19351

Неметаллические проводниковые материалы

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция №3. Неметаллические проводниковые материалы. Сверхпроводники. При понижении температуры удельное сопротивление p металлов уменьшается. Представляет большой интерес электропроводность металлов при весьма низких криогенных температурах приближающихся к...

Русский

2013-07-12

27.87 KB

58 чел.

Лекция №3.

Неметаллические проводниковые материалы.

Сверхпроводники.

При понижении температуры удельное сопротивление p металлов уменьшается. Представляет большой интерес электропроводность металлов при весьма низких (криогенных) температурах, приближающихся к абсолютному нулю.

В 1911 г. голландский ученый Г. Каммерлинг-Оннес обнаружил, что при охлаждении до температуры 4,2 К сопротивление кольца из замороженной ртути внезапно падает до очень малой, практически не измеряемой величины. Это исчезновение электрического сопротивления, т.е. появление бесконечной удельной проводимости материала, было названо сверхпроводимостью, а критическая температура охлаждения, при которой совершается переход вещества в сверхпроводящее состояние,  температурой сверхпроводникового перехода Ткр.

В дальнейшем были обнаружены помимо ртути и многие другие материалы, причем не только чистые металлы (химические элементы), но и различные сплавы и химические соединения, способные при охлаждении до достаточно низкой температуры переходить в сверх проводящее состояние. Такие материалы получили название сверхпроводников. Однако многие вещества, в том числе такие наилучшие (т.e. обладающие наименьшими значениями p при нормальной температуре) проводниковые материалы, как серебро и медь при самых низких достигнутых в настоящее время температурах перевести в сверхпроводящее состояние не удалось. Следует отметить, что сверхпроводники могут быть соединения и сплавы не только сверхпроводниковых элементов с несверхпроводниковыми и даже соединения, в молекулы которых входят атомы исключительно несверхпроводниковых элементов. Так, соединение CuS – сверхпроводник с Ткр = 1,6 К, хотя ни медь Cu, ни сера S не являются сверхпроводниками. Ферромагнитные материалы не являются сверхпроводниками.

Электрический ток, однажды наведенный в сверхпроводящем контуре, будет длительно (годами) циркулировать по этому контуру.

Криопроводники.

Явление криопроводимости. Т > Tкр достижение некоторыми металлами при криогенных температурах p <<< p2+3.

Материал обладающий более благоприятными характеристиками для использования их криопроводимости, называют криопроводниками или гиперпроводниками. С физической точки зрения явление криопроводимости не сходно с явлением сверхпроводимости.

Разные металлы.

Вольфрам

Чрезвычайно сложный металл серого цвета. Среди металлов он обладает более высокой температурой плавления. Для вольфрама характерна слабая связь между отдельными кристаллами, поэтому сравнительно толстые изделия из вольфрама, хрупкие.

Вольфрам является одним из важнейших материалов электро-вакумной техники. Применение вольфрама было впервые предложено Ладыгиным в 1890 году. Его можно использовать при повышенных температурах Т>2000гр. Вольфрам применяют для изготовления контактов.

Преимущество: Устойчивость к работе, малый механический износ, способность противостоять воздействию электрической дуги и отсутствие приворимости, малая подверженность электрической коррозии.

Недостатки: Трудная обрабатываемость, образование оксидных пленок и необходимость большого давления, для обеспечения малых значений сопротивления электрического контакта.

Молибден

Молибден широко применяют в электровакуумной технике при менее высоких температурах, чем вольфрам. Но накаливаемые детали из молибдена также должны работать в вакууме, в инертном газе или в восстановительной атмосфере. Его также применяют для электрических контактов.

Благородные металлы.

Золото – металл желтого цвета, обладающий высокой пластичностью. В электротехнике золото используют как контактный материал для коррозионно-устойчивых покрытий, для электродов фотоэлементов, для вакуумного напыления пленочных микросхем.

Серебро – серый блестящий материал, стойкий против окисления при нормальной температуре. Серебряную проволоку используют для изготовления контактов, рассчитанных на небольшие токи. Серебро применяют также для непосредственного нанесения на диэлектрики, в качестве обкладок керамических и слюдяных конденсаторов. Химическая стойкость у серебра ниже, чем у других металлов.

Платина – металл, практически не соединяющийся с кислородом и весьма стойкий к самым разнообразным химическим реагентам. Платина прекрасно поддается механической обработке, вытягивается в очень тонкие нити и ленты. Платину применяют, в частности при изготовлении термопар для измерения высоких температур – до 1600 С.

Вследствие малой твердости платина редко применяется для контактов в чистом виде, но служит основой для ряда контактных сплавов.

Палладий – по многим свойствам близок к платине и в ряде случаев служит её заменителем. Его используют в электровакуумной технике для поглощения водорода. Палладий и его сплавы с серебром и медью применяют в качестве контактных материалов.

Никель и кобальт.

Никель серебристо-белый металл, широко применяемый в электровакуумной технике. Его достаточно легко получить в чистом виде 99,99%. Никель выпускают различных марок в виде полос, пластин, лент, трубок, стержней и проволки. Никель легко поддается даже в холодном состоянии механической обработке: ковке прессовке, прокатке, штамповке и т.д. Никель используют также в качестве компонента ряда магнитных и проводниковых сплавов, а также для защитных и декоративных покрытий.

Кобальт получают металлургическим путем последующей очисткой или восстановлением окислов кобальта водородом. Кобальт мало химически активен. Применяют в качестве составных частей и жаростойких сплавов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70129. Визначення коефіцієнту відновлення та часу співудару пружних куль 52.5 KB
  Мета: визначити коефіцієнт відновлення і часу співудару у випадку пружного центрального удару куль. Прилади та обладнання: джерело постійного струму, електор магніти з фіксаторами, вимірювач напруги, дві кульки підвішені на струмопровідних нитках.
70130. Создание и администрирование учетных записей пользователей и групп 126.5 KB
  Цели работы: научиться создавать, изменять удалять учетные записи и группы; научиться задавать и изменять пароли; научиться добавлять учетные записи в группы. Задание 1. Создайте доменную учетную запись декана: имеет доступ ко всем ресурсам сети, может осуществлять вход на любой компьютер.
70131. УКРАЇНСЬКА НАРОДНА ВИШИВКА У СУЧАСНОМУ МОДЕЛЮВАННІ, ТВОРЧА РОЗРОБКА І ЗАМАЛЮВАННЯ ОРНАМЕНТІВ ДЛЯ ТЕХНІК ГЛАДІ ТА ХРЕСТИКА 304 KB
  Слово орнамент в перекладі з латині означає прикраса Люди завжди намагалися прикрасити свій побут зробити його святковим нарядним радісним тому речі які їх оточували вони здавна покривали різними орнаментами. Вся різноманітність орнаментальних форм підпорядковується математичним законам...
70134. Прості цикли в Паскалі. Сума нескінченного ряду 102 KB
  Постановка завдання: Обчислити суму нескінченного ряду з заданою точністю. Визначити кількість членів, необхідних для досягнення заданої точності. Створити два типи програм за допомогою різних операторів циклу.
70135. Чертёж плоского контура и его аксонометрия 89.5 KB
  Команда LIMITS (Ограничения) позволяет выбрать формат поля чертежа. Первый запрос командной строки предлагает нам координаты левого нижнего угла формата принять за начало координат (0,0) по умолчанию. После ввода начала координат второй запрос предлагает выбрать правый верхний угол...
70136. ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ И СХЕМ ДЕАЭРАТОРОВ 157.5 KB
  Деаэрация питательной воды паровых котлов и подпиточной воды тепловых сетей является обязательной для всех котельных. Деаэраторы предназначены для удаления из воды растворенных в ней неконденсирующихся газов. Для деаэрации питательной воды в котельных применяются струйные...