HANDOUT Vorlesung: Glas-Grundlagen Elektrische Eigenschaften

Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
an der Universität des Saarlandes
HANDOUT
Vorlesung:
Glas-Grundlagen
Elektrische Eigenschaften
09.07.2015
Leitsatz:
„Zu den vielseitigen Anwendungsgebieten des Glases gehört auch
die Elektrotechnik. Meist sind die elektrischen Eigenschaften des
Glases bei normalen Temperaturen ausschlaggebend, während
z.B. für die elektrische Glasschmelze die höheren Temperaturen
wichtig sind.“
aus: H. Scholze, Glas – „Natur, Struktur und Eigenschaften“ ,
Springer, Berlin 1977
Vorlesung Glas-Grundlagen, SS 2015, PD Dr.-Ing. Guido Falk
„Glas-Grundlagen“
„Elektrische Eigenschaften“
Ziele
Material- und werkstoffwissenschaftliche Grundlagen der
elektrischen und ionischen Leitfähigkeit von Gläsern herleiten
können
ð Elektr./ionische Leitfähigkeit definieren können
ð Anwendungen der elektr./ion. Leitfähigkeit ableiten können
ð Halbleitende und oberflächenleitende Eigenschaften von Gläsern bewerten können
ð Bedeutung der Dielektrizitätskonstante von Gläsern einordnen
können
Inhalte
Elektr./ion. Leitfähigkeit von Gläsern
Grundlegende physikalische Zusammenhänge
Anwendungen der elektr./ion. Leitfähigkeit
Beispiele aus der Praxis
Halbleitung und Oberflächenleitung von Gläsern
Kennzeichen und Anwendungen
Dielektrizitätskonstante von Gläsern
Mechanismen und Mikrostruktureinfluss
Vorlesung Glas-Grundlagen, SS 2015, PD Dr.-Ing. Guido Falk
Lerntafel 1
Elektr./ion. Leitfähigkeit von Gläsern
spezifischer elektrischer Widerstand bei 20 °CΩ[
m]
Metalle
10
16
10
14
Nichtmetallisch
anorganische Organische
Werkstoffe Werkstoffe
Kieselglas
Diamant
Glas
Mullit
Schamotte
1012
Silikatstein
1010
10
PTFE
PP, PE
PS
Epoxidharz
PC, PI
PVC
PA
Polyester
Phenolharz
Verbundwerkstoffe
GFK
Melaminharz
8
106
Silizium
(reinst)
104
10
SiC
2
100
Polypyrrol
10-2
10-4
10
-6
10
-8
Ti-Legierung
Stahl
Pt, Ni, Zn, Co
Al, Au, Cu
TiN, TiC, WC
TiB , MoSi
2
2
Silizium(dot.)
Graphit
Cermets
Vergleich elektr. Widerstand (Vorlesung Glas I- therm./elektr. Eigenschaften)
Vergleich des spezifischen elektrischen Widerstandes der Werkstoffe
Spezifischer elektrischer Widerstand als Funktion der Temperatur, nach [1]
Vorlesung Glas-Grundlagen, SS 2015, PD Dr.-Ing. Guido Falk
Spezifischer elektrischer Widerstand ρ von Gläsern, 1: Kieselglas; 2: Natronkalkglas; 3:
AsSeTe-Glas; 4: Silicatglas mit 18 mol-% (Fe 3 O 4 +MnO); 5: Vanadiumphosphat-las; 6:
Boratglas mit 45 mol-% (Fe 3 O 4 +MnO) nach [1]
Änderung des spezifischen elektrischen Widerstandes ρ bei 25 °C eines Na 2 O-SiO 2 Glases (15-85 Gew.-%) beim gewichtsmäßigen Ersatz von SiO 2 durch andere Oxide nach
[1]
Vorlesung Glas-Grundlagen, SS 2015, PD Dr.-Ing. Guido Falk

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