Головна

Класифікація провідникових матеріалів

  1.  VI.III. VI. Генетична класифікація складок.
  2.  VI.III. Морфологічна класифікація складок
  3.  VII.I. Класифікація тріщин
  4.  Анропологіческая класифікація
  5.  Асортимент і властивості клейових матеріалів
  6.  Асортимент підкладкових матеріалів
  7.  Асортимент підкладкових матеріалів

По агрегатному стані провідникові матеріали поділяють на газоподібні, рідкі та тверді.

К газоподібним провідникові матеріалів відносять всі гази і пари, в тому числі і пари металів. При досить малих значеннях напруженості електричного поля Е вони є діелектриками. При високих Е газ може стати провідником. Якщо в одиниці об'єму сильно іонізованого газу настає рівність між числом електронів і позитивних іонів, то такий газ являє собою особливу провідне середовище, звану плазмою.

К рідким провідникам відносять розплави металів і розчини (зокрема, водні) і розплави солей, кислот та інших речовин з іонним будовою молекул.

Механізм проходження електричного струму через тверді і рідкі метали обумовлений спрямованим рухом вільних електронів. Тому тверді і рідкі метали називають провідниками з електронної (металевої) електропровідністю або провідниками першого роду.

Розчини і розплави солей, кислот і лугів, які проводять електричний струм, називають електролітами або провідниками другого роду. При проходженні електричного струму через електроліт, в який занурені електроди, електричні заряди переносяться разом з частинками молекул (іонами) електроліту. На електродах відбувається виділення речовин з розчину.

За характером застосування металеві матеріали поділяють на матеріали високої провідності (питомий електричний опір ??0,1 мкОм ? м) і матеріали з високим опором (питомий електричний опір ??0,3 мкОм ? м).

Матеріали з високою провідністю (залізо, мідь, алюміній, золото, срібло та ін.)

Матеріали з високим опором використовують в якості резистивних матеріалів і матеріалів для термопар. Найбільш відомі сплави з високим опором: мідно-марганцеві (Манганін), мідно-нікелеві (Константан), сплави заліза, нікелю і хрому (ніхроми).

Матеріали, які мають мізерно малим питомим електричним опором ? при дуже низьких температурах називаються сверхпроводниками. Властивість надпровідності мають ртуть, алюміній, свинець, ніобій, з'єднання ніобію з оловом, титаном і ін.

3.2. Основні властивості і характеристики провідникових матеріалів

Тверді металеві провідники характеризуються високою електро- і теплопровідністю, механічними, фізико-хімічними і технологічними властивостями.

До механічних властивостей відносять твердість, пружність, в'язкість, пластжчмость. лінійне розширення, крихкість, міцність, втома.

твердість - це здатність матеріалу чинити опір проникненню в нього іншого, більш твердого тіла.

Існують різні методи визначення твердості: вдавлення, дряпання, пружна віддача. Найбільшого поширення набув метод вдавлювання в матеріал сталевої кульки (твердість по Бріннелю), вдавлення конуса (по Роквеллу), вдавлення піраміди (за Вікерсом).

пружність - Це властивість матеріалу відновлювати свою форму і об'єм після припинення дії зовнішніх сил, які викликають їх зміну.

в'язкість - Це здатність матеріалу чинити опір динамічним (швидко зростаючою) навантажень.

Ударна в'язкість - Це здатність матеріалу чинити опір ударним навантаженням.

На ударну в'язкість не відчувають такі тендітні матеріали, як чавун, силумін, загартована інструментальна сталь.

пластичність - Це властивість матеріалу деформуватися без руйнування під дією зовнішніх сил і зберігати нову форму після припинення дії цих сил. Для кількісної оцінки пластичності використовують відносне подовження зразка при розриві ?l/l і відносне звуження площі поперечного перерізу зразка ?s / s.

Важливою механічною характеристикою матеріалу є температурний коефіцієнт лінійного розширення ТКl, Який дозволяє визначати зміни будь-яких геометричних розмірів виробів (довжини, ширини, товщини) при нагріванні.

 ; (5)

значення ТКl твердих металів зростає при підвищенні температури та наближення її до температури плавлення.

крихкість - це здатність матеріалів руйнуватися при додатку різкого динамічного зусилля. У таких тендітних матеріалів явище пластичної деформації не спостерігається, т. Е. Руйнація зразка відбувається при рівності межі текучості ?t і межі міцності на розрив ?р. Значення відносного подовження і відносного звуження для тендітних матеріалів близькі до нуля.

До тендітним матеріалам відносять скло, кераміку, фарфор, хром, марганець, кобальт, вольфрам.

міцність - це здатність матеріалу чинити опір дії зовнішніх сил, не руйнуючись.

втома - це руйнування матеріалу під дією невеликих ших повторних або знакозмінних навантажень (вібрацій). Метал руйнується при напружених, значно менших ніж межа міцності

До фізико-хімічними властивостями відносять колір, щільність, температуру плавлення, теплопровідність, теплове розширення, електропровідність, магнітні властивості, поглинання газів, корозійну стійкість і ін.

Фізико-хімічні властивості оцінюють питомим електричним опором ?, питомої електричну провідність ?, температурним коефіцієнтом питомої електричного опору ТК? і коефіцієнтом теплопровідності.

Питомий електричний опір для зразків постійного перетину S

 ; (6)

де R - опір зразка, Ом: S - площа поперечного перерізу зразка, м2; l - Довжина зразка, м.

Величину ? вимірюють в Омасі на метр (Ом ? м), але частіше в мікроомах на метр. Діапазон значень ? металевих провідників (при нормальній температурі) від 0,016 для срібла до 10 мкОм ? м для деяких сплавів.

Опір провідників Rs на високих частотах істотно більше їх опору на постійному струмі внаслідок того, що високочастотне поле проникає в провідник на невелику глибину. Чим вище частота поля, тим на меншу глибину воно проникає в провідник. Це явище отримало назву поверхневого ефекту.

Питомий електричний опір металів залежить від температури. Ця залежність визначається температурним коефіцієнтом питомої електричного опору (1 / град), який при даній температурі обчислюють за формулою

 , (7)

де ?? - приріст питомої опору провідника, відповідне збільшенню температури Т.

Середній температурний коефіцієнт питомого електричного опору металів (1 / град) в діапазоні температур

 ; (8)

де ?о, ?т - Значення ?, відповідні температур То і Т.

Якщо через пластину площею S і товщиною ?l за час ?t проходить тепловий потік енергією ?, то між поверхнями протилежних граней створюється різниця температур ?Т, Пов'язана з ? співвідношенням

 ; (9)

де  - Градієнт температури

Параметр ? називають коефіцієнтом теплопровідності. Коефіцієнт теплопровідності провідників прямо пропорційний їх питомої провідності.

До технологічних властивостей відносяться гнучкість, зварюваність, оброблюваність різанням, вологотекучість, усадка і ін. Технологічні властивості визначаються комплексом фізико-хімічних властивостей матеріалу. Для визначення властивостей матеріалу проводять відповідні лабораторні випробування.

 




 види зв'язку |  кристалічні речовини |  Аморфні і аморфно-кристалічні речовини |  Класифікація матеріалів по електричним властивостям |  Алюміній і його сплави |  Залізо і його сплави |  Провідникові резистивні матеріали |  Плівкові резистивні матеріали |  Матеріали для термопар |  благородні метали |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати