KYP0040 MATERJALITEADUSE ÜLDALUSED - tud.ttu.ee

10.5 Puit
Puit on sisuliselt looduslik komposiit, mis koosneb tselluloosi kiududest, mida tugevdavad
polümeerne ligniin ja mõned teised orgaanilised ühendid.
Puidu rakud on pikad torujad moodustised (joon 10-14). Kevadel kasvava puidu raku seinad on
õhemad, suvel kasvaval paksemad. Raku sein koosneb esialgsest kihist ja sekundaarsetest kihtidest,
mis kasvavad radiaalsuunas pärast raku üldmõõtmete saavutamist (joon 10-15).
Raku seinad koosnevad peamiselt tselluloosist (kuni 50% puidu tahkest massist). Tselluloos on
looduslik polümeer, mille ahel on kujutatud joonisel 10-16. Tselluloosi lineaarne ahel koosneb
glükoosi lülidest, mis korduvad 5000 – 10000 korda. Tugev kovalentne side glükoosi lülide sees ja
vahel tingib sirged ja tugevad ahelad. Ahelate vahel on peamiseks sidemeks vesinikside. Ahelate
kimbud moodustavad mikrokiud, mida seob omavahel ligniin.
11. MATERJALIDE ELEKTRILISED OMADUSED
11.1 Elektrijuhtivus. Laengukandjad
Materjalide elektrijuhtivus on tingitud laetud osakeste – laengukandjate – liikumisest välises
elektriväljas.
Suuremas osas materjalides on peamisteks laengukandjateks elektronid – neid materjale nimetatakse
elektronjuhtideks. Ioonilise sidemega tahketes ainetes võivad laengukandjateks olla ka ioonid. Need
ained on tavaliselt segajuhtivusega. Elektrolüütide lahustes ja ioniseeritud gaasides on
laengukandjateks ainult ioonid – need ained on ioonjuhid.
Materjali elektritakistus R avaldub:
l
R = ρ⋅ , Ω
(11.1)
S
kus ρ – eritakistus, Ωm
l – juhi pikkus, m
S – juhi ristlõike pindala, m 2
Erijuhtivus σ on eritakistuse pöördväärtus:
1 1 S
σ = , või
ρ Ω ⋅ m m
kus S on Siemens (1/Ω)
Elektrijuhtidel σ ≈ 10 7 S/m
Isolaatoritel σ = 10 -18 – 10 -8 S/m
Pooljuhtidel σ = 10 -4 – 10 6 S/m
Tahkete materjalide elektrijuhtivuse (S/cm) diapasoonid on toodud joonisel 11-20.
11.2 Tahkete ainete tsooniteooria alused
11.2.1 Energiatsoonide ehitus
Vastavalt kvantmehaanilisele teooriale omavad elektronid isoleeritud aatomites ainult kindlaid
(diskreetseid) energiaväärtusi (asuvad energiateljel kindlatel energianivoodel). Aatomite
54