Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Метали високої провідності

 

До цієї групи матеріалів належать мідь та її сплави, алюміній та його сплави, срібло, золото та деякі інші метали.

Мідь (Cu) знайшла широке застосування в електрорадіотехніці завдяки таким своїм перевагам:

1) малому питомому опору (r = 0,0172 мкОм×м);

2) достатньо високим механічним властивостям (міцності, пластичності);

3) задовільній корозійній стійкості;

4) хорошій технологічності; мідь прокочується в листи і стрічку та протягується в провід;

5) відносній легкості паяння та зварювання.

 

Найчастіше мідь отримують переробкою сульфідної руди. Електротехнічна мідь обов’язково проходить електролітичне очищення. Після нього мідь переплавляють, прокочують і протягують, одержуючи вироби потрібного поперечного перерізу.

Властивості міді досить чутливі до вмісту домішок. Тому як провідниковий матеріал використовують мідь марки М1 (99,9% Cu, кисень не більше 0,08%) та марки М0 (99,95% Cu, кисень не більше 0,02%).

Залежно від технології переробки отримують мідь тверду або м’яку. Першу отримують холодним протягуванням, друга додатково піддається відпалу.

Тверда мідь використовується там, де важлива висока механічна міцність, твердість та опір стиранню: контактні проводи та колекторні пластини, шини розподільчих пристроїв тощо.

М’яка мідь застосовується як обмоткові проводи та струмопровідні жили кабелів, коли важливі гнучкість та пластичність.

У вакуумних приладах, зокрема потужних електронних лампах, використовується мідь особливо високої чистоти (безкиснева мідь).

Однак механічні властивості чистої міді в деяких випадках не задовольняють вимоги до виробів з неї. Тому тоді використовують сплави міді з невеликим вмістом легуючих домішок: Sn, Si, P, Be, Cr, Mg, Cd, та інші. Ці сплави називаються бронзами; при правильному виборі складу вони мають значно кращі механічні властивості, ніж чиста мідь.

Введення в мідь кадмію при порівняно малому зниженні питомої провідності g істотно підвищує механічну міцність і твердість. Кадмієву бронзу застосовують для контактних проводів та колекторних пластин для електричних машин спеціального призначення. Ще вища механічна міцність (sр – до 1350 МПа) у берилієвої бронзи.

Сплав міді з цинком – латунь – визначається більшим відносним подовженням при розтязі порівняно з міддю, що забезпечує йому технологічні переваги при обробці тиском. Застосовується для виготовлення різних струмопровідних деталей.

Мідь – порівняно дорогий і дефіцитний матеріал, тому повинна витрачатися дуже економно. Наскільки можливо, мідь замінюється іншими металами, найчастіше алюмінієм.

Алюміній (Al) – другий за значенням (після міді) провідниковий матеріал. Належить до так званих легких металів (приблизно в 3,5 рази легше міді).

Питомий опір r алюмінію (див. табл.2.1) приблизно в 1,63 рази більше r міді. Однак якщо порівняти за масою два відрізки алюмінію і мідного проводів однієї довжини і однакового опору, то виявиться, що алюмінієвий провід приблизно вдвічі легший за мідний. Дуже важливо й те, що алюміній менш дефіцитний, ніж мідь.

Як провідниковий матеріал використовують алюміній, що містить не більше 0,5% домішок. В радіоелектроніці застосовують алюміній вищої чистоти (не більше 0,03% домішок).

 

Алюміній добре протягується (можна одержати тонку фольгу до 5-7мкм). Дуже активно окисляється на повітрі, покривається тонкою оксидною плівкою, яка захищає матеріал від подальшої корозії. Ця ж плівка значно ускладнює паяння алюмінієвих провідників звичайними методами – доводиться використовувати спеціальні флюси, припої та інструменти.

Алюміній використовують для виготовлення проводів, захисних кабельних оболонок, корпусів приладів, екранів тощо. Для повітряних ліній електропередач застосовують альдрей (сплав з домішками Mg, Si, Fe), який зберігаючи легкість алюмінію і незначно відрізняючись від нього провідністю, за механічною міцністю наближається до твердої міді.

Залізо (сталь) як найдешевший метал, до того ж досить міцний, в ряді випадків використовують як провідниковий матеріал. Однак навіть чисте залізо має значно вищий порівняно з міддю та алюмінієм питомий опір (r»0,1мкОм м); значення r сталі, тобто заліза з домішкою вуглецю та інших елементів, ще вище.

На змінному струмі стальні провідники мають активний опір вищий, ніж на постійному через сильний, як у магнітного матеріалу, поверхневий ефект.

До того ж на змінному струмі з’являються втрати на гістерезис. Звичайна сталь не стійка до корозії, вона швидко ржавіє, тому поверхня стальних провідників і елементів апаратури повинна бути захищена шаром стійкого матеріалу, наприклад, цинку.

Застосовують сталь як провід для повітряних ліній передач невеликої потужності, як серцевину сталеалюмінієвих провідників ліній електропередач, як елемент системи живлення електрифікованих залізниць та трамваю (рейки, включно з контактною в метро). В електрорадіоприладах використовують для виготовлення магнітних екранів та конструкційних елементів (каркаси, шасі, корпуси тощо).

Срібло – білий, блискучий метал з найвищою серед металів тепло - та електропровідністю, стійкий проти окислення при нормальній температурі. Застосовується для виготовлення контактів, розрахованих на невеликі струми; для обкладок керамічних та слюдяних конденсаторів.

Золото – метал жовтого кольору, стійкий до дії хімічних реагентів. Використовується для гальванічного покриття відповідальних контактів елементів радіотехнічних приладів та у виробництві мікросхем.

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Фізичні процеси в провідниках та їх властивості | Надпровідники та кріопровідники
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 501; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.008 сек.