Проводящие материалы высокого сопротивления.
Материалы высокого сопротивления бывают термостойкие и термостабильные., нагревателей и т.д.
Требования: высокое удельное сопротивление , малый , малый коэффициент термо ЭДС в контакте с медью, стабильность свойств во времени.
Резистивные термостабильные сплавы. Их используют в основном для изготовления образцовых резисторов
-
Cu
Mn
Ni
мкОмм
Термо ЭДС
Манганин
85%
12%
3%
0,42- 0,48
(5÷30)·
1
Константан
60%
1%
39%
0,48- 0,52
-(5÷25)·
45-55
Кроме них для изготовления образцовых резисторов используются модификации углерода.
Манганин-
очень малая термо-ЭДС с Сu
– 1
.
У константана- высокие термо ЭДС в паре с медью: 45-55 - это плохо. Большое содержание Ni- дорого.
Рабочие температуры: манганин – до 300 ; t плавления 960
константан - до 500 ; t плавления 1260
2. Для нагревательных приборов используются термостойкие
В основном на основе железа. При нагревании на воздухе образуют сплошную оксидную пленку.
Нихромы - сплавы системы Ni- Cr.
марка
Х15Н60:
мкОм м;
=(100÷200)·
марка X20Н80 – аналогично.
Рабочие ≈1100 , очень технологичны (можно протянуть в тонкую проволоку).
Хромали или фехрали – система Fe-Cr-Al
Х23Ю5(23%Cr,
5%Al):
мкОм*м;
=100*
Рабочие ≈1200 , менее технологичны, хрупки, но зато дешевы. Используют в нагревательных элементах большой мощности (толстая проволока).
Стойкость сплавов в воздушной среде объясняется близостью коэффициентов температурного расширения сплавов и их окисных пленок.
Из нихромов можно делать более тонкие проволоки, но они дороже из-за Ni. Хромали дешевле, но менее технологичны. Хрупки в большой степени, тверды. Иногда для увеличения вводят Si( но тогда ухудшается обрабатываемость) и диэлектрические материалы - керметы (на основе порошка вольфрама).
Проводящие материалы специального назначения.
Славы для термопар.
Сплавы с максимальным
отличием
электронов (концентрацией электронов).
Копель – 56% Cu+44% Ni;
Алюмель – 95% Ni; остальное Al, Si и Mg
Хромель – 90% Ni;+ 10%Cr+1% Si
Платинородий – 90% Pt +10% Rh;
Наибольшая термо
ЭДС у пары: Хромель –Копель:
,
до 600
;.
Применяются для изменения температур:
платинородий – платина – до 1600℃;
медь – копель –до 350℃;
железо – копель – до 600℃;
хромель – алюмель – до 1000℃;
Тензометрические сплавы.
Действие основано
на изменении
под воздействием деформации. Коэффициент
тензочувствительности d
:
основной материал – константан.
Припои.
Это специальные сплавы, использующиеся при пайке для создания постоянного электроконтакта с малым переходным сопротивлением.
Требования к припоям.
Минимальное удельное сопротивление,
высокая адгезия с соединяемыми материалами,
стойкость в агрессивных средах.
температура плавления:
по температуре плавления делятся на
твердые высокотемпературные (
)
и мягкие низкотемпературные (
).
Твердые ( )
Припои с высокой температурой плавления:
ПМЦ – припой медно-цинковый ( Cu 36-59%)
Марка ПМЦ – 36:
36% Cu
Серебряные припой – ПСр
Марка ПСр – 15:
15% Ag,
остальное Cu,
Zn
Мягкие (низкотемпературные) припои
В основном припои
оловянно-свинцовые (ПОС) с содержанием
олова от 18% (ПОС-18) до 90% (ПОС- 90)
;
.
Многие ПОС содержат небольшое количество сурьмы
Припои с добавлением кадмия.
ПОСК-47 ( Sn-47%;
Pb-36%;
Cd-
17%)
;
Еще более низкие температуры у припоев, содержащих висмут.
Например: сплав
Вуда: Sn-
12,5%; Pb-
25%; Cd
– 11,5%; Bi
– 50%
;
Механическая прочность незначительная, обладает большой хрупкостью.
Неметаллические проводники.
Используются в качестве резистивных, контактных и токопроводящих элементов. Это различные композиционные материалы (кермет, контактол), проводящие модификации углерода, некоторые окислы.
Пиролитический углерод – получается термическим разложением углеводородов в вакууме или инертном газе (пиролиз). Применяется для изготовления пленочных линейных резисторов марки УЛМ - углеродистые лакированные малогабаритные.
Керметы (керамика -металл)– проводящий наполнитель с неорганическим связующим диэлектриком. Электрические свойства могут варьироваться в широких пределах.
Наиболее широко: микрокомпозиция Cr-SiO – тонкие пленки, стекло с палладием и серебром – толстые пленки.