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
Vlastnosti nekovových odporových materiálů při o
C
Materiál Složení
(hmotnostní)
Rezistivita
ρ m)
Max. Charakteristický vzrůst rezistivity
materiálu vrstvě 100 1000 násobek objemové rezistivity závislosti technologii
. pracovní teplota
(o
C)
Silit SiC, MoSi 5. Vlastnosti vysokoodporových slitin při 20o
C
Materiál Složení
(hmotnost. cenových důvodu používají slitiny Fe, kterých přidávají Cr, Al. Složení vlastnosti typických zástupců této skupiny jsou uvedeny tabulce Na
rozdíl kovů jsou křehké, neodolávají rázům ohybovému namáhání.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. Technologie jejich
přípravy stejná jako vodivých vrstev.10-6
1.
Tab.10-6
6. Jejich vlastnosti jsou uvedeny tabulce Pro nejvyšší teploty užívají
kovy vysokým bodem tání jako wolfram, molybden, tantal niob formě drátků pásků.10-5
700 1250
Kanthal 75Fe20Cr5Al 1,37.10-5
600 850
Nichrom 80Ni20Cr 1,09.10-6
35. Někdy kombinují kovové prášky nevodivými oxidy.
Tyto čisté kovy však snadno oxidují, proto musí pracovat ochranné atmosféře (Ar, )
nebo vakuu (10-1
Pa).10-5
700 1425
Nekovové odporové materiály
Používají přístrojové elektrotepelné technice. Pro vysoké teploty jako topná tělesa
využívají hmotové odporníky lisované prášků uhlíkových, karbidických (SiC) nebo
oxidických. Tyto látky mají větší
tepelnou stabilitu než kovy, kterých vysoké provozní teploty snižují životnost (oxidace,
tečení). %)
Rezistivita
ρ m)
Teplotní_součinitel
odporu αR
(K-1
)
Rm
(MPa)
Max.15
Vysokoodporové kovové slitiny
Používají pro výrobu topných odporů elektrických pecí jiných elektrotepelných
zařízení. teplota
(o
C)
Cr- ocel 30Cr1MnFe 0,60. Bez ochranné atmosféry použít jen platina.10-5
700 1250
Nichrom 6Ni15Cr1SiFe 1,12.
Tab. jejich složení rozhoduje odolnost proti oxidaci stabilita vlastností vysokých
teplot. Tenkovrstvé rezistory pro integrované obvody se
vyrábějí čistých kovů slitin (Cr, NiCr, Ta, Ti, Mo, W), kterých požadujeme dobrou
přilnavost substrátu odolnost proti elektromigraci. Chrom
a hliník při oxidaci pokrývají tenkou stabilní vrstvou Cr2O3 respektive Al2 která brání
oxidaci hloubky.10-6
8,5
