Проводниковые материалы Электропроводность полупроводников

Свойства и применение меди

Механизм, обуславливающий высокую электропроводность металлов рассмотрен в разделе " физическая природа проводимости". Здесь же только отметим, что в соответствии с теорией, медь весьма чувствительна к наличию примесей, которые вызывают дефекты структуры. Так например, при содержании в меди 0,5% цинка, кадмия или серебра ее удельное сопротивление увеличивается на 5%. При таком же содержании никеля, олова или алюминия удельное сопротивление увеличивается на 25-40%. Еще более сильное влияние оказывают примеси бериллия, мышьяка, железа, кремния и фосфора, которые увеличивают удельное сопротивление на 55% и более процентов.

Температурные коэффициенты удельного сопротивления как твердой так и мягкой меди практически одинаковы.

Медь марки МТ используется в тех случаях, когда необходима высокая механическая прочность, твердость и сопротивление истиранию: контактные провода, шины распределительных устройств, пластины коллекторов электрических машин.

Медь марки ММ в виде проволоки круглого и прямоугольного сечения используется в производстве токопроводящих жил кабелей и обмоточных проводов, где имеет значение главным образом гибкость, а предел прочности при растяжении не имеет существенного значения.

Влияние механической обработки и термообработки на удельное сопротивление можно проследить в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Влияние термообработки на механические свойства и удельное

сопротивление меди.

Свойство

Медь МТ

Медь ММ

Предел прочности при

растяжении, кг / м 2

36 39

26 

Относительное удлинение, %

0,5 2,5

18

Удельное сопротивление, мкОм .м

0,0179

0,01754

Как уже отмечалось, самой нежелательной примесью в меди является кислород, наличие которого даже в количестве всего 0,028% практически вдвое ухудшает механические свойства меди. Кроме того, при пайке меди с примесями кислорода водородным или газовым пламенем возникает так называемая "водородная болезнь меди или водородная хрупкость", которая заключается в появлении трещин на границе раздела кристаллов. Поэтому в электровакуумной промышленности для изготовления анодов некоторых приборов большой мощности применяется исключительно бескислородная медь, благодаря высоким электро и теплопроводностям, хорошей свариваемости со стеклом, а также пассивности к различным физико-химическим воздействиям в процессе технологической проводки прибора. Сводка, о некоторых важнейших технологических и эксплуатационных параметрах меди приведена в таблице 5.2.

Таблица 5.2

Технохимические свойства чистой меди

С сухим воздухом при комнатной температуре не реагирует.

В сухом воздухе при температуре 100 0С образование невидимой защитной оксидной пленки.

В сухом воздухе при температурах от 200 0С до красного каления, дальнейшее окисление с цветами побежалости последовательно: оранжево-коричневым, розово-красным, фиолетовым, голубовато-стальным, латунно-желтым, красным, зеленовато-серым, серым и черным.

С влажным воздухом при комнатной температуре практически не реагирует.

В атмосфере сернистого газа при комнатной температуре потемнение до пурпурного цвета в течении 1-2 недель. При концентрации активной серы, соответствующей 1 объему водорода в 35 миллионах объемов воздуха образование основного сульфата меди CuSO4.3Cu(OH)2, известного под названием ярь медянки или патины.

С водой при комнатной температуре практически не реагирует.

В соленой воде при комнатной температуре слабая коррозия.

В водяном паре при температуре 450 0С окисляется.

С сухим четыреххлористым углеродом и сухим трихлорэтиленом практически не реагирует.

Во влажных четыреххлористом углероде и трихлорэтилене некоторая коррозия.

С соляной и серной кислотами, не содержащими воздуха, холодными, теплыми, разведенными или концентрированными (при концентрациях ниже 80%) практически не реагирует.

В азотной кислоте холодной, теплой, разведенной или концентрированной растворяется.

В смеси равных объемов азотной и плавиковой кислот быстро растворяется.

С плавиковой кислотой не реагирует.

В царской водке растворяется.

В теплом разведенном растворе хлорида аммония растворяется, вследствие растворения окиси меди в хлористом аммонии.

В нашатырном спирте быстро растворяется, в других щелочах заметная коррозия.

В смеси персульфата аммония и нашатырного спирта растворяется.

В цианистых солях быстро растворяется.


Магнитные цепи