2.4. Материалы высокой проводимости.

Материалы, у которых < 10^-1 мкОм·м считается материалами высокой проводимости (МВП). Это цветные металлы Сu, Al, Ag, Au, Zn, Pb, Mn, а также Fe.Параметры МВП приведены в таблице 2.1

Свойства проводников. Таблица 2.1

Параметры	Медь ММ	Медь МТ	Алюминий АМ
Плотность, кг/м3	8,90 103	8,90 103	600÷2700
Удельное электрическое сопротивление , мкОм м	0,0175	0,0175– 0,0182	0,0290
	4,33		4,10
Удельная термоЭДС αТ;	1,8		1,3
Предел прочности прирастяжении σр, Мпа	270	380	80
Относительное удлинение при разрыве ε, 100%	18 ÷ 35	0,5 ÷ 2,5	10÷18
Температура плавления Тпл.,		1083	660

Кроме металлов применяются сплавы этих металлов, т.к. они обычно дешевле и могут иметь свойства, которых нет у чистых металлов.

2.4.1. Медь.

Медь ― основной проводниковый материал электротехники и радиотехники. Она обладает малым удельным сопротивлением ρ, хорошими механическими и технологическими свойствами, удовлетворительной коррозионной стойкостью, хорошо поддаётся сварке и пайке. Недостатком меди является её высокая стоимость и дифицитность. Электрические и механические свойства меди значительно зависят от термообработки и технологии получения.

Медь получают разными методами в результате переработки сульфидных руд. Примеси фосфора, железа, серы, мышьяка снижают электропроводность меди. Поэтому медь, предназначенная для изготовления проводников, обязательно подвергается электролитической очистке. Катодная медь, полученная в результате электролиза, переплавляется в болванки массой 80÷90 кг, которые прокатывают и протягивают, создавая изделия необходимого поперечного сечения.

Для получения проволоки болванки подвергают горячей прокатке в катанку диаметром 6,5÷7,2 мм, которую затем протягивают без подогрева в проволоку нужного диаметра.

При холодной протяжке получают твердую (твёрдотянутую) медь МТ, у которой в результате наклёпа повышается предел прочности при растяжении, твёрдость и упругость, но уменьшается пластичность и ухудшаются электрические свойства.

Для улучшения проводимости и повышения пластичности твёрдая медь подвергается отжигу, нормализации. Медь нагревается до нескольких сот градусов с последующим охлаждением. Происходит рекристаллизация и получается мягкая (отожжённая) медь ММ.

В качестве проводникового материала используют медь ММ марок М1 и МО. Медь М1 содержит 99,9% меди, менее 0,1% примесей. Медь МО содержит 0,05% примесей, в том числе кислорода ― не более 0,02% и обладает лучшими механическими свойствами, чем медь М1. Ещё более лучшую проводниковую медь выплавляют в вакуумных индукционных печах марки МВ

(примесей менее 0,01%).

50% добываемой меди расходуется на изготовление проводов.

Твёрдая медь применяется в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую прочность, твердость, сопротивление истиранию (для контактных проводов, шин распределительных устройств, коллекторных пластин электрических машин, проводов ЛЭП).

Мягкая медь применяется для изготовления токоведущих жил кабелей и проводов, изготовления фольги.

30% меди используется для изготовления сплавов ( латунь, бронза).

В микроэлектронике медь имеет ограниченное применение из-за низкой окислительной стойкости. Из меди делают тонкие покрытия диэлектрических плат и токопроводящие плёнки в микросхемах.

В ряде случаев требуется, чтобы проводниковый материал превосходил медь по прочности, коррозионной стойкости, сопротивлению истиранию. Такие свойства получают в сплавах меди.

Бронза. Сплав меди с оловом с добавлением алюминия, кремния, бериллия. Добавки существенно повышают прочность, твёрдость. Литейные бронзы применяются для фасованного литья, изготовления деталей сложной формы.

Латуни. Многокомпонентные сплавы меди, в которых основным легирующим элементом является цинк. Латуни обладают высокой прочностью, упругостью, технологичны, дешёвы. Латуни применяются для изготовления контактов, экранов, музыкальных инструментов, значков, а также мебельной фурнитуры и бытовой утвари (самовары, тазы, чеканка).