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

50 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

63388. ОБСЛЕДОВАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТРЕБНОСТЕЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ 461 KB
  Выявление факторов способствующих и препятствующих достижению цели Изучение информационных потребностей Анализ запросов пользователей оценка использования информации Определение необходимой информации для различных видов деятельности...
63389. Возникновение экономической мысли. Древний мир. Экономические идеи на Древнем Востоке 100 KB
  Распространение практики наемного труда устанавливались предельные сроки найма и размер денежного вознаграждения за труд. Обосновывается общественное разделение труда что считается основой деления общества на касты.
63390. Понятие популяции. Статические характеристики популяции: численность (плотность) и биомасса популяции, возрастной и половой состав. Пространственное размещение и его характер. Динамические характеристика популяции. Кривые выживания 59 KB
  Виды заселяют эти «островки» своими популяциями. Конечно, биологический вид не похож на сеятеля, засевающего природные участки группами своих особей: просто виды распространены не равномерно...
63391. Частотное объединение и разделение каналов 308.01 KB
  Формирование группового тракта системы с ЧРК При частотном разделении каналов для передачи данных различных источников сообщений используются определенные поддиапазоны частот.
63392. Экономика как система общественных отношений. Типы экономических систем, способы классификации, сущность, значение в развитии общественного хозяйства 63 KB
  Правоотношения собственности. Теория прав собственности. Экономико-правовые и организационно-экономические отношения собственности. Отношения собственности в системе экономических отношений.
63394. Учение и биосфере и биосферно-ноосферная концепция В.И. Вернадского. Формирование концепции биосферы. Концепция живого вещества. Концепция антропогенного воздействия как мощного геологического и геохимического фактора 205.5 KB
  Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы.
63395. Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны 525.15 KB
  Различия между ними не сводятся к тому, что в OFDM-системах используются оптические, а не электрические сигналы. При обычном частотном мультиплексировании применяется механизм амплитудной модуляции с одной боковой...