Благородные металлы

Тугоплавкие металлы

Вольфрам— чрезвычайно тяжелый твердый металл серого цвета. Из всех металлов он обладает наиболее высокой температурой плавления. Вольфрам получают из руд различного состава. При механической обработке ковкой и волочением вольфрам приобретает волокнистую структуру; этим объясняется гибкость тонких вольфрамовых нитей. С уменьшением толщины вольфрамовой проволокисильно возрастает и её предел прочности при растяжении (от 500÷600 МПа для стержней диаметром 5 мм до 3000÷4000 МПа для тонких нитей); относительное удлинение перед разрывом таких нитей около 4%. Вольфрам применяют также для изготовления контактов. Их достоинства: устойчивость в работе, малый механический износ, дугостойкость, отсутствие привариваемости вследствии тугоплавкости. Недостатки – трудность обработки, образование оксидных плёнок и необходимость применения больших давлений для обеспечения малых электрических сопротивлений контакта.

Молибден.Молибден применяют в электровакуумной технике при менее высоких температурах, чем вольфрам. Механическая прочность молибдена в большой степени зависит от механической обработки. Значение _р от 350 до 2500 МПа, а Dl/l составляет от 2 до 55%. Плотность молибдена почти в 2 раза меньше чем у вольфрама. Молибден используется для изготовления контактов.

Золото- жёлтый металл высокой пластичности, весьма устойчивый к коррозии. Значение s_р = 150 МПа, а Dl/l =40%. Используется для покрытия контактов в электронных изделиях, при изготовлении микросхем и фотоэлементов.

Серебро– белый блестящий металл, стойкий к окислению при нормальных условиях. Имеет наименьшее удельное сопротивление при нормальной температуре среди всех металлов. Значение s_р = 200 МПа, а Dl/l =50%. Используется для контактов, рассчитанных на небольшие токи. Серебро применяют также для непосредственного нанесения на диэлектрики в качестве обкладок в производстве керамических и слюдяных конденсаторов. Недостатком серебра является его склонность к миграции внутрь диэлектрика, на который нанесено серебро, в условиях высокой влажности, а также при высоких температурах окружающей среды. Химическая стойкость серебра по сравнению с другими благородными металлами понижена.

Платина— металл, практически не соединяющийся с кислородом и весьма стойкий к химическим реагентам. Платина прекрасно поддается механической обработке, вытягивается в очень тонкие нити и ленты. Платину применяют, в частности, для изготовления термопар для измерения высоких температур — до 1600°С (в паре со сплавом платина — родий). Вследствие малой твердости платина редко применяется для контактов в чистом виде, но служит основой для контактных сплавов. Сплавы платины с иридием стойки к окислению и к износу, имеют высокую твердость и допускают большую частоту выключений, но дороги и применяются только для ответственных целей.

Палладий по многим свойствам близок к платине и в ряде случаев служит её заменителем. Палладий используют в электровакуумной технике для поглощения водорода. Палладий и его сплавы с серебром и медью применяются в качестве контактных материалов. Механические свойства палладия весьма хорошие: в отожженном состоянии равен 200 МПа при Dl/l до 40%.

Свинец — металл сероватого цвета, дающий на свежем срезе сильный металлический блеск, но затем быстро тускнеющий вслед­ствие поверхностного окисления. Сви­нец— мягкий, пластичный, малопрочный металл. Он имеет высокое удельное сопротивление  . Преимуществом свинца является его высокая кор­розионная стойкость; он устойчив к действию воды, серной и соля­ной кислот (при низких температурах) и ряда других реагентов; однако азотная и уксусная кислоты, гниющие органические ве­щества, известь и некоторые другие соединения разрушают свинец. Свинец в больших количествах применяют в качестве оболочек, защищающих изоляцию кабелей от проникновения в нее влаги. Кроме дого, свинец используют для изготовления плавких предо­хранителей, пластин свинцовых аккумуляторов и т. д. Свинец широко употребляют как материал, сильно поглощающий рентгеновские лучи

Олово — серебристо-белый металл, обладающий ясно выра­женным кристалическим строением. При изгибе прутка олова слы­шен треск, вызываемый трением кристаллов друг о друга. Олово — мягкий, тягучий металл, позволяющий получать путем прокатки тонкую фольгу. Кроме обыкновенного белого олова, кристаллизующегося в тетрагональной системе, существует другое видоизменение его — серое порошкообразное олово (плотность 5,6 Мг/м³). При сильном морозе на белом олове появляются серые пятна (выделение серого олова). При нагреве серое олово снова переходит в белое. Если нагреть олово до температуры выше 160° С, оно переходит в третью (ромбическую) модификацию и становится хрупким. При нормаль­ной температуре олово на воздухе не окисляется, вода на него не влияет, а разведенные кислоты - действуют очень медленно. Олово используют в качестве защитных покрытий металлов (лу­жение); оно входит в состав бронз и припоев. Тонкая оловянная фольга (6—8 мкм), применяемая в производстве некоторых типов конденсаторов, обычно содержит присадки: до 15% свинца и до 1 % сурьмы — для облегчения прокатки и улучшения механической прочности. Оловянно-свинцовую фольгу толщиной 20—40 мкм применяют в качестве обкладок в слюдяных конденсаторах.

Цинк — светлый металл, получаемый металлургическими мето­дами и очищаемый электролитически. Цинк марки ЦВ (высоко­очищенный) содержит не менее 99,99% 2п и не более 0,01% при­месей (РЬ, Ре, Со¹, Си). При комнатной температуре цинк хрупок; при нагреве до 100° С он становится тягучим и пластичным.

В качестве проводящих неметаллических материалов могут быть использованы природный графит, сажа, пиролитический углерод, бороуглеродистые пленки, высокоомные сплавы металлов и других материалы.

Природный графит представляет собой одну из модификаций чистого углерода слоистой структуры с большой анизотропией как электрических, так и механических свойств. Основные свойства графита (а также пиролитического углерода, см. ниже) приведены в таблице 3.5. Следует отметить, что чистый углерод в модификации алмаза представляет собой диэлектрик с весьма высоким удельным сопротивлением.

Сажи представляют собой мелко дисперсный углерод с примесями слоистых веществ. Лаки, в состав которых в качестве пигмента введена сажа, обладают малым удельным сопротивлением и могут быть использованы для выравнивания электрического поля в электрических машинах высокого напряжения.

Пиролитический углерод получают путем пиролиза (термического разложения без доступа кислорода) газообразных углеродов (метана, бензина, гептана) в камере, где находятся керамические или стеклянные основания заготовок для резисторов.

Особенностью структуры пиролитического углерода является отсутствие строгой периодичности в расположении слоев (в отличие от графита) при сохранении их параллельности.

Бороуглеродистые пленки получаются пиролизом борорганических соединений, например В(С₄Н₉)₃ или В(С₃Н₇)₃. Эти пленки обладают малым температурным коэффициентом удельного сопротивления.

 

Виды неметаллических проводников