Ртуть Hg

Ртуть - единственный чистый металл, который при нормальной температуре находится в жидком состоянии. Он обладает следующими свойствами:

- легко испаряется даже при комнатной температуре, и пары ее очень вредны;

- применение паров ртути в газоразрядных приборах обусловлено более низким потенциалом ионизации по сравнению с обычными и инертными газами;

- чистая ртуть и ее соединения относятся к ядовитым веществам;

- в ртути хорошо растворяются щелочные и редкоземельные металлы (магний, алюминий, цинк, олово, свинец, кадмий, платина, серебро, золото);

- слабо растворяются в ртути медь и никель; - не растворяются в ртути железо и титан.

Получают ртуть металлургическим способом, подвергая ее многократной очистке. Завершающей операцией является вакуумная перегонка при температуре примерно 200 °С.

Применяют ртуть в лампах дневного света, для ртутных контактов в реле, в качестве жидкого катода в ртутных выпрямителях, в ртутных лампах.

Для получения электрических контактов в радиоэлектронике применяют токопроводящие пасты, клеи, эмали, объединяемые общим названием - контактолы.

Адгезионные свойства таких композиций определяются связующей основой (смолой), а проводимость достигается применением наполнителей (мелкозернистых порошков металлов).

Контактолы обладают следующими свойствами:

- высокая прочность и эластичность; - хорошие антикоррозионные свойства; - низкая плотность; - удельное электрическое сопротивление в 5... 100 раз выше, чем у мягких припоев (удельное электрическое сопротивление  находится в пределах 1 • 10^-2...6 • 10^-4 Ом • см).

В зависимости от типа металлического наполнителя выделяют контактолы, содержащие серебро, никель, палладий, золото, посеребренный никель и др.

Материалы для подвижных контактов

Все контактные материалы при работе подвергаются износу (разрушению). Принято различать механический, химический и электрический износы.

Механический износ связан с истиранием и деформированием.

Химический износ (коррозия) обусловлен химическим взаимодействием контактных материалов с окружающей средой.

Электрический износ (электрическая эрозия или обгорание) наблюдается только в разрывных и частично скользящих контактах.

Скользящие контакты обеспечивают переход электрического тока от неподвижной части устройства к подвижной.

К скользящим контактам относят пружинные металлические и электротехнические угольные. В качестве пружинных металлических контактных материалов применяют твердотянутую электролитическую медь, специальные сорта бронз (кадмиевые, кадмиево-оловянистые, бериллиевые), а также материалы соединения серебро - окись кадмия.

Основное применение пружинные контактные материалы находят в проволочных потенциометрах, реостатах, переключателях.

Электротехнические угольные материалы широко используют для изготовления щеток электрических машин, угольных электродов для гальванических элементов, дуговых печей и т. п.

Промышленность выпускает щетки различных марок: графитные (Г); угольно-графитные (УГ); металлографитные, т.е. содержащие металлический порошок (М и МГ); электрографитированные, т.е. подвергнутые графитированию (ЭГ). Между контактными поверхностями размыкающих контактов могут возникать электрические разряды в виде искры или дуги.

Эрозия - это постепенное разрушение поверхности металлических изделий в потоке газа или жидкости, а также под влиянием механических воздействий, электрических разрядов и т. п.

Выбор материалов для размыкающих контактов ведут по значению коммутируемого тока или по мощности размыкания электрических цепей.

Слаботочные (маломощные) размыкающие контакты изготавливают из благородных и тугоплавких металлов и сплавов на их основе типа твердых растворов.

Сильноточные (мощные) размыкающие контакты изготавливают из металлокерамических материалов, получаемых методами порошковой металлургии. Менее тугоплавкий компонент удерживается в порах более тугоплавкого силами поверхностного натяжения.

ПРИПОИ. Пайкой называется процесс получения неразъемных соединений с помощью специальных сплавов или металлов, температура плавления которых ниже температур плавления соединяемых деталей.

Специальные сплавы, применяемые при пайке, называют припоями. Процесс пайки сопровождается нагреванием. В результате припой плавится, растекается по поверхности соединяемых деталей, заполняя зазор между ними.

Соединяемые поверхности тщательно очищают, а в процессе пайки защищают от окисления вспомогательными составами, называемыми флюсами.

Припои должны обладать следующими свойствами:

- хорошая жидкотекучесть, т. е. способность легко растекаться в расплавленном состоянии и заполнять узкие зазоры и щели;

- малый интервал температур кристаллизации; - высокая механическая прочность;

- коррозионная стойкость; - высокая электропроводность.

Припои подразделяют на мягкие с температурой плавления Т_пл до 400 °С и твердые с температурой плавления Т_пл выше 400 °С. При пайке мягкими припоями преобладает адгезия (поверхностное сцепление), которая способствует смачиванию, а при пайке твердыми припоями наряду с адгезией - сплавление и диффузия.

Название марок припоев определяется металлами, входящими в них в наибольшем количестве (олово - О, свинец - С, алюминий - А, серебро - Ср, сурьма - Су, медь - М, цинк - Ц, висмут - Ви, кадмий - К). Мягкими в основном являются оловянно-свинцовые припои (ПОС) с содержанием олова от 18% (ПОС-18) до 90% (ПОС-90).

Мягкие припои используют для пайки внутренних выводов корпусов микросхем, проволочных выводов навесных компонентов, герметизации корпусов, лужения наружных выводов корпусов микросхем, коммутационных слоев печатных плат, мест монтажа бескорпусных интегральных микросхем.

Твердые припои. Твердые припои отличаются тугоплавкостью (температура плавления 500.. .900 °С) и высокой механической прочностью, но технология пайки при этом значительно сложнее и процесс ведется в специальных электрических печах. Твердыми припоями паяют узлы электронных ламп, электровакуумных устройств, а также герметичных корпусов.

Припои для приборов с Т_п = 450 °С представляют собой сплавы серебро - медь - олово, серебро - медь - индий, которые часто используют в порошке, поскольку они отличаются хрупкостью. Припои для приборов Т_п = 700 °С представляют собой сплавы на основе золота, меди, палладия и никеля.