К проводниковым материалам высокой проводимости предъявляют ряд требований: малое удельное сопротивление, достаточно высокая механическая прочность, удовлетворительная коррозионная стойкость, хорошая обрабатываемость, относительная легкость пайки и сварки. Основным из них является малое удельное сопротивление.
К проводниковым материалам высокой проводимости принято относить материалы с величиной удельного сопротивления р Mg
Примеры маркировки латуней: латунь ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 -обрабатываемая давлением латунь содержит 75 % меди, легирована
Бронзы сочетают высокую электропроводность и теплопроводность с высокими механическими (в частности, упругими) свойствами, например бериллиевая, кадмиевая, хромистая бронзы. Бронзы оловянные, алюминиевые и кремнистые, в которые, как правило, добавляются и другие легирующие элементы, применяются как конструкционные немагнитные коррозионно-стойкие материалы. Бронзы хорошо свариваются и паяются, обладают и хорошими антифрикционными свойствами.
Лекция 2-1-2 МЭТ Металлы высокой проводимости
Наиболее распространены оловянные бронзы, которые применяются для изготовления пружинных контактов. Недостаток этого сплава — низкая электропроводность (ст = 10-15 %стСи). Наиболее высокой электропроводностью среди всех бронз обладает кадмиевая бронза БрКд1 (ст = 95 %стСи). Кадмиевую бронзу применяют для пружинных контактов, проводов повышенной прочности.
Высокую электропроводность имеет хромистая бронза БрХ0,5 (ст = 85 %стСи). Хромистая бронза обладает высокой износостойкостью и применяется для скользящих контактов. Ценные свойства имеет бериллиевая бронза БрБ2 — высокий предел упругости, твердость, сопротивление усталости и износу, высокая электропроводность (ст = 65 %стСи). Бериллиевую бронзу (после термообработки, состоящей из закалки при температуре 770-780 °C и старения при температуре 350-370 °C) применяют для упругих элементов точных приборов, в том числе токоведущих (пружинных контактов, мембран), деталей, работающих при больших давлениях и температурах.
Маркировка бронзы начинается с букв Бр [6]. В зависимости от состава, назначения и метода обработки бронзы делят на литейные оловянные (ГОСТ 613-79) и безоловянные (ГОСТ 493-79), обрабатываемые давлением оловянные (ГОСТ 5017-74) и безоловянные (ГОСТ 18175-78).
В марке литейной бронзы после обозначения Бр стоят буквы, обозначающие легирующие элементы (см. таблицу 2.1), и сразу после них — число весовых процентов.
Обрабатываемые давлением бронзы имеют в маркировке после букв Бр перечень всех букв легирующих элементов, входящих в состав сплава. Содержание всех легирующих элементов (в весовых процентах) указывается в конце марки бронзы.
Проводниковый алюминий
Алюминий — металл, занимающий второе место по значению (после меди) среди проводниковых материалов благодаря комплексу его электрических и механических свойств, важнейшими из которых являются:
- • высокая электропроводность (удельное сопротивление алюминия р = 0,028 мкОм-м, что лишь на одну треть уступает электропроводности меди);
- • малый удельный вес (плотность алюминия у = 2,7 г/см 3 , что в 3,5 раза ниже, чем у меди);
- • высокая пластичность (алюминий прекрасно обрабатывается давлением — прокаткой, прессованием, штамповкой, ковкой);
- • высокая теплопроводность и более чем удовлетворительная коррозионная стойкость.
В зависимости от назначения и метода обработки алюминий делят на алюминий первичный (ГОСТ 11069-74) и алюминий технически чистый. Первичный алюминий маркируется буквой А, после которой указывается чистота материала в виде дробной части содержания основного металла в весовых процентах: особой чистоты (осч) — А999; высокой чистоты (вч) — А995, А99, А97, А95, и технически чистый — А85, А8, А7, А7Е. А5, А5Е, АО. Если в конце марки стоит буква Е — металл предназначен для получения проволоки, если стоит буква Р — рафинированный [6].
КАК паять латунью??? Пайка стали, меди, резцов.
Проводниковый алюминий наиболее широко используется для обмоточных, монтажных, установочных проводов, кабельных жил. Низкая плотность алюминия является его основным преимуществом: при одинаковом сопротивлении алюминиевый провод в два раза легче медного, хотя его сечение примерно в 1,6 раза больше. Алюминиевые провода можно применять неизолированными благодаря наличию на поверхности металла тонкой и прочной оксидной пленки АГОз, защищающей от коррозии и обладающей значительным электрическим сопротивлением.
Алюминиевая оксидная изоляция получила применение в электролитических конденсаторах, а также в различных магнитных элементах электронной техники без дополнительной межвитковой и межслойной изоляции (до 100-250 В).
Пленки алюминия особой чистоты широко используют в микроэлектронике в качестве межэлементных соединений и контактов. Преимущество алюминия как контактного материала заключается в том, что он легко напыляется, обладает хорошей адгезией к кремнию и пленочной изоляции из двуокиси кремния SiO?.
Основной недостаток алюминия — низкая механическая прочность. Алюминиевая проволока, применяемая в отожженном состоянии, имеет предел прочности 80-90 МПа и относительное удлинение 25-30 %. К числу недостатков алюминия следует отнести также его склонность к электрохимической коррозии в месте контакта алюминиевого провода с медью. Из-за оксидной пленки возникают трудности при пайке алюминия. Поэтому алюминиевые провода соединяют между собой холодной сваркой либо пайкой с использованием особых припоев или ультразвука.
Благородные металлы
К благородным металлам относят серебро (Ag), золото (Au), платину (Pt) и металлы платиновой группы — палладий (Pd), иридий (1г), родий (Rh), осмий (Os), рутений (Ru). Основное свойство благородных металлов — высокая коррозионная стойкость, обусловленная высоким значением электрохимического потенциала. Благородные металлы практически не окисляются в атмосферных условиях при комнатной и повышенной температуре, отличаются высокой пластичностью, но низкой твердостью и прочностью.
Обладая высокой коррозионной стойкостью и низким переходным сопротивлением, благородные металлы широко используются в качестве материалов для электрических контактов.
Серебро — металл с наиболее высокой тепло- и электропроводностью из всех проводниковых материалов (р = 0,015 мкОм м). Прочность и твердость отожженного серебра невысокие (сгв=200 МПа, 5 = 50%). Химическая стойкость серебра ниже химической стойкости других благородных металлов.
Высокая пластичность серебра позволяет получать тонкую фольгу и проволоку диаметром до 0,01 мм. Благодаря высокой тепло- и электропроводности серебро входит в состав многих контактных сплавов. Серебро используют в качестве электродов при изготовлении керамических и слюдяных конденсаторов, для покрытия изделий из меди и латуни (серебрение) с целью защиты от окисления и повышения проводимости.
Золото обладает высокой тепло- и электропроводностью (р = 0,0225 мкОм-м) и существенно более высокой коррозионной стойкостью, чем серебро, не окисляется и не образует сернистых пленок. Золото отличается высокой пластичностью (5 «40 %), что позволяет проводить многократную обработку давлением, но имеет очень низкую твердость и прочность (су в «150 МПа). Значительно повышаются механические свойства золота при образовании сплавов. Чаще всего используют сплавы золота с никелем, платиной, упрочняемые закалкой со старением и сохраняющие высокие антикоррозионные свойства.
Золото применяют для прецизионных контактов. Тонкие пленки золота используют в качестве полупрозрачных электродов в фоторезисторах и полупроводниковых фотоэлементах, а также межэлементных соединений и контактных площадок в пленочных микросхемах.
Платина обладает наибольшим удельным сопротивлением среди всех благородных металлов (р = 0,098 мкОм• м). Платина прекрасно поддается механической обработке, вытягивается в очень тонкую проволоку и ленты. Для платины характерна очень высокая химическая стойкость. Она не растворяется во многих кислотах, не образует сернистых пленок, что обеспечивает платиновым контактам стабильное переходное сопротивление.
Платина часто используется в виде сплавов. Наиболее распространены сплавы платины с иридием (Pt + 3-6 % Ir) и родием (Pt + + 5-12 % Rh), обладающие высокой твердостью и стойкостью к окислению до температуры 1000 °C. Эти сплавы применяют для термопар и особо ответственных прецизионных контактов.
Из других металлов платиновой группы наиболее широко применяется палладий, который по свойствам близок к платине, но в 4-5 раз дешевле и в два раза легче. Стойкость к окислению палладия по сравнению с платиной ниже (окисление платины на воздухе начинается при температуре 540 °C, а палладия — при температуре 350 °C). Палладий обладает хорошими механическими свойствами (су в =200 МПа, 5 = 40 %).
Особенностью палладия является способность интенсивно поглощать кислород (в более чем 850-кратном объеме по отношению к собственному объему). При последующем нагреве в вакууме поглощенный кислород вновь выделяется. Это свойство используется для заполнения водородом газоразрядных приборов.
Палладий и его сплавы с серебром, золотом, иридием, медью, никелем применяют для прецизионных разрывных и скользящих контактов.
Остальные металлы платиновой группы: родий, иридий, рутений и осмий используют в качестве легирующих элементов в контактных сплавах для повышения твердости. Из-за высокой стоимости контакты на основе металлов платиновой группы применяют в виде тонких покрытий на серебряном подслое.
Тугоплавкие металлы
К тугоплавким относятся металлы с температурой плавления выше 1700 °C: вольфрам (W), молибден (Мо), тантал (Та), ниобий (Nb), хром (Сг), цирконий (Zr), рений (Re). Чаще всего эти металлы получают методами порошковой металлургии с использованием электровакуумных технологий выплавки и очистки.
Тугоплавкие металлы применяют в изделиях электровакуумной техники, в качестве нагревательных элементов, для изготовления тонкопленочных резисторов и термопар.
Все тугоплавкие металлы становятся активными при повышенных температурах (выше 600 °C) и интенсивно окисляются с образованием летучих оксидов. Поэтому их можно применять для изготовления только тех нагревательных элементов, которые работают в вакууме или в защитной инертной среде, например в аргоне. Тугоплавкие металлы имеют ничтожно малое давление насыщенных паров — важное качество для материала испарителя при получении тонких пленок.
Вольфрам наиболее тугоплавкий из всех металлов (Тпл = 3400 °C), имеет высокую твердость и хорошую проводимость (р = 0,055 мкОм м).
Вольфрам один из важнейших материалов электровакуумной техники. Благодаря волокнистой структуре, приобретаемой в результате обработки ковкой или волочением, тонкая вольфрамовая проволока диаметром до 0,01 мм обладает высокой гибкостью.
Вольфрам обладает наименьшим температурным коэффициентом линейного расширения среди всех металлов (07=4,4-10 6 К’ 1 ). Это свойство используется для изготовления термически стойких спаев вольфрама с тугоплавкими стеклами. Вольфрам и его сплавы с молибденом, иридием, рением служат для изготовления высокотемпературных термопар. Вольфрам, благодаря высокой твердости и электроэрозионной стойкости, широко используется в разрывных контактах.
Молибден — аналог вольфрама, но менее тугоплавкий (Тпл = 2620 °C) и твердый. Среди всех тугоплавких металлов молибден обладает наименьшим удельным сопротивлением (р = 0,05 мкОм м). Из молибдена изготавливают сетки и электроды электровакуумных приборов.
Большое практическое значение имеют сплавы вольфрама с молибденом, которые образуют структуру твердого раствора во всем диапазоне концентраций.
Рений редкий и тяжелый металл с температурой плавления, близкой к температуре плавления вольфрама (7^ =3180 °C). Рений твердый и прочный, как вольфрам, и пластичный, как молибден, имеет высокое удельное сопротивление (р = 0,214 мкОм • м).
Рений и его сплавы с вольфрамом применяют в производстве электровакуумных приборов взамен вольфрама, так как рений меньше испаряется в атмосфере водорода, отличается более длительным сроком службы. Рений используют для защиты от коррозии и износа деталей из меди, вольфрама и молибдена. Тонкие пленки рения используются для прецизионных резисторов в интегральных микросхемах.
Тантал по тугоплавкости несколько уступает вольфраму (Тпл =3000 °C), но значительно превосходит его по пластичности, что позволяет изготовлять проволоку и фольгу толщиной до 10 мкм. Тантал образует на поверхности плотную оксидную пленку Та2О5, устойчивую до температуры 1500 °C. Это свойство используется при производстве электролитических и тонкопленочных конденсаторов высокой удельной емкости, получаемых путем анодного оксидирования. Тантал используется также в тонкопленочных технологиях при производстве резисторов.
Ниобий по тугоплавкости (Гпл = 2500 °C) уступает танталу, обладает высокой способностью поглощать газ в интервале температур от 400 до 900 °C. Среди всех тугоплавких металлов у ниобия наименьшая работа выхода электронов, а среди всех химических элементов он обладает самой высокой критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние (Гсв =9,2 К). Поэтому ниобий, как и тантал (Гсв = 4,5 К), применяют в криоэлектронике.
Хром обладает сравнительно невысокой температурой плавления (Гпл = 1900 °C) по отношению к другим тугоплавким металлам. Отличительная особенность хрома — высокая стойкость к окислению даже при повышенных температурах, поэтому он используется в качестве защитного покрытия изделий из конструкционных материалов. Хром обладает хорошей адгезионной способностью к стеклу, керамике, ситаллам и хорошо совместим с другими проводящими материалами. Поэтому технология осаждения тонких пленок хрома на подложку широко используется в микроэлектронике при изготовлении резисторов, адгезионных подслоев для контактных площадок и токопроводящих соединений.
Источник: ozlib.com
Металл, обладающий самой высокой электропроводностью,-это? 1) Железо 2) медь 3) серебро 4) алюминий
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Металл, обладающий самой высокой электропроводностью,-это? 1) Железо 2) медь 3) серебро 4) алюминий . » по предмету Химия, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Новые вопросы по химии
Придумайте необычные описания характеризующие воду.
Химия: Какие частицы входят в состав ядра атома? а). электроны б). протоны в). нейтроны г). ионы
По положению элемента #40 в табл Менделеева запишите электрон конфигур. Выделите ваоентные электронв и распредилите их по квантовым состоянием в стабильном и возбуж состояниях. Для валент электрон запишите квант числа.
CH3-CH2-CH2-Cl+KOH⇒?
Сожгли вещество, масса которого 13,8 грамм, при этом выделился оксид углерода (четырех валентный) объемом 23,52 литра, и вода массой 10,8 грамм. Плотность этого вещества по водороду 46. Установить молекулярную формулу
Главная » Химия » Металл, обладающий самой высокой электропроводностью,-это? 1) Железо 2) медь 3) серебро 4) алюминий
Источник: iotvet.com
Металлы и сплавы с высокой электропроводимостью
К этой группе материалов относят проводники с 1010 -8 Омм. Среди металлов наиболее электропроводным является серебро, у которого при 20С = 1.58510 -8 Омм , медь — = 1.67310 -8 Омм , золото — = 2.08410 -8 Омм, алюминий — = 2.69110 -8 Омм . Серебро и золото применяют в качестве проводников лишь в специальных случаях. Наибольшее распространение имеют проводники из меди, алюминия и их сплавов.
М е д ь обладает следующими достоинствами:
- — малым удельным сопротивлением;
- — достаточно высокой механической прочностью;
- — удовлетворительной в большинстве случаев стойкостью к коррозии;
- — хорошей обрабатываемостью;
- — относительной легкостью пайки и сварки.
Медь, применяемая в радиоэлектронике, по содержанию химических примесей разделяется на марки М1 (99,90% Cu), МО (99,95% Cu), МООб (99,99% Сu) и др.
Медь МООб не содержит кислорода (бескислородная). Ее получают в вакуумных индукционных печах и она обладает высокой плотностью. Удельная проводимость меди в большой степени определяется количеством и составом примесей. Содержание 0,5 % примеси Zn, Cd, Ag снижает проводимость меди на 5%, Ni, Sn, Al — на 25 — 40%, Be, As, Fe, Si, P — на 55% и более. В то же время присадки многих металлов повышают механическую прочность и твердость меди.
На поверхности меди легко образуются непрочные окисные и сульфидные пленки. Поэтому медь непригодна для слаботочных контактов. При сильных токах происходит термическое разложение окислов меди, что вызывает повышенный износ медных контактов. Значительное влияние на механические свойства меди оказывает водород.
Он может вступать в реакцию с кислородом, присутствующим в закиси меди Cu2O, образуя пары воды. Давление паров воды может достигать несколько тысяч атмосфер. Это приводит к образованию микротрещин, придающих материалу хрупкость и ломкость.
Медь применяется для изготовления проводов, кабелей, обмоток трансформаторов, электрических машин, токоведущих деталей приборов и аппаратов и т.д. Из специальных электровакуумных сортов меди изготавливают детали приборов СВЧ, аноды мощных генераторных ламп, волноводы, резонаторы, экраны. Медь используют для изготовления фольгированного гетинакса и применяют в микроэлектронике для изготовления проводников и контактных площадок в ГИС.
При отсутствии жестких требований к электропроводимости и необходимости повышенной прочности и стойкости к истиранию используют сплавы меди — латунь и бронзу. В качестве электропроводящих применяют лишь отдельные марки латуней и бронз, обладающих оптимальным сочетанием прочности, упругости, твердости с электропроводностью.
Бронза — это сплав меди с оловом, кадмием, бериллием, алюминием и другими легирующими добавками. В электро-радиотехнике наибольшее применение находят фосфористая, бериллиевая и кадмиевая бронзы.
Кадмиевая бронза обладает хорошей электропроводимостью (на 10% ниже чем у меди), высоким сопротивлением износу, нагрев до 250С не влияет на ее механические свойства. Она нашла применение в скользящих контактах.
Бериллиевая бронза отличается высокой упругостью, механической прочностью, твердостью и хорошей стойкостью к износу. Это позволяет получать из нее электропроводящие пружины, скользящие контакты, зажимы рубильников, выключателей и т.п. изделий.
Латуни — это сплавы меди с цинком. Латунь окисляется меньше, чем медь, при удлинении сохраняет большую механическую прочность, чем медь и вследствие этого обладает рядом технологических преимуществ перед медью. Из латуни изготавливают детали, требующие глубокой вытяжки (экраны контуров и т.п.), токопроводящие винты, гайки, шайбы, детали коммутирующих узлов и штепсельных разъемов, проводниковые детали резисторов, конденсаторов, катушек.
А л ю м и н и й является вторым после меди проводниковым материалом. Он имеет меньшую прочность и твердость. Удельное сопротивление алюминия в 1.6 раза больше удельного сопротивления меди, но алюминий в 3.5 раза легче меди. При одинаковом сопротивлении и одинаковой длине алюминиевые провода в два раза легче медных. Алюминий намного больше распространен в природе и характеризуется меньшей стоимостью.
Алюминий активно окисляется и покрывается тонкой пленкой окиси Аl2О3 с большим электрическим сопротивлением ( = 10 14 Омм). Такая пленка предохраняет алюминий от коррозии, но создает большое переходное сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов, что делает невозможным пайку алюминия обычным способом. Поэтому для пайки алюминия применяют специальные пасты и припои или используют ультразвуковые паяльники.
Алюминий применяется для изготовления проводов, токоведущих шин и др.; как конструкционный материал, для изготовления экранов, корпусов конденсаторов, пластин конденсаторов переменной емкости; для изготовления фольги, применяемой в качестве обкладок конденсаторов; в производстве интегральных микросхем (алюминий ОЧ) для изготовления контактов и межсоединений. Алюминий легко напыляется, обладает хорошей адгезией к кремнию и пленкам SiO2, образует хорошие химические контакты с кремнием, обеспечивает хорошее разрешение при фотолитографии, но при малых размерах элементов (единицы мкм) подвержен электромиграции, что может привести к разрыву межсоединений.
Из сплавов алюминия в электротехнике применяют сплав альдрей (0.3% Fe, 0.5% Mn, 0.7% Si), из которого изготавливают проволоку. Он имеет несколько меньшую электропроводимость, но в 2 раза большую механическую прочность, чем алюминий. Остальные сплавы (дюралюминий — сплав алюминия с медью, силумин — сплав алюминия с кремнием и др.) используют как конструкционные материалы. Силумины применяются для отливок деталей корпуса и арматуры различных приборов.
Среди металлов с е р е б р о наиболее низкоомный проводник, стойкий к окислению при нормальной температуре. Серебро отличается небольшой твердостью и высокой пластичностью. Серебро применяют для изготовления контактов, для непосредственного нанесения на диэлектрики, в качестве обкладок при изготовлении керамических и слюдяных конденсаторов методом вжигания или нанесения в вакууме. Серебром покрывают внутренние поверхности волноводов, проводники высококачественных катушек индуктивности, детали вакуумных приборов, СВЧ приборов, резонаторов для уменьшения сопротивления поверхностного слоя. Серебро является компонентом различных сплавов и контактных материалов.
Недостатком серебра является склонность к миграции внутрь диэлектрика, на который оно нанесено при высоких температурах. По сравнению с другими благородными металлами серебро обладает пониженной химической стойкостью. Серебро легко образует на поверхности темные не проводящие пленки сульфида Ag2S в присутствии в воздухе сернистых соединений. Поэтому серебряные контакты не рекомендуется пременять по соседству с резиной , эбонитом и др. материалами, содержащими серу. Для защиты серебряного покрытия на него наносят лаки или тонкий слой (доли мкм) палладия.
Серебро хорошо паяется обычными припоями. Широкое применение серебра сдерживается его большим природным дефицитом.
З о л о т о — блестящий металл желтого цвета , обладающий высокой пластичностью. Золото обладает очень высокими антикоррозионными свойствами, не образовывает окисных и сернистых пленок. Поэтому его используют как материал для контактов, материал для покрытий резонаторв СВЧ ,внутренних поверхностей волноводов.
Тонкие пленки золота применяются в качестве полупрозрачных электродов в фоторезисторах и полупроводниковых фотоэлементах, а также в качестве межсоединений и контактных площадок в гибридных интегральных микросхемах. Золото в виде тонких проволок используется для выводов малогабаритных бескорпусных активных и пассивных компонентов, а также для межсоединений в интегральных микросхемах. При контакте алюминия и золота возможно образование хрупких интерметаллических соединений, обладающих повышенным сопротивлением.
Источник: vuzlit.com