качестве конструкционных материалов ЭС:

а) гетинакс и текстолит;

б) сталь и алюминий;

в) хромель и копель;

г) фосфид индия и сульфид цинка.

2. Какие механические свойства конструкционных материалов ЭС должны быть максимальны:

в) хрупкость;

г) пластичность.

3. Какая из групп конструкционных материалов ЭС может быть подвергнута термообработке с целью повышения прочности:

а) слоистые пластики;

б) металлические сплавы;

в) термореактивные полимеры;

г) волокнистые материалы.

4. Какие группы свойств материалов ЭС нельзя изменить с помощью термообработки:

5. Какие из перечисленных групп конструкционных материалов являются композиционными:

а) слоистые пластики;

б) металлические сплавы;

в) термопластичные полимеры;

г) термореактивные полимеры.

11. Материалы с особыми свойствами

1. Явление сверхпроводимости состоит в том, что у отдельных материалов при температуре ниже некоторой критической точки происходит обращение в нуль следующего параметра:

а) теплопроводности;

в) светопропускания;

г) твердости.

2. Особенностью сплавов «с памятью» является способность восстанавливать после пластической деформации (в цикле нагрев-деформация-охлаждение-нагрев):

а) исходную форму;

б) исходное сопротивление;

в) исходную магнитную проницаемость;

г) исходный химический состав.

3. Аморфные металлические сплавы (металлические стекла) могут быть получены при:

а) сверхвысокой скорости нагревания;

б) сверхвысокой механической нагрузке;

в) сверхвысокой скорости охлаждения;

г) в сверхсильных магнитных полях.

4. В качестве активной среды твердотельных лазеров используются:

а) проводниковые материалы;

б) полупроводниковые материалы;

в) диэлектрические материалы;

г) магнитные материалы.

5. Какие характеристики жидких кристаллов позволяют их использовать в качестве индикаторных материалов:

а) высокая теплопроводность;

б) высокая электропроводность;

в) высокая текучесть;

г) анизотропия свойств.