Механические свойства проводников

Эти свойства характеризуются пределом прочности при растяже­нии σ_р, относительным удлинением при разрыве Δl/l, хрупкостью, твер­достью и другими параметрами.

Механические свойства металлических проводников в весьма боль­шой степени зависят от механической и термической обработки, от наличия, примесей и т. п. Отжиг приводит к существенному уменьше­нию σ_р и увеличению Δl/l;

Важной высокочастотной характеристикой металлических проводников является волновое сопротивление, характеризующее сопротивление распространения электромагнитной волны.

Частота тока - ω магнитная проницаемость - μ

Рассмотренные краткие сведения об электросопротивлении металлов и сплавов свидетельствуют о возможностях управлять этим свойством путем внешнего воздействия или варьированием композиции сплава, что предопределило следующие области использования данной характеристики материалов в системах: - проводниковые материалы; - материалы резисторов; - материалы датчиков температуры и деформации.

Классификация проводниковых материалов

Большинство металлических проводниковых материалов обладает очень высокой электропроводностью - =0,0150,03 мкОм·м. Это преимущественно чистые металлы. У металлических (резистивных) сплавов =0,42 мкОм·м. Большинство чистых металлов и сплавов могут использоваться в среде окружающего воздуха до температуры не выше 200⁰С и некоторые до 500⁰С. При превышении этих температур на проводнике образуется пленка оксидов, имеющая рыхлую структуру и кислород окисляет металл. Современная электроника нуждается в проводниковых материалах, не окисляемых кислородом воздуха при 800-1000⁰С.

Проводники с малым удельным сопротивлением

В электронике проводниковые материалы применяются для прово­дов, сопротивлений и контактов. Материалы должны обладать следующими особенностями: малым удельным сопротивлением с целью уменьшения потерь энергии при передаче по проводам, коррозионной стойкостью при изменении температуры и влажности окружающей среды, лёгкой пайкой и свариваемостью при монтаже аппаратуры, высокой пластичностью для получения проволоки диаметром до 1 микрона, необходимой прочностью во избежание провисания.

Чем меньше в проводнике примесей, тем выше его эл. свойства. С развитием радиоэлектроники возникла необходимость получения возможно чистых полупроводниковых материалов.

К основным проводниковым материалам относятся медь, алюминий и серебро. Наименьшим сопротивлением ( р = 0,0150 мкОм∙м) обладает серебро, но в связи с дефицитностью оно находит ограниченное применение.

Медь.

Первым по значению проводниковым материалом является медь марок М1 (содержание примесей не более 0,1%) и МО (содержание примесей менее 0.5%). Электросопротивление стандартной проводниковой меди составляет 0,0172 мкОм-м. Примеси существенно ухудшают проводимость меди (см. рис, 4.1 ). Особенно нежелательны примеси А1, Ве, Ре, Si и Р, содержание которых около 0,5% приводит к повышению р на 40... 50%.

Высокая проводимость меди сочетается с хорошей деформируемостью, достаточно высокими механическими свойствами, удовлетворительной технологичностью при сварке и пайке.

Существенным недостатком меди является склонность к атмосферной коррозии и чувствительность к водородному охрупчиванию ("водородная болезнь» меди). Медь применяется для изготовления проводников (проводов, кабелей, шин),токоведущих деталей приборов и аппаратов.