Сплавы с особыми электрическими свойствами
( проводники, полупроводники, диэлектрики)
Проводники:
Металлы и сплавы высокой проводимости, Припои, Сверхпроводники Контактные материалы Сплавы с повышенным электросопротивлением
| Металлы и сплавы высокой проводимости Высокая электрическая проводимость (малого электрического сопротивления), высокие механические свойства, коррозионная стойкость, износостойкость. Хорошо свариваться и подвергаться пайке. | ||
| медь | Получают в виде проката: проволок, полос, прутков. Отожженная медь используется для обмоточных проводов и кабельных изделии. Нагартованная-для подвесных токонесущих и контактных проводов. | |
| Бронзы, | Более высокие механические свойства, чем у меди Контактные провода, ответственные пружины. | |
| латуни | Более высокие механические свойства, чем у меди, Хорощо штампуются. | |
| Алюминий | Используют в виде проволоки в производстве кабелей и токонесущих проводов. | |
| Алюминиевые сплавы | Алдрей-0,3…0,5 % меди, 0,4…0,7 %кремния, 0,2…0,3 % железа –остальное алюминий Для изготовления проводов, малонагруженных линий электропередач. | |
| Железо | Трамвайные рельсы, шины | |
| Биметаллический провод (стальной провод, покрытый медью) | Используют при передаче переменных токов высокой частоты. Используют в линиях связи и электропередачи. Шины для распределительных устройств, различные токопроводящие части электрических аппаратов. |
| Сверхпроводники Сверхпроводимость –явление, заключающееся в том, что электрическое сопротивление некоторых материалов исчезает при достижении температуры ниже некоторого значения. | |
| Легко деформируемые Ниобий, сплав ниобий-титан, ванадий-галлий. | Трудно поддающийся деформации Интерметаллиды типа станнида ниобия Nb3 Sn |
| Припои(сплавы, применяемые при пайке) Хорошая жидкотекучесть, высокая механическая прочность, коррозионная стойкость, высокая электропроводность, малый интервал температур кристаллизации | ||
| Мягкие припои: для низкотемпературной пайки (до 400 ºС) легкоплавкие с темп. плавления до 145 ºС Твердые припои для высокотемпературной пайки (500…900 ºС) | сплавы олова и свинца (ПОС) олова и цинка, свинца и сурьмы висмута со свинцом, оловом и кадмием медь, медно-цинковые и меднофосфористые припои, припои содержащие серебро. | Пайка внутренних корпусов микросхем Пайка особо ответственных деталей |
| Контактные материалы | |||||
| Разрывные контакты Предназначены для периодического замыкания и размыкания цепи и работают в наиболее трудных условиях. Материал должен иметь небольшое переходное сопротивление и хорошее сопротивление химической коррозии и электроэрозионному изнашиванию. | Слабонагруженные контакты-изготавливаются из золота, серебра, платины, палладия, сплавов серебра с медью, серебро-магний-никель с добавкой золота и циркония, и др. Высоконагруженные контакты- изготавливаются из вольфрама, молибдена, их сплавов и порошковых композиций CВ70 (30%Ag, 66,5 %W, 3,5%Ni), CВ 60, МВ 70 (30% Сu, 67 % W, 3% Ni) | ||||
| Скользящие контакты Высокое сопротивление свариванию | Окислено-медные сплавы, композиции из порошков меди или серебра с небольшой добавкой графита, препятствующего свариванию (МГ3, МГ2, СГ3, СГ5). Цифра в марках указывает на содержание графита в процентах. | ||||
| Неподвижные контакты Низкое значение переходного сопротивления и стабильность при небольших контактных усилиях | Медь, латунь, цинк | ||||
| Сплавы с повышенным электросопротивленем | |||||
| Материалы для резисторов | Низкий температурный коэффициент удельного электрического сопротивления, низкая термоЭДС в паре с медью, | Проволочные резисторы | Технические резисторы (регулирующие и пусковые реостаты) | Медно-никелевые сплавы –мельхиормарки МН19, Нейзильбермарки МНЦ15-20 | |
| Прецезионные резисторы (образцовые сопротивления, элементы электроизмерительных приборов, катушки сопротивления, шунты, обмотки потенциометров) | Сплавы на медной основе – МанганинМНМц 3-12 Константан МНМц 40-1,5 Сплавы на никелевой основе Х20Н80ВИ | ||||
| Непроволочные резистры | Используются в микросхемах, интегральных схемах, автоматике, | Металлические, на основе оксидов, карбидов, силицидов и неметаллические углеродистые | |||
| Материалы для электронагревательных элементов | Высокая жаростойкость, высокое электросопротивление, высокая пластичность, | хромоникелевые | Нагреватели электрических печей, бытовых приборов, резисторов, треморезисторов | Нихром, ферронихром | |
| хромоалюминиевые | Электронагревательные устройства большой прочности и промышленных электропечей | Хромали, фехрали | |||
| керамические | Печи сопротивления | Карбид кремния SiС,дисцилид молибдена МоSi2 | |||
| Сплавы для термопар | Большая термоЭДС коррозионная стойкость в рабочих средах прочность и пластичность | ХромельНХ9.5 Алюмель НМцАК 2-2-1 КопельМНМц 43-0,5 | |||
Мельхиор -сплав меди главным образом с никелем (5—30%). МН19 (19% Ni)
Нейзильбер сплав меди с 5—35 % никеля 13—45% цинка МНЦ15-20, содержит 13,5—16,5% Ni и 18—22% Zn,
Манганин — сплав 84—86% меди, 2—3% никеля и 12—13% марганца.
Константан — сплав 58—60% меди, 32—40% никеля и 1 — 2% марганца.
Хромель - сплав никеля с хромом 10%, около 1% кобальта.
Алюмель - никель (93—96 %); алюминий (1,8—2,5 %); марганец 1,8—2,2 %); кремний (0,8—1,2 %).
Копель- сплав меди с никелем (43—44%)и железом (2—3%).
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
К полупроводниковым относятся материалы, относятся материалы, обладающие удельным сопротивлением в пределах 10-5 -10-8 Ом ▪ м.
Носителям зарядов в полупроводниках, обусловливающих электрическую проводимость, являются электроны и дырки проводимости.
Полупроводник, электропроводность которого определяется примесями называется примесным полупроводником.
Полупроводник, электронная проводимость которого обусловлена перемещением дырок проводимости называется дырочным полупроводником
Полупроводник проводимость обусловлена в основном электронами проводимости называется электронным полупроводником.
Простые полупроводники.
| Название элемента или соединения | Применение | Температура использования |
| Германий (монооксид германия, диоксид германия) | В выпрямителях переменного тока, транзисторах, приборах для измерения напряженности магнитного поля, мощности. | -60…+70 °С. |
| кремний | В диодах, транзисторах, процессорах, фотоэлементах схем микроэлектроники. | До 120 -200°С |
| Селен | Фоторезисторы, фотоэлементы | -65…+75°С |
| Теллур (Te) | Термоэлектрические генераторы |
Сложные полупроводники
| Карбид кремния SiC | В резисторах, стержнях служащих нагревателями электропечей | До 1500 °С |
| Арсенид галлия GaAs | В фотоэлементах, лазерах | До 450 °С |
| Антимонид галлия GaSb | тензометры | |
| Фосфид галлия GaP | Солнечные батареи | До 800°С |
| Арсенид индия InAs | Фотодиоды, лазеры | |
| Антимонид индия InSb | фоторезисторы | |
| Фосфид индия InP | лазеры | |
| Сульфид, селенид и теллурид цинка | ||
| Сульфид, селенид и теллурид кадмия |
Диэлектрики
Диэлектрик (изолятор) — материал, плохо проводящий или совсем не проводящий электрический ток. Удельное электросопротивление 108 -10-16 Ом ▪ м.
Характерная особенность –способность поляризоваться в электрическом поле
К ним относятся: керамика,
пластмассы (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, фторопласт-4, фенопласт)
стекло,
Ситаллы.
