Презентация по дисциплине электронная техника

ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ Выполнил: Студент группы Т-24 Опрышко Алексей

Проводниковые материалы высокого сопротивления представляют собой сплавы металлов, обладающих большим удельным сопротивлением и малым температурным коэффициентом удельного сопротивления, что позволяет создавать из них термостабильные резисторы и другие изделия, сопротивление практически не зависит от температуры. Такими сплавами являются твердые растворы с неупорядоченной структурой. Основными представителями этой группы проводниковых материалов являются сплавы меди с никелем.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Манганин Манганин– сплав 84-86% меди, 2-3 % никеля и 12-13 % магния. В отожженном состоянии имеет=450-550 Мпа,=0,42-0,47мкОм.м, в твердом состоянии – 550-600 Мпа и 0,47-0,53 мкОм.м соответственно, ТКр-(1-6)10-51/оC.

Для увеличения в сплав вводят повышенное содержание магния до 60-67% и никеля – 16-30%, уменьшая содержание меди. При этомувеличивается до 1,5 – 2 мкОм.м. Наибольшая допустимая температура для изделий из стабилизированных сортов манганина – 200оС, для нестабилизированных – 60оС. При превышении указанных температур происходит необратимое изменение свойств манганиновых изделий. Достоинством манганиновых изделий является малая зависимость электрического сопротивления от температуры и весьма малая термо-ЭДС в контакте с медью. Сопротивление манганиновой проволоки линейно возрастает с увеличением давления от 1 до 1 Гпа приблизительно на 2,5% от исходного при отсутствии давления. Это используется при изготовлении датчиков, измеряющих высокие гидростатические давления. Из манганина изготавливают мягкие и твердотянутые проволоки диаметром 0,02 – 6 мм и ленты толщиной 0,08 мм, применяемые при производстве резисторов и потенциометров высоких классов точности.

Константант

Константан– сплав 58-60% меди, 32 –40 % никеля и 1- 2 % магния. ТКр=(0-6)10-51/оС, т.е. электрическое сопротивление многих составов константана при изменении температуры практически не изменяется. Термо- ЭДС константана в паре с медью имеет большое значение (порядка 42,8 мкВ/0С), что не позволяет использовать проволоку и ленту из него в высокоточных измерительных приборах. Из константана изготавливают проволоку диаметром 0,03…5 мм и ленту толщиной до 0,1 мм. Изолированную константановую проволоку применяют в паре с медной проволокой для изготовления термопар. Константановые изделия могут применяться до температур не выше 500оС.

Сплавы на основе железа применяют в основном для электронагревательных элементов. Высокая нагревостойкость таких элементов объясняется введением в их состав достаточно большого количества металлов, образующих при нагреве на воздухе практически сплошную окисную пленку. Такими металлами являются никель, хром и алюминий. сплавы системы Fe-Ni-Crназываютнихромами:они содержат 15-23% хрома, никеля, 1-1,5% марганца и остальное- железо. Срок службы элементов из нихрома и других жаростойких сплавов зависит от свойств окисных пленок, образуемых на поверхностях, соприкасающихся с воздухом при высокой температуре. Длительность работы электронагревательных элементов из нихрома может быть во много раз увеличена, если исключить доступ кислорода к поверхности проволоки. В трубчатых нагревателях проволоку из сплава с высоким сопротивлением помещают в трубках из стойкого к окислению металла, например- алюминия, а промежуток заполняют порошком с высокой теплопроводностью, например магнезиейMgO. При дополнительной протяжке этих трубок через фильеру, наружный диаметр трубки уменьшается, магнезия уплотняется и образует механически прочную изоляцию внутреннего проводника. Такие нагревательные элементы применяют в электросамоварах, кипятильниках, плитках. Нихром достаточно технологичен и имеет высокую рабочую (до 10000С) температуру. Хромоалюминиевые сплавы с высоким сопротивлением структуры Fe-Cr-Al(фехраль и хромаль) намного дешевле нихрома, но менее технологичным, т.к. они тверды и хрупки, из них могут быть получены проволоки более большего диаметра чем из нихрома. Поэтому из них изготавливают нагревательные элементы большей мощности, применяемые в электротермии.

Металлокерамические материалы

Материалы, полученные прессованием из металлических порошков с последующим спеканием при температурах 1000-14000С, называют металлокерамическими. Исходные порошкообразные массы состоят из двух и более порошков различных металлов, одни из которых обладают более высокой температурой плавления. При высокотемпературной обработке – спекании - более легкоплавкий металл заполняет поры между частицами более тугоплавкого металла. В результате получаются монолитные металлокерамические изделия. Иногда в исходную массу, состоящую из металлических порошков, вводят порошок неметалла, например, графита. Этим достигается получение необходимых свойств металлокерамических изделий. К металлографитовым изделиям относятся меднографитовые щетки для электрических машин, контакты, отличающиеся высокой устойчивостью к свариванию при размыкании больших токов (до 100000 А). Меднографитовые изделия имеют очень малое удельное сопротивление (=0,02 – 0,05 мкОмм) и обладают высокой стойкостью к электрической дуге, технологичны и имеют хорошие эксплуатационные характеристики. Их применяют в электрических машинах с тяжелыми условиями работы – в токонесущих устройствах электровозов и троллейбусов.

Неметаллические проводниковые материалы

Среди твердых неметаллических проводниковых материалов наибольше значение имеют материалы на основе углерода – электротехнические угольные изделия. Из угля изготавливают щетки электрических машин, электроды для прожекторов, дуговых электрических печей, электролитических ванн, аноды гальванических цепей. Угольные порошки используют в микрофонах. Из угля делают высокоомные сопротивления, его применяют в электровакуумной технике. В качестве сырья для производства электроугольных изделий используют сажу, графит или антрацит. Изделия изготавливаются прессованием с последующим спеканием. При температурах обжига (~20000С) углерод искусственно переводится в форму графита, вследствие чего процесс называют графитированием. Угольные порошки для микрофонов изготавливают из антрацита, они имеют = 0,4 Омм. Сажа представляет мелкодисперсный углерод с примесями смолистых веществ. Лаки, в состав которых в качестве пигмента введена сажа, имеют малое удельное сопротивление.

Проводящие и резистивные пасты

Для нанесения электродов керамических конденсаторов, изготовления проводников и резисторов толстопленочных микросхем широко используют проводящие и резистивные пасты. Пасты обычно наносят методом вжигания при температуре ~825oC, толщина слоя пасты ~10мкм. Наиболее широкое применение нашли пасты для серебрения керамики на основе окиси серебраAg2O3и углекислого серебраAg2CO3. В микроэлектронике применяют пасты на основе и других благородных металлов – золота, платины, палладия, а также кадмия, таллия, сурьмы, карбида вольфрама, борида вольфрама, молибдена, нитрида тантала и др. Приготовление паст и их нанесение требует строгого соблюдения технологии, т. к. даже незначительное ее нарушение может привести к изменению функциональных свойств паст и, соответственно, изделий, которые из них изготавливаются.