- •I. Строение веществ. 5
- •I. Строение веществ.
- •1. Межатомное взаимодействие.
- •2. Типы химических связей.
- •3. Кристаллическая структура твердых тел.
- •4. Дефекты кристаллических решеток.
- •4.1 Точечные дефекты решетки
- •4.2 Линейные дефекты кристаллической решетки.
- •4.3 Поверхностные дефекты кристаллической решетки.
- •4.4 Объёмные дефекты кристаллической решетки.
- •4.5 Энергетические дефекты кристаллической решетки.
- •5. Основы теории сплавов.
- •6. Диаграммы состояния сплавов и закономерности Курнакова.
- •7. Строение электронных зон. Проводники, диэлектрики и полупроводники.
- •II. Кристаллизация металлов
- •1. Самопроизвольная кристаллизация
- •2. Несамопроизвольная кристаллизация
- •3. Получение монокристаллов
- •4. Аморфное состояние металлов
- •5. Полиморфизм
- •III. Проводниковые материалы
- •1 Материалы высокой электропроводности.
- •2 Материалы высокого удельного сопротивления.
- •2.1 Сплавы на основе меди.
- •2.2 Никель-хромовые сплавы.
- •2.3 Железохромалюминиевые сплавы
- •2.4 Сплавы на основе благородных металлов.
- •3 Материалы электрических контактов
- •3.1 Зажимные контакты
- •3.2 Цельнометаллические контакты
- •3.3 Материалы разрывных контактов.
- •3.4 Материалы скользящих контактов.
- •IV. Магнитные материалы
- •1. Природа ферромагнетизма.
- •1.1. Доменная структура ферромагнетиков.
- •1.2. Кривая намагничивания
- •2. Основные классы магнитных материалов.
- •2.1. Промышленные магнитомягкие материалы
- •Электротехническая сталь
- •2.2 Магнитомягкие материалы для работы в слабых полях
- •2.3 Магнитомягкие материалы, предназначенные для работы в высокочастотных полях.
- •3. Магнитотвердые материалы
- •3.1 Промышленные магнитотвердые материалы.
- •3.2. Дисперсионно твердеющие сплавы
- •3.3 Деформируемые магнитотвердые материалы.
- •3.4 Магнитотвердые ферриты
- •3.5 Высококоэрцитивные магниты.
2.2 Никель-хромовые сплавы.
Нихромы.Классическим никель-хромовым сплавом является сплав Х20Н80 (20%Cr, 80%Ni). При комнатной температуре в никеле растворяется 20% хрома. При этом хотя и сохраняется ГЦК решетка никеля, но она сильно искажается ионами хрома. Это обстоятельство в сочетании с тем, что и никель и хром являются переходными металлами приводит к высокому удельному сопротивлению сплава (r=1,1 мкОм´м). Поверхность нихрома покрыта химически стойкими окислами, которые затрудняют пайку нихрома и защищают его от окисления при высоких температурах. Для повышения механической прочности в нихром вводят титан, молибден, кремний.
2.3 Железохромалюминиевые сплавы
Типичным представителем этой группы сплавов является сплав 0Х27Ю5 (23%Cr, 5%Al, остальное железо). Сплав отличается высоким удельным сопротивлением (r=1,1 мкОм´м). Замена никеля на железо приводит к существенному удешевлению сплава, а наличие хрома и алюминия обеспечивают высокую стойкость к окислению. Недостатками сплавов такого типа является низкая пластичность, вызванная образованием интерметаллидных соединений. Таким образом, несмотря на дешевизну сплавы имеют ограниченное применение из-за низкой технологичности (трудность пайки и малая пластичность).
2.4 Сплавы на основе благородных металлов.
В ряде случаев требуется высокая стойкость к окислению материала. В этом случае используют материалы высокого сопротивления на основе благородных металлов: серебра, платины, палладия.
Типичным представителем таких материалов является серебряный манганин (Ag; 10%Sn; Ag; 10%Sn). Из тонких проволок такого сплава изготавливают миниатюрные потенциометры и резисторы.
3 Материалы электрических контактов
В электрических машинах и аппаратах могут встречаться только две неисправности: пробой изоляции (наличие нежелательных контактов) и отсутствие контакта в нужном месте. В этой связи надежность электрических контактов является чрезвычайно важной задачей. Для того чтобы правильно выбрать материал для контактов, прежде всего рассмотрим виды контактов и условия их работы.
Все контакты можно разделить на неподвижные и подвижные. Неподвижные контакты используются для длительного соединения и могут быть зажимными и цельнометаллическими. Подвижные контакты могут быть разрывными и скользящими.
3.1 Зажимные контакты
В зажимных контактах («клеммы», болтовые соединения и т.д.) действительная поверхность контакта заметно меньше поверхности налагаемых друг на друга проводников. Это связано с наличием на поверхности сопрягаемых деталей неровностей и слоя окислов. Поэтому чем мягче материал контактов и чем выше его коррозионная стойкость, тем меньше сопротивление контакта. В этой связи контакты обычно облуживают – покрывают слоем олова. Для особо надежных контактов применяют серебрение или золочение.
Важно также иметь в виду, что при контакте разнородных материалов (например, меди и стали) происходит активная коррозия химически более активного элемента. Так при контакте стали с медью, будет происходить интенсивная коррозия стали, и появление окислов железа приведет к росту сопротивления контакта. Поэтому в тех случаях, когда необходим контакт стальной детали с медной, обе детали облуживают.