Өткізгіштігі жоғары материалдар

Мазмұны реферат

Кіріспе

1. Мыс және оның қорытпалары

2. Алюминий және оның қорытпалары

Әдебиеттер тізімі

Кіріспе.
Материалдар жоғары өткізгішті. Материалдарға осы түрі мынадай талаптар қойылады: минималды мәні меншікті электр кедергісін; жеткілікті жоғары механикалық қасиеттері (негізінен созылу кезіндегі беріктілік шегі және ажырау кезіндегі салыстырмалы ұзаруы); қабілеті оңай өңделуі қажет дайындау үшін сымдар шағын және орта қима; қабілеті құруы байланыс шағын өтпелі кедергісі кезінде дәнекерлеуге, дәнекерлеу және басқа да әдістері сымдарды; коррозиялық.

Негізгі талабы болып табылады ең жоғары меншікті өткізгіштік материал. Алайда, металдың электр өткізгіштігі төмендеуі мүмкін-ластаушы қоспалардың, деформация металдың туындайтын қалыптау кезінде немесе созу кезінде сымдардың жуандығын тексергенде, қирауына әкеп соғатын жекелеген дәндерінің металл. Әсері деформация металдың оның электр өткізгіштігі жойылады күйдірген кезде, кемиді саны туындау себептері және ұлғаюда орташа мөлшері кристалдар металл. Осыған байланысты өткізгіш материалдар пайдаланады негізінен отожженном (жұмсақ) жай-күйі.

Ең көп тараған қазіргі заманғы материалдар жоғары өткізгіштігі қолданылатын радиоэлектроника, болып табылады түрлі-түсті металдар (мыс, алюминий, мырыш, қалайы, магний, қорғасын) және қара металдар (темір) қолданылады таза түрінде. Тағы кеңінен пайдаланады қорытпалар осы металдардың, өйткені олар ие ең үздік қасиеттері бар және неғұрлым арзан салыстырғанда таза металдармен. Алайда, түрлі-түсті металдар мен олардың қорытпалары экономикалық орынды пайдалану жағдайларда қажетті қасиеттері бұйымдарды алуға болмайды қолдана отырып, қара металлдар, шойын және болат.

Жақсарту үшін қасиеттерін түрлі-түсті қорытпалар термиялық өңделеді — күйдіру, шыңдау және тозуға. Күйдіру әсер етеді, жұмсақ материал азайтады және құймалардағы кернеулер. Шыңдау және қартаю арттырады механикалық қасиеттері.

1. Мыс және оның қорытпалары
Мыс. Мыс бірі болып табылады ең көп тараған материалдарды жоғары өткізгіштігінің. Ол келесі қасиеттерге ие:

шағын үлестік электр кедергісі (барлық металдар тек күміс бар үлестік электр кедергісі бірнеше пайызға аз», — мыс);
жоғары механикалық беріктілікке;
қанағаттанарлық коррозиялық төзімділікпен (тіпті жағдайында ауаның жоғары ылғалдылығы мыс тотығады, әлдеқайда баяу қарағанда, мысалы, темір; қарқынды тотығу мыс тек жоғары температура кезінде);
жақсы паяемостью және пісірілетін металдардан;
жақсы обрабатываемостью (мыс прокатывается да табақтар және таспалар және протягивается » сымға).
Мыс алады көбінесе қайта өңдеу нәтижесінде сульфидті кендерді. Қоспалар төмендетеді электрөткізгіштігі мыс. Неғұрлым зиянды болып табылады фосфор, темір, күкірт, мышьяк. Фосфор шамамен 0,1% — ға арттырады кедергісі мыс 55% — ға. Қоспалар күміс, мырыш, кадмий береді ұлғайту кедергісін 1…5%. Сондықтан мыс үшін арналған электротехникалық мақсаттар міндетті түрде ұшырайды электролиттік тазалау. Катодты мыс пластиналар нәтижесінде алынған электролиз*, переплавляют » болванки салмағы 80…90 кг, прокатывают және протягивают жасай отырып, бұйымның қажетті көлденең қимасы.

Дайындау үшін сымның болванки алдымен тазалап, ыстық прокаттау да катанку диаметрі 6,5…7,2 мм, содан кейін оны протягивают қыздырусыз ала отырып, сымға қажетті көлденең қималарының.

Ретінде бағыттауыш арқаны материалды пайдаланады мыс марка М1 және ӘБ. Мыс М1 маркалы құрамында 99,9% мыс, артық емес 0,1% қоспалардың жалпы саны оттегі тиіс еді артық емес 0,08%. Мыс маркалы ӘБ құрамында қоспалар 0,05-тен көп емес, оның ішінде оттегінің артық емес 0,02%. Арқасында құнның азы ұстау оттегі мыс маркалы ӘБ ие, жақсы механикалық қасиеттері бар, ол мыс М1 маркалы. Одан да таза проводниковым металмен (артық емес 0,01% қоспалар) болып табылады вакуумдық мыс марки МВ, выплавляемая вакуумды индукциялық пештерде.

Кезде салқын созу алады қатты (твердотянутую) мыс (МТ), ол жоғары беріктік шегі созылу кезінде, қаттылығы және упругостью (иілу кезіндегі сым-бірі қатты мыс бірнеше пружинит).

Қатты мыс қолданады жағдайларда қамтамасыз ету қажет жоғары механикалық беріктігі, қаттылығы және қарсы тұруын истиранию үшін түйіспелі сымдарының, шиналардың тарату құрылғылары, коллекторлық пластиналарды және электр машиналарының, дайындау толқын жіберуге, экрандар, тоқ өткізгіш кабельдердің және сымдардың диаметрі 0,2 мм.

Күйдіргеннен кейін бірнеше жүздеген градус (мыс рекристаллизуется температурада шамамен 270°С), кейіннен салқындату арқылы алады жұмсақ (отожженную) мыс (ММ). Жұмсақ мыс бар өткізгіштігі 3…5% — ға дейінгі қатты мыс.

Жұмсақ отожженная мыс қызмет етеді, техникалық стандарты, оған қатысты меншікті электр өткізгіштігі металдар мен қорытпалардың білдіреді қоршаған ортаның температурасы 20 °С-Меншікті электр өткізгіштігі, мұндай мыс тең 58 мкСм/м, тиісінше, r = 0,017241 мкОм-м мәні кезінде ТКг = 4,3·10-3К-1.

Жұмсақ мыс кеңінен дайындау үшін қолданылады фольга және ток өткізгіш талсымдарының дөңгелек және тік төрбұрышты қиманың кабельде және орама сым, онда маңызды икемділігі мен созылғыштығы (болмауы «пружинения» иілу кезінде), ал беріктігі жоқ үлкен маңызы бар.

Арнайы электр вакуум сорттарын мыс дайындайды анодтар қуатты генератор шамдардың бөлшектері АЖЖ құрылғыларды: магнетронов, клистронов, кейбір типтегі толқын жіберуге және т. б.

Мыс салыстырмалы түрде қымбат және дефицитный материал, сондықтан ол үнемді жұмсалуы. Қалдықтар мыс электротехникалық кәсіпорындарда жинау қажет, араластыру арқылы басқа металдармен және одан кем таза мыспен, переплавить және қайтадан пайдалануға болады. Кейбір жағдайларда, мыс сияқты проводниковый материал ауыстырады басқа металдармен, көбінесе алюминиймен.

Бірқатар жағдайларда, бұл кезде бағыттауыш арқаны материалды емес, жоғары өткізгіштігі және жоғары механикалық беріктігі, коррозиялық және қарсы тұруын уатылуға төзімді қорытпалар қолданады мыс аз, құрамында легірлеуші қоспалар.

Қола дәуірі. Қорытпалар мыс қоспалармен қалайы, алюминий, кремний, бериллий және басқа да элементтер, олардың арасында мырыш болып табылады негізгі легирующим элементі деп атайды бронзами (кесте. 3.3).

3.3-кесте. Негізгі қасиеттері кейбір проводниковых бронз

Параметр

Кадмиевая

Бериллий

Фосфористая

Меншікті электр өткізгіштігі қатысты электр-техникалық стандартқа, %

95/90

37/30

(10…15)/

(10…15)

Созылу кезіндегі беріктілік шегі ѕр, МПа

Дейін 310/730

(700…790)/ (1620…1750)

400/970

Ажырау кезіндегі салыстырмалы ұзаруы Dl/l, %

50/4

20/9

50/3

Ескерту.

1. Құрамы кадмиевой қола 0,9% Cd, қалғаны Cu; бериллий — 2,25%
қалғаны Cu; фосфористой 0,1% Р, 7% Sn, қалғаны Cu.

2. Алымында деректер үшін отожженной жезден, бөлгіште — твердотянутой.

Дұрыс подобранном құрамында қола бар айтарлықтай жоғары механикалық қасиеттері, ол таза мыс (маңызы бар қаланың беріктік шегін бронз мүмкін жеткізілуі 800…1200 МПа-1. Қола ие шағын көлемді усадкой (0,6…0,8 %) салыстырғанда шойынмен және болатпен, отыруы жетеді 1,5…2,5%. Сондықтан, неғұрлым күрделі бөлшектер отливают қоладан.

Қола әріптерімен таңбалайды Бр (бронза), содан кейін қоя отырып, әріп белгілейтін түрі және саны легірлеуші қоспалар. Мысалы, бериллий қола Бр.В2 (2% бериллий Ве, қалған мыс Cu); фосфористая қола Бр.ОФ 6,5-0,15 (6,5% қалайы 8п,, 0,15 фосфор Р, қалған мыс Cu).

Кіріспе мыс кадмий береді айтарлықтай арттыру механикалық беріктігі мен қаттылығын салыстырмалы кіші төмендету меншікті электр өткізгіштігі g.

Кадмиевую қола ММ (0,9% кадмий Cd, қалғаны Cu) үшін қолданады түйіспелі сымдар мен коллекторлық пластиналар аса жауапты мақсаттағы, сондай-ақ дәнекерлеу кезінде электродтарды байланыс әдістері пісіру.

Бұл тағы қарағанда үлкен кадмиевая қола, механикалық беріктігі, қаттылығы және тұрақтылыққа механикалық тозуға (созылу кезіндегі беріктілік шегі ѕр дейін 1350 МПа) бериллий қола өзгертпейді өз қасиеттері температураға дейін шамамен 250С. Ол табады қолдануға дайындау кезінде жауапты ток өткізгіш серіппелерді үшін электр аспаптарын, щеткодержателей токоштепсельных және жылжымалы байланыстар.

Фосфористая қола Бр.ОФ 6,5-0,15 (6,5% қалайы Sn, 0,1 фосфор Р, қалған мыс Cu) ерекшеленеді төмен электропроводностью. Одан дайындайды түрлі малоответственные токоподводящие серіппе » электроприборах.

Жезден. Жезден білдіреді, мыс қорытпалары, олардың негізгі легирующим элементі болып табылады мырыш (43% дейін).

Негізгі қасиеттері кейбір латуней төменде келтірілген.

Ескерту. Алымында деректер үшін отожженной жезден, бөлгіште – твердотянутой.

Жезден берік, пластичнее мыс, жеткілікті түрде жоғары салыстырмалы үзіліс кезінде салыстырмалы түрдегі ұзартылуы жоғары беріктік шегі созылу салыстырғанда таза мыспен, олар пониженную құны, өйткені кіріс, оларға мырыш едәуір арзан мыс. Кейде арттыру үшін коррозиялық төзімділігі балқыманың құрамына аздаған мөлшерде енгізеді алюминий, никель, марганец.

Жезден жақсы штампуются және оңай ұшырайды терең вытяжке (байланыс термобиметаллического реле, экрандар контурларды, пластиналар әуе конденсатор айнымалы сыйымдылығы, қалпақшалар радиотехникалық шамдар).

Алматыда жанармайының күрделі латуней әріптен кейін Л (белгісі жезден) қойылады әріптер, олар көрсетеді болуы легірлеуші элементтердің (мыстан басқа), мысалы ЛС59-1 (59% мыс Cu, 1 % қорғасын Pb, қалғаны мырыш Zn).

2. Алюминий және оның қорытпалары
Алюминий. Алюминий жатады деп аталатын жеңіл металдар (құйма тығыздығы алюминий шамамен 2600, прокатанного -2700 кг/м3).

Алюминий ие мынадай ерекшеліктері бар:

үлестік электр кедергісі r алюминий (ұстау кезінде қоспалардың құрамы 0,05% кем емес) 1,63 есе, мыс, сондықтан ауыстыру мыстың алюминиймен мүмкін емес, әсіресе радиоэлектроника;

Тіпті құны бірдей алюминий және мыс құйма құны алюминий сым екі есе төмен, алайда, пайдалану үшін алюминийді оқшауланған сымдар көп жағдайда аз тиімді-шығындарды оқшаулауға;

алюминий ауада белсенді түрде тотығады және жабылады биязы оксидной пленкамен үлкен электр кедергісі, ол сақтайды алюминий одан әрі тотығу, бірақ жасайды үлкен өтпелі кедергісі байланысу орындарында алюминий сымдары;
алюминий кем дефицитен қарағанда, мыс;
елеулі кемшілігі ретінде алюминий бағыттауыш арқаны материал болып табылады төмен механикалық беріктігі, оны көтеру үшін алюминий ұшырайды механикалық өңдеу;
таптау, созу және күйдіру алюминийден жасалған ұқсас тиісті операциялар үшін мыс;
қоспалар айтарлықтай төмендетеді өткізгіштігі алюминий.
Алюминий жоғары дәрежелі тазалық (қоспалардың артық емес 0,001… 0,01%) марка А999 және А995 жасау үшін пайдаланады анодты және катодты фольга электролитті конденсаторлар мен микроэлектроникадағы алу үшін жұқа пленкаларды.

Кем таза алюминий маркалары А97 және А95 (қоспалардың артық емес 0,03%) пайдаланады корпустары үшін электролитті конденсаторлар, статорных және ротор пластина әуе конденсаторлар. Алюминий фольга және таспа дайындайды экрандар радиожиілік коаксиальных кабельдер.

Өнеркәсіп шығарады, алюминий сымға келесі марка: АТП — қатты беріктігі, АТ — қатты, АПТ — полутвердая, АМ — жұмсақ.

Негізгі қасиеттері алюминий сым төменде келтірілген.

Қарай азайту қаттылығын сым 1,9…2,7 есе азаяды оның шегі созылу кезіндегі беріктілік. Ең жоғары мәні беріктік шегін sp алюминий сымдар 2 еседен астам төмен тиісті маңызы бар мыс. Төмен механикалық беріктігі дұрыс пайдалану алюминий себеп үйлесімді орындай отырып, мынадай шарттар: олардың болмайды протаскивать бойынша қатты топырақ, скручивать мыс сыммен, ластауға беті.

Алюминий қорытпалары. Сплав алъдрей (0,3. ..0, 5% мыс Си, 0,4… 0,7% кремний 51, 0,2… 0,3% темір Ре, қалғаны алюминий А1) келесі қасиеттерге ие:

жоғары механикалық беріктігі (2 есе берік алюминий алушыларға твердотянутой мыс ѕр = 350 МПа);
сплав сақтайды жеңілдігі таза алюминий және жақын оған жұмыс істеуге мүмкіндік электрлік кедергісіне (r = 0,0317 мкОм-м);
жоғары шегі діріл беріктігі салыстырғанда таза алюминиймен.
Дайындау үшін қолданылады сымдар малонагруженных электр беру желілері.

Магналий (алюминий қорытпасы с магнием) ерекшеленеді, тығыздығы төмен. Дайындау үшін қолданылады мерген түрлі электрорадиотехнических аспаптар.

Силумин тобына жатады құю қорытпалар натрийлі, кремний, мыс және марганец. Ол жақсы жидкотекучестью, кіші усадкой, үлкен тығыздығы және жоғары беріктігімен салыстырғанда алюминиймен және кеңінен қолданылады корпустары үшін әуе конденсаторлар.

Дюраль жатады деформируемым сплавам алюминийдің мыспен, магний және марганецпен. Мыс және магний жақсартады қорытпаның механикалық қасиеттерін, ал марганец тығыздығын арттырады және коррозиялық тұрақтылығын, ол жеткіліксіз болып табылады басқа салыстырғанда коррозионными балқымаларымен. Тоттанудан қорғау үшін, оны жабады, лак, бояулар немесе қабаты бар алюминий.

«Обозначениях дюралей әріптен кейін Д тұр көрсететін сандар болуы легірлеуші қоспаларды, мысалы Д1 (3,8% — ға, мыс Cu, 0,4…0,8% магний Mg, марганец Mn).

Әдебиеттер тізімі:
1. Журовлева Л. В., Электроматериаловедение: Оқулық кәсіптік бастауыш білім алуға арналған. М.: Изд. Орталығы «Академия»; ИРПО, 2000. -312 с.