Инженерная графика
Физика
Атомные станции
Строймех
ТКМ
Начертательная геометрия
Экология энергетики
Сопромат
Готика
Черчение
Теплотехника
Математика

Театр

Конспект лекций
Атомная энергетика
Карта

Все проводниковые материалы можно условно разделить на три группы:

- материалы высокой электропроводности, используемые для изготовления проводников;

Материалы электрических контактов.

Все контакты можно разделить на неподвижные и подвижные. Неподвижные контакты используются для длительного соединения и могут быть зажимными и цельнометаллическими. Подвижные контакты могут быть разрывными и скользящими.

В зажимных контактах («клеммы», болтовые соединения и т.д.) действительная поверхность контакта заметно меньше поверхности налагаемых друг на друга проводников. Это связано с наличием на поверхности сопрягаемых деталей неровностей и слоя окислов. Поэтому чем мягче материал контактов и чем выше его коррозионная стойкость, тем меньше сопротивление контакта. В этой связи контакты обычно облуживают – покрывают слоем олова. Для особо надежных контактов применяют серебрение или золочение.

Цельнометаллическими являются сварные или паянные соединения. Основными материалами, образующими цельнометаллические контакты являются припои и сварочные присадки.

Припои должны обладать следующими свойствами:

- низкая температура плавления (ниже, чем у материала паяемых деталей);

- хорошая смачиваемость паяемых деталей;

- достаточно высокая механическая прочность;

- низкое удельное электрическое сопротивление;

- высокая коррозионная стойкость;

- низкая стоимость.

Принято припои делить на мягкие (с температурой плавления ниже 300° и пределом прочности 16-100 МПа) и твердые с температурой плавления превышающей 300 °С и пределом прочности 100-500 МПа.

В качестве мягких припоев обычно используют сплавы свинца с оловом. Такие припои маркируют буквами ПОС с цифрами показывающими содержание олова в припое, например ПОС 62. 

Выбор в качестве компонентов припоя свинца и олова обусловлен тем, что свинец и олово хорошо растворяются друг в друге в жидком состоянии и плохо растворяются в твердом состоянии.

В качестве твердых припоев используют чистую медь, сплавы меди с цинком (ПМЦ), сплавы меди с фосфором и сплавы на основе серебра (ПСр). Цифры в марках медно цинковых припоях показывают содержание меди, а в марках серебряных припоев показывают содержание серебра.

Помимо припоев, при пайке используют флюсы – вещества, удаляющие окислы с поверхности паяемых изделий и защищающие поверхность расплавленного припоя от окисления.

При пайке изделий из сплавов меди мягкими припоями в качестве флюса используют канифоль или ее раствор в спирте или ацетоне. Канифоль – это смесь органических кислот, которые хорошо растворяют окислы меди.

При пайке стальных деталей мягкими припоями в качестве флюса используют водный раствор хлорида цинка («травленная соляная кислота») или нашатырь – хлористый аммоний.

При пайке твердыми припоями в качестве флюса используют буру, борную кислоту, расплавы хлоридов металлов.

После пайки рекомендуется удалять любые флюсы, для того чтобы повысить сопротивление коррозии паяного шва.

Материалы разрывных контактов.

Разрывные контакты периодически замыкаются и размыкаются. При этом между контактными площадками образуется электрическая дуга. Возникновение дуги ведет к росту температуры, а, следовательно, к снижению механической прочности, окислению материала контактов, появляется вероятность их сваривания, а также возможна эрозия материала.

Для того чтобы материал разрывных контактов надежно работал, он должен удовлетворять следующим требованиям:

- иметь высокую электропроводность;

- быть устойчивым к коррозии;

- иметь высокую температуру плавления;

- быть твердым;

- иметь высокую теплоту испарения;

- обладать высокой теплопроводностью.

Кроме того, материал должен быть дешевым и недефицитным.

Для малоответственных разрывных контактов (бытовые выключатели) в качестве материала обычно выбирают латунь – сплав меди с цинком. Наличие в сплаве цинка приводит к повышению механической прочности и росту коррозионной стойкости

Для ответственных контактов работающих при малых напряжениях и коммутирующих малые токи (контакты маломощных реле) используют серебро.

В тех случаях, когда рабочее напряжение на контактах велико, на токи не большие используют металлы платиновой группы (платину, палладий, иридий, осмий, рутений и родий). При коммутации больших токов, когда нагрев контактов велик, используют композиционные материалы (порошки вольфрама или молибдена пропитанные жидкой медью или серебром). Для мощных контактов также используют металлокерамические композиции – серебро и окись кадмия (СОК).

Материалы скользящих контактов.

В основном, к материалам скользящих контактом предъявляются те же требования, что и к материалам разрывных контактов. Однако особенно остро ставится вопрос об уменьшении износа при трении. Для снижения износа трения можно повысит твердость материала контактирующих пар и использовать смазку. Естественно, что смазка должна быть электропроводной.

Для коллекторов электрических моторов используют холоднодеформированную медь, а для щеток используют графит. Для тяжелонагруженных машин для изготовления щеток используют металлографитовые щетки – медно-графитовые и бронзо-графитовые.

Сверхпроводники.

Состояние проводника, при котором его электрическое сопротивление становится практически равным нулю, называют сверхпроводимостью, а материал в таком состоянии – сверхпроводником.

В зависимости от поведения сверхпроводников в магнитном поле различают сверхпроводники I и II рода. Часто «жесткие» сверхпроводники II рода выделяют в самостоятельный класс — сверхпроводники III рода. В самостоятельный класс также выделяют недавно полученные высокотемпературные сверхпроводники.

Сверхпроводники I рода. Для сверхпроводников I рода характерными являются скачкообразный переход в сверхпроводниковое состояние и наличие одной критической напряженности магнитного поля. Для них характерным является проявление эффекта Мейсснера—Оксинфельда — выталкивание из объема образцов магнитного поля при переходе в сверхпроводниковое состояние, т. е. образцы становятся идеальными диамагнетиками. К сверхпроводникам I рода относятся все чистые металлы, кроме переходных металлов. Основной их недостаток заключается в том, что у них самые низкие среди сверхпроводников значения Нкр, а это существенно ограничивает плотность тока и тем самым препятствует их практическому использованию.

Сверхпроводники II рода переходят в сверхпроводниковое состояние не скачкообразно, как сверхпроводники I рода, а в некотором интервале температур. К сверхпроводникам II рода из чистых металлов относятся только ниобий Nb, ванадий V, технеций Тс и все сверхпроводниковые сплавы и химические соединения, очень тонкие пленки из сверхпроводников I рода.

Сверхпроводники III рода — это сверхпроводники II рода, имеющие крупные неоднородности (дефекты решетки и примеси); такие сверхпроводники называют «жесткими». При пластическом деформировании в холодном состоянии, например протяжке, в кристаллической решетке резко увеличивается концентрация дефектов. К «жестким» сверхпроводникам относится большая группа сплавов и химических соединений на основе ниобия Nb и ванадия V. Например, сплавы: Nb—Ti, V-Ga, Nb—Ge; химические соединения: NbN; тонкие пленки из сверхпроводниковых металлов: А1, Bi, Nb.

Высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП). Рассмотренные выше сверхпроводники, в том числе сверхпроводники III рода, имеют весьма низкие критические температуры. Поэтому установки, в которых они используются, необходимо охлаждать жидким гелием, что сложно и дорого (жидкий гелий дороже жидкого азота более чем в 30 раз). Для практического использования нужны сверхпроводники, которые могли бы работать при температуре жидкого азота (Т = минус 195,6 °С) и выше. Получение сверхпроводников с критической температурой, равной комнатной температуре и выше, привело бы к подлинной революции в электро- и радиотехнике.

В 1986—1987 гг. ряд ученых Швейцарии, СССР, США, Китая, Японии получили принципиально новый сверхпроводниковый материал — высокотемпературную сверхпроводящую керамику, имеющую температуру перехода в сверхпроводниковое стояние выше 30 К.

Криопроводники.

Криопроводниками называют металлические проводники высокой проводимости, используемые при криогенных температурах (при Т< минус 195°С). Удельное сопротивление криопроводников при охлаждении снижается плавно, без скачков, и при Т< минус 195 °С становится на несколько десятичных порядков ниже, чем при нормальной температуре.

При глубоком охлаждении металлического проводника его сопротивление снижается потому, что уменьшаются тепловые колебания узлов кристаллической решетки и, следовательно, уменьшается рассеяние электронов проводимости на этих колебаниях. При очень низких температурах составляющая удельного сопротивления, вызванная рассеянием электронов на тепловых колебаниях узлов кристаллической решетки, становится пренебрежимо малой, и удельное сопротивление в основном обусловливается дефектами решетки, вызванными наличием примесей и наклепа. Поэтому металлы, используемые в качестве криопроводников, должны быть хорошо отожженными и иметь высокую степень чистоты.

Криопроводники в основном применяют в качестве токопроводящих жил проводов и кабелей, работающих при температурах жидкого водорода (минус 252,6 °С), неона (минус 245,7 °С) или азота (минус 195,6 °С).

Металлы различного назначения.

Из – за особенностей тех или иных физико – химических свойств эти металлы имеют специальное применение в производстве различных электротехнических изделий. Например, их используют в качестве нитей накаливания и электродов в электро- и радиолампах, различных разрывных контактах, испарителей, сверхпроводников, ферромагнетиков. В основу классификации этих материалов положена температура плавления.


На аншлаговый фестиваль Спасская башня стоимость билетов может быть значительно выше.|Хорошие билеты на Депеш Мод заказать лучше всего заранее, поэтому поспешите!
Гидра онион;сдать золото 585 Электротехнические материалы