Особености и функции на електропроводими материали (PM). Електропроводимостта на премиера. Проводници 1,2 и 3 родове. Структурно диригент верига. Фактори, определящи електропроводимостта на РП. Свръхпроводимост PM. В топлоелектрическа. Контакти. Материали с висока проводимост на висока устойчивост. микроелектроника часа. Спояване.
Провеждане материали - са материали, които служат като проводници на електрически ток. Тяхната електрическо съпротивление е малък, и варира от 10 до 10 -8 -4 ома ∙ m. Проводниците могат да бъдат твърди вещества: кристални метали, сплави, въглеродни - един вид на проводници 1; течност - електролит - един вид проводник 2; газообразен - освобождаване плазма - проводници 3 родове.
Проводници един род (фиг. 3,1) имат почти без междина, защото групата валентност и провеждането те се припокриват.
Метали проявяват метален вид химическа връзка, в който валенцията електрони атоми социализирани и образуват така наречената "свободен" електрон газ. Атомите разположени на места (пролуки) кристална решетка, са положително заредени йони като дадоха техните електрони "в обща употреба." В такава система има голям брой свободни носители такса - електрони.
Фиг. 3.1. Структурно диригент верига.
В метална проводници имат голям брой свободни носители на заряд - електрони, обаче тяхната висока проводимост. Формула проводници на електропроводимостта
където N - концентрация на свободни носители заряд, т -3;
ф - такса мобилност носител, m 2 / ∙ ите;
стойност носител заряд Cl - р.
Най-голямата проводимост притежават Ag, Cu, Au и Al, при който голям брой електрони (10 28) в един кубически метър, и техният брой е практически независимо от примеси или температурата, но мобилността на примеси има голямо влияние, което прави тяхното присъствие допълнително препятствие насочено движението на електроните в електрическо поле. Повишаването на температурата намалява електрическата проводимост, тъй като мобилността на електрони се намалява в резултат на термични вибрациите на кристалната решетка и увеличаването на случаен движение на електрони.
Температурен коефициент TKR (TKρ) проводници (чист метал) е положителен и количества (3 ∙ 10 -3. 4 ∙ 10 -3) 1 / ° С.
С увеличаване на съпротивлението обикновено увеличава температура. Когато инженерни изчисления използва формулата:
където ρt - съпротивление при температура Т;
ρ0 - съпротивление при стайна температура (обикновено Т = 20 ° С);
αρ - средна температурен коефициент на съпротивление.
Обработка на метали причинява изкривяване на кристалната решетка и води до увеличаване на съпротивление.
Чисти метали са по-чувствителни към температура, следователно, се използва като термистори и техните твърди разтвори на Cu-Ni, Cu-Ni-Mn, Ni-Cr, и други - като ultrastable примерни съпротивления.
Всички метали TM разделен метал с висока проводимост ρ <0,05 мкОм∙м, сплавы высокого сопротивления ρ> 0.5 micromhos ∙ m и свръхпроводящ материал с изключително малък ρ, че под определена температура (за всеки материал температурата) стават свръхпроводящ, т.е. DC им устойчивост става по същество нула. Ако металът влиза това състояние рязко - свръхпроводник първи вид, ако плавно - свръхпроводник вторият вид (обикновено сплав).
Температурата на свръхпроводящ преход се нарича критичната състояние (Та), над тази температура свръхпроводник става нормално състояние електропроводим.
Много Накратко, свръхпроводимост може да се обясни с факта, че металът при определени условия да образуват двойка електрони (Cooper двойки) и импулси с противоположни завъртания. Такава двойка взаимодействие с решетка - един електрон, което му придава инерцията си носи в възбудено състояние; втори електрон на тази двойка се решетка предава импулс и по този начин тя се превръща в нормална (първоначална) състояние. В резултат на това състояние на решетка не се променя, както и между електрони и фотони разменен сила на взаимно привличане. Такива електронни двойки и в метала една голяма част, но те се движат в унисон, техните електронните вълни имат еднаква дължина и фаза.
Липса на резистентност в свръхпроводника дължи на факта, че движението на електронни двойки в метала може да бъде описан като разпространението на (общо) на електрон вълна, която не е разпръснат кристална решетка, тъй като самата решетка участва в образуването на тази вълна, т.е. естествени вибрации на решетката съвпадащи с електронен вълна имат една и съща дължина на вълната и фаза.
Текущ развълнуван от външен източник (който след това е изключен) в свръхпроводящ верига може да се поддържа в продължение на много дълго време, ако определени условия, за да го подкрепят.
Освен нула свръхпроводници съпротива притежават идеални свойства диамагнитно, магнитните силови линии не проникне в тях, са изтласкани.
Сълзи електронни двойки и преминаване към нормално (не свръхпроводящ) състояние изисква разход на определена сила, например температура над критичната TCR; магнитно поле, превишаваща Hc (НС за всеки метал - си); електрически ток, чиято величина е по повърхността на свръхпроводник критично магнитно поле - Hc.
Ако енергията на тези въздействия по-голяма власт отношенията между електронни двойки и - те са унищожени, а металът губи своята свръхпроводящ състояние, превръщайки се в един обикновен проводник.
Трябва да се отбележи, че не всички чисти метали и сплави в състояние свръхпроводящ. Например, такива добри проводници при нормални условия като мед и сребро, не влизат в състояние на свръхпроводящи дори при температури, близки до абсолютната нула.
Таблица 3.1 показва някои проводими материали, които могат да станат свръхпроводящ при ниски температури, тяхното критично топлина и критично магнитно поле.
Използването на свръхпроводници в мощни магнити, трансформатори, генератори, електропроводи елиминира загубите в проводниците и може значително да увеличи плътността на тока и на магнитното поле.
Ние работим за създаване на високо свръхпроводници. Предполага се, че те са керамични материали.
където UA и UB - потенциала на контактните метали;
К - Болцман константа К = 1,38 ∙ 10 -23 w / степен;
Q - начално зареждане, 1.6 10 -19 A ∙ ∙ S;
Т - абсолютната температура, К.
Ако температурата на възел (Tg) е по-висока от температурата (Тх) краища на проводниците, между които дават възможност за измерване, затворената верига има thermoelectromotive сила, която може да се определи с формулата
Един пример на двойки проводници за производство термодвойки са: мед константан, chromel-Copel, които се използват за измерване на температури от 500 до 300 ° С, chromel-хромалумелова - 1000-900 ° С и др.
Голям процент от продукцията на електрически повреди в оборудването се дължи на процеси, протичащи в контактите. Ето защо, трябва да се считат за избора на материали за контактните двойки: в условията на тяхната експлоатация, на околната среда; взаимодействие материали един с друг (топлинна едн. взаимна дифузия), твърдостта, окисляване, и т.н.
Най-отговорни контакти, използвани в радиоелектроника са прекъснати и плъзгащи се. Когато този материал трябва да осигури висока надеждност: отстраняване на възможността на ерозия на контактните повърхности, заварени една към друга, и други силни окисление.
Като материали за контакт в прекъснат контакт използват чистите огнеупорни метали и метални сплави на различни състави, например:
Cu-W; Ag-CDO; Ag-Co, Ni, Cr, W, Mo, да; Cu-С; Cu-W, Mo; Au-W, Mo и др.
След втората алуминиев меден проводник материал. В съответствие с ГОСТ 11069-74 разграничи чист алуминий е особено A999, A995, с висока чистота-А95 и А85-технически клас АВ. В микроелектроника използвате A999.
Сребърни класове Sr999,9 и Sr999 използва в леко натоварени контакти в припой и микровълнова технология. Златни класове Zl999,9 и Zl999 като микропроводник и фолио се използват в интегрални схеми.
Високите съпротивителни материали се използват в производствения модел ES резистори, реостати, нагревателни елементи, състоящи се от термодвойки (Константан). Най-широко Манганови (Cu-Mn-Ni), Константан (Cu-Ni) и никел-хром сплави. Нихром (H20N80) е широко използван в микроелектрониката.
За проводник материали включват припой, които са предназначени за електрическо и механично свързване на проводници. Спояване са разделени в две групи: меки, с точка на топене от 300 ° С и твърдо вещество, с точка на топене над 300 ° С Якост на опън при меки 16-100 МРа, докато твърдата 100 - 500 МРа. Спойката включва различни компоненти: калай - О - С олово Silver - Cp, паладий - Pd, мед - М, германий - Т, бисмут - V, Ti - Т, антимон - Су, алуминий - А никел - Н индий - Ин, злато - PLN Si - Cr, Cd - К.
За тънкослойни резистори IP (резистивен дебелина на филма 0.01 - 0.1 микрона) се използват огнеупорни метали, сплави, композитни (металокерамика силициди) и калаен двуокис SnO2. Това хром, тантал, рений, Нихром, силициев съпротивителни филми (Si-Cr-Ni-Fe) PC марка; metalosilitsidnye сплави MLT (Si-SiO2-Fe-Cr-Ni-Al-W).
За дебелослойни резистори (10-20 микрона) се използва и serebropalladievye рутений паста. Тази паста скъпи, така проектирана евтино резистивен паста базата на полупроводникови оксид (SnO2 + SbO2. Te2O2).
въпроси на теста:
1. Определяне на премиера. Класификация.
2. Фактори, влияещи върху електропроводимостта на РП.
3. Кои параметър (проводимостта във формулата) се влияе от повишаването на температурата, въвеждането на примеси в метала и механично нарушаване на кристалната решетка?
4. Определяне на СТК.
5. Определяне на свръхпроводимост. Основните свръхпроводящи материали и техните характеристики.
7. Явленията на контактите.
8. Основните характеристики на Cu и А1 като РП.
9. Константан. Нихром. Манганови. Свойства и характеристики.
10. Класификация и характеристики припой.
11. Характеристики материали IC резистори.
Свързани статии