Электронное учебно-методическое пособие по учебной дисциплине Материаловедение для учащихся специальности 2-41 01 31 Микроэлектроника

Лабораторная работа №2

Анализ структуры и маркировки проводниковых материалов

1 Цель работы:

- изучить правила поведения и меры безопасного выполнения работы;

- провести микроанализ цветных металлов и сплавов;

- сравнить микроструктуры и маркировку проводниковых материалов;

- расшифровать марки проводниковых материалов.

2 Оборудование и материалы:

- металлографический микроскоп,

- набор микрошлифов цветных металлов и сплавов.

3 Правила поведения и меры безопасности:

1)Перед тем, как приступить к выполнению работы, тщательно изучите ее

описание.

2)Не приступайте к выполнению работы без разрешения преподавателя.

3)Не оставляйте рабочее место без разрешения преподавателя.

4)Размещайте приборы и образцы на своем рабочем месте таким образом,

чтобы исключить их падение или опрокидывание.

5) Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении

работы.

6)Не включайте источники электропитания без разрешения преподавателя.

7)При проведении опытов будьте внимательны и дисциплинированны, точ-

но выполняйте указания преподавателя.

4 Теоретическая часть

ГОСТ 859-2001 распространяется на медь, изготавливаемую в виде:

1) катодов следующих марок: М00к, М0к, М1к, М2к.

Маркировка: к - катодная медь, цифры отражают содержание меди:

191

00 (99,99%), 0 (99,97%),1 (99,95%) и 2 (99,93%)

2) литых и деформированных полуфабрикатов следующих марок: М00б,

М0б, М1б, М1р, М1ф, М2р, M3р, М1, М2, М3 и др.

Маркировка: б - бескислородная, р и ф - раскисленная, цифры (0 до 3) –

условный порядковый номер, чем больше цифра, тем больше примесей в меди.

Примеры: Медь марки М00б – медь бескислородная с порядковым

номером 00.

Медь марки М00к – медь катодная со средней массовой долей меди 99,99%,

остальное примеси.

ГОСТ 15527 – 2004 распространяется на деформируемые латуни:

а) Простые (двойные) латуни

Двойные латуни Л96, Л90, Л85 (84-97% меди) называют томпаками. Ла-

тунь Л80 называют полутомпаком. Широко применяются в технике более дешё-

вые латуни Л70, Л68, Л63, Л60.

Маркировка: Л – латунь, цифра – средняя массовая доля меди в %, осталь-

ное цинк.

Пример: Л60 – простая (двойная) латунь со средней массовой долей меди

60%, остальное (40%) - средняя массовая доля цинка.

б) Специальные (многокомпонентные) латуни в своём составе кроме ме-

ди и цинка содержат легирующие элементы: А – алюминий; Ж – железо; Мц – мар-

ганец; Мг – магний; Н – никель; О – олово; С – свинец; К – кремний; Мш – мышьяк;

Ц – цинк; Б – бериллий; Ф – фосфор; Кд – кадмий; Су – сурьма; Т – титан.

Маркировака: Первые две цифры – средняя массовая доля меди в %, после-

дующие – средняя массовая доля других элементов в % в том же порядке как и бук-

вы. Остальное – массовая доля цинка.

Пример: ЛАЖ60-1-1 – деформируемая специальная латунь, со средней мас-

совой долей меди 60 %, алюминия 1%, железа 1 %, остальное (38%) - средняя мас-

совая доля цинка.

ГОСТ 17711 – 93 распространяется на литейные латуни.

192

Маркировка: буквы – то же; цифры после Ц – средняя массовая доля цин-

ка в %, последующие – средняя массовая доля других элементов в % в том же по-

рядке, как и буквы. Остальное – средняя массовая доля меди.

Пример: ЛЦ16К4 – литейная латунь со средней массовой долей цинка 16%,

кремния 4% , остальное (80%) - средняя массовая доля меди.

ГОСТ 18175–78 распространяется на бронзы безоловянные деформируемые.

ГОСТ 5017 – 74 распространяется на бронзы оловянные деформируемые.

Маркировка деформируемых бронз: Бр - бронза, далее следуют буквы,

показывающие легирующие элементы, а затем цифры, показывающие среднюю мас-

совую долю этих элементов в %, остальное средняя массовая доля меди. Буквы, обо-

значающие легирующие элементы такие же, как и в маркировке латуней.

Пример: БрАЖ9-4 – бронза деформируемая, безоловянная, со средней массовой долей алюминия 9%, железа 4%, остальное (87%) - средняя массовая доля меди.

ГОСТ 493–7 распространяется на бронзы безоловянные литейные.

ГОСТ 613 – 79 распространяется на бронзы оловянные литейные.

Маркировка для литейных бронз после букв Бр следует буквенное обо-

значение основного легирующего элемента и цифра, указывающая его среднюю мас-

совую долю в %, а затем следуют буквы и цифры для других легирующих элементов.

Пример: БрО10С10 – бронза литейная, оловянная, со средней массовой до-

лей олова 10%, свинца 10%, остальное (80%) - средняя массовая доля меди.

ГОСТ 11069-2001 распространяется на алюминий первичный, выпускаемый в жидком виде, в виде чушек, слитков, ленты и т.д., бывает высокой А999, А995,

А99, А98, А97, А95 и технической чистоты А85; А8; А5; А5Е; А7Е; А0 и др.

Маркировка: А – алюминий; цифры после А – массовая доля алюминия в % (не менее), всегда 99 целых, а цифры указывают значения после запятой; Е в конце марки – алюминий применяется в электротехнической промышленности.

Примеры: А999 - алюминий первичный с массовой долей алюминия

99,999%, остальное примеси.

193

А0 - алюминий первичный с массовой долей алюминия 99,00%, остальное п

меси.

Рисунок 1 – ММ

Медь мягкая, отожженная. Применяется для изготовления проводов и кабелей.

Рисунок 2 – Л 63

Латунь простая: 63% Сu и 37% Zn. Применяется для изготовления листов,

лент, труб, проволоки.

Рисунок 3 – Бр АЖН 10-4-4

Бронза безоловянная: А1-10%, Fe-4%, Ni-4% остальное Cu. Алюминиевые бронзы легко обрабатываются давлением. Их используют для изготовления проката различного профиля и других изделий

194

Рисунок 4 - Бр Б 2

Бронза бериллиевая: Ве-2%, остальное Cu. Применяется для из-

готовления лент, прутков, листов пружин.

Хорошо обрабатывается резанием, имеет высокую упругость.

Рисунок 5 –Д 1

Дуралюмин. Состав: 14% Cu, 0,5% Mg, Mn, Si, Fe, остальное А1. Термиче-

ская обработка: закалка при t=510º С и охлаждение в воде. Применяется для изготов-

ления прутков, листов, лент.

5 Порядок выполнения работы

5.1Изучить правила поведения и меры безопасного выполнения работы.

5.2Изучить маркировку проводниковых материалов.

5.3Рассмотреть и схематически изобразить структуру меди, латуни, бронзы,

идуралюмина.

5.4Описать изученные структуры, указав химический состав и применение.

5.5Составить отчет по работе.

6 Содержание отчета

195

6.1Название и цель работы.

6.2Оборудование и материалы.

6.3Правила поведения и меры безопасности при выполнении работы.

6.4.Оформленное задание.

6.5.Выводы по работе

7 Контрольные вопросы

7.1Дать классификацию меди по механическим свойствам.

7.2Указать отличие простой латуни от специальной.

7.3Указать отличие маркировки деформируемой бронзы от литейной.

7.4Рассказать принцип маркировки алюминия.

196

Лабораторная работа № 3

Определение электрической прочности твердых диэлектриков

1 Цель работы:

- изучить правила поведения и меры безопасного выполнения работы;

- определить электрическую прочность твердых диэлектриков;

- установить зависимость электрической прочности диэлектриков от ряда факторов.

2 Оборудование и материалы

- установка для определения электрической прочности твердых диэлектриков

- опытные образцы диэлектриков

3 Правила поведения и меры безопасности:

1)Перед тем, как приступить к выполнению работы, тщательно изучите ее

описание.

2)Не приступайте к выполнению работы без разрешения преподавателя.

3)Не оставляйте рабочее место без разрешения преподавателя.

4)Размещайте приборы и образцы на своем рабочем месте таким образом,

чтобы исключить их падение или опрокидывание.

5) Не держите на рабочем месте предметы, не требующиеся при выполнении

работы.

6)Не включайте источники электропитания без разрешения преподавателя.

7)При проведении опытов будьте внимательны и дисциплинированны,

точно выполняйте указания преподавателя.

4 Теоретическая часть

Явление образования в диэлектрике проводящего канала под действием элек

197

Рисунок 1- Схема установки для испытания твердых диэлектриков на пробой

Таблица 1 – Определение пробивного напряжения диэлектрика

6 Порядок выполнения работы

6.1Изучить правила поведения и меры безопасного выполнения работы.

6.2Ознакомиться со схемой установки для определения электрической прочности твердых диэлектриков.

6.3Изучить методику определения электрической прочности резины и

картона.

6.4Построить график зависимости пробивного напряжения от времени.

7 Содержание отчета

7.1Название и цель работы.

7.2Оборудование и материалы.

7.3Правила поведения и меры безопасности при выполнении работы.

200