Důležité vlastnosti kovů používaných v elektrotechnice
Měrný elektrický odpor (rezistivita)
Teplotní součinitel odporu
Supravodivost a hypervodivost
Hustota
Nejmenší má lithium, největší osmium
Teplota tání
Součinitel tepelné vodivosti
Největší mají čisté kovy
Rozdělení kovů podle teploty tání:
1. kovy s nízkou teplotou tání
2. kovy se střední teplotou tání
3. těžkotavitelné kovy
1. Základní elektrovodné materiály
Požadují se co nejmenší ztráty, tj. co nejmenší el. odpor.
Elektrický odpor závisí na rozměrech a na teplotě vodiče. Rezistivita elektrovodných
materiálů má hodnotu v rozmezí
ρ = 10-2
až 10-1
µ m
teplotní činitel u většiny čistých kovů je
αR = 4
Atomy vázané kovalentně jsou umístěny rozích pravidelných
šestiúhelníků tvořících vrstvy. vrstvách trojnásobná koordinace atomů uhlíku
daná hybridizací.10-6
až 10-8
m.
Čtvrtý valenční elektron může snadno pohybovat rovině vrstvy chová podobně jako
volné elektrony kovech. Velikost rezistivity záporný teplotní součinitel odporu řadí grafit hranici
mezi vodiči polovodiči 10-5
m, -10-3
K-1
). Tím jsou dány mechanické vlastnosti, malá pevnost štípatelnost směru vrstev. nutné, aby kromě vodivosti
měly žádanou tvrdost, pevnost, životnost malý součinitel tření.
Elektrotechnický uhlík
Je nejznámější nejdéle používaný. Zvláštním rysem grafitu je, se
netaví, jeho oxid plyn, tím jsou jeho povrchové vlastnosti stálé. Pro elektrotechniku se
používá různě technologicky tepelně zpracovaný uhlík.
Fyzikální mechanické vlastnosti jsou podobné grafitu.
Materiály bázi uhlíku jeho kompozity
Do této skupiny řadíme elektrotechnický uhlík, vodivé plasty kompozity typu grafit-kov,
plast-kov plast-grafit.
Amorfní uhlík
Připravuje pyrolýzou organických látek, strukturu různým stupněm uspořádanosti a
velmi složitým prostorovým umístěním základních stavebních jednotek rozměrech nm. Technologií přípravy ovlivňujeme jeho
tvrdost koeficient tření. Jako konstrukční
materiál nemají prakticky význam používají pouze tvrzených litin odlitky vysokou
odolností proti mechanickému opotřebení.
Obsahem plnidla matrici lze ovlivňovat hlavně rezistivitu kompozitu, která mění
v širokém rozsahu. Pod perkolačním prahem (perkolační práh stav náhlého snížení
rezistivity vzrůstajícím obsahem rezistivita kompozitu blíží rezistivitě matrice (1012
. Velké množství elektrotechnického uhlíku používá pro kartáče
elektrických strojů, které přivádějí proud rotujícím částem.
Uhlíkové elektrody dále používají pro obloukové pece, oblouková svítidla, elektrolýzu,
galvanické články pro svařování. Někdy používá
kompozitů grafit-kov. Krystalický uhlík koordinačním číslem diamantovou mřížku, atomy jsou
vázány silnou kovalentní vazbou, tvrdý, průsvitný nevodivý. Jejich rezistivita leží mezi 3. Prakticky nelze třískově obrábět, lze pouze brousit. Jsou vyráběny směsi práškového grafitu prášku kovů, hlavně
stříbra mědi.
Polymerní kompozity
Skládají polymerní matrice plnidel bázi kovových prášků nebo sazí formě grafitu. Podle stupně krystalinity obsahu
nečistot jeho rezistivita mění 10-5
do 10-4
m. Vrstvy jsou sobě poutány slabými vazebními silami druhého
řádu. Tím vysvětluje dobrá tepelná elektrická vodivost grafitu jeho
neprůsvitnost.13
Bílá litina
Veškerý uhlík formě tvrdého křehkého cementitu, proto jsou bílé litiny extrémně
tvrdé křehké. grafitového prášku vyrábějí vrstvové rezistory pro
slaboproudou elektrotechniku nebo hmotové rezistory tvaru hranolů, válců desek, hodící
se pro elektrické vytápění. Uhlík přírodě vyskytuje jako krystalický anebo
amorfní. Struktura grafitu
s koordinačním číslem vrstevnatá
