2. Материалы высокой проводимости.

К этой группе материалов принято относить проводники с удельным электрическим сопротивлением в нормальных условиях не более 0,1 мкОм*м. Наиболее распространенными среди этих материалов яв­ляются медь и алюминий.

Медь. Преимущества меди: 1) малое удельное сопротивление; 2) достаточно высокая механическая прочность; 3) стойкость к корро­зии 4) хорошая обрабатываемость — медь прокатывается в листы, ленты и протя­гивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра; 5) относительная легкость пайки и сварки.

Получение меди. Медь получают путем переработки сульфидных руд, чаще других встречающихся в природе. После подвергают электролитиче­ской очистке. Методом холодной протяжки полу­чают твердую медь (маркируется ТМ), которая имеет высокий предел прочности при растяжении и малое относительное удлинение, а также твердость и упругость при изгибе. Если же медь подвергнуть от­жигу, то получится мягкая медь (маркируется ММ), которая плас­тична, обладает малой твердостью и небольшой прочностью, но большим относительным удли­нением при разрыве и более высокой удельной проводимостью.

Свойства меди. Удельная про­водимость меди весьма чувстви­тельна к наличию примесей, снижающие ее удельную проводимость. Недостатком меди является ее подверженность атмосферной кор­розии с образованием окисных и сульфидных пленок. Значительное влияние на механические свойства меди оказывает водород. После водородного отжига твердость меди может уменьшить­ся в несколько раз.

Применение меди. Медь применяют в электротехнике для изго­товления проводов, кабелей, шин распределительных устройств, об­моток трансформаторов, электрических машин, анодов.

Алюминий. Удельное сопротивление алюминия в 1,6 раза больше удельного сопротивления меди, но алюминий в 3,5 раза легче меди. Недостатком алюминия являет­ся его низкая механическая проч­ность. Отожженный алюминий в три раза менее прочен на разрыв, чем отожженная медь. Алюминий получают электро­лизом глинозема А1₃О₃ в расплаве криолита Na₃AlF_e при температу­ре 950°С.

Разные примеси в различной степени снижают удельную проводи­мость алюминия.

Прокатку, протяжку и отжиг алюминия производят аналогично соответствующим операциям для меди. Из алюминия путем прокатки можно получать очень тонкую (6–7 мкм) фольгу, применяемую в ка­честве обкладок в бумажных конденсаторах, или пластины конденса­торов переменной емкости.

Алюми­ний активно окисляется и покры­вается тонкой пленкой окиси с боль­шим электрическим сопротивлением. Такая пленка предохраняет от коррозии. Пленки алюминия широко используют в интегральных микросхемах в качестве контактов и межсоединений.

3. Магнитные материалы специализированного назначения.

1) Ферриты и металлические сплавы с ППГ. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса (ППГ) находят широкое применение в устройствах автоматики, вычислительной техники, в аппаратуре телеграфной связи. Сердечники из материала с ППГ имеют два ус­тойчивых магнитных состояния, соответствующих различным направ­лениям остаточной магнитной индукции. Благодаря этой осо­бенности их можно использовать в качестве элементов для хранения и переработки двоичной информации. Запись и считывание информации осуществляются переключением сердечника из одного магнитного сос­тояния в другое.

Двоичные элементы на магнитных сердечниках с ППГ характери­зуются высокой надежностью, малыми габаритами, низкой стоимостью, относительной стабильностью характеристик. Они обладают практи­чески неограниченным сроком службы, сохраняют записанную инфор­мацию при отключенных источниках питания.

2) Ферриты для устройств СВЧ. Диапазон СВЧ соответствует длинам волн от 1 м до 1 мм. В аппаратуре и приборах используются элект­ромагнитные волны диапазона СВЧ. Электромагнитная энер­гия СВЧ чаще всего передается по волноводам, представляющим собой полые или частично заполненные твердыми материалами металлические трубы. В качестве твердых материалов для управления потоком энер­гии в волноводах используют ферриты СВЧ и некоторые немагнитные активные диэлектрики. Магнитными характеристиками первых можно управлять с помощью внешнего магнитного поля, электрическими свойствами вторых — за счет внешнего электрического поля.

Конфигурация и размеры ферритового изделия, с одной стороны, определяются принципом действия прибора, а с другой, зависят от свойств самого материала. В различных приборах СВЧ применяемые ферритовые вкладыши имеют форму прямоугольной пластины, равно­стороннего треугольника, кольца, диска или сферы. При определен­ной геометрии вкладыша обеспечивается наилучшее согласование его с волноводом, т. е. получается минимальное отражение электромагнитной волны от феррита. Для изготовления вкладышей используются как поликристаллические материалы, так и монокристаллы ферритов.

Магнитострикционные материалы. Магнитострикционными назы­вают магнитные материалы, применение которых основано на явлении магнитострикции и магнитоупругом эффекте, т. е. изменении размеров тела в магнитном поле и изменении магнитных свойств материала под влиянием механических воздействий.

Из магнитострикционных материалов изготавливают сердечники электромеханических преобразователей (излучателей и приемников) для электроакустики и ультразвуковой техники, сердечники электро­механических и магнитострикционных фильтров и резонаторов, линий задержки. Их используют также в качестве чувствительных элементов магнитоупругих преобразователей, применяемых в устройствах авто­матики и измерительной техники.

Среди магнитострикционных материалов можно отметить как чистые металлы, так и сплавы и различные ферриты. Ферриты являются маг­нитострикционными материалами для высоких частот.

Широкое применение в магнитострикционных устройствах находит ферритовая керамика. Благо­даря высокому удельному сопротивлению в них пренебрежимо малы.