วัสดุทางวิศวกรรมไฟฟ้าขั้นสูง
4(4-0-8)
เงื่อนไข : โดยความเห็นชอบของสาขาวิชา
หลักการและความรู้ขั้นสูงของสารไดอิเล็กทริกและแม่เหล็ก ทฤษฎีไดอิเล็กทริกและปรากฏการณ์สำคัญในสารเซรามิกไดอิเล็กทริกและแม่เหล็ก การอภิปรายเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ที่สำคัญของสารเหล่านี้: ฉนวน ตัวนำ ตัวรับรู้ ไดอิเล็กทริกไมโครเวฟ ตัวเก็บประจุแบบหลายชั้นและแบบฟิล์มบาง พิโซอิเล็กทริก ไพโรอิเล็กทริก เซรามิกทางแสงและแม่เหล็ก รวมทั้งวรรณกรรมปริทัศน์และแนวโน้มทางอุตสาหกรรมในปัจจุบัน
เค้าโครงรายวิชา
1. ภาพรวมและบทนำเกี่ยวกับทฤษฎีไดอิเล็กทริกการกระจายตัวและวงจรสมมูล (4 ชั่วโมง)
2. ฉนวนความต่างศักย์สูงและกลไกการทลายทางไฟฟ้าวัสดุฐานรองและการรวมส่วนกระบวนการทางฟิล์มหนาและบาง (9 ชั่วโมง)
3. ความต้านทาน: การนำทางอิเล็กโทรนิกส์ ตัวต้านทานคงตัว PTC และ NTC เทอร์มิสเตอร์ (6 ชั่วโมง)
4. ตัวรับรู้ความชื้นและเคมี อิเล็กโทรดเซรามิกและตัวนำยิ่งยวด การนำไอออนิกและแบตเตอรี่ (6 ชั่วโมง)
5. ตัวเก็บประจุ: ชนิดแผ่น ชนิดตาราง และชนิดหลายชั้นเซรามิกที่มีค่ายอมทางไฟฟ้าต่ำ: สัมประสิทธิ์อุณหภูมิเรโซเนเตอร์แบบไดอิเล็กทริกไมโครเวฟ (4 ชั่วโมง)
6. ผลึกและเซรามิกเฟร์โรอิเล็กทริก การเปลี่ยนเฟสและโครงสร้างโดเมน ตัวเก็บประจุแบบค่ายอมทางไฟฟ้าสูงและการสูญเสีย (4 ชั่วโมง)
7. ปรากฏการณ์พิโซอิเล็กทริกและเมทริกซ์ ขบวนการผลิตควอตซ์และการประยุกต์ใช้ พิโซเซรามิก PZT และการทำขั้วโซนาร์ ปั๊มแบบสปาร์กและตัวขับเร้า อิเล็กโทรสตริกชันและรีแล็กเซอร์ (9 ชั่วโมง)
8. เซรามิกแม่เหล็ก: ทฤษฎีเชิงอะตอม เฟอร์ไรท์แบบแข็งและอ่อน: โดเมน แม่เหล็กถาวร: แม็กนีโตพลัมไบต์ หม้อแปลง เทปและโดเมนแบบบับเบิลการ ประยุกต์ใช้ในทางไมโครเวฟและการ์เน็ต (6 ชั่วโมง)
ผลสัมฤทธิ์การเรียนรู้
นักศึกษาที่ผ่านรายวิชานี้มีความสามารถ ดังนี้
1. มีความเข้าใจปัญหาเกี่ยวกับวัสดุทางวิศวกรรมไฟฟ้าขั้นสูงในงานวิศวกรรมไฟฟ้าได้
2. สามารถเข้าใจวิธีแก้ปัญหาและประยุกต์การแก้ปัญหาวัสดุทางวิศวกรรมไฟฟ้าขั้นสูงในงานวิศวกรรมไฟฟ้าได้
Advanced Electrical Engineering Materials
Condition : Consent of the School
Fundamental underpinnings of dielectric and magnetic materials. Advanced dielectric theory and main phenomena in dielectric and magnetic ceramics. Discussions on important applications of these materials: insulators, conductors, sensors, microwave dielectrics, multilayer and thin film capacitors, piezoelectrics, pyroelectrics, optical and magnetic ceramics, including recent literature and industrial trends
Course Outline
1. Overview and introduction to dielectric theory Dispersion and equivalent circuits (4 hours)
2. High-voltage insulator and electric breakdown mechanisms Substrate and packaging Thick and thin films processing (9 hours)
3. Resistance: electronic conduction Fixed resistors, PTC and NTC thermistors (6 hours)
4. Humidity and chemical sensors Ceramic electrodes and superconductors Ionic conduction and batteries (6 hours)
5. Capacitors: disk, tabular, and multilayer Low-K ceramics: temperature coefficients Microwave dielectric resonators (4 hours)
6. Ferroelectric crystals and ceramics Phase transitions and domain structure High-K capacitors and losses (4 hours)
7. Piezoelectric effects and matrices Quartz processing and applications PZT piezoceramics and poling Sonar, spark pumps and actuators Electrostriction and relaxors (9 hours)
8. Magnetic ceramics: atomistic theory Hard and soft ferrites: domains Permanent magnets: magnetoplumbite Transformers, tape and bubble domains (6 hours)
Microwave applications and garnets
Learning Outcomes
Having successfully completed this course, students must be able to:
1. Understand problems concerning Advanced Electrical Engineering Materials
2. Understand and apply appropriate method for solving problems related to Advanced Electrical Engineering Materials