Наряду с металлами и металлическими сплавами, в качестве резисторов, контактов и токопроводящих элементов используются различные композиционные материалы, некоторые окислы и проводящие модификации углерода.
Углеродистые материалы – графит, сажа, пиролитический углерод, антрацит. Из этих материалов изготавливаются щетки электрических машин, электроды для прожекторов и дуговых электрических печей. Для получения изделий измельченная масса, перемешанная со связующим (например, каменоугольной смолой или жидким стеклом), прессуется в соответствующих пресс–формах, затем производится обжиг заготовки при высокой температуре.
Для снижения электрического сопротивления углеродистых материалов применяют добавки порошкового металла. Угольные порошки используют при изготовлении высокоомных резисторов, а также в микрофонах для создания сопротивления, изменяющегося от звукового давления. Графит наиболее широко применяется в электротехнике благодаря таким свойствам, как высокая химическая и нагревостойкость (температура плавления порядка 3900 оС), легкость механической обработки. Его используют для изготовления различных нагревателей, тиглей и т.п. Является полупроводниковым материалом, при увеличении температуры его удельное сопротивление снижается (рисунок 6). Композиционные проводящие материалы − это механическая смесь проводящего наполнителя с диэлектрической связкой. Путем изменения состава компонентов можно управлять электрическими свойствами таких материалов. В качестве компонентов проводящей фазы используют металлы, графит, сажу. Связующими служат органические и неорганические диэлектрики (например, стекла или синтетические смолы).
Рисунок 6 − Зависимость удельного сопротивления угольного
углерода от температуры
На основе органических смол изготавливаются контактолы – токопроводящие клеи, краски. Они служат для получения электрических контактов между металлами, металлами и полупроводниками, для создания электродов на поверхности диэлектриков и т.п.
Керметы – композиционные материалы с неорганическим связующим, чаще всего стеклом или моноокисью кремния SiO. Предназначены для изготовления пленочных резисторов. Сопротивление таких резисторов зависит от процентного содержания проводящих компонентов и от режимов термообработки при изготовлении. Проводящей компонентой обычно служит мелкодисперсный порошок хрома или дисилицида хрома.
Проводящие окислы.
Подавляющее большинство окислов металлов является диэлектриками. Однако при неполном окислении пленки двуокиси олова (SnO 2) и окиси индия (In2O3) показывают довольно большую проводимость. Удельное сопротивление пленок зависит от степени нарушения стехиометрического состава и может достигать 10 мкОм·м.
Сочетание высокой оптической прозрачности и повышенной электрической проводимости позволяет применять их в качестве прозрачных проводящих покрытий на внутренних стенках стеклянных электровакуумных приборов, электродов в жидкокристаллических индикаторах, усилителях изображения и т.п.
