Сплавы высокого сопротивления
Задание:
1. Написать конспект
2. Ответить на вопросы:
Контрольные вопросы
1. Проводниковые материалы и их сплавы. Основные характеристики и применение.
2. Проводниковые сплавы высокого сопротивления. Основные характеристики и применение.
3. Проводниковая медь, её основные параметры, марки и область применения.
4. Полупроводниковые материалы. Их виды. Удельное сопротивление и зависимость от различных факторов.
5. Металлокерамические и электроугольные проводниковые изделия, технология изготовления и область применения.
Основные понятия:
Проводниковые материалы
Классификация и назначение
Различают:
1) Проводники первого рода – чистые металлы, сплавы, электроуголь - обладают электронной проводимостью. С повышением температуры их сопротивление растёт.
2) Проводники второго рода – электролиты (растворы солей, кислот и щелочей в воде) - для них характерна ионная проводимость. С повышением температуры их электропроводность растёт.
По удельному сопротивлению различают материалы:
а) высокой проводимости – предназначены для проводов и кабелей;
б) сплавы высокого сопротивления – для реостатов, нагревательных элементов и др.
Особо выделяют контактные материалы, обладающие износо- и дугостойкостью - их применяют для щёток электрических машин, вставок пантографов и др.
Материалы высокой проводимости
1) Медь (в земной коре не более 0,01 %, в рудах не более 2 % - в виде сульфидов и окислов) – получают сложным металлургическим путём, а затем очищают (рафинируют) электролизом.
|
|
|
Чистая проводниковая медь – пластичный металл красно-оранжевого цвета. Температура плавления 1083 0С, плотность 8960 кг/м3 , удельное сопротивление ~ 1,75 ×10-8 Ом×м, устойчива к атмосферной коррозии. Холодной прокаткой получают нагартованную медь с повышенной прочностью и твёрдостью.
Отжигают медь при температуре 450 … 500 0С с охлаждением в воде. Отожжённую мягкую медь применяют для жил проводов и кабелей, нагартованную – пластины коллекторов, ножи рубильников, контактный провод и др.
Согласно стандарту выпускают шесть марок электротехнической меди, в зависимости от её чистоты: М00 – (99,99 % Cu);М0, М1…М4 - (99,00 % Cu). Первые три марки применяют для проводов , кабелей, фольги, остальные – для медных сплавов.
Сплавы меди:
а) бронзы- это сплав меди и олова, алюминия, кремния, бериллия, кадмия. Наилучшая электропроводность у кадмиевых бронз. Применяют: для коллекторных пластин, контактов, пружин, контактных проводов и т.п.;
б) латуни –это сплавы меди и цинка – легко обрабатываются, значительно прочнее меди и дешевле. Применяют для контактов, зажимов, токоведущих крепёжных деталей.
|
|
|
2) Алюминий – самый распространённый металл в земной коре (до 8 %). Добывают из глинозёмистых пород (Al2O3), путём электрического разложения, а затем рафинируют электролизом.
Электротехнический алюминий мягкий, пластичный белый металл. Температура плавления 658 0С. Уступает меди по механической прочности и электропроводности. Плотность 2700 кг/м3 , удельное сопротивление ~ 2,8×10-8 Ом ×м. На воздухе покрывается непроводящим оксидом. При холодной прокатке упрочняется (наклёп), отжиг производят в соляной ванне при температуре ~ 300 0С. В контакте с медью и многими другими металлами, алюминий образует гальваническую пару и разрушается электрокоррозией.
Согласно стандарту выпускают 13 марок проводникового алюминия: от А999 (99,999 %) до А (99,00 %).
Высшие марки применяют для фольги, электродов конденсаторов, оболочек кабелей, обмоточных проводов. Остальные - для производства различных кабельных изделий, роторных обмоток электродвигателей, а так же для сплавов. Соединяют алюминиевые провода сваркой, опрессовкой, пайкой при помощи специальных припоев.
Сплавы алюминия:
а) литейные – силумины –это сплав алюминия и кремния используют для конструкционных деталей;
|
|
|
б)деформируемые – дюралюмины – это сплав алюминия, меди и магния, применяют для токоведущих панелей и шасси, корпусов приборов и др.
3) Проводниковая сталь - низкоуглеродистая (0,1…0,15 % С) – наиболее дешёвый и механически прочный проводник. Плотность 7800 кг/м3. Удельное сопротивление (1,2…1,4) ×10-7 Ом×м. Оцинкованную стальную проволоку используют в воздушных линиях электропередач. Применяют также биметаллические проводники: сталь-алюминиевые голые провода и медно- стальную проволоку.
Сплавы высокого сопротивления
1) Манганин – сплав на основе меди , с добавкой 2-3 % никеля и 12-13 марганца, светло-оранжевого цвета, плотность ~ 8400 кг/м3, удельное сопротивление (4,7 … 5,3) ×10-7 Ом×м, рабочая температура до 200 0С. Имеет малую термо- эдс в паре с медью.
Манганиновые изделия: проволока, лента, обмоточные провода - применяют для резисторов высоких классов точности.
2) Константан – сплав на основе меди, с добавкой 32 – 40 % никеля и 1—2 % марганца. Цвет серебристый с желтизной. Плотность ~ 8900 кг/м3, удельное сопротивление (4,5 … 4,8) ×10-7 Ом×м. Рабочая температура до 450 0С.
В паре с медью даёт высокую термо- эдс.
Изделия резисторы низких классов точности, термопары
|
|
|
Жаростойкие сплавы
Рабочая температура 900 … 1200 0С. Основные компоненты сплавов: никель, хром, алюминий, железо. Жаростойкость обусловлена образованием на поверхности плотной оксидной плёнки, исключающей прохождение кислорода вглубь.
Различают:
а) нихромы (55 – 78 % никеля,15 – 25 % хрома, марганца и железа) – пластичны, легко протягиваются в проволоку и ленту. Широкое применение ограничено высокой стоимостью;
б) фехрали и хромали (~ 0,7 % Mn, ~ 0,6 % Ni, 12 – 15 % Cr, 3,5 – 5,5 % Al, остальное - железо) – значительно дешевле нихромов, обрабатываются хуже, применяют в нагревательных приборах и различных сопротивлениях.
Недостаток - повышение твердости и хрупкости после нагрева до ~ 1000 0С и охлаждения.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 212; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!