Проводниковые материалы. Общие сведения.



Твёрдыми проводниками электрического тока являются металлы, металлические сплавы и некоторые модификации углерода. Среди металлических проводников различают: материалы, обладающие высокой проводимостью, которые используют для изготовления проводов, кабелей, проводящих соединений в микросхемах, обмоток трансформаторов, волноводов и т.д.; материалы и сплавы, обладающие высоким сопротивлением, которые применяют для изготовления электронагревательных приборов, резисторов, реостатов, ламп накаливания и т.д.

Основными электрическими параметрами проводниковых материалов являются: удельная проводимость (или обратная ей величина - удельное сопротивление) и температурный коэффициент удельного сопротивления. Данные параметры рассмотрим подробнее немного ниже. Механические свойства проводников характеризуются пределом прочности при растяжении и относительным удлинением при разрыве.

Удельное сопротивление (р) проводника, имеющего постоянное поперечное сечение S и длину L, определяют по формуле: р=RS/L и выражают в омах на метр (Ом*м). Для измерения удельного сопротивления проводников пользуются внесистемной единицей Ом*мм2/м (S - измерено в мм2, L - в метрах). 1 Ом*м=106 Ом*мм2/м. Дольная от системной единицы 1 мкОм*м=1 Ом*мм2/м. Мы будем выражать удельное сопротивление проводников в мкОм*м, при этом сохранятся привычные численные значения р.

Температурный коэффициент удельного сопротивления показывает, как изменяется сопротивление, равное 1 Ом, при изменении температуры на 1 градус. В конце температурного диапазона удельное сопротивление рT0[1+αр(T2-T1)], где рT и р0 - удельное сопротивление проводника при температурах T2 и T1, αр - средний температурный коэффициент удельного сопротивления.

Физические параметры основных проводниковых материалов представлены в таблице ниже.


МатериалПлотность (Мг/м3)Температура плавления, °С Удельное сопротивление, мкОм*мТемпературный коэффициент удельного сопротивления, αр*10-3, K-1Работа выхода, эВ
Алюминий2.76600.02654.14.25
Вольфрам19.334000.0555.04.54
Железо7.8715400.0976.254.31
Золото19.310630.02253.954.3
Кобальт8.8515000.0646.04.41
Медь8.9210830.01684.34.4
Молибден10.226200.054.334.3
Никель8.9614530.0686.74.5
Олово7.292320.1134.54.38
Платина21.4517700.0983.95.32
Ртуть13.5-390.9580.94.52
Свинец11.343270.1904.24.0
Серебро 10.499610.0164.14.3
Хром7.1919000.132.44.58
Цинк7.144190.0594.14.25

Удельное сопротивление тонких металлических плёнок (толщина которых соизмерима с длиной свободного пробега электрона) больше удельного сопротивления исходного металла и зависит от толщины и способа получения плёнок. Оценивают проводящие свойства тонких плёнок по удельному поверхностному сопротивлению, равному сопротивлению участка плёнки, длина которого равна его ширине при прохождении тока через 2 его противоположные грани параллельно поверхности подложки.

Удельное сопротивление сплавов так же больше удельного сопротивления исходных компонентов. Увеличение сопротивления происходит при введении в металл неметаллических примесей, а так же при сплавлении двух металлов, образующих твёрдый раствор, в котором атомы одного металла входят в кристаллическую решётку другого.

Технические проводниковые материалы подразделяют на материалы высокой проводимости, металлы и сплавы различного назначения, сплавы высокого сопротивления, проводящие модификации углерода и материалы на их основе.



Список использованной литературы


1. Справочник молодого радиста. В.Г. Бодиловский. - М.: Высшая школа, 1983.



Поиск по сайту