ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΤΣΑΚΑΛΟΥΔΗ ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΜΑΓΓΑΝΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΝΙΚΕΛΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ : ΣΥΣΤΑΣΗ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΤΣΑΚΑΛΟΥΔΗ ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΜΑΓΓΑΝΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΝΙΚΕΛΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ : ΣΥΣΤΑΣΗ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ"

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΤΣΑΚΑΛΟΥΔΗ ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΜΑΓΓΑΝΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ ΚΑΙ ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΝΙΚΕΛΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ : ΣΥΣΤΑΣΗ ΔΙΕΡΓΑΣΙΑ ΜΙΚΡΟΔΟΜΗ B (T) ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ H (A/m) ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

2 Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή: Μ. Στουκίδης, Καθηγητής Τμ. Χημ. Μηχανικών ΑΠΘ Γ. Λιτσαρδάκης, Αν. Καθηγητής Τμ. Ηλ. Μηχανικών & Μηχ. Υπολογιστών ΑΠΘ Δρ. Β. Ζασπάλης, Ερευνητής Α, Επιστ. Υπεύθυνος ΕΑΥ, ΙΤΧΗΔ, ΕΚΕΤΑ Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή: Σ. Αναστασιάδης, Καθηγητής Τμ. Χημ. Μηχανικών ΑΠΘ Ε. Πολυχρονιάδης, Καθηγητής Τμ. Φυσικής ΑΠΘ Δ. Σαμαράς, Καθηγητής Τμ. Ηλ. Μηχανικών & Μηχ. Υπολογιστών ΑΠΘ Μ. Στουκίδης, Καθηγητής Τμ. Χημ. Μηχανικών ΑΠΘ Γ. Λιτσαρδάκης, Αν.Καθηγητής Τμ. Ηλ. Μηχανικών & Μηχ. Υπολογιστών ΑΠΘ Ο. Καλογήρου, Αν. Καθηγητής Τμ. Φυσικής ΑΠΘ Κ. Ευθυμιάδης, Επ. Καθηγητής Τμ. Φυσικής ΑΠΘ

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διδακτορική διατριβή του Τμήματος Χημικών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ανόργανων Υλικών του Ινστιτούτου Τεχνικής Χημικών Διεργασιών του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης, στα πλαίσια του προγράμματος ΠΕΝΕΔ 2003 (Αρ. Συμβολαίου 03ΕΔ401), υπό την επιστημονική ευθύνη του Δρ. Β. Ζασπάλη, τον οποίο και ευχαριστώ ιδιαίτερα για την πίστη του στις ικανότητές μου, την υπομονή και την ακούραστη διάθεσή του για τις επιστημονικές μου αναζητήσεις, καθώς χωρίς τη δική του υποστήριξη η εκπόνηση αυτής της διδακτορικής διατριβής θα ήταν αδύνατη. Στο σημείο αυτό θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας, καθώς και την εταιρεία Ferroxcube International για την οικονομική υποστήριξη της διατριβής στα πλαίσια του προαναφερόμενου έργου. Ευχαριστώ ιδιαίτερα τον καθηγητή κ. Μ. Στουκίδη για τη συνολική επίβλεψη της διδακτορικής μου διατριβής και τη στήριξή μου με κάθε τρόπο κατά τη διάρκεια της εκπόνησής της, όπως επίσης και τον καθηγητή κ. Γ. Λιτσαρδάκη για τη σημαντική συμβολή του στην επιτυχή ολοκλήρωση της προσπάθειάς μου. Ευχαριστώ όλους τους συνεργάτες του Εργαστηρίου Ανάλυσης και Χαρακτηρισμού Στερεών για τη διεξαγωγή των αναλύσεων κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, όπως επίσης και όλους τους συναδέλφους στο Εργαστήριο Ανόργανων Υλικών, καθώς με όλους με συνδέουν χρόνια πραγματικής φιλίας, υποστήριξης και αλληλεγγύης. Εύχομαι η ολοκλήρωση της επιστημονικής μου μελέτης να δώσει ενέργεια και δύναμη στη Ρέα μου να ολοκληρώσει σύντομα με επιτυχία τη δική της διδακτορική διατριβή. Στον Αλέξανδρο αφιερώνω όλη μου τη ζωή και τον ευγνωμονώ για τη συνεχή συμπαράστασή του, την ανεξάντλητη υπομονή του και τη φροντίδα του σε όλες τις στιγμές μου. Αφιερώνω τη διατριβή αυτή στους γονείς μου για την απεριόριστη αγάπη τους και τους ευχαριστώ που χάρη σε αυτούς είμαι σήμερα περήφανη για τις αρχές μου.

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.1: Γενική Εισαγωγή 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.2: Θεωρητικό Μέρος Η φύση των μαλακών φερριτών και η χημεία του σπινελίου 7 Η δομή του κρυσταλλικού πλέγματος 8 Χημικά χαρακτηριστικά φερριτών 12 Ο μαγνητισμός στους φερρίτες 16 Η φύση των μαγνητικών περιοχών και ο ρόλος τους στη μαγνήτιση 18 Πολυκρυσταλλική μικροδομή φερριτών 23 Μαγνητικές ιδιότητες φερριτών 24 Εφαρμογές φερριτών 35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.3: Γενικό Πειραματικό Μέρος Διεργασία σύνθεσης 41 Χαρακτηρισμός σταδίων διεργασίας 46 Χαρακτηρισμός πυροσυσσωματωμένων δειγμάτων 49 ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΜΑΓΓΑΝΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2.1: Μελέτη του μηχανισμού επίδρασης του οξειδίου του πυριτίου στη μικροδομή και την κινητική ανάπτυξης των κόκκων φερριτών μαγγανίου-ψευδαργύρου για εφαρμογές ισχύος Εισαγωγή 60 Υλικά και Μέθοδοι 64 Αποτελέσματα και Συζήτηση 66 Συμπεράσματα 76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2.2: Μελέτη του μηχανισμού επίδρασης των διεργασιακών παραμέτρων και της πρόσμιξης οξειδίου του τιτανίου στη μαγνητική συμπεριφορά φερριτών μαγγανίου-ψευδαργύρου για εφαρμογές ταχείας μεταφοράς δεδομένων σε δίκτυα τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή 80 Σχεδιασμός διεργασίας 85 Υλικά και Μέθοδοι 87 Αποτελέσματα και Συζήτηση 89 Συμπεράσματα 102

5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2.3: Μελέτη του μηχανισμού επίδρασης των προσμίξεων στην αυξητική μαγνητική διαπερατότητα φερριτών μαγγανίου-ψευδαργύρου για εφαρμογές υπέρθεσης εναλλασσόμενου πεδίου Εισαγωγή 106 Υλικά και Μέθοδοι 108 Αποτελέσματα και Συζήτηση 111 Συμπεράσματα 123 ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΦΕΡΡΙΤΕΣ ΝΙΚΕΛΙΟΥ-ΨΕΥΔΑΡΓΥΡΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3.1: Μελέτη της επίδρασης της σταδιακής αντικατάστασης νικελίου από χαλκό στην πολυκρυσταλλική μικροδομή και τις μαγνητικές ιδιότητες φερριτών νικελίου-ψευδαργύρου για εφαρμογές πολυστρωματικών διατάξεων και μικροηλεκτρονικής ολοκλήρωσης Εισαγωγή 127 Υλικά και Μέθοδοι 130 Αποτελέσματα και Συζήτηση 133 Συμπεράσματα 146 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3.2: Μελέτη του μηχανισμού της επίδρασης του μαγγανίου στη μικροδομή και τις μαγνητικές ιδιότητες φερριτών νικελίου-χαλκού-ψευδαργύρου για εφαρμογές πολυστρωματικών διατάξεων Εισαγωγή 151 Υλικά και Μέθοδοι 155 Αποτελέσματα και Συζήτηση 157 Συμπεράσματα 172 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3.3: Μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταξύ ιόντων χαλκού, κοβαλτίου και αναγωγικών συνθηκών πυροσυσσωμάτωσης στη διαμόρφωση των μαγνητικών ιδιοτήτων φερριτών νικελίου-ψευδαργύρου για εφαρμογές μεγάλου θερμοκρασιακού εύρους Εισαγωγή 176 Υλικά και Μέθοδοι 178 Αποτελέσματα και Συζήτηση 181 Συμπεράσματα 195 ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 199 ΠΕΡΙΛΗΨΗ 205 SUMMARY 208 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

6

7 ΕΝΟΤΗΤΑ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.1 ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι φερρίτες έκαναν την πρώτη τους εμφάνιση στο χώρο της έρευνας πριν από 70 χρόνια περίπου, ως μια νέα ιδιαίτερα σημαντική κατηγορία μαγνητικών υλικών με ξεχωριστό σύνολο ιδιοτήτων σε σχέση με τα μεταλλικά μαγνητικά υλικά. Πρόκειται για μαλακά μαγνητικά υλικά με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα που χρησιμοποιούνται ως μαγνητικοί πυρήνες σε μετασχηματιστές και επαγωγείς, με εφαρμογές σε ηλεκτρονικά συστήματα τηλεπικοινωνιών, άμυνας, αυτοκινητοβιομηχανίας κλπ. Στις εφαρμογές αυτές ο πυρήνας εκτίθεται στην επίδραση εναλλασσόμενου μαγνητικού πεδίου, λόγω της διέλευσης ηλεκτρικού ρεύματος στο πηνίο. Ιδιότητες μέγιστης σημασίας είναι η μαγνητική διαπερατότητα και οι απώλειες ισχύος του υλικού, χαρακτηριστικά που διαμορφώνονται τόσο από τη χημική σύσταση του φερρίτη, όσο και από τις δομικές και μορφολογικές παραμέτρους που συνοδεύουν το μαγνητικό υλικό. Στις περισσότερες περιπτώσεις, παράγοντες που ευνοούν τη διαπερατότητα συνήθως μειονεκτούν ως προς το επίπεδο των απωλειών, και αντίστροφα. Στην ανάπτυξη υλικών απαιτείται να γίνει ο καλύτερος συμβιβασμός μεταξύ υψηλής διαπερατότητας και χαμηλού επιπέδου απωλειών. Οι υψηλότερες διαπερατότητες εντοπίζονται στα μεταλλικά συστήματα, ενώ στα κεραμικά φερριτικά υλικά είναι χαμηλότερες. Το πλεονέκτημα των φερριτών σε σχέση με τα μέταλλα βασίζεται στην υψηλή ηλεκτρική τους αντίσταση και τις αντίστοιχες χαμηλές απώλειες δινορευμάτων, οι οποίες είναι ανάλογες της συχνότητας του μαγνητικού πεδίου και αντιστρόφως ανάλογες της ειδικής αντίστασης του υλικού. Η ειδική αντίσταση των μετάλλων είναι το πολύ 10-4 Ω cm, ενώ στους φερρίτες η αντίσταση μπορεί να κυμαίνεται από 10-2 ως Ω cm. Σε συχνότητες υψηλότερες του 1 khz οι φερρίτες υπερέχουν έναντι των μετάλλων. Η σημαντικότερη κατηγορία των μαλακών μαγνητικών υλικών είναι αυτή των φερριτών με κυβική δομή σπινελίου. Η σύστασή τους δίνεται από το γενικό τύπο MeFe 2 O 4, όπου Me είναι συνήθως συνδυασμός διαφόρων μεταλλικών ιόντων μεταβατικών μετάλλων. Οι φερρίτες MnZn και φερρίτες NiZn είναι οι ευρύτερα χρησιμοποιούμενοι. Επίσης ενδιαφέρουσες δομές μαλακών μαγνητικών υλικών είναι αυτές του συστήματος BaO-MeO- Fe O 2 3 με εξαγωνικές και τριγωνικές δομές. Παρακάτω παρουσιάζονται σύντομα οι κατηγορίες φερριτών οι οποίες αφορούν στην παρούσα μελέτη. 1

8 Φερρίτες MnZn Από όλα τα συστήματα φερριτών, οι υψηλότερες διαπερατότητες και οι υψηλότερες μαγνητίσεις κόρου εντοπίζονται σε αυτούς που αντιστοιχούν στο χημικό τύπο (Mn, Zn, Fe) Fe 2 O 4. Σε συγκεκριμένη αναλογία των ιόντων Mn, Zn 2+ και Fe 2+ υπάρχουν βέλτιστες συνθήκες, κάτω από τις οποίες μπορεί να επιτευχθεί υψηλή διαπερατότητα. Η παρουσία ορισμένων ιόντων Fe 2+ είναι απαραίτητη για υψηλή διαπερατότητα. Παρ όλα αυτά, η παρουσία ιόντων Fe 2+ ανάμεσα σε ιόντα Fe 3+ είναι παράλληλα επιβαρυντική, καθώς αυξάνεται η ηλεκτρική αγωγιμότητα και, ως αποτέλεσμα, μειώνεται η ειδική αντίσταση του υλικού. Καθώς οι απώλειες δινορευμάτων δεν είναι αμελητέες, το εύρος συχνοτήτων στο οποίο μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι φερρίτες MnZn περιορίζεται μέχρι το 1 MHz περίπου. Φερρίτες NiZn Οι φερρίτες NiZn χρησιμοποιούνται σε συχνότητες πάνω από 1 MHz και δεν περιλαμβάνουν ιόντα Fe 2+, οπότε η ηλεκτρική τους αντίσταση είναι υψηλότερη και η συνεισφορά των δινορευμάτων δεν είναι σημαντική. Παρ όλα αυτά σε υψηλές συχνότητες επικρατούν άλλες απώλειες, όπως ο σιδηρομαγνητικός συντονισμός. Η συχνότητα στην οποία εμφανίζεται ο σιδηρομαγνητικός συντονισμός καθορίζεται από τη μαγνητική ανισοτροπία, η οποία εκφράζει τη δυσκολία με την οποία επιτυγχάνεται η αλλαγή προσανατολισμού των μαγνητικών διπόλων μέσα στον κρύσταλλο και επηρεάζει σαφώς τη διαπερατότητα. Μια μικρότερη ανισοτροπία, η οποία ευνοεί υψηλότερες διαπερατότητες, προκαλεί την πτώση της συχνότητας συντονισμού. Στους φερρίτες NiZn η κίνηση των τοιχωμάτων των μαγνητικών περιοχών αποτελεί μια δεύτερη σημαντική πηγή απωλειών. Καθώς οι απαιτήσεις των νέων εφαρμογών είναι ιδιαίτερα υψηλές, είναι αναγκαίος ο άριστος σχεδιασμός των κεραμικών υλικών που προορίζονται για τις συγκεκριμένες εφαρμογές, προκειμένου να ικανοποιούνται οι ηλεκτρομαγνητικές προδιαγραφές για τις εκάστοτε επιθυμητές λειτουργίες. Εκτός από την επιλογή του είδους του φερρίτη (στην περίπτωση της παρούσας μελέτης πρόκειται για φερρίτες MnZn ή NiZn) που δύναται να καλύψει τις δεδομένες ανάγκες σε μαγνητική διαπερατότητα, απώλειες ισχύος ή άλλα δευτερεύοντα ηλεκτρομαγνητικά χαρακτηριστικά, πρωταρχικής σημασίας είναι η επιλογή των πρώτων υλών. Η καθαρότητα των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στις συνθέσεις φερριτών MnZn και NiZn καθορίζει τις δύο βασικότερες παραμέτρους παραγωγής, την ποιότητα του τελικού φερρίτη και το συνολικό κόστος παρασκευής. Όσον αφορά στη σύνθεση φερριτών MnZn, το τελικό κόστος παρασκευής τους καθορίζεται κυρίως από το Fe O 2 3, λόγω του αυξημένου κόστους των σταδίων εντατικού 2

9 καθαρισμού του από ανεπιθύμητες προσμίξεις όπως το SiO 2, το οποίο κατά την παρουσία του προκαλεί σημαντικά προβλήματα στην ανάπτυξη φερριτικών υλικών υψηλής μαγνητικής ποιότητας, λόγω της ενίσχυσης φαινομένων δευτερογενούς κρυστάλλωσης κατά την πυροσυσσωμάτωση. Καθίσταται επομένως απαραίτητη η κατανόηση των μηχανισμών που λαμβάνουν χώρα με την παρουσία εγγενών προσμίξεων στην πρώτη ύλη του Fe O 2 3, που είναι υπεύθυνες για τον περιορισμό της ποιότητας του τελικού μαγνητικού υλικού. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να εκτιμηθεί η δυνατότητα χρήσης Fe O 2 3 χαμηλότερης καθαρότητας και να εφαρμοστούν οι αναγκαίες προσαρμογές της διεργασίας παρασκευής, ώστε να παραχθούν τελικά μαγνητικά υλικά φερρίτη MnZn ικανοποιητικής μαγνητικής απόδοσης, ξεκινώντας από χαμηλότερης ποιότητας πρώτη ύλη Fe O 2 3. Σε αυτό το πλαίσιο κινήθηκε η μελέτη που περιγράφεται στο Κεφάλαιο 2.1, στο οποίο περιλαμβάνεται η αξιολόγηση του μηχανισμού επίδρασης της συγκέντρωσης και του τρόπου εισαγωγής του SiO 2 στην πρώτη ύλη στην ανάπτυξη της μικροδομής και τη μαγνητική συμπεριφορά των τελικών μαγνητικών υλικών φερρίτη MnZn, διαμέσου της μελέτης της κινητικής ανάπτυξης των κόκκων κατά την πυροσυσσωμάτωση. Όσον αφορά στους φερρίτες NiZn, το συνολικό κόστος παρασκευής καθορίζεται κυρίως από το οξείδιο του νικελίου. Η συμβολή του NiO τόσο στο κόστος βιομηχανικής παρασκευής των μαγνητικών υλικών, όσο και στη ρύπανση του περιβάλλοντος, καθιστά επιτακτική την ανάγκη συστηματικής μελέτης της αντικατάστασης του NiO από φθηνότερες και φιλικότερες προς το περιβάλλον πρώτες ύλες. Το CuO αποτελεί μια ενδιαφέρουσα εναλλακτική περίπτωση, η οποία όμως καθιστά αναγκαία την εκτίμηση και την κατανόηση του μηχανισμού επίδρασης του CuO σε όλα τα στάδια της διεργασίας, καθώς και στη διαμόρφωση των ηλεκτρομαγνητικών ιδιοτήτων του τελικού φερρίτη, ώστε να είναι δυνατή η ανάπτυξη διεργασιών που χρησιμοποιούν χαμηλού κόστους πρώτες ύλες και παράγουν φερρίτες με ικανοποιητική μαγνητική συμπεριφορά, εξοικονομώντας ενέργεια. Αυτή η αξιολόγηση αποτελεί το αντικείμενο του Κεφαλαίου 3.1, στο οποίο μελετήθηκε η σταδιακή αντικατάσταση του Ni με Cu και η επίδραση που αυτή επιφέρει στη διεργασία σύνθεσης, στην ανάπτυξη της πολυκρυσταλλικής μικροδομής και στη διαμόρφωση της μαγνητικής συμπεριφοράς των υλικών φερρίτη NiZn, με αποτέλεσμα τον εντοπισμό των παραμέτρων που είναι καθοριστικές κατά το σχεδιασμό εναλλακτικής διεργασίας παρασκευής φερριτών NiCuZn. Δεδομένου ότι η ανάπτυξη νέων τεχνολογιών στο χώρο της ηλεκτρονικής και των τηλεπικοινωνιών επιβάλλει τη χρήση ειδικά σχεδιασμένων υλικών, ώστε να ικανοποιούνται εξειδικευμένες απαιτήσεις, καθίσταται απαραίτητη η εκτίμηση και κατανόηση των μηχανισμών που λαμβάνουν χώρα κατά την εφαρμογή διεργασιακών τεχνικών, όπως η χρήση προσθέτων, που εφαρμόζονται συχνά προκειμένου να προκληθούν οι χημικές, δομικές και πολυκρυσταλλικές μεταβολές που είναι απαραίτητες για την προσέγγιση των επιθυμητών 3

10 μαγνητικών χαρακτηριστικών. Στο πλαίσιο αυτής της ανάγκης η παρούσα διδακτορική διατριβή περιλαμβάνει την αξιολόγηση δύο προσθέτων για κάθε οικογένεια φερριτών MnZn και NiZn. Έτσι, στην περίπτωση των φερριτών MnZn, με βάση τις ανάγκες των τηλεπικοινωνιακών εφαρμογών και συγκεκριμένα στους μετασχηματιστές ευρέως φάσματος σε συστήματα τηλεπικοινωνιών ταχείας μεταφοράς δεδομένων και δεδομένου ότι, ενώ το συγκεκριμένο πεδίο εφαρμογών συνοδεύεται από ιδιαίτερο τεχνολογικό, πολιτιστικό και οικονομικό ενδιαφέρον, η επιστημονική γνώση-βάσει των βιβλιογραφικών δεδομένων-για το σχεδιασμό των αντίστοιχων μαγνητικών υλικών είναι πολύ περιορισμένη, κρίθηκε αναγκαία η μελέτη της επίδρασης των παραμέτρων διεργασίας και της χρήσης προσμίξεων TiΟ 2 στην πολυκρυσταλλική μικροδομή και τη μαγνητική συμπεριφορά φερριτών MnZn, η οποία περιλαμβάνεται στο Κεφάλαιο 2.2. Μια άλλη, ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα περίπτωση νέων φερριτικών εφαρμογών τηλεπικοινωνιακής χρήσης είναι η χρήση φερριτών MnZn υψηλής διαπερατότητας στα πηνία επαγωγικών φίλτρων χαμηλών ή υψηλών συχνοτήτων. Καθώς οι εφαρμογές αυτές ορίζουν ειδικές απαιτήσεις για τα υλικά σε σχέση με τον κόρο κατά τη μαγνήτιση, αλλά και ικανοποιητική θερμοκρασιακή σταθερότητα ορισμένων μαγνητικών χαρακτηριστικών, στο Κεφάλαιο 2.3 περιλαμβάνεται η μελέτη της επίδρασης τόσο ορισμένων προσμίξεων που προτιμούν τα όρια των κόκκων, όπως το CaO και το Nb O 2 5, καθώς και αυτή του CoO, διαμέσου της ανισοτροπίας που επάγει, με σκοπό την κατανοήση των μηχανισμών που λαμβάνουν χώρα κατά τη μαγνήτιση και κατά την ανάπτυξη της πολυκρυσταλλικής μικροδομής, ώστε να είναι δυνατός ο σχεδιασμός νέων υλικών με ιδιότητες που συναντούν τις ειδικές απαιτήσεις των εφαρμογών υπέρθεσης εναλλασσόμενου πεδίου. Όπως στις περιπτώσεις των φερριτών MnZn, έτσι και στις περιπτώσεις φερριτών NiZn, οι οποίοι βρίσκουν εφαρμογές σε συχνότητες υψηλότερες του 1 MHz, οι σύγχρονες εφαρμογές χαρακτηρίζονται από νέες τάσεις, όπως η ανάγκη ανάπτυξης φερριτών NiZn που συμβάλλουν στον περιορισμό των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών μεταξύ των γειτονικών ηλεκτρονικών συστημάτων που χρησιμοποιούνται σε συσκευές τηλεπικοινωνιών, μεταφοράς ηλεκτρονικών δεδομένων, ήχου, εικόνας και φωτισμού. Δεδομένης αυτής της ανάγκης, στο Κεφάλαιο 3.2 περιγράφεται η συστηματική μελέτη του μηχανισμού επίδρασης της σταδιακής προσθήκης Mn στην ηλεκτρομαγνητική συμπεριφορά και την πολυκρυσταλλική μικροδομή φερριτών NiCuZn, ενισχύοντας την υπάρχουσα γνώση σχετικά με τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά τη χρήση Mn και τον τρόπο με τον οποίο αξιοποιούνται για την ικανοποίηση των νέων αναγκών. Μια ακόμη νέα εφαρμογή που απαιτεί τη χρήση φερριτών NiCuZn προκύπτει από το σχεδιασμό ηλεκτρονικών στοιχείων που προορίζονται για συσκευές που χρησιμοποιούνται σε περιβάλλον σημαντικών θερμοκρασιακών διακυμάνσεων, με κυριότερη τη χρήση τους σε 4

11 μετασχηματιστές, όπου απαιτείται θερμοκρασιακή σταθερότητα της διαπερατότητας. Στο Κεφάλαιο 3.3 προσεγγίζεται η παραπάνω απαίτηση διαμέσου της μελέτης του μηχανισμού επίδρασης της πρόσμιξης CoO, του τρόπου εισαγωγής της και ορισμένων νέων διεργασιακών τεχνικών κατά την πυροσυσσωμάτωση στην ηλεκτρομαγνητική συμπεριφορά των φερριτών NiCuZn. Όπως φαίνεται από την περιγραφή του περιεχομένου της παρούσας διδακτορικής διατριβής, η ανάπτυξη των νέων τεχνολογιών σε επίπεδο τηλεπικοινωνιών και ηλεκτρονικών εφαρμογών απαιτεί την εντατική και συνδυαστική μελέτη όλων των παραμέτρων που σχετίζονται με την παρασκευή και τα δομικά, πολυκρυσταλλικά και ηλεκτρομαγνητικά χαρακτηριστικά των φερριτών MnZn και NiZn. Η εκτίμηση και η κατανόηση των μηχανισμών που λαμβάνουν χώρα κατά τη διεργασία παρασκευής καθιστούν δυνατή την αξιοποίηση των παραπάνω ευρημάτων για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη νέων μαγνητικών υλικών που ικανοποιούν τις αυστηρές προδιαγραφές των σύγχρονων εφαρμογών. Η δομή της παρούσας διδακτορικής διατριβής περιγράφεται συνοπτικά ως εξής: Το Κεφάλαιο 1.2 δίνει το θεωρητικό υπόβαθρο σχετικά με το σιδηρομαγνητισμό, τα δομικά χαρακτηριστικά των μαγνητικών κεραμικών υλικών, τη χημεία του σπινελίου και τα μαγνητικά χαρακτηριστικά των φερριτών, ενώ παρουσιάζεται μια συνοπτική εικόνα των χαρακτηριστικών της πολυκρυσταλλικής μικροδομής. Επίσης περιλαμβάνεται σύντομη αναφορά στις σύγχρονες εφαρμογές των φερριτών. Το Κεφάλαιο 1.3 περιλαμβάνει το Γενικό Πειραματικό Μέρος, το οποίο αποτελείται από την γενική περιγραφή της διεργασίας σύνθεσης των φερριτών MnZn και NiZn, ενώ οι ειδικές συνθήκες της διεργασίας για κάθε ομάδα πειραμάτων περιέχονται σε κάθε κεφάλαιο χωριστά. Στο Κεφάλαιο 1.3 επίσης περιλαμβάνεται η μεθοδολογία για το χημικό, μορφολογικό και ηλεκτρομαγνητικό χαρακτηρισμό των σταδίων της διεργασίας. Στο Κεφάλαιο 2.1 μελετάται ο μηχανισμός επίδρασης της συγκέντρωσης της πρώτης ύλης Fe O 2 3 σε SiO 2 στην κινητική ανάπτυξης των κόκκων φερριτών MnZn και η συμβολή της στην επιλογή της διεργασίας παρασκευής, την προσαρμογή των επιμέρους σταδίων της, την ανάπτυξη της πολυκρυσταλλικής μικροδομής και τη διαμόρφωση των ηλεκτρομαγνητικών ιδιοτήτων των φερριτών MnZn που προορίζονται για εφαρμογές ισχύος. Στο Κεφάλαιο 2.2 περιγράφεται η μελέτη του μηχανισμού επίδρασης της πρόσμιξης TiO 2 και των διεργασιακών παραμέτρων στη γραμμικότητα του βρόχου υστέρησης και τελικά στη διαμόρφωση της ηλεκτρομαγνητικής συμπεριφοράς φερριτών MnZn που προορίζονται για χρήση σε μετασχηματιστές ευρέως φάσματος σε συστήματα τηλεπικοινωνιών ταχείας μεταφοράς δεδομένων. 5

12 Το Κεφάλαιο 2.3 περιλαμβάνει τη μελέτη του μηχανισμού επίδρασης των προσμίξεων CaO, Nb O 2 5 και CoO, καθώς επίσης και των διεργασιακών παραμέτρων στη συμπεριφορά της αυξητικής διαπερατότητας μ Δ σε μεγάλο εύρος θερμοκρασίας φερριτών MnZn που σχεδιάζονται για εφαρμογές υπέρθεσης εναλλασσόμενου πεδίου. Στο Κεφάλαιο 3.1 μελετάται η επίδραση της σταδιακής αντικατάστασης του νικελίου από χαλκό στη διαμόρφωση των διεργασιακών παραμέτρων, την πολυκρυσταλλική μικροδομή και τις ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες φερριτών NiZn που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές πολυστρωματικών διατάξεων και μικροηλεκτρονικής ολοκλήρωσης. Στο Κεφάλαιο 3.2 παρουσιάζεται η μελέτη του μηχανισμού επίδρασης της προσθήκης Mn στη διαμόρφωση των ηλεκτρομαγνητικών χαρακτηριστικών των φερριτών NiCuZn και η προσαρμογή των διεργασιακών παραμέτρων για την αξιοποίηση των επιδράσεων στην πολυκρυσταλλική μικροδομή των παραπάνω υλικών σε εφαρμογές πολυστρωματικών διατάξεων. Το Κεφάλαιο 3.3 περιλαμβάνει τη μελέτη του μηχανισμού αλληλεπίδρασης μεταξύ της παρουσίας Cu, της πρόσμιξης CoO και των ατμοσφαιρικών συνθηκών πυροσυσσωμάτωσης στην πολυκρυσταλλική μικροδομή και την ηλεκτρομαγνητική συμπεριφορά φερριτών NiZn για εφαρμογές μεγάλου θερμοκρασιακού εύρους. Τέλος, παρουσιάζονται συγκεντρωτικά τα συμπεράσματα που προέκυψαν από τις επιμέρους ενότητες και σκιαγραφείται η αξιοποίηση της νέας επιστημονικής γνώσης για το σχεδιασμό και την ανάπτυξη υλικών με στόχο μελλοντικές εφαρμογές. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι το περιεχόμενο των επιμέρους Κεφαλαίων της παρούσας διδακτορικής διατριβής έχει δημοσιευτεί σε έγκριτα διεθνή επιστημονικά περιοδικά και πρακτικά διεθνών επιστημονικών συνεδρίων, ενώ τα πειραματικά αποτελέσματα του συνόλου της μελέτης ήδη αξιοποιούνται σε βιομηχανική κλίμακα σε μονάδες του εξωτερικού. 6

13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1.2 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Η ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΜΑΛΑΚΩΝ ΦΕΡΡΙΤΩΝ ΚΑΙ Η ΧΗΜΕΙΑ ΤΟΥ ΣΠΙΝΕΛΙΟΥ Οι φερρίτες είναι σκούρα γκρίζα ή μαύρα κεραμικά υλικά και διακρίνονται από σκληρότητα και χημική αδράνεια. Οι πιο διαδεδομένοι μαλακοί πολυκρυσταλλικοί φερρίτες έχουν κυβική δομή (σπινελίου). Η γενική σύνθεση των υλικών αυτών αντιστοιχεί στο γενικό τύπο MFe 2 O 4, όπου το M μπορεί να αντικατασταθεί με Mn, Ni, Cu, Co, Fe 2+, (Li + ), +2+ Zn, ή πιο συχνά με συνδυασμό κάποιων από τα παραπάνω, με τους φερρίτες MnZn και NiZn να είναι οι πιο διαδεδομένοι. Αν και η πλειοψηφία των φερριτών περιέχει οξείδιο του σιδήρου, υπάρχουν φερρίτες που βασίζονται σε Cr, Mn και άλλα στοιχεία. Αν και το Mn και το Cr δεν είναι σιδηρομαγνητικά στοιχεία, σε συνδυασμό με το οξυγόνο και άλλα μεταλλικά ιόντα, μπορούν να συμπεριφερθούν σαν μαγνητικά ιόντα. Η παρουσία των Fe 3+, Fe, Ni, Co και Mn μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσφέρει μαγνητικές ροπές που συνεισφέρουν στην πόλωση στο σπινέλιο. Άλλα δισθενή ιόντα, όπως το Mg 2+ και ο Zn 2+ δεν είναι παραμαγνητικά, αλλά χρησιμοποιούνται για να υποκαταστήσουν τα ιόντα Fe 3+ στις επιμέρους θέσεις του κρυστάλλου, τροποποιώντας έτσι τη μαγνητική πόλωση [1]. Οι μαλακοί φερρίτες διακρίνονται για τις πολύ καλές μαγνητικές τους ιδιότητες και τη σχετικά υψηλή ειδική τους αντίσταση και χρησιμοποιούνται ευρύτατα ως ηλεκτρονικά στοιχεία σε όλο το εύρος των συχνοτήτων (ανάλογα με τη σύστασή τους) χωρίς να υπερθερμαίνονται, όπως συμβαίνει π.χ. στα μαγνητικά μέταλλα. Πάνω από ορισμένη θερμοκρασία, που ονομάζεται θερμοκρασία Curie και εξαρτάται από τη χημική σύσταση του φερρίτη, το υλικό γίνεται παραμαγνητικό και χάνει τη δυνατότητα μαγνήτισης. Η επέκταση της θεωρίας του Neel στους φερρίτες στοιχειοθέτησε το φαινόμενο του σιδηριμαγνητισμού, σύμφωνα με την οποία υπάρχουν δύο ειδών θέσεις στον κρύσταλλο, οι οποίες δεν έχουν ίση μαγνήτιση, οπότε προκύπτει καθαρή μαγνήτιση, από τη διαφορά της μαγνήτισης μεταξύ των δύο κρυσταλλογραφικών θέσεων [2]. Συνήθως η διαφορά προκύπτει από τη διαφορά των μαγνητικών ιόντων μεταξύ των δύο τύπων. Οι θέσεις αυτές ορίζονται στην περιγραφή της δομής του κρυσταλλικού πλέγματος. 7

14 Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΚΟΥ ΠΛΕΓΜΑΤΟΣ Η κρυσταλλική δομή του φερρίτη μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα εσωτερικό δίκτυο θετικά φορτισμένων μεταλλικών ιόντων (Fe, M ) και αρνητικά φορτισμένων δισθενών ιόντων οξυγόνου (O 2- ). Καθώς ο κρύσταλλος περιέχει ένα δίκτυο ιοντικών δεσμών, ο κρύσταλλος μπορεί να θεωρηθεί σαν ένα γιγαντιαίο μόριο. Η διάταξη των ιόντων ή της κρυσταλλικής δομής του φερρίτη παίζει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό των μαγνητικών αλληλεπιδράσεων και κατ επέκταση, των μαγνητικών ιδιοτήτων. Δομή κρυσταλλικού πλέγματος σπινελίου Το κρυσταλλικό πλέγμα του σπινελίου αποτελείται από την «κλειστή» διάταξη οξυγόνου, στην οποία 32 ιόντα οξυγόνου σχηματίζουν μια κυψελίδα, τη μικρότερη επαναλαμβανόμενη μονάδα στο κρυσταλλικό δίκτυο. Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται η δομή της μοναδιαίας κυψελίδας του σπινελίου. Σχήμα 1. Διάταξη των ιόντων στην κυψελίδα του σπινελίου (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Ανάμεσα στις στοιβάδες των ιόντων οξυγόνου βρίσκονται διάκενα, τα οποία μπορούν να διευθετήσουν ιόντα μετάλλων. Όλα τα διάκενα δεν είναι ίδια μεταξύ τους. Οι τετραεδρικές (Α) θέσεις περιστοιχίζονται ή συντάσσονται με τα τέσσερα κοντινότερα ιόντα οξυγόνου, των οποίων οι γραμμές που ενώνουν τα κέντρα τους σχηματίζουν ένα τετράεδρο. Οι οκταεδρικές (Β) θέσεις περιστοιχίζονται από τα έξι κοντινότερα ιόντα οξυγόνου, των οποίων οι γραμμές που ενώνουν τα κέντρα τους σχηματίζουν ένα οκτάεδρο. Σε μία κυψελίδα των 32 ιόντων οξυγόνου βρίσκονται 64 τετραεδρικές θέσεις και 32 οκταεδρικές θέσεις. Αν όλες αυτές οι θέσεις συμπληρώνονταν από ιόντα με σθένος +2 ή +3, τότε το συνολικό θετικό φορτίο θα ήταν πολύ μεγαλύτερο από το αρνητικό φορτίο, κι έτσι η δομή δεν θα ήταν ηλεκτρικά ουδέτερη. Προκύπτει ότι από τις 64 τετραεδρικές θέσεις, μόνο οι 8 είναι κατειλημμένες, ενώ από τις 32 οκταεδρικές θέσεις μόνο οι 16 είναι κατειλημμένες. Οι τετραεδρικές θέσεις καταλαμβάνονται από δισθενή ιόντα, ενώ οι οκταεδρικές 8

15 καταλαμβάνονται συνήθως από τρισθενή ιόντα. Έτσι το συνολικό θετικό φορτίο θα είναι 8 x (+2) = +16, συν τα 16 x (+3) = +48, δηλαδή τελικά +64 για να αντισταθμίσουν τα 32 x (-2) = -64 για τα ιόντα του οξυγόνου. Έτσι σε μία κυψελίδα υπάρχουν οκτώ (8) μόρια του τύπου MO.Fe O ή MFe O Κάθε κυψελίδα περιέχει δύο τύπους υπο-κυψελίδων ή υποπλεγμάτων, οι οποίες εναλλάσσονται σε τρισδιάστατο χώρο, έτσι ώστε κάθε πλήρως επαναλαμβανόμενη κυψελίδα να χρειάζεται οκτώ (8) υπο-κυψελίδες [3]. Αναπαράσταση των υπο-κυψελίδων στην κυψελίδα του σπινελίου παρουσιάζεται στο Σχήμα 2. Σχήμα 2. Αναπαράσταση υπο-πλέγματος στη δομή του σπινελίου, όπου διακρίνονται τα 8 υποπλέγματα.(a.goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Τα δισθενή ιόντα είναι γενικά μεγαλύτερα από τα τρισθενή, καθώς το μεγαλύτερο φορτίο προκαλεί μεγαλύτερη ηλεκτροστατική έλξη και έλκει τις εξωτερικές τροχιές προς τα μέσα. Οι οκταεδρικές θέσεις είναι μεγαλύτερες από τις τετραεδρικές. Κάθε μεμονωμένο ιόν έχει ιδιαίτερη προτίμηση προς συγκεκριμένη θέση μέσα στην κρυσταλλική κυψελίδα, η οποία καθορίζεται από: 1. την ιοντική ακτίνα των συγκεκριμένων ιόντων 2. το μέγεθος των διάκενων 3. τη θερμοκρασία, και 4. την προτίμηση περιστροφής για συγκεκριμένη συναρμογή. Η σημαντικότερη παράμετρος είναι το σχετικό μέγεθος του ιόντος σε σύγκριση με το μέγεθος της θέσης στο πλέγμα. Δύο εξαιρέσεις συναντώνται στον Ζn 2+ και στο Cd 2+, τα οποία προτιμούν τετραεδρικές θέσεις λόγω της ηλεκτρονικής τους κατανομής, η οποία προτιμά τετραεδρικό δεσμό με τα ιόντα οξυγόνου. Έτσι ο Zn 2+ προτιμά τις τετραεδρικές θέσεις. Ο Zn 2+ και το Co 2+, ενώ έχουν την ίδια ιοντική ακτίνα, το κοβάλτιο προτιμά τις οκταεδρικές θέσεις, και πάλι λόγω ηλεκτρονικής κατανομής. Το Ni και ο Cu έχουν έντονη προτίμηση προς τις οκταεδρικές θέσεις [4], ενώ άλλα ιόντα έχουν ασθενέστερες προτιμήσεις. Το Mn δείχνει προτίμηση προς τις τετραεδρικές θέσεις, ενώ το Mn προτιμά τις οκταεδρικές θέσεις [5]. Στον Πίνακα 1 που ακολουθεί δίνονται οι ακτίνες των τετραεδρικών και των οκταεδρικών θέσεων σε ορισμένους φερρίτες. 9

16 Πίνακας 1. Ακτίνες των τετραεδρικών και οκταεδρικών θέσεων σε ορισμένους φερρίτες Είδος φερρίτη Ακτίνα Ακτίνα τετραεδρικών θέσεων (Å) οκταεδρικών θέσεων (Å) MnFe 2 O ZnFe 2 O FeFe2O MgFe 2 O Όπως αναφέρεται παρακάτω, το φαινόμενο του σιδηριμαγνητισμού εξηγείται με την αρνητική αλληλεπίδραση ανταλλαγής των μαγνητικών διπόλων των ιόντων σε δύο διαφορετικές θέσεις στο κρυσταλλικό πλέγμα. Πολλές από τις ιδιότητες των φερριτών μπορούν να προβλεφθούν με την κατανόηση αυτών των αλληλεπιδράσεων και των προτιμήσεων των μεταλλικών ιόντων να καταλαμβάνουν συγκεκριμένες θέσεις στο πλέγμα. Διαστάσεις μοναδιαίας κυψελίδας Οι διαστάσεις της μοναδιαίας κυψελίδας δίνονται σε μονάδες Angstrom που ισοδυναμούν με 10-8 cm. Αν θεωρηθεί ότι τα ιόντα είναι τέλειες σφαίρες και συσκευαστούν σε μοναδιαία κυψελίδα γνωστών διαστάσεων (μέσω της διαθλασιμετρίας ακτίνων Χ), βρίσκεται ότι η τακτοποίηση δεν είναι ιδανική, αλλά υπάρχουν παραμορφώσεις. Οι τετραεδρικές θέσεις είναι συνήθως πολύ μικρές για τα μεταλλικά ιόντα, οπότε τα ιόντα οξυγόνου μετακινούνται ελαφρώς για να τα ταχτοποιήσουν. Τα ιόντα οξυγόνου που συνδέονται με τις οκταεδρικές θέσεις μετακινούνται με τέτοιο τρόπο, ώστε το μέγεθος των οκταεδρικών θέσεων να μειωθεί όσο θα αυξηθεί το μέγεθος των τετραεδρικών θέσεων. Η μετακίνηση των τετραεδρικών οξυγόνων εκφράζεται με μία ποσότητα που ονομάζεται παράμετρος οξυγόνου και είναι θεωρητικά ισοδύναμη με 3/8 α [6]. ο Αλληλεπίδραση μεταξύ των μαγνητικών διπόλων στις θέσεις του πλέγματος Η μαγνητική ροπή του ατόμου συνδέεται με τη στροφορμή του και αποτελεί συνισταμένη των επιμέρους μαγνητικών ροπών των ηλεκτρονίων του ατόμου. Οι μαγνητικές ροπές ατόμων, τα οποία βρίσκονται σε ισοδύναμες κρυσταλλογραφικές θέσεις και αποτελούν ένα υποπλέγμα, είναι μεταξύ τους παράλληλες. Η αλληλεπίδραση των γειτονικών ροπών προσδιορίζει τη σύζευξη μεταξύ των υποπλεγμάτων και τη διεύθυνση της μαγνήτισης. Η μαγνήτιση του υλικού ορίζεται ως η μαγνητική ροπή ανά μονάδα όγκου. Στους φερρίτες υπάρχουν δύο ή και περισσότερα υποπλέγματα με άνισες μαγνητικές ροπές σε αντίθετες διευθύνσεις. 10

17 Σχετικά με την ένταση της αλληλεπίδρασης μεταξύ διπόλων στις διάφορες περιοχές του πλέγματος, η ισχύς της ανταλλαγής μεταξύ δύο μεταλλικών ιόντων σε διαφορετικές θέσεις εξαρτάται από την απόσταση μεταξύ αυτών των ιόντων και του ιόντος οξυγόνου που τα συνδέει, καθώς επίσης και από τη γωνία μεταξύ των τριών ιόντων. Η αλληλεπίδραση είναι η μέγιστη όταν η γωνία αυτή είναι και όταν οι ιοντικές αποστάσεις είναι οι ελάχιστες. Στο Σχήμα 3 που ακολουθεί παρουσιάζονται οι ιοντικές αποστάσεις και οι γωνίες στη δομή του σπινελίου για κάθε τύπο αλληλεπίδρασης μεταξύ των θέσεων στο πλέγμα. Στις περιπτώσεις Α-Α και Β-Β, είτε οι γωνίες είναι πολύ μικρές, είτε οι αποστάσεις μεταξύ των μεταλλικών ιόντων και του οξυγόνου είναι πολύ μεγάλες. Οι καλύτεροι συνδυασμοί αποστάσεων και γωνιών εντοπίζονται στις αλληλεπιδράσεις τύπου Α-Β [7]. Από τη μελέτη αυτών των αλληλεπιδράσεων ο Neel κατάφερε να εξηγήσει το σιδηριμαγνητισμό στους φερρίτες. Μία μεμονωμένη Α-θέση αλληλεπιδρά με μία μεμονωμένη Β-θέση, όμως κάθε Α- θέση συνδέεται με 4 τέτοιες μονάδες και κάθε Β-θέση με 6 τέτοιες μονάδες. Τελικά, για να υπάρχει ομοιομορφία στον κρύσταλλο, όλες οι Α και Β θέσεις συμπεριφέρονται σαν μεμονωμένοι κύβοι και συζεύγνυνται αντιπαράλληλα σαν τέτοια. Σχήμα 3. Ιοντικές αποστάσεις και οι γωνίες στη δομή του σπινελίου για κάθε τύπο αλληλεπίδρασης μεταξύ των θέσεων στο πλέγμα (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Ανάλογα με την κατανομή των μεταλλικών ιόντων στις κρυσταλλογραφικές θέσεις Α και Β διακρίνονται οι τύποι φερριτών που περιγράφονται παρακάτω. Κανονικοί σπινέλιοι Σε μια μοναδιαία κυψελίδα ενός πλέγματος σπινελίου, 8 τετραεδρικές και 16 οκταεδρικές θέσεις καταλαμβάνονται από μεταλλικά ιόντα, ή από 1 τετραεδρικό και 2 οκταεδρικά σε κάθε μονάδα του μοριακού τύπου (ΑΒ Ο 2 4 ). Στην περίπτωση του ZnFe 2 O 4, οι τετραεδρικές θέσεις καταλαμβάνονται από ιόντα Zn 2+, τα οποία, όντας διαμαγνητικά (δεν έχουν ασύζευκτα ηλεκτρονικά spins), δεν παράγουν αντι-σιδηρομαγνητικό προσανατολισμό των ιόντων των οκταεδρικών θέσεων, που καταλαμβάνονται από ιόντα Fe 3+. Οι 11

18 αλληλεπιδράσεις Β-Β είναι τόσο ασθενείς, που δεν λαμβάνονται υπ όψιν. Ετσι ο φερρίτης ZnFe 2 O 4 δεν είναι σιδηριμαγνητικός. Αυτός ο τύπος κατανομής στις Α και Β θέσεις λέγεται κανονική δομή σπινελίου. Τέτοια είναι και η περίπτωση των φερριτών MnZn. Αντίστροφοι σπινέλιοι Στις λεγόμενες αντίστροφες δομές σπινελίου, τα τρισθενή ιόντα εμφανίζουν προτίμηση να καταλαμβάνουν τις τετραεδρικές θέσεις αντί για τις οκταεδρικές, οπότε συμπληρώνουν κατά προτεραιότητα εκείνες. Με τη χρήση διαθλασιμετρίας ακτίνων Χ είναι δυνατό να γίνει διαχωρισμός των ιόντων που βρίσκονται σε κάθε θέση, εφ όσον ο παράγοντας σκέδασής τους είναι σημαντικά διαφορετικός. Στην περίπτωση του φερρίτη NiFe O 2 4, 8 μονάδες του τύπου αποτελούν τη μοναδιαία κυψελίδα της δομής σπινελίου. Τα τρισθενή ιόντα σιδήρου συμπληρώνουν κατά προτίμηση τις τετραεδρικές θέσεις, αλλά υπάρχει χώρος μόνο για τα μισά από αυτά, δηλαδή οκτώ. Τα υπόλοιπα οκτώ πηγαίνουν στις οκταεδρικές θέσεις, όπως και τα οκτώ ιόντα Ni 2+. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν οι φερρίτες NiZn. ΧΗΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΦΕΡΡΙΤΩΝ Η συσχέτιση των μαγνητικών ιδιοτήτων με τα χημικά και κεραμικά χαρακτηριστικά των φερριτών είναι ιδιαίτερα αποδοτική, καθώς με τον έλεγχο αυτών των χαρακτηριστικών είναι δυνατή η αναπαραγωγή υλικών της ίδιας ποιότητας. Η χρήση των σχέσεων μεταξύ χαρακτηριστικών και μαγνητικής συμπεριφοράς στο σχεδιασμό της διεργασίας παρασκευής είναι ιδιαίτερης βιομηχανικής, οικονομικής και αναπτυξιακής σημασίας. Εγγενείς και εξωγενείς ιδιότητες φερριτών Δεν είναι πάντοτε εφικτός ο διαχωρισμός των ιδιοτήτων των φερριτών σε εγγενείς και εξωγενείς, καθώς ορισμένοι χημικοί παράγοντες επηρεάζουν έμμεσα τις εξωγενείς ιδιότητες, οι οποίες με τη σειρά τους, εξαρτώνται από τη διεργασία ή την προηγούμενη ιστορία του υλικού. Για τους μαλακούς φερρίτες, οι ιδιότητες που ενδιαφέρουν περισσότερο είναι η επαγωγή κόρου ή πυκνότητα ροής, καθώς και η θερμοκρασιακή εξάρτηση του κόρου, και φυσικά η διαπερατότητα και η θερμοκρασιακή και χρονική της σταθερότητα, τα χαμηλά επίπεδα απωλειών ισχύος και του σχετικού παράγοντα απωλειών, καθώς και οι 12

19 θερμοκρασιακές εξαρτήσεις αυτών. Ανάλογα με την επιθυμητή εφαρμογή, ειδικότερα χαρακτηριστικά των φερριτών χρήζουν βελτιστοποίησης. Ανάμικτοι φερρίτες και βελτιστοποίηση ιδιοτήτων Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα των μαλακών φερριτών είναι η τεράστια δυνατότητα παραλλαγών στη χημική σύσταση. Οι περισσότερες από τις βασικές εγγενείς ιδιότητες των φερριτών καθορίζονται από τους απλούς φερρίτες, όπως ο MnFe 2 O, CoFe O και NiFe O 2 4. Παρ όλα αυτά, οι εμπορικά σημαντικότεροι φερρίτες είναι ανάμικτοι και στην ουσία αποτελούνται από στερεά διαλύματα των διάφορων απλών φερριτών, με άπειρο αριθμό δυνατών συνδυασμών. Τα στερεά διαλύματα είναι θερμοδυναμικά σταθερότερα από τα μίγματα των απλών δομών. Κάποια ιδιότητα του απλού φερρίτη χρησιμοποιείται για να εξισορροπήσει ή να βελτιστοποιήσει την αντίστοιχη ιδιότητα του τελικού υλικού. Ανάλογα με τις απαιτήσεις που πρέπει να ικανοποιεί το τελικό υλικό, επιλέγεται με προσοχή ο κατάλληλος συνδυασμός των απλών φερριτών που θα αναμιχθούν στην κατάλληλη αναλογία. Επίδραση της περιεκτικότητας σε σίδηρο στη διαπερατότητα Καθώς ο σίδηρος βρίσκεται σε περίσσεια στη χημική σύσταση, αυτός είναι ο κύριος υπεύθυνος για τον έλεγχο των μαγνητικών χαρακτηριστικών. Στους ολικά αντίστροφους φερρίτες, όπως ο NiFe 2 O, τα δύο υποπλέγματα του Fe 3+ 4 αλληλοεξουδετερώνονται, οπότε δεν προκύπτει κανένα όφελος από τη μαγνητική ροπή του Fe 3+. Στη περίπτωση όμως των ανάμικτων φερριτών MnZn η μαγνητική απόδοση βελτιώνεται μέσω του σχηματισμού ιόντων Fe 2+, όπως για παράδειγμα η μαγνητοσυστολή. Η μοναδική περίπτωση θετικής μαγνητοσυστολής συναντάται στο μαγνητίτη. Στις συνθέσεις ο σχηματισμός δισθενούς σιδήρου προσαρμόζεται μέσω της πυροσυσσωμάτωσης. Έχει βρεθεί ότι η αύξηση της συγκέντρωσης σιδήρου δίνει λιγότερο απότομη μεταβολή στην καμπύλη διαπερατότηταςθερμοκρασίας στην περιοχή της θερμοκρασίας δωματίου [8]. Λόγω της ύπαρξης του Fe 2+ οι φερρίτες που περιέχουν δισθενή ιόντα σιδήρου εμφανίζουν δευτερεύον μέγιστο, ενώ καθώς η συγκέντρωση σιδήρου αυξάνει, το δευτερεύον μέγιστο μετατοπίζεται προς χαμηλότερες θερμοκρασίες. Όταν μια εφαρμογή απαιτεί τη μέγιστη διαπερατότητα σε θερμοκρασία δωματίου, τότε η σύσταση ρυθμίζεται έτσι ώστε το δευτερεύον μέγιστο να συναντάται σε αυτήν τη θερμοκρασία.. Αυτή η μεταβολή στην εξάρτηση της διαπερατότητας από τη θερμοκρασία οφείλεται στη μετατόπιση προς χαμηλότερες θερμοκρασίες του σημείου όπου η μαγνητοσυστολή περνά από το μηδέν. Το σημείο μηδενισμού της μαγνητοσυστολής σχεδόν συμπίπτει με το μέγιστο της διαπερατότητας. Στο Σχήμα 4 που ακολουθεί παρουσιάζεται μια 13

20 τυπική καμπύλη μεταβολής της διαπερατότητας με τη θερμοκρασία, όπου σημειώνονται η θερμοκρασία Curie και το δευτερεύον μέγιστο. Σχήμα 4. Τυπική καμπύλη μεταβολής της διαπερατότητας με τη θερμοκρασία. Σημειώνονται η θερμοκρασία Curie (T c) και το δευτερεύον μέγιστο (Tspm) (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Σε ορισμένες περιπτώσεις, η υποκατάσταση ιόντων Fe από ιόντα Al, Ga ή Cr προτιμάται για συγκεκριμένες μαγνητικές ή ηλεκτρικές λειτουργίες, όπως η μείωση της μαγνήτισης κόρου, η αύξηση της θερμοκρασιακής σταθερότητας ή η αύξηση της αντίστασης. Επίδραση της επιλογής του δισθενούς ιόντος Όπως αναφέρθηκε νωρίτερα, στους φερρίτες σπινελίου το δισθενές ιόν μπορεί να είναι Mn, Ni, Co, Mg, Cu, Zn και Fe 2+. Η επιλογή βασίζεται στην επιθυμητή εφαρμογή του φερρίτη. Έτσι στην περίπτωση εφαρμογών ισχύος, επιλέγονται υλικά με υψηλή μαγνητική ροπή, δηλαδή με τα περισσότερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Στις περιπτώσεις εφαρμογών υψηλών συχνοτήτων, όπου απαιτείται υψηλή αντίσταση, σε υψηλότερες θερμοκρασίες, προτιμώνται οι φερρίτες Ni. Το Mg επιλέγεται για οικονομικούς λόγους σε εφαρμογές χαμηλών προδιαγραφών. Επίσης δισθενή ιόντα, όπως ο Fe, o Zn και το Co 2+ χρησιμοποιούνται για τον κόρο του κρυσταλλικού πλέγματος. Εξάρτηση της διαπερατότητας από τον ψευδάργυρο Οι περισσότεροι φερρίτες χαμηλών συχνοτήτων περιέχουν ψευδάργυρο. Η αντικατάσταση Zn 2+ από άλλα δισθενή ιόντα μπορεί να αυξήσει τη μαγνητική ροπή. Επίσης συνεισφέρει στην αύξηση της μαγνητικής διαπερατότητας. Ο λόγος της συγκέντρωσης Zn προς άλλα ιόντα της σύστασης δίνει την ευχέρεια για προσαρμογή των μαγνητικών 14

21 ιδιοτήτων, κατά το σχεδιασμό φερριτών. Καθώς ο Zn εξαχνώνεται με ευκολία, λανθασμένη πυροσυσσωμάτωση μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια του Zn και στη δημιουργία βαθμίδων συγκέντρωσης εντός του υλικού, χαρακτηριστικό που καταστρέφει τη χημική επιρροή του Zn και δημιουργεί τάσεις εντός του υλικού, περιορίζοντας την ποιότητα του φερρίτη. Επίσης, ο ψευδάργυρος μειώνει τη μαγνητοσυστολή και την ανισοτροπία. Επίδραση του κοβαλτίου στη διαπερατότητα Η επίδραση του κοβαλτίου φαίνεται αρχικά στην ανισοτροπία. Οι φερρίτες που περιέχουν κοβάλτιο έχουν θετική ανισοτροπία σε μεγάλο εύρος θερμοκρασίας. Έτσι η επίδραση αυτή βρίσκει εφαρμογή όπου υπάρχει ανάγκη εξουδετέρωσης της αρνητικής ανισοτροπίας. Το κοβάλτιο έχει χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν για τη μείωση απωλειών ισχύος, όπως επίσης και για μαγνητική πυροσυσσωμάτωση. Σε αυτή τη διεργασία ο φερρίτης ψύχεται υπό την επίδραση συνεχούς μαγνητικού πεδίου, στην περιοχή θερμοκρασιών που βρίσκεται κοντά στη θερμοκρασία Curie. Η περίσσεια σιδήρου δημιουργεί κατιοντικά κενά, τα οποία βελτιώνουν τη διάχυση του Co 2+ [9]. Τα κενά είναι θέσεις του πλέγματος σε θέσεις οξυγόνου ή μετάλλων, ευνοώντας την ύπαρξη ατελειών στο πλέγμα. Επίσης οι απώλειες σε υψηλές συχνότητες μειώνονται με την παρουσία κοβαλτίου, επιτρέποντας τη χρήση τους σε επίπεδο MHz. Επίσης, σε συνδυασμό με το TiO βρίσκει εφαρμογές σε χαμηλά πεδία. 2 Στοιχειομετρία οξυγόνου Εκτός από την αλλαγή της στοιχειομετρίας του ψευδαργύρου λόγω εξάχνωσης στις υψηλές θερμοκρασίες κατά την πυροσυσσωμάτωση, τα στοιχεία που προστέθηκαν στο αρχικό μίγμα των πρώτων υλών θα είναι παρόντα στην τελική σύσταση. Παρ όλα αυτά, η περιεκτικότητα της τελικής σύστασης σε οξυγόνο μπορεί να μεταβληθεί ανάλογα με την ισορροπία του με την ατμόσφαιρα πυροσυσσωμάτωσης. Μικρές μεταβολές στην περιεκτικότητα σε οξυγόνο μπορούν να μεταβάλλουν πολύ δραστικά τις ιδιότητες του φερρίτη. Μέρος της ανάγκης για ισορροπία του οξυγόνου προκύπτει από την περιεκτικότητα σε σίδηρο. Στις περιπτώσεις φερριτών όπου πάνω από το 50 mole % σιδήρου χρησιμοποιείται στο αρχικό μίγμα, η περίσσεια σιδήρου συνήθως μετατρέπεται σε FeO ή Fe O 3 4, προκειμένου να διατηρηθεί η στοιχειομετρία του σπινελίου. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι η παρουσία κενών στο πλέγμα, τα οποία επηρεάζουν ιδιαίτερα τη διάχυση των κατιόντων στο υλικό μέσω της χημικής και της κρυσταλλογραφικής αλλαγής, προκαλεί συνθήκες μη ισορροπίας στην ατμόσφαιρα που δημιουργούν συνθήκες μικρής περίσσειας ή έλλειψης σε οξυγόνο. Η περιεκτικότητα σε οξυγόνο ελέγχεται κατά την πυροσυσσωμάτωση με τη χρήση της σχέσης που προτάθηκε από τους Morineau και Paulus [10] και δίνεται παρακάτω: 15

22 log PO2 a C1 / T( K ) = (1) όπου PO 2 είναι η μερική πίεση οξυγόνου και α, C1 είναι οι ατμοσφαιρικές παράμετροι που εκφράζουν το οξειδωτικό δυναμικό. Ο ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΣΤΟΥΣ ΦΕΡΡΙΤΕΣ Ένας πυροσυσσωματωμένος φερρίτης αποτελείται από μικρούς κρυστάλλους, με συνήθη διάμετρο κόκκων από 10 μέχρι 20 μm. Μέσα σε αυτούς τους κρυστάλλους διακρίνονται μαγνητικές περιοχές, οι λεγόμενες περιοχές Weiss [11], όπου τα μαγνητικά δίπολα των μορίων είναι ήδη προσανατολισμένα (σιδηριμαγνητισμός). Όταν εφαρμόζεται στο υλικό εξωτερικό μαγνητικό πεδίο Η, οι μαγνητικές περιοχές σταδιακά παραλληλίζονται προς το πεδίο αυτό, όπως φαίνεται στο Σχήμα 5. (α) (β) (γ) (δ) Σχήμα 5. Προσανατολισμός των μαγνητικών περιοχών φερριτών με την εφαρμογή εξωτερικού μαγνητικού πεδίου Η (α-δ), και ανάπτυξη της μαγνητικής πυκνότητας ροής.(ferroxcube catalogue 2005, Introduction) Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μαγνήτισης πρέπει να υπερνικηθούν ενεργειακά φράγματα, οπότε η μαγνήτιση πάντα καθυστερεί σε σχέση με το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο [12]. Το αποτέλεσμα αυτής της υστέρησης είναι ο λεγόμενος βρόχος υστέρησης, μια συνήθης μορφή του οποίου παρουσιάζεται στο Σχήμα 6. Όπως φαίνεται, το επίπεδο διέγερσης που καθορίζεται από το εξωτερικά εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο, είναι αυτό που διαμορφώνει το σχήμα της καμπύλης υστέρησης, η οποία σε χαμηλά πεδία είναι πολύ περιορισμένη και εντοπίζεται στην περιοχή της αρχής των αξόνων Β-Η. Αν η αντίσταση στη μαγνήτιση είναι μικρή, τότε το αποτέλεσμα της εφαρμογής μαγνητικού πεδίου είναι μεγάλη επαγόμενη 16

23 μαγνητική ροή. Το σχήμα του βρόχου υστέρησης έχει ιδιαίτερη σημασία, καθώς δίνει σημαντικές πληροφορίες για τις μαγνητικές ιδιότητες του υλικού, όπως για παράδειγμα τις απώλειες υστέρησης Σχήμα 6. Βρόχος υστέρησης φερριτών, όπου ανάλογα με το επίπεδο διέγερσης μπορούν να ληφθούν βρόχοι διαφόρων σχημάτων, οι οποίοι αρχικά ακολουθούν την πρώτη καμπύλη υστέρησης(a.goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Εάν οι γειτονικές ροπές διατάσσσονται παράλληλα, το υλικό εμφανίζει μακροσκοπικά μαγνήτιση και λέγεται σιδηρομαγνητικό ή φερρομαγνητικό. Εάν οι γειτονικές ροπές είναι αντιπαράλληλες και ίσες σε μέγεθος, το υλικό δεν έχει αυτόματη μαγνήτιση και λέγεται αντι-σιδηρομαγνητικό ή αντι-φερριμαγνητικό. Στην περίπτωση που οι γειτονικές μαγνητικές ροπές είναι αντιπαράλληλες και άνισες, τότε η συμπεριφορά του υλικού είναι παρόμοια με αυτή των σιδηρομαγνητικών. Το υλικό λέγεται σιδηριμαγνητικό, φερριμαγνητικό ή πιο απλά φερρίτης. Συνεπώς στην περίπτωση του σιδηριμαγνητισμού, αφού έχουμε όλα τα χαρακτηριστικά του σιδηρομαγνητισμού, θα παρουσιάζεται και αυτόματη μαγνήτιση. Όταν εφαρμόζεται εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, η αυτόματη μαγνήτιση των περιοχών δεν αλλάζει. Η συνολική μαγνήτιση του υλικού μεταβάλλεται σημαντικά καθώς αλλάζει η διαμόρφωση των μαγνητικών περιοχών (μετακίνηση των τοιχωμάτων τους, δημιουργία νέων περιοχών, περιστροφή της διεύθυνσης της μαγνήτισης μέσα σε μία περιοχή). Κατά την διάρκεια της διαδικασίας μαγνήτισης πρέπει να ξεπεραστούν τα ενεργειακά εμπόδια, με αποτέλεσμα την υστέρηση που προαναφέρθηκε, δίνοντας το βρόχο υστέρησης. Στο Σχήμα 7 που ακολουθεί παρουσιάζεται ένας τυπικός βρόχος κόρου, στον οποίο σημειώνονται η μαγνήτιση κόρου Β s, η δύναμη απομάκρυνσης παραμένουσας μαγνήτισης Hc και η παραμένουσα επαγωγή B r. Ουσιαστικά, καταγράφεται η μαγνήτιση του υλικού μέχρι τον κόρο του και στη συνέχεια ο μηδενισμός και η αντιστροφή του εξωτερικά εφαρμοζόμενου πεδίου προς την αντίθετη φορά, οπότε σχηματίζεται ο βρόχος. 17

24 Σχήμα 7. Βρόχος υστέρησης σε συνθήκες κόρου. (Ferroxcube catalogue 2005, Introduction) Η ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΚΑΙ Ο ΡΟΛΟΣ ΤΟΥΣ ΣΤΗ ΜΑΓΝΗΤΙΣΗ Φύση των μαγνητικών περιοχών Ο Weiss [11] πρότεινε την ύπαρξη μαγνητικών περιοχών στα σιδηρομαγνητικά υλικά, οι οποίες είναι υπεύθυνες για συγκεκριμένα μαγνητικά φαινόμενα. Υποστήριξε την ύπαρξη ενός μοριακού πεδίου, το οποίο παρήγαγε την αντίδραση παραλληλισμού των spins των γειτονικών ατόμων. Ο Heisenberg [13] απέδωσε αυτό το μοριακό πεδίο σε κβαντομηχανικές δυνάμεις ανταλλαγής. Η ύπαρξη των μαγνητικών περιοχών έχει επιβεβαιωθεί με διάφορες τεχνικές, ενώ είναι ορατές με διάφορα μέσα. Η σημασία των μαγνητικών περιοχών είναι ιδιαίτερη, σχετικά με την επίδραση της δυναμικής τους στον τρόπο μαγνήτισης ενός υλικού. Οι μαγνητικές περιοχές σχηματίζονται για να μειώσουν τη μαγνητοστατική ενέργεια, που είναι η δυναμική μαγνητική ενέργεια που περιλαμβάνεται στις μαγνητικές γραμμές που ενώνουν τους πόλους έξω από το υλικό, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8. Σχήμα 8. Δυναμικές γραμμές σε σωματίδιο μιας μαγνητικής περιοχής. (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) 18

25 Χωρίζοντας το σωματίδιο σε μαγνητικές περιοχές, όπως φαίνεται στο Σχήμα 9, η ενέργεια του συστήματος μειώνεται μέχρι το σημείο όπου η ενέργεια σχηματισμού του μαγνητικού τοιχώματος είναι μεγαλύτερη από τη μείωση της μαγνητοστατικής ενέργειας. Ένα σωματίδιο με n μαγνητικές περιοχές έχει περίπου το 1/n της αρχικής του ενέργειας. Σχήμα 9. Μείωση της μαγνητοστατικής ενέργειας με το σχηματισμό των μαγνητικών περιοχών. (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Στην περίπτωση των λεγόμενων κλειστών περιοχών, οι οποίες παρουσιάζονται στο Σχήμα 10, το σχήμα της μαγνητικής περιοχής μπορεί να προσδιοριστεί με βάση την ελαχιστοποίηση διαφόρων τύπων ενεργειών. Αυτές είναι: 1. Μαγνητοστατική ενέργεια: αυτή που απαιτείται για να τοποθετηθούν οι μαγνητικοί πόλοι σε συγκεκριμένες γεωμετρικές δομές και γενικά μειώνεται όσο μειώνεται το πλάτος της μαγνητικής περιοχής 2. Ενέργεια μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας: στα περισσότερα μαγνητικά υλικά, η μαγνήτιση των περιοχών τείνει να παραλληλιστεί προς μια από τις βασικές διευθύνσεις του κρυστάλλου. Η ενέργεια μαγνητοκρυσταλλικής ανισοτροπίας εκφράζει τη διαφορά ενέργειας μεταξύ μιας θέσης εύκολης και μιας θέσης δύσκολης μαγνήτισης. Είναι επίσης η ενέργεια που απαιτείται για την περιστροφή της μαγνήτισης προς άλλη φορά. 3. Ενέργεια μαγνητοσυστολής: με τη μαγνήτιση ενός υλικού, παρατηρείται μια ελάχιστη μεταβολή στις διαστάσεις του, και με την απομαγνήτισή του συμβαίνει το αντίστροφο. Η σχετική αλλαγή είναι ελάχιστη και λέγεται μαγνητοσυστολή. Όταν ένα υλικό βρίσκεται υπό τάση, παρατηρείται διευθέτηση της μαγνήτισης προς φορά παράλληλη με την τάση. Το πρόσημο ορίζει τη διαστολή ή συστολή του υλικού. 4. Ενέργεια μαγνητικών τοιχωμάτων: ως μαγνητικό τοίχωμα ορίζεται η περιοχή στη οποία η διεύθυνση της μαγνήτισης αλλάζει από την αρχική διεύθυνση της μιας περιοχής προς τη διεύθυνση της γειτονικής της περιοχής. Το πάχος του τοιχώματος είναι ανάλογο του αριθμού των ατομικών στρωμάτων μέσω των οποίων πρέπει να αλλάξει η διεύθυνση της μαγνήτισης 19

26 Σχήμα 10. Απαλοιφή της μαγνητοστατικής ενέργειας με το σχηματισμό κλειστών μαγνητικών περιοχών(a.goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Επιπλέον, διάφορες ατέλειες της μικροδομής, όπως κενά, μη μαγνητικές προσμίξεις και όρια κόκκων μπορούν επίσης να επηρεάσουν τις τοπικές παραλλαγές στη δομή των μαγνητικών περιοχών. Οι μαγνητικές περιοχές μπορούν να γίνουν ορατές με τις τεχνικές μαγνητικών σωματιδίων Bitter (κολλοειδής μαγνητίτης) και περιστροφής Faraday πολωμένου φωτός (διερχόμενο φως). Ο Van der Zaag [14] με τη χρήση ΤΕΜ βρήκε ότι σε φερρίτες MnZn με μέσο μέγεθος κόκκων μικρότερο των 4 μm, οι κόκκοι περιέχουν μόνο μια μαγνητική περιοχή, ενώ σε μεγαλύτερους κόκκους υπάρχουν περισσότερες. Δυναμική συμπεριφορά των μαγνητικών περιοχών Δύο γενικοί μηχανισμοί σχετίζονται με την αλλαγή της μαγνήτισης σε μια μαγνητική περιοχή και επομένως με την αλλαγή της μαγνήτισης σε ένα δείγμα. Ο πρώτος μηχανισμός, ο οποίος περιγράφεται στο Σχήμα 11, λαμβάνει χώρα διαμέσου της περιστροφής της μαγνήτισης κατά τη φορά του πεδίου. Εφ όσον αυτό ενδεχομένως να περιλαμβάνει την περιστροφή της μαγνήτισης από άξονα εύκολης μαγνήτισης σε ένα κρύσταλλο σε άξονα δύσκολης μαγνήτισης, απαιτείται ένα συγκεκριμένο ποσό ενέργειας ανισοτροπίας. Οι περιστροφές μπορεί να είναι μικρές, ή και σχεδόν ισότιμες με αντιστροφή 180 0, αν η κρυσταλλική μικροδομή είναι μονοαξονική και το εφαρμοζόμενο πεδίο είναι αντίθετο στη φορά της αρχικής μαγνήτισης. Σχήμα 11. Αλλαγή της μαγνήτισης της μαγνητικής περιοχής με περιστροφή της μαγνήτισης κατά τη φορά του πεδίου (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) 20

27 Ο δεύτερος μηχανισμός για την αλλαγή της μαγνήτισης της μαγνητικής περιοχής περιγράφεται στο Σχήμα 12 και είναι αυτός κατά τον οποίο η φορά της μαγνήτισης παραμένει η ίδια, αλλά ο όγκος που καταλαμβάνεται από τις διάφορες περιοχές να μεταβάλλεται. Σχήμα 12. Αλλαγή της μαγνήτισης της μαγνητικής περιοχής με κίνηση του μαγνητικού τοιχώματος. (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) Κατά τη διαδικασία αυτή, η οποία ονομάζεται μετατόπιση των μαγνητικών τοιχωμάτων, οι μαγνητικές περιοχές με τη λιγότερο ευνοϊκή φορά μαγνήτισης συρρικνώνονται σε μέγεθος. Ο μηχανισμός για τη μετατόπιση των τοιχωμάτων των μαγνητικών περιοχών ξεκινά στο ίδιο το τοίχωμα, όπου βρίσκεται μια δύναμη που έχει την τάση να περιστρέψει τα μαγνητικά δίπολα παράλληλα προς το πεδίο. Σαν αποτέλεσμα, το κέντρο του μαγνητικού τοιχώματος θα μετακινηθεί προς το τοίχωμα απέναντι από το πεδίο. Έτσι, η μαγνητική περιοχή με τον ευνοϊκό προσανατολισμό θα μεγαλώσει σε βάρος της γειτονικής της. Καμπύλη μαγνήτισης-αντιστρεπτή κίνηση μαγνητικών περιοχών Αν και οι μαγνητικές περιοχές δεν είναι φυσικά παρούσες και μπορούν να γίνουν ορατές μόνο με ειδικά μέσα, η σημασία τους είναι ιδιαίτερη για την εξήγηση του φαινομένου της μαγνήτισης. Όταν ένα υλικό είναι απομαγνητισμένο, οι μαγνητικές περιοχές δείχνουν προς τυχαίες κατευθύνσεις, με αποτέλεσμα να εξουδετερώνονται συνολικά, οπότε η ενεργός μαγνήτιση να είναι μηδενική. Τα δυνατά βήματα μέχρι τον πλήρη προσανατολισμό των μαγνητικών περιοχών ή την πλήρη μαγνήτιση του υλικού φαίνονται στο Σχήμα 13. Σχήμα 13. Στάδια μαγνήτισης ενός δείγματος που περιλαμβάνει διάφορους κρυστάλλους. (A.Goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) 21

28 Αν ξεκινήσουμε με ένα πλήρως απομαγνητισμένο υλικό και αυξάνουμε σταδιακά το μαγνητικό πεδίο, η μαγνήτιση του υλικού θα αυξηθεί ακολουθώντας τη μεταβολή των μαγνητικών περιοχών που περιγράφηκαν νωρίτερα. Η καμπύλη μαγνήτισης θεωρείται ότι αποτελείται από τρεις κύριους τομείς, όπως φαίνεται στο Σχήμα 14. Ο χαμηλότερος τομέας ονομάζεται περιοχή αρχικής επιδεκτικότητας, όπου λαμβάνουν χώρα αντιστρεπτές περιστροφές μαγνήτισης και μετατόπισης μαγνητικών τοιχωμάτων [15]. Η αντιστρεπτή κίνηση εκλαμβάνεται ως τέτοια όταν οι αυξομειώσεις του πεδίου προκαλούν αντίστοιχα αυξομειώσεις της μαγνήτισης. Ο δεύτερος τομέας της καμπύλης μαγνήτισης, όπου παρατηρείται μεγάλη αύξηση της μαγνήτισης, χαρακτηρίζεται από μη αντιστρεπτή μετατόπιση των μαγνητικών τοιχωμάτων. Ο ανώτερος τομέας περιλαμβάνει τις μη αντιστρεπτές περιστροφές της μαγνήτισης των μαγνητικών περιοχών. Εδώ η κλίση είναι σχεδόν παράλληλη στον άξονα χ, δείχνοντας ότι απαιτούνται μεγάλα ποσά ενέργειας για να περιστραφεί η παραμένουσα μαγνήτιση των μαγνητικών περιοχών παράλληλα στο μαγνητικό πεδίο. Σχήμα 14. Δυναμική των μαγνητικών περιοχών κατά τη διάρκεια των διαφόρων σταδίων της καμπύλης μαγνήτισης(a.goldman, Handbook of Modern Ferromagnetic Materials, Kluwer Academic Press, 2001) 22

Μαγνητικά Υλικά. Κρίμπαλης Σπύρος

Μαγνητικά Υλικά. Κρίμπαλης Σπύρος Μαγνητικά Υλικά Κρίμπαλης Σπύρος Τα μαγνητικά υλικά είναι μία σπουδαία κατηγορία βιομηχανικών υλικών και χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικές εφαρμογές όπως ηλεκτρομηχανολογικές εφαρμογές αλλά και σε ηλεκτρονικούς

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ 3 ο ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑ 2017

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ 3 ο ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑ 2017 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΗ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ 3 ο ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΩΡΙΑ 2017 Χαρακτηριστικά: Γρήγορη και σχετικά εύκολη μέθοδος Χρησιμοποιεί μαγνητικά πεδία και μικρά μαγνητικά σωματίδια Προϋπόθεση το υπό-εξέταση δοκίμιο

Διαβάστε περισσότερα

Θέμα 1 ο (30 μονάδες)

Θέμα 1 ο (30 μονάδες) ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Θέμα 1 ο (30 μονάδες) (Καθ. Β.Ζασπάλης) Θεωρείστε ένα δοκίμιο καθαρού Νικελίου

Διαβάστε περισσότερα

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2017

Γραπτή «επί πτυχίω» εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιανουάριος 2017 Ερώτηση 1 (10 μονάδες) - ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ (Καθ. Β.Ζασπάλης) Σε μια διεργασία ενανθράκωσης

Διαβάστε περισσότερα

μ B = A m 2, N=

μ B = A m 2, N= 1. Ο σίδηρος κρυσταλλώνεται σε bcc κυβική κυψελίδα με a=.866 Ǻ που περιλαμβάνει δύο άτομα Fe. Kάθε άτομο Fe έχει μαγνητική ροπή ίση με. μ Β. Υπολογίστε την πυκνότητα, την μαγνήτιση κόρου σε Α/m, και την

Διαβάστε περισσότερα

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής

Ανόργανη Χημεία. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανόργανη Χημεία Ενότητα 4 η : Ιοντικοί Δεσμοί Χημεία Κύριων Ομάδων Οκτώβριος 2018 Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Δόμηση Ηλεκτρονίων στα Ιόντα 2 Για τα στοιχεία

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί

Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Κεφάλαιο 2 Χημικοί Δεσμοί Σύνοψη Παρουσιάζονται οι χημικοί δεσμοί, ιοντικός, μοριακός, ατομικός, μεταλλικός. Οι ιδιότητες των υλικών τόσο οι φυσικές όσο και οι χημικές εξαρτώνται από το είδος ή τα είδη

Διαβάστε περισσότερα

3 η Εργαστηριακή Άσκηση

3 η Εργαστηριακή Άσκηση 3 η Εργαστηριακή Άσκηση Βρόχος υστέρησης σιδηρομαγνητικών υλικών Τα περισσότερα δείγματα του σιδήρου ή οποιουδήποτε σιδηρομαγνητικού υλικού που δεν έχουν βρεθεί ποτέ μέσα σε μαγνητικά πεδία δεν παρουσιάζουν

Διαβάστε περισσότερα

Μη Καταστροφικός Έλεγχος

Μη Καταστροφικός Έλεγχος Μη Καταστροφικός Έλεγχος Μέθοδος Μαγνητικών Σωματιδίων 1 Διδάσκων: Καθηγητής Θεοδουλίδης Θεόδωρος Επιμέλεια Παρουσιάσεων: Κουσίδης Σάββας Γενικά για το μαγνητισμό Όλα τα υλικά αποτελούνται από άτομα και

Διαβάστε περισσότερα

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών Χαράλαμπος Στεργίου Dr.Eng. chstergiou@uowm.gr Ατέλειες Τεχνολογία Υλικών Ι Ατέλειες Ατέλειες στερεών Ο τέλειος κρύσταλλος δεν υπάρχει στην φύση. Η διάταξη των ατόμων σε δομές

Διαβάστε περισσότερα

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί

Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Μαγνητικά Υλικά Υπεραγωγοί ΜΑΛΑΚΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Διδάσκων: Καθηγητής Ιωάννης Παναγιωτόπουλος Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ Χ. Κορδούλης ΚΕΡΑΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Τα κεραμικά υλικά είναι ανόργανα µη μεταλλικά υλικά (ενώσεις μεταλλικών και μη μεταλλικών στοιχείων), τα οποία έχουν υποστεί θερμική κατεργασία

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανόργανη Χημεία Ενότητα 8 η : Υγρά, Στερεά & Αλλαγή Φάσεων Οκτώβριος 2018 Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Πολικοί Ομοιοπολικοί Δεσμοί & Διπολικές Ροπές 2 Όπως έχει

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Διάλεξη 1: Ημιαγωγοί Δίοδος pn Δρ. Δ. ΛΑΜΠΑΚΗΣ 1 Ταλαντωτές. Πολυδονητές. Γεννήτριες συναρτήσεων. PLL. Πολλαπλασιαστές. Κυκλώματα μετατροπής και επεξεργασίας σημάτων. Εφαρμογές με

Διαβάστε περισσότερα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

Αγωγιμότητα στα μέταλλα Η κίνηση των ατόμων σε κρυσταλλικό στερεό Θερμοκρασία 0 Θερμοκρασία 0 Δ. Γ. Παπαγεωργίου Τμήμα Μηχανικών Επιστήμης Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων dpapageo@cc.uoi.gr http://pc164.materials.uoi.gr/dpapageo

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 1 η ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Στόχοι της εργαστηριακής άσκησης είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με την:

ΑΣΚΗΣΗ 1 η ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Στόχοι της εργαστηριακής άσκησης είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με την: Σκοπός της Άσκησης: ΑΣΚΗΣΗ η ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΙΣΧΥΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στόχοι της εργαστηριακής άσκησης είναι η εξοικείωση των σπουδαστών με την: α. Κατασκευή μετασχηματιστών. β. Αρχή λειτουργίας μετασχηματιστών.

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 4 η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ

ΑΣΚΗΣΗ 4 η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΑΣΚΗΣΗ 4 η ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΜΗΧΑΝΕΣ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ Σκοπός της Άσκησης: Σκοπός της εργαστηριακής άσκησης είναι α) η κατανόηση της αρχής λειτουργίας των μηχανών συνεχούς ρεύματος, β) η ανάλυση της κατασκευαστικών

Διαβάστε περισσότερα

Μαγνητικό Πεδίο. μαγνητικό πεδίο. πηνίο (αγωγός. περιστραμμένος σε σπείρες), επάγει τάση στα άκρα του πηνίου (Μετασχηματιστής) (Κινητήρας)

Μαγνητικό Πεδίο. μαγνητικό πεδίο. πηνίο (αγωγός. περιστραμμένος σε σπείρες), επάγει τάση στα άκρα του πηνίου (Μετασχηματιστής) (Κινητήρας) Ένας ρευματοφόρος αγωγός παράγει γύρω του μαγνητικό πεδίο Ένα χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο, του οποίου οι δυναμικές γραμμές διέρχονται μέσα από ένα πηνίο (αγωγός περιστραμμένος σε σπείρες), επάγει

Διαβάστε περισσότερα

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd Email : stvrentzou@gmail.com 1 2.4 Παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η αντίσταση ενός αγωγού Λέξεις κλειδιά: ειδική αντίσταση, μικροσκοπική ερμηνεία, μεταβλητός αντισ ροοστάτης, ποτενσιόμετρο 2.4 Παράγοντες που επηρεάζουν την

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΕΡΙΟΧΕΣ-WEISS

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΕΡΙΟΧΕΣ-WEISS ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΠΕΡΙΟΧΕΣ-WEISS Το πρώτο τμήμα της θεωρίας του Weiss εξηγεί γιατί τα σιδηρομαγνητικά υλικά έχουν αυθόρμητη μαγνήτιση Μ S και πως η μαγνήτιση Μ S μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία. Η θεωρία υποθέτει

Διαβάστε περισσότερα

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις 2 η σειρά διαφανειών Δημήτριος Λαμπάκης ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΟΜΗ Μεμονωμένα άτομα: Μόνο τα ευγενή αέρια Μόρια: Τα υπόλοιπα άτομα σχηματίζουν μόρια, γιατί

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 3: Στερεά διαλύματα και ενδομεταλλικές ενώσεις. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 3: Στερεά διαλύματα και ενδομεταλλικές ενώσεις. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ Ενότητα 3: Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος Κατεύθυνσης Συντήρησης Πολιτισμικής Κληρονομιάς ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 3 η Ενότητα ΔΕΣΜΟΙ Δημήτριος Λαμπάκης ΜΟΡΙΑΚΗ ΔΟΜΗ Μεμονωμένα άτομα: Μόνο τα ευγενή αέρια

Διαβάστε περισσότερα

2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος

2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος 2η Εργαστηριακή Άσκηση Εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης από τη θερμοκρασία Θεωρητικό μέρος Όπως είναι γνωστό από την καθημερινή εμπειρία τα περισσότερα σώματα που χρησιμοποιούνται στις ηλεκτρικές ηλεκτρονικές

Διαβάστε περισσότερα

Καταστάσεις της ύλης. Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο.

Καταστάσεις της ύλης. Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο. Καταστάσεις της ύλης Αέρια: Παντελής απουσία τάξεως. Τα µόρια βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση σε σχεδόν κενό χώρο. Υγρά: Τάξη πολύ µικρού βαθµού και κλίµακας-ελκτικές δυνάµεις-ολίσθηση. Τα µόρια βρίσκονται

Διαβάστε περισσότερα

7.14 Προβλήματα για εξάσκηση

7.14 Προβλήματα για εξάσκηση 7.14 Προβλήματα για εξάσκηση 7.1 Το ορυκτό οξείδιο του αλουμινίου (Corundum, Al 2 O 3 ) έχει κρυσταλλική δομή η οποία μπορεί να περιγραφεί ως HCP πλέγμα ιόντων οξυγόνου με τα ιόντα αλουμινίου να καταλαμβάνουν

Διαβάστε περισσότερα

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Σεπτέμβριος 2016

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Σεπτέμβριος 2016 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ (Καθ. Β.Ζασπάλης) ΘΕΜΑ 1 ο (30 Μονάδες) Στην εικόνα δίνονται οι επίπεδες

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης ΚΑΒΑΛΑ 018 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΥΛΙΚΑ. ΑΓΩΓΙΜΑ ΥΛΙΚΑ 3. ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 9. Μη καταστροφικοί έλεγχοι υλικών Δινορεύματα

Άσκηση 9. Μη καταστροφικοί έλεγχοι υλικών Δινορεύματα Άσκηση 9 Μη καταστροφικοί έλεγχοι υλικών Δινορεύματα Στοιχεία Θεωρίας Η αναγκαιότητα του να ελέγχονται οι κατασκευές (ή έστω ορισμένα σημαντικά τμήματα ή στοιχεία τους) ακόμα και κατά τη διάρκεια της λειτουργίας

Διαβάστε περισσότερα

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΘΕΜΑ 1 ο (25 Μονάδες) (Καθ. Β.Ζασπάλης) Δοκίμιο από PMMA (Poly Methyl MethAcrylate)

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη Μετασχηματιστή

Μελέτη Μετασχηματιστή Μελέτη Μετασχηματιστή 1. Θεωρητικό μέρος Κάθε φορτίο που κινείται και κατά συνέπεια κάθε αγωγός που διαρρέεται από ρεύμα δημιουργεί γύρω του ένα μαγνητικό πεδίο. Το μαγνητικό πεδίο B με την σειρά του ασκεί

Διαβάστε περισσότερα

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής Επιστήμη των Υλικών Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Φυσικής 2017 Α. Δούβαλης Σημειακές ατέλειες Στοιχειακά στερεά Ατέλειες των στερεών Αυτοπαρεμβολή σε ενδοπλεγματική θέση Κενή θέση Αριθμός κενών θέσεων Q

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 12: ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 12: ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Ενότητα 12: ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά.

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά. Μαγνητικά πεδία Τα µαγνητικά πεδία δηµιουργούνται από κινούµενα ηλεκτρικά φορτία. Μπορούµε να υπολογίσουµε το µαγνητικό πεδίο που δηµιουργούν διάφορες κατανοµές ρευµάτων. Ο νόµος του Ampère χρησιµεύει

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις-Θέματα προηγούμενων εξετάσεων

Ερωτήσεις-Θέματα προηγούμενων εξετάσεων Ερωτήσεις-Θέματα προηγούμενων εξετάσεων Μέρος Α Κεφάλαιο 1 ο Εισαγωγή 1.1. Ποια είναι η διάκριση μεταξύ Μεσοφάσεων και Υγροκρυσταλλικών φάσεων; Κεφάλαιο ο Είδη και Χαρακτηριστικά των Υγρών Κρυστάλλων.1.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΙΙ 1. Οι δυναμικές γραμμές ηλεκτροστατικού πεδίου α Είναι κλειστές β Είναι δυνατόν να τέμνονται γ Είναι πυκνότερες σε περιοχές όπου η ένταση του πεδίου είναι μεγαλύτερη δ Ξεκινούν

Διαβάστε περισσότερα

ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ. Του Αλέκου Χαραλαμπόπουλου ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ. Του Αλέκου Χαραλαμπόπουλου ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΠΥΡΗΝΙΚΟΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΣ ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ Του Αλέκου Χαραλαμπόπουλου ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ένα επαναλαμβανόμενο περιοδικά φαινόμενο, έχει μία συχνότητα επανάληψης μέσα στο χρόνο και μία περίοδο. Επειδή κάθε

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύμα ampere

ηλεκτρικό ρεύμα ampere Ηλεκτρικό ρεύμα Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ο ρυθμός με τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από μια περιοχή του χώρου. Η μονάδα μέτρησης του ηλεκτρικού ρεύματος στο σύστημα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1 ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1 Ενότητα: ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ Επιμέλεια: ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΚΟΥΤΡΟΥΜΑΝΗΣ Τμήμα: ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΤΡΑΣ 5 Μαρτίου 2015 2 ο Φροντιστήριο 1) Ποια είναι τα ηλεκτρόνια σθένους και ποιός ο ρόλος τους;

Διαβάστε περισσότερα

Θεωρία του δεσμού σθένους

Θεωρία του δεσμού σθένους ΣΚΟΠΟΣ Ο σκοπός αυτού του κεφαλαίου είναι να γνωρίσουμε μια αρκετά απλή θεωρία, τη θεωρία του δεσμού σθένους, με την οποία θα μπορούμε να εξηγούμε με αρκετή επιτυχία τη γεωμετρία των συμπλόκων, καθώς και

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ. Εργαστήριο Φυσικής IΙ. Μελέτη της απόδοσης φωτοβολταϊκού στοιχείου με χρήση υπολογιστή. 1. Σκοπός. 2. Σύντομο θεωρητικό μέρος ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Σκοπός Το φωτοβολταϊκό στοιχείο είναι μία διάταξη ημιαγωγών η οποία μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια που προσπίπτει σε αυτήν σε ηλεκτρική.. Όταν αυτή φωτιστεί με φωτόνια κατάλληλης συχνότητας

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Ιούνιος 2016-(Καθ. Β.Ζασπάλης) ΤΕΣΤ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

4 η Εργαστηριακή Άσκηση

4 η Εργαστηριακή Άσκηση 4 η Εργαστηριακή Άσκηση Βρόχος υστέρησης σιδηροµαγνητικών υλικών Θεωρητικό µέρος Τα περισσότερα δείγµατα του σιδήρου ή οποιουδήποτε σιδηροµαγνητικού υλικού που δεν έχουν βρεθεί ποτέ µέσα σε µαγνητικά πεδία

Διαβάστε περισσότερα

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις

Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις Μεταλλικός δεσμός - Κρυσταλλικές δομές Ασκήσεις Ποια από τις ακόλουθες προτάσεις ισχύει για τους μεταλλικούς δεσμούς; α) Οι μεταλλικοί δεσμοί σχηματίζονται αποκλειστικά μεταξύ ατόμων του ίδιου είδους μετάλλου.

Διαβάστε περισσότερα

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις

Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Υλικά Ηλεκτρονικής & Διατάξεις 3 η σειρά διαφανειών Δημήτριος Λαμπάκης Τύποι Στερεών Βασική Ερώτηση: Πως τα άτομα διατάσσονται στο χώρο ώστε να σχηματίσουν στερεά? Τύποι Στερεών

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση Η15. Μέτρηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γής. Γήινο μαγνητικό πεδίο (Γεωμαγνητικό πεδίο)

Άσκηση Η15. Μέτρηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γής. Γήινο μαγνητικό πεδίο (Γεωμαγνητικό πεδίο) Άσκηση Η15 Μέτρηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γής Γήινο μαγνητικό πεδίο (Γεωμαγνητικό πεδίο) Το γήινο μαγνητικό πεδίο αποτελείται, ως προς την προέλευσή του, από δύο συνιστώσες, το μόνιμο μαγνητικό

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 11 η : Χημική ισορροπία. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 11 η : Χημική ισορροπία. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανόργανη Χημεία Ενότητα 11 η : Χημική ισορροπία Οκτώβριος 2018 Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Η Κατάσταση Ισορροπίας 2 Πολλές αντιδράσεις δεν πραγματοποιούνται

Διαβάστε περισσότερα

Βασικά στοιχεία μετασχηματιστών

Βασικά στοιχεία μετασχηματιστών Βασικά στοιχεία μετασχηματιστών 1. Εισαγωγικά Οι μετασχηματιστές (transformers) είναι ηλεκτρικές διατάξεις, οι οποίες μετασχηματίζουν (ανυψώνουν ή υποβιβάζουν) την τάση και το ρεύμα. Ο μετασχηματιστής

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 6 η ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΕΝΟΥ ΔΡΟΜΕΑ

ΑΣΚΗΣΗ 6 η ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΕΝΟΥ ΔΡΟΜΕΑ ΑΣΚΗΣΗ 6 η ΑΣΥΓΧΡΟΝΟΣ ΤΡΙΦΑΣΙΚΟΣ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΒΡΑΧΥΚΥΚΛΩΜΕΝΟΥ ΔΡΟΜΕΑ Σκοπός της άσκησης: Σκοπός της εργαστηριακής άσκησης είναι: 1. Ο πειραματικός προσδιορισμός των απωλειών σιδήρου και των μηχανικών απωλειών

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗΝ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ Φασματοσκοπία Mossbauer ΠΕΡΙΚΛΗΣ ΑΚΡΙΒΟΣ Τμήμα Χημείας Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό

Διαβάστε περισσότερα

ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΟΝΙΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ

ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΟΝΙΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ ΜΟΡΦΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΚΟΝΙΟΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑΣ Η πρώτη ύλη με τη μορφή σωματιδίων (κόνεως) μορφοποιείται μέσα σε καλούπια, με μηχανισμό που οδηγεί σε δομική διασύνδεση των σωματιδίων με πρόσδοση θερμότητας.

Διαβάστε περισσότερα

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον;

Από πού προέρχεται η θερμότητα που μεταφέρεται από τον αντιστάτη στο περιβάλλον; 3. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ένα ανοικτό ηλεκτρικό κύκλωμα μετατρέπεται σε κλειστό, οπότε διέρχεται από αυτό ηλεκτρικό ρεύμα που μεταφέρει ενέργεια. Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι

Διαβάστε περισσότερα

Η Δομή των Μετάλλων. Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Καθηγητής

Η Δομή των Μετάλλων. Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Καθηγητής Η Δομή των Μετάλλων Γ.Ν. Χαϊδεμενόπουλος, Καθηγητής Τρισδιάστατο Πλέγμα Οι κυψελίδες των 14 πλεγμάτων Bravais (1) απλό τρικλινές, (2) απλό μονοκλινές, (3) κεντροβασικό μονοκλινές, (4) απλό ορθορομβικό,

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ Γραπτό τεστ (συν-)αξιολόγησης στο μάθημα: «ΔΙΑΓΝΩΣΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 10 η : Χημική κινητική. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 10 η : Χημική κινητική. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής. Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων Ανόργανη Χημεία Ενότητα 10 η : Χημική κινητική Οκτώβριος 2018 Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής Ταχύτητες Αντίδρασης 2 Ως ταχύτητα αντίδρασης ορίζεται είτε η αύξηση

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις Μάθημα 23 ο Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις Μεταλλικός Δεσμός Μοντέλο θάλασσας ηλεκτρονίων Πυρήνες σε θάλασσα e -. Μεταλλική λάμψη. Ολκιμότητα. Εφαρμογή δύναμης Γενική και

Διαβάστε περισσότερα

Οι περισσότεροι μονοτοιχωματικοί νανοσωλήνες έχουν διάμετρο περί του 1 νανομέτρου (υπενθυμίζεται ότι 1nm = 10 Å).

Οι περισσότεροι μονοτοιχωματικοί νανοσωλήνες έχουν διάμετρο περί του 1 νανομέτρου (υπενθυμίζεται ότι 1nm = 10 Å). 1 2 Οι περισσότεροι μονοτοιχωματικοί νανοσωλήνες έχουν διάμετρο περί του 1 νανομέτρου (υπενθυμίζεται ότι 1nm = 10 Å). Οι πολυτοιχωματικοί νανοσωλήνες άνθρακα αποτελούνται από δύο ή περισσότερους ομοαξονικούς

Διαβάστε περισσότερα

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2017

Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2017 Γραπτή εξέταση προόδου στο μάθημα «Επιστήμη & Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 017 Ερώτηση 1 (5 μονάδες ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ. Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ. Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή α) Τεχνική zchralski Η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη τεχνική ανάπτυξης μονοκρυστάλλων πυριτίου (i), αρίστης ποιότητας,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ενότητα:

ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ενότητα: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ενότητα: ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ Επιμέλεια: ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΔΡΙΒΑΣ Τμήμα: ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΤΡΑΣ 1 η ΣΕΙΡΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ 1. Τι τάξη μεγέθους είναι οι ενδοατομικές αποστάσεις και ποιες υποδιαιρέσεις του

Διαβάστε περισσότερα

Μεταβολή ορισμένων περιοδικών ιδιοτήτων

Μεταβολή ορισμένων περιοδικών ιδιοτήτων Μεταβολή ορισμένων περιοδικών ιδιοτήτων 1. Ερώτηση: Ποια θεωρούνται θεμελιώδη χαρακτηριστικά του ατόμου και γιατί; Θεμελιώδη χαρακτηριστικά του ατόμου είναι: η ατομική ακτίνα, η ενέργεια ιοντισμού και

Διαβάστε περισσότερα

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά ΤΕΤΥ Σύγχρονη Φυσική Κεφ. 7-1 Κεφάλαιο 7. Στερεά Εδάφια: 7.a. Οι δεσμοί στα στερεά 7.b. Η θεωρία των ενεργειακών ζωνών 7.c. Νόθευση ημιαγωγών και εφαρμογές 7.d. Υπεραγωγοί 7.a. Οι δεσμοί στα στερεά Με

Διαβάστε περισσότερα

Μαγνήτιση και απομαγνήτιση σιδηρομαγνητικών υλικών

Μαγνήτιση και απομαγνήτιση σιδηρομαγνητικών υλικών Μαγνήτιση και απομαγνήτιση σιδηρομαγνητικών υλικών Στόχος 1 Ο μαθητής να μπορεί να σχεδιάζει την καμπύλη μαγνήτισης σιδηρομαγνητικού υλικού. Στόχος 2 Ο μαθητής να μπορεί να μελετά την καμπύλη μαγνήτισης

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών

Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών Εργαστήριο Ηλεκτρικών Μηχανών Βασικές αρχές ηλεκτρομαγνητισμού Παλάντζας Παναγιώτης palantzaspan@gmail.com 2013 Σκοπός του μαθήματος Στο τέλος του κεφαλαίου, οι σπουδαστές θα πρέπει να είναι σε θέση να:

Διαβάστε περισσότερα

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ Ή ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ ΙΟΝΤΙΚΟΣ ΚΑΙ ΟΜΟΙΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ Το είδος του χημικού δεσμού που θα προκύψει κατά την ένωση δύο ατόμων εξαρτάται από την σχετική ένταση των ελκτικών δυνάμεων που ασκούν οι πυρήνες των δύο ατόμων στα ηλεκτρόνια

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής Τομέας Φυσικής Στερεάς Κατάστασης

Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής Τομέας Φυσικής Στερεάς Κατάστασης Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής Τομέας Φυσικής Στερεάς Κατάστασης ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Δομικές, ηλεκτρικές και μαγνητικές ιδιότητες οξειδίων του σιδήρου,

Διαβάστε περισσότερα

ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ. Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ»

ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ. Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» ΜΟΡΙΑΚΟΙ ΜΑΓΝΗΤΕΣ Γιάννης Σανάκης, ρ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΚΕΦΕ «ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ» Εισαγωγή Υλικό σε εξωτερικό µαγνητικό πεδίο, Η: Β = Η + 4πΜ Μ: Μαγνήτιση ανά µονάδα όγκου Μαγνητική επιδεκτικότητα: χ

Διαβάστε περισσότερα

διατήρησης της μάζας.

διατήρησης της μάζας. 6. Ατομική φύση της ύλης Ο πρώτος που ισχυρίστηκε ότι η ύλη αποτελείται από δομικά στοιχεία ήταν ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος. Το πείραμα μετά από 2400 χρόνια ήρθε και επιβεβαίωσε την άποψη αυτή,

Διαβάστε περισσότερα

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ. Ηλεκτροστατικοί και Μαγνητικοί Φακοί Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ. Ηλεκτροστατικοί και Μαγνητικοί Φακοί Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΦΑΚΩΝ Βασική Δομή Μαγνητικών Φακών Υστέρηση Λεπτοί Μαγνητικοί Φακοί Εκτροπές Φακών ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ ΓΥΑΛΙΝΟΙ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΙ ΦΑΚΟΙ Οι φακοί χρησιμοποιούνται για να εκτρέψουν μία

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή

Διάλεξη 7: Μοριακή Δομή Μεμονωμένα άτομα: Μόνο τα ευγενή αέρια Μόρια: Τα υπόλοιπα άτομα σχηματίζουν μόρια Γιατί; Διότι η ολική ενέργεια ενός ευσταθούς μορίου είναι μικρότερη από την ολική ενέργεια των μεμονωμένων ατόμων που αποτελούν

Διαβάστε περισσότερα

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής;

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής; Πυρηνική Επιλογής 1. Ποιος είναι ο σχετικός προσανατολισμός των σπιν που ευνοεί τη συνδεδεμένη κατάσταση μεταξύ p και n; Η μαγνητική ροπή του πρωτονίου είναι περί τις 2.7 πυρηνικές μαγνητόνες, ενώ του

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο :ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ 1 1. ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΟΜΗ. ΕΝΔΟΓΕΝΕΙΣ ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Δομή του ατόμου Σήμερα γνωρίζουμε ότι η ύλη αποτελείται από ενώσεις ατόμων, δημιουργώντας τις πολυάριθμες χημικές ενώσεις

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ. Χημεία της ζωής 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο H XHΜΕΙΑ ΤΗΣ ΖΩΗΣ Χημεία της ζωής 1 2.1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ Η Βιολογία μπορεί να μελετηθεί μέσα από πολλά και διαφορετικά επίπεδα. Οι βιοχημικοί, για παράδειγμα, ενδιαφέρονται περισσότερο

Διαβάστε περισσότερα

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει:

1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 120 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει: ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΩΝ ΕΠΙΛΟΓΩΝ Ηλεκτρικό φορτίο Ηλεκτρικό πεδίο 1.Η δύναμη μεταξύ δύο φορτίων έχει μέτρο 10 N. Αν η απόσταση των φορτίων διπλασιαστεί, το μέτρο της δύναμης θα γίνει: (α)

Διαβάστε περισσότερα

ηλεκτρικό ρεύµα ampere

ηλεκτρικό ρεύµα ampere Ηλεκτρικό ρεύµα Το ηλεκτρικό ρεύµα είναι ο ρυθµός µε τον οποίο διέρχεται ηλεκτρικό φορτίο από µια περιοχή του χώρου. Η µονάδα µέτρησης του ηλεκτρικού ρεύµατος στο σύστηµα SI είναι το ampere (A). 1 A =

Διαβάστε περισσότερα

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ

ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ ΜΑΘΗΜΑ: Τεχνολογία Μετρήσεων ΙΙ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Αν. Καθ. Δρ Μαρία Α. Γούλα ΤΜΗΜΑ: Μηχανικών Περιβάλλοντος & Μηχανικών Αντιρρύπανσης 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1

αγωγοί ηµιαγωγοί µονωτές Σχήµα 1 Η2 Μελέτη ηµιαγωγών 1. Σκοπός Στην περιοχή της επαφής δυο ηµιαγωγών τύπου p και n δηµιουργούνται ορισµένα φαινόµενα τα οποία είναι υπεύθυνα για τη συµπεριφορά της επαφής pn ή κρυσταλλοδιόδου, όπως ονοµάζεται,

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών Χτίζοντας τους κρυστάλλους από άτομα Είδη δεσμών Διδάσκων : Επίκουρη Καθηγήτρια

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ Προσοµοίωση Είναι γνωστό ότι η εξάσκηση των φοιτητών σε επίπεδο εργαστηριακών ασκήσεων, µε χρήση των κατάλληλων πειραµατοζώων, οργάνων και αναλωσίµων

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 ΤΟΜΟΣ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 1 ΟΙ ΒΑΣΙΚΟΙ ΝΟΜΟΙ ΤΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΣΤΑΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ 7 1.1 Μονάδες και σύμβολα φυσικών μεγεθών..................... 7 1.2 Προθέματα φυσικών μεγεθών.............................. 13 1.3 Αγωγοί,

Διαβάστε περισσότερα

Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά.

Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά. Σκοπός: Περιγραφή της συμπεριφοράς των νευρικών κυττάρων και ποσοτικά και ποιοτικά. Τα νευρικά κύτταρα περιβάλλονται από μία πλασματική μεμβράνη της οποίας κύρια λειτουργία είναι να ελέγχει το πέρασμα

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΡΟΠΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΕΠΑΓΩΓΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΡΟΠΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΕΠΑΓΩΓΙΚΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ Ένας που κατασκευάζεται ώστε να παρουσιάζει μεγάλη αντίσταση δρομέα η ροπή εκκίνησης του είναι αρκετά υψηλή αλλά το ίδιο υψηλή είναι και η ολίσθηση του στις κανονικές συνθήκες λειτουργίας Όμως επειδή Pconv=(1-s)PAG,

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 21 ο. Το σχήμα των μορίων. Θεωρία VSEPR. Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός

Μάθημα 21 ο. Το σχήμα των μορίων. Θεωρία VSEPR. Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός Μάθημα 21 ο Το σχήμα των μορίων Θεωρία VSEPR Θεωρία Δεσμού Σθένους- Υβριδισμός Συμβολισμός A = Κεντρικό άτομο X = Συναρμοτής E = Μονήρες ζεύγος SN: Στερεοχημικός αριθμός Γενική και Ανόργανη Χημεία 2016-17

Διαβάστε περισσότερα

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών Ι»-Νοέμβριος 2015 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ (Καθ. Β.Ζασπάλης) ΘΕΜΑ 1 ο (15 Μονάδες) Πόσα γραμμάρια καθαρού κρυσταλλικού

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΕΣ ΓENIKA Θερµική κατεργασία είναι σύνολο διεργασιών που περιλαµβάνει τη θέρµανση και ψύξη µεταλλικού προϊόντος σε στερεά κατάσταση και σε καθορισµένες θερµοκρασιακές και χρονικές συνθήκες.

Διαβάστε περισσότερα

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.1 Ηλεκτροδιαλυτική τάση. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π.

Φυσική Χημεία ΙΙ. Ηλεκτροχημικά στοιχεία. Κεφ.1 Ηλεκτροδιαλυτική τάση. Σημειώσεις για το μάθημα. Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π. Σημειώσεις για το μάθημα Φυσική Χημεία ΙΙ Ηλεκτροχημικά στοιχεία Κεφ.1 Ηλεκτροδιαλυτική τάση Ευκλείδου Τ. Παναγιώτου Σ. Γιαννακουδάκης Π. Τμήμα Χημείας ΑΠΘ 1. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑΛΥΤΙΚΗ ΤΑΣΗ 1.1 των µετάλλων

Διαβάστε περισσότερα

ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ

ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 1 ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗΣ Α.1 ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΜΟΝΟΦΑΣΙΚΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΗ Ο μετασχηματιστής είναι μια ηλεκτρική διάταξη που μετατρέπει εναλλασσόμενη ηλεκτρική ενέργεια ενός επιπέδου τάσης

Διαβάστε περισσότερα

Κινητήρας παράλληλης διέγερσης

Κινητήρας παράλληλης διέγερσης Κινητήρας παράλληλης διέγερσης Ισοδύναμο κύκλωμα V = E + I T V = I I T = I F L R F I F R Η διέγερση τοποθετείται παράλληλα με το κύκλωμα οπλισμού Χαρακτηριστική φορτίου Έλεγχος ταχύτητας Μεταβολή τάσης

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ (Υ4203) ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η 1. Χημικοί δεσμοί και θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου (crystal field theory)

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ (Υ4203) ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η 1. Χημικοί δεσμοί και θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου (crystal field theory) ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ (Υ4203) ΓΕΩΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΟ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΤΗΣ ΓΗΣ ΑΣΚΗΣΗ 2 η 1. Χημικοί δεσμοί και θεωρία του κρυσταλλικού πεδίου (crystal field theory) Θεωρητικό υπόβαθρο (Albarede F. Geochemistry An Introduction)

Διαβάστε περισσότερα

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής Ηλεκτρονικοί φλοιοί των ατόμων Σθένος και ομοιοπολικοί δεσμοί Η πρώτη ύλη με την οποία κατασκευάζονται τα περισσότερα ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΆ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΓ

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΜΕΤΑΒΑΤΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΤΆ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΓ Όταν κατά τη λειτουργία μιας ΣΓ η ροπή στον άξονα της ή το φορτίο της μεταβληθούν απότομα, η λειτουργία της παρουσιάζει κάποιο μεταβατικό φαινόμενο για κάποια χρονική διάρκεια μέχρι να επανέλθει στη στάσιμη

Διαβάστε περισσότερα

Q=Ne. Συνοπτική Θεωρία Φυσικής Γ Γυμνασίου. Q ολ(πριν) = Q ολ(μετά) Η αποτελεσματική μάθηση δεν θέλει κόπο αλλά τρόπο, δηλαδή ma8eno.

Q=Ne. Συνοπτική Θεωρία Φυσικής Γ Γυμνασίου. Q ολ(πριν) = Q ολ(μετά) Η αποτελεσματική μάθηση δεν θέλει κόπο αλλά τρόπο, δηλαδή ma8eno. Web page: www.ma8eno.gr e-mail: vrentzou@ma8eno.gr Η αποτελεσματική μάθηση δεν θέλει κόπο αλλά τρόπο, δηλαδή ma8eno.gr Συνοπτική Θεωρία Φυσικής Γ Γυμνασίου Κβάντωση ηλεκτρικού φορτίου ( q ) Q=Ne Ολικό

Διαβάστε περισσότερα

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση

κυματικής συνάρτησης (Ψ) κυματική συνάρτηση Στην κβαντομηχανική ο χώρος μέσα στον οποίο κινείται το ηλεκτρόνιο γύρω από τον πυρήνα παύει να περιγράφεται από μια απλή τροχιά, χαρακτηριστικό του μοντέλου του Bohr, αλλά περιγράφεται ο χώρος μέσα στον

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΣΧΥΟΣ ΗΜΥ 444 DC ΔΙΑΚΟΠΤΙΚA ΤΡΟΦΟΔΟΤΙΚΑ, ΜΕΤΑΤΡΟΠΕΙΣ ΜΕ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΠΟΜΟΝΩΣΗ Δρ Ανδρέας Σταύρου ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 7: Μοριακή γεωμετρία. Τόλης Ευάγγελος

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 7: Μοριακή γεωμετρία. Τόλης Ευάγγελος Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Χημεία Ενότητα 7: Μοριακή γεωμετρία Τόλης Ευάγγελος e-mail: etolis@uowm.gr Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ Θεωρητικη αναλυση μεταλλα Έχουν κοινές φυσικές ιδιότητες που αποδεικνύεται πως είναι αλληλένδετες μεταξύ τους: Υψηλή φυσική αντοχή Υψηλή πυκνότητα Υψηλή ηλεκτρική και θερμική

Διαβάστε περισσότερα

Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ ( )

Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ ( ) Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών στις Διεργασίες και Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ B ΕΞΑΜΗΝΟΥ (206-207) Συντονιστής: Διδάσκοντες: Μάθημα: ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΚΕΡΑΜΙΚΑ - Ιούνιος 207

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑ Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών Πανεπιστήμιο Κρήτης Γιώργος Κιοσέογλου . Η ΜΑΓΝΗΤΙΣΗ ΤΩΝ ΣΙΔΗΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ. Εισαγωγή. Περιοχές Weiss Τοιχώματα Bloch.3 Δομή των

Διαβάστε περισσότερα

3. ΚΛΑΣΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΠΑΡΑΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΥ

3. ΚΛΑΣΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΠΑΡΑΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΥ . ΚΛΑΣΣΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ ΠΑΡΑΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΥ Οι πρώτες συστηματικές μετρήσεις της επιδεκτικότητας σε μεγάλο αριθμό ουσιών και σε μεγάλη περιοή θερμοκρασιών έγιναν από τον Curie το 895. Τα αποτελέσματά του έδειξαν

Διαβάστε περισσότερα