Главная | Обратная связь

ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

По агрегатному состоянию проводниковые материалы разделяют на газообразные, жидкие и твердые. К газообразным проводниковым материалам относят все газы и пары, в .том числе и пары металлов. К жидким проводникам относят расплавы металлов и растворы (в частности, водные) и расплавы солей, кислот и других веществ с ионным строением молекул. Твердые и жидкие металлы называют проводниками с электронной (металлической) электропроводностью или проводниками первого рода.

Растворы и расплавы солей, кислот и щелочей, проводящие электрический ток, называют электролитами или проводниками второго рода. При прохождении электрического тока через электролит, в который погружены электроды, электрические заряды переносятся вместе с частицами молекул (ионами) электролита. На электродах происходит выделение веществ из раствора.

По характеру применения в радиоэлектронных приборах металлические материалы разделяют на материалы высокой проводимости (удельное электрическое сопротивление r < 0,1 мкОм × м) и материалы с высоким сопротивлением (удельное электрическое сопротивление r > 0,3 мкОм × м).

Материалы с высокой проводимостью (железо, медь, алюминий, золото, серебро и др.) используют как основу в контактных материалах и припоях, для изготовления проводов, микропроводов, проводящих покрытий и пленок, различных токопроводящих деталей.

Материалы с высоким сопротивлением используют в качестве резистивных материалов и материалов для термопар. Наиболее известные сплавы с высоким сопротивлением: медно-марганцевые (манганины), медно-никелевые (константаны), сплавы железа, никеля и хрома (нихромы).

К механическим свойствам относят твердость, упругость, вязкость, пластичность, линейное расширение, хрупкость, прочность, усталость.

Твердость - это способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого тела. Существуют различные методы определения твердости: вдавливание, царапание, упругая отдача. Наибольшее распространение получил метод вдавливания в материал стального шарика (твердость по Бриннелю), вдавливания конуса (по Роквеллу), вдавливания пирамиды (по Виккерсу).

Упругость - это свойство материала восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил, которые вызывают их изменение.

Вязкость - это способность материала оказывать сопротивление динамическим (быстровозрастающим) нагрузкам. Вязкость оценивают с помощью прибора, который называется маятниковым копром.

Пластичность - это свойство материала деформироваться без разрушения под действием внешних сил и сохранять новую форму после прекращения действия этих сил. Для количественной оценки пластичности электрорадиоматериалов используют относительное удлинение образца при разрыве Dl/l и относительное сужение площади поперечного сечения образца Ds/s.

Температурный коэффициент линейного расширения при данной температуре ТКl = Dl/l×DT. Значение ТКl твердых металлов возрастает при повышении температуры и приближении ее к температуре плавления.

Хрупкость - это способность материалов разрушаться при приложении резкого динамического усилия. У таких хрупких материалов явление пластической деформации не наблюдается, т.е разрушение образца происходит при равенстве предела текучести s_т, и предела прочности при растяжении s_В . Значения относительного удлинения и относительного сужения для хрупких материалов близки к нулю. К хрупким материалам относят стекло, керамику, фарфор, хром, марганец, кобальт, вольфрам.

Прочность - это способность материала сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь. Прочность определяют с помощью статического воздействия (растяжения) на материал на специальных испытательных установках, называемых разрывными машинами.

Усталость - это разрушение материала под действием небольших повторных или знакопеременных нагрузок (вибраций). Такие нагрузки испытывают, например, контакты, пружины. Под действием многократных повторно-переменных (изменяющихся только по значению) и знакопеременных нагрузок (сжатие и растяжение) металл разрушается при напряжениях, значительно меньших чем предел прочности, т.е. наступает усталость. Свойство металла выдерживать, не разрушаясь, большое число повторных или знакопеременных напряжений называется выносливостью.

К физико-химическим свойствам относят цвет, плотность, температуру плавления, теплопроводность, тепловое расширение, электропроводность, магнитные свойства, поглощение газов, коррозионную стойкость и др.

Физико-химические свойства оценивают удельным электрическим сопротивлением r, удельной электрической проводимостью g, температурным коэффициентом удельного электрического сопротивления ТКr и коэффициентом теплопроводности.

Удельное электрическое сопротивление для образцов правильной формы [Ом • м] где R - сопротивление образца, Ом; S - площадь поперечного сечения образца, м²; l - длина образца, м. Величину, обратную удельному электрическому сопротивлению r, называют удельной электрической проводимостью (Ом/м):

Температурный коэффициент удельного электрического сопротивления [1/град]: где Dr - элементарное приращение сопротивления проводника, соответствующее элементарному приращению температуры DT.

Если через пластину площадью S и толщиной Dl за время t проходит тепловой поток энергией q, то между поверхностями противоположных граней создается разность температур DT, связанная с q соотношением . Параметр l называют коэффициентом теплопроводности.

К технологическим свойствам относятся ковкость, свариваемость, обрабатываемость резанием, жидкотекучесть, усадка и др. Технологические свойства определяются комплексом физико-химических свойств материала. Для определения свойств материала проводят соответствующие лабораторные испытания.