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

51 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

2209. Исследование фильтров на поверхностных акустических волнах 1.04 MB
  Изучить назначение, конструкции и основы технологии фильтров на поверхностных акустических волнах (ПАВ), а также их основные характеристики. Исследовать амплитудно-частотные характеристики фильтров для УПЧИ и УПЧЗ современных телевизоров, влияние температуры на их характеристики.
2210. Разработка эффективной ассортиментной политики филиал ОАО Татспиртпром Винзавод Казанский 449.88 KB
  Теоретические основы формирования ассортиментной политики организации. Управление ассортиментной политикой организации на примере Филиала ОАО Татспиртпром Винзавод Казанский. Социально-экономическая оценка эффективности мероприятий по формированию оптимальной ассортиментной политики организации. Правовое обеспечение предложенных мероприятий по формированию оптимальной ассортиментной политики организации.
2211. Анализ и поверочный расчет установки сернокислотного алкилирования 24/36 43.79 KB
  Расчет условно – постоянных затрат установки. Расчет затрат на заработную плату основных производственных рабочих (ОПР). Расчет затрат на заработную плату инженерно – технических руководителей (ИТР). Составление калькуляции себестоимости продукции установки.
2212. Електричні системи та мережі 571 KB
  Якість електричної енергії і її регулювання в електричних системах. Умови роботи й конструктивне виконання ліній електричних мереж. Основні дані про електричні системи й режими їхньої роботи. Характеристики й параметри елементів електричної системи.
2213. Определение постоянной Планка по спектру испускания атомов водорода 96.24 KB
  Цель работы: определение постоянных Ридберга и Планка и потен¬циала ионизации атомов водорода по спектру испускания (свечения).
2214. Издательство Виктора Камкина 75.5 KB
  Русское книгоиздание за рубежом получило широкое развитие в XX в., в период так называемых трех волн русской послеоктябрьской эмиграции (1917-30-е гг., 1940-е гг., 1960-1970 е гг.).
2215. Программирование с использованием математического сопроцессора 70.91 KB
  Необходимо разработать и отладить программу на языке Си, реализующую алгоритм вычисления функции (1+x)α, eps=10-17 путем разложения в ряд.
2216. Расчёт транзисторного генератора 343.52 KB
  Краткий обзор генераторов. Классификация и структурная схема генераторов. Понятие о стабилизации частоты автогенератора. Расчет элементов схемы АГ с учетом заданных параметров. Расчет параметров резистивного усилителя с эмиттерной стабилизацией и фиксированным напряжением базы.
2217. Породообразовательный процесс свиней в России и Зарубежных странах 771.79 KB
  Крупная белая порода свиней. Итоги работы по созданию белорусской крупной белой породы свиней. Разведение популяции свиней крупной белой породы в Алтайском крае. Прошлое и настоящее ливенской породы свиней.