Провідникові матеріали

 

 31 березня 2021р. 

Предмет: Матеріалознавство радіоелектронних засобів.

 Урок 3, 4 : Поняття про характеристики електрорадіоматеріалів. Класифікація провідникових матеріалів, їх основні властивості.

 

1.    До провідникових матеріалів, в основному, належать метали та їх сплави. Їх загальна властивість – висока провідність завдяки наявності в кристалічних гратах великої кількості вільних електронів, які розташовані в зоні провідності і можуть під дією незначної зовнішньої енергії вільно переміщуватись в матеріалі.

2.    Основними характеристиками провідникових матеріалів являються:

• питома провідність або питомий опір;

• температурний коефіцієнт питомого опору;

• питома теплопровідність;

• контактна різниця потенціалів і термо – ЕРС;

• температурний коефіцієнт лінійного розширення;

• механічні характеристики.

3. Провідникові матеріали високої провідності.

До цих матеріалів належать: метали – срібло Ag, мідь Cu, алюміній Al, свинець Pb, олово Sn, та сплави – латунь, бронза, сталь, а також графіт.

Розглянемо властивості деяких матеріалів та місця їх застосування.

4. Провідникові матеріали з великим питомим опором.

До цих матеріалів належать: метали – вольфрам W, молібден Mo, та сплави – манганін, константант, ніхром, нікелін, фехраль, хромаль і т. ін.

Вони відрізняються високою температурою плавлення та високим питомим опором. Найбільшу температуру плавлення (Тпл=3370° С), має вольфрам W, а найбільший потомий опір має константант ρ=0,49 мкОм . м. .

Розглянемо властивості та області застосування деяких провідників із великим питомим опором.

5. Спеціальні провідники (припої).

Для гальванічного з’єднання електропроводу та виводів радіодеталей, застосовуються припої, які є матеріалами високої провідності.

Припої можуть бути:

• низькотемпературні (Тпл < 145° C);

- легкоплавкі ( 145 ° < Тпл ≤ 450° C);

• середньоплавкі (Тпл = 500° – 1100° С);

• високоплавкі (Тпл = 1150° – 1850° C);

• тугоплавкі (Тпл > 1850° C).

Вони є сплавами деяких металів. Усі припої повинні мати хорошу рідкотекучість, малий інтервал температурної кристалізації, високу механічну міцність та корозійну стійкість, а також малий питомий опір.

Легкоплавкі припої є сплавами олова та свинцю або олова та кадмію.

Найчастіше з легкоплавких припоїв застосовують такі:

ПОС – 40 ( припій з олова та свинцю). Складається з Sn40%олова, Su2%сурми та свинцюPb. Тпл = 235° С.

ПОС – 61. Має Sn 61% олова, Su 0,8% сурми та свинцюPb. Тпл = 190° С.

ПОСК – 50 (припій з олова та свинцю й кадмію). МаєSn50%олова,Cd18% кадмію,Pb32%свинцю. Тпл = 145° С.

Тугоплавкі припої виготовляють на основі міді Cuта свинцюPb. Тпл >450° C.

При пайці необхідно убрати з поверхні деталей, які паяють, окисли. Для цього застосовують флюси. Вони відрізняються за хімічною активністю і можуть бути кислотні (хлористий цинк, борна кислота, бура) або безкислотні (каніфоль, ЛТІ).

6. Проводи та кабелі.

Обмотувальні та монтажні проводи. Обмотувальні проводи виготовляють із провідникових матеріалів із малим опором – обмотки котушок індуктивності, трансформаторів, реле, електричних машин та з великим опором – дротяні резистори, спіралі електронагрівльних приладів і т. ін.

Поверхня обмотувальних проводів покривається емальованою лакостійкою ізоляцією для того, щоб не було замкнення між собою сусідніх витків.

Обмотувальні проводи з малим питомим опором. Ці проводи, крім емальованої ізоляції, можуть мати ще додаткову волокнисту ізоляцію з шовку, бавовни, з шовку та капрону в один або два шари.

Обмотувальні проводи з великим питомим опором.

Існують такі основні марки проводів:

ПЭММ – емальований манганіновий м’який ;

ПЭК – емальований константановий;

ПЭВНХ – емальований з високоміцною емаллю, ніхромовий.

Монтажні проводи. Використовуються для електричних з’єднань між виводами радіодеталей та блоків і т. ін.

Застосовують жорсткі одножильні та гнучкі проводи, а також багатожильні (свиток мідних тонких жил). Монтажні проводи мають поліхлорвініловану, гумову, бавовняну, шовкову, скловолоконну, фторопластову ізоляції.

Силові кабелі. Силові кабелі використовуються для передачі та розподілення енергії при постійному та змінному струмі. Силовий кабель складається зі струмопроводящих жил, ізоляції,оболонки та захисного покрову. Основним матеріалом для виготовлення струмопроводящих жил служить м’яка мідь або алюміній. Для збільшення гнучкості виготовляють багатопроволочні струмопроводящі жили.

Радіочастотні кабелі. Застосовуються на високих частотах для з’єднання антени з приймачем або передавачем, для міжблочного з’єднання, а також у пристроях узгодження.

Частіше всього застосовується коаксіальний кабель типу РК (радіокабель).

Контрольне завдання : розглянути і написати визначення основних характеристик провідникових матеріалів. Виконання завдання відправляйте на електронну пошту : honor7valera@gmail.com