- •2. Проводниковые материалы
- •2.1. Определение и свойства проводников
- •2.2. Зависимость электрических свойств проводниковых материалов от внешних факторов
- •2.2.2. Зависимость удельного сопротивления проводниковых материалов от давления
- •2.2.3. Сопротивление проводников на высоких частотах
- •2.2.4 Свойства материалов в виде тонких плёнок.
- •2.3 Материалы высокой проводимости.
- •2.4 Металлы высокого сопротивления.
- •2.5 Монометаллические резистивные материалы.
- •2.6 Металлические сплавы
- •2.7. Металло-окисные резистивные материалы.
- •2.8. Интерметаллические сплавы.
- •2.9. Механические композиции.
- •2.10. Материалы для толстоплёночных гис.
- •2.11. Сплавы специального назначения.
- •2.12 Биметаллы.
- •2.13. Вопросы и задачи
2. Проводниковые материалы
2.1. Определение и свойства проводников
удельным сопротивлением меньше 10-4Ом×м, для коммутации, и накопления зарядов. можно изготовить и резистивные элементы. все металлы, а также углерод.
кристаллическими веществами, особый вид металлической связи. пластичностью, металлический блеск, хорошо проводят ток и тепло.
-
;
(2.1)
где j – плотность электрического тока; Е – напряженность электрического поля; w – плотность теплового потока; DT – разность температур на единичном участке длины; g и l – коэффициенты удельной электрической проводимости и теплопроводности
связь между удельной электрической проводимостью и удельной теплопроводностью,:
,где L0=2,45×10-8B2K-2 – число Лоренца,
Основными параметрами,
1) удельное объемное электрическое сопротивление r или удельная проводимость g,
2) температурный коэффициент удельного сопротивления;
3) коэффициент теплопроводности;
4) коэффициент термо-э.д.с.
Удельное объемное сопротивление
сопротивлением R, поперечным сечением S и длиной L
-
(2.2)
g=1/rv, есть удельная проводимость. Для тонких пленок удельное сопротивление проводников выше, чем для массивных проводников. В гибридных интегральных схемах проводники и резисторы имеют одинаковую малую толщину. удельное сопротивление квадрата пленки r , где h – толщина
Температурный коэффициент удельного сопротивления (К-1)
-
(2.3)
Средний температурный коэффициент удельного сопротивления
-
(2.4)
rT для температуры Т:
-
(2.5)
Коэффициент теплопроводности l прямо пропорционален удельной проводимости. наивысшим: серебро, медь, алюминий.
-
(2.6)
Коэффициент термо-э.д.с. контактную разность потенциалов, при контакте двух металлов. в з цепи двух проводников один контакт нагреть до Т1, другой до Т2, возникает термо-э.д.с.
-
(2.7)
где К – коэффициент термо-э.д.с., для пары проводников, В/К.
Механические свойства пределом прочности при растяжении и относительным удлинением при разрыве .
Пределом прочности при растяжении напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению:
-
(Па)
(2.8)
где FD – наибольшая нагрузка, которую может выдержать образец; S0 – первоначальное сечение образца, м2.
Относительным удлинением отношение удлинения образца к его первоначальной длине l0, в процентах:
-
(2.9)
где lP – длина образца после разрыва.
температурный коэффициент (линейного расширения, изменение размеров (длины, ширины, толщины) при нагревании. температурный коэффициент длины при заданной температуре (ТКl) и его среднее значение (al) в интервале температур:
-
(2.10)
Максимальные TKl для тугоплавких металлов, используются для вакуумно-плотных спаев со стеклом, керамикой Созданы сплавы, согласованные по TKl c определенными сортами.
при измерении ar (TKR): ar=aR+al, где aR – температурный коэффициент сопротивления данного резистора. У чистых металлов ar>>al, поэтому у них ar»aR.