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
Pro vysoké teploty jako topná tělesa
využívají hmotové odporníky lisované prášků uhlíkových, karbidických (SiC) nebo
oxidických. Bez ochranné atmosféry použít jen platina.
Tab. cenových důvodu používají slitiny Fe, kterých přidávají Cr, Al. Někdy kombinují kovové prášky nevodivými oxidy.10-6
35.
Tab. Charakteristický vzrůst rezistivity
materiálu vrstvě 100 1000 násobek objemové rezistivity závislosti technologii
.10-6
8,5.10-6
6.10-2
1600
Grafit 10-3
až 10-5
2000
Kompozit (W, Mo, Ta, Th)+(Al2O3, ThO3, Y2O3) 10-3
2600
Odporové vrstvy
Využívají při výrobě diskretních součástek integrovaných obvodů. Tenkovrstvé rezistory pro integrované obvody se
vyrábějí čistých kovů slitin (Cr, NiCr, Ta, Ti, Mo, W), kterých požadujeme dobrou
přilnavost substrátu odolnost proti elektromigraci. Technologie jejich
přípravy stejná jako vodivých vrstev. Vlastnosti vysokoodporových slitin při 20o
C
Materiál Složení
(hmotnost.10-5
600 850
Nichrom 80Ni20Cr 1,09. Jejich vlastnosti jsou uvedeny tabulce Pro nejvyšší teploty užívají
kovy vysokým bodem tání jako wolfram, molybden, tantal niob formě drátků pásků.15
Vysokoodporové kovové slitiny
Používají pro výrobu topných odporů elektrických pecí jiných elektrotepelných
zařízení. %)
Rezistivita
ρ m)
Teplotní_součinitel
odporu αR
(K-1
)
Rm
(MPa)
Max. Složení vlastnosti typických zástupců této skupiny jsou uvedeny tabulce Na
rozdíl kovů jsou křehké, neodolávají rázům ohybovému namáhání. teplota
(o
C)
Cr- ocel 30Cr1MnFe 0,60. pracovní teplota
(o
C)
Silit SiC, MoSi 5.10-5
700 1250
Kanthal 75Fe20Cr5Al 1,37. jejich složení rozhoduje odolnost proti oxidaci stabilita vlastností vysokých
teplot.10-6
1.10-5
700 1425
Nekovové odporové materiály
Používají přístrojové elektrotepelné technice. Chrom
a hliník při oxidaci pokrývají tenkou stabilní vrstvou Cr2O3 respektive Al2 která brání
oxidaci hloubky. Vlastnosti nekovových odporových materiálů při o
C
Materiál Složení
(hmotnostní)
Rezistivita
ρ m)
Max.
Tyto čisté kovy však snadno oxidují, proto musí pracovat ochranné atmosféře (Ar, )
nebo vakuu (10-1
Pa).10-5
700 1250
Nichrom 6Ni15Cr1SiFe 1,12. Tyto látky mají větší
tepelnou stabilitu než kovy, kterých vysoké provozní teploty snižují životnost (oxidace,
tečení)
