8. Проводниковые материалы высокой проводимости. Их применение. Медь и алюминий: их особенности, достоинства, недостатки и применение.

Материалы с высокой проводимостью: медь, алюминий, никель, серебро, золото.

Медь и её сплавы.

Медь занимает первое место по применимости среди проводниковых материалов. Достоинства меди: 1)высокая электропроводность 2)хорошо паяется, сваривается и обрабатывается 3)имеет достаточную механическую прочность 4)имеет удовлетворительную коррозионную стойкость. Недостатки: 1)низкое сопротивление стиранию 2)при нагревании выше 200⁰С снижается прочность.

Примесь в меди 0,1% резко снижает прочность и повышает удельное сопротивление ⍴.

Различают мягкую медь (отожённую при температуре несколько сот градусов с последующим охлаждением) и твёрдую медь (неотожённую, получаемую холодной прокаткой, которая по твёрдости и упругости превосходит мягкую медь).

Мягкая медь применяется для изготовления токопроводящих жил и проводов, где важна гибкость и пластичность, а также кабель.

Твёрдую медь применяют там, где нужна механическая прочность, твёрдость и сопротивление стиранию. Из неё изготавливают провода для воздушных линий, коллекторы электромашин, конструкционные материалы в электрорадиоаппаратуре.

Недостатками меди не обладают её сплавы: бронза и латунь. Бронза - Cu+Sn+Al+легирующие добавки: Si, Mg, P, Cr, Be, Cd.

9. Сплавы на основе меди: бронза и латунь, их применение. Никель, серебро и золото, их применение.

Из бронзы изготавливают токоведущие пружины, скользящие и штепсельные контакты, ножи переключателей и выключателей.

Латунь - Cu+Zn(до 40%)+легирующие добавки: Ni, Pb, Al и т.п. Из неё изготавливают зажимы, контакты приборов, сложные конструкционные изделия.

Алюминий занимает II место по применимости среди проводниковых материалов. Недостатки: 1)на воздухе покрывается оксидной плёнкой, которая препятствует пайке, сварке, а при соединении проводов образуются большие переходные сопротивления 2)хрупкость, легко ломается 3)сопротивление Al в 1,6 раз больше, чем у меди. Поэтому для изготовления провода такого же сопротивления как у меди надо увеличить диаметр провода в 1,2 раза. Достоинства: Al в 3,5 раза легче меди. Алюминиевая фольга 0,006-0,15 мм для обкладок. В микроэлектронике изготавливают контактные площадки и токоведущие дорожки.

Никель имеет высокую прочность и пластичность, стойкость к окислению и применяется для защиты декоративного покрытия изделий из железа, а в микроэлектронике, как зищитный слой на медь и алюминий. Обеспечивает надёжную пайку и сварку внешних выводов микросхем.

Серебро - имеет наименьшее удельное сопротивление, высокую пластичность (фольга 0,0003 мм) и стойкость к окислению до 200⁰С. В чистом виде серебро применяется для контактов в слаботочных цепях, в качестве электродов в керамических и слюденных конденсаторах. В сплавах с Cu и Cd применяется для контактов электроаппаратов.

Золото имеет высокую пластичность и инертность к агрессивным средам. Используется как контактный материал для электродов фотоэлементов, а в микроэлектронике - выводы навесных компонентов микросхем и в качестве химически инертного защитного слоя элементов интегральных схем.