Лабораторно-практична робота №3

ВИВЧЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПРОВІДНИКОВИХ МАТЕРІАЛІВ

Мета роботи: Вивчити основні властивості провідникових матеріалів

Загальні відомості Алюміній

Перевага алюмінію, як провідникового матеріалу, полягає в тому, що він дешевше міді.

Для электро- і радіотехнічних цілей використовують алюміній марки АЕ. Вміст домішок у ньому не перевищує 0,5%. Домішки значно знижують провідність алюмінію (Рис. 2.10). Для виготовлення алюмінієвої фольги, електродів, корпусів електролітичних конденсаторів і інших виробів використовують алюміній марки А97, що містить не більш 0,03% домішок. Алюміній найвищої чистоти марки А999, який використовується у напівпровідниковому виробництві, містить не більш 0,001% домішок .Питомий опір особливо чистого алюмінію може досягати значення ~ 0,0263 мкОм*м.

Алюміній може бути прокачаний у фольгу товщиною в кілька мікрометрів. Ця фольга широко застосовується як обгортки для конденсаторів.

На повітрі алюміній швидко окисляється і покривається тонкою оксидною плівкою, що має великий електричний опір. Ця плівка захищає алюміній від подальшої корозії, але створює великий перехідний опір у місцях контакту алюмінієвих проводів і унеможливлює пайку алюмінію звичайними способами. Пайку алюмінію роблять, руйнуючи цю плівку за допомогою ультразвуку (ультразвукові паяльники), чи застосовують спеціальні пасти — припої.

Мідь

Широке застосування міді як провідникового матеріалу обумовлено поруч коштовних властивостей цього металу:

1) малим питомим опором: із усіх металів тільки срібло має питомий опір на кілька відсотків менше, ніж мідь;

2) високою механічною міцністю;

3) задовільною корозійною стійкістю; навіть в умовах високої вологості повітря мідь окисляється значно повільніше, ніж, наприклад, залізо.

Крім того, мідь добре обробляється, легко прокочується в стрічки, фольгу, протягається в дріт; мідь добре паяється і зварюється.

У електровакуумному виробництві застосовують більш чисту мідь, що не містить кисню і летучих домішок (Zn, Pb, Bi); безкиснева мідь марки МО містить домішок не більш 0,03%. Ще більш чистим провідниковим металом (не більш 0,01% домішок) є вакуумна мідь марки MB, виплавлювана у вакуумних індукційних печах.

Застосовують тверду і м'яку мідь по-різному. Тверду мідь уживають там, де потрібно забезпечити високу механічну міцність, твердість і опірність стиранню: для виготовлення колекторних пластин електричних машин, для шин розподільних пристроїв, для контактних проводів і т.д.

М'яку мідь у виді дротів круглого перетину застосовують головним чином у виді струмопровідних жил обмотувальних проводів, де важливі гнучкість і пластичність, а міцність не має істотного значення .

Мідь — порівняно дорогий і дефіцитний матеріал, тому її потрібно витрачати дуже ощадливо. Відходи міді необхідно збирати і важливо не змішувати їх з іншими металами, а також з менш чистою (не електротехнічної) міддю.

Срібло

Срібло в нормальних умовах має самий малий питомий опір ( = 0,016 мкОм*м), стійке проти окислювання,, хоча хімічна стійкість його нижча, ніж в інших шляхетних металів.

Високі механічні властивості срібла (_200 МПа, l/l близько 50%) дозволяють промислово виготовляти з нього провідники різного діаметра аж до мікропроводів діаметром від 20 мкм і менш. Існують марки особливо чистого срібла зі змістом домішок не більш 0,001%. Як провідник, срібло широко використовують у виді гальванічних покрить у відповідних пристроях.

Особливістю срібла є його здатність утворювати при впалюванні чи напилюванні міцні покриття на діелектриках. Цю властивість срібла широко використовують у виробництві конденсаторів, наприклад слюдяних — марок КСО, СГМ, керамічних — марок КГК, КОМ й ін.

Однак необхідно знати, що при підвищених температурах і вологості атоми срібла схильні мігрувати по поверхні й усередину діелектрика, викликаючи порушення роботи пристрою.

До недоліків срібла варто віднести також його здатність легко утворювати плівки сірчаних з'єднань, що мають підвищений питомий опір, що робить необхідної захист срібних покрить лаками чи дуже тонкими шарами більш стійкого металу, наприклад палладія.

У чистому виді й у сплавах срібло широке використовують також як матеріал для слабкострумових контактів.

Необхідно відзначити, що срібло відноситься до гостродефіцитних матеріалів.