Resumen general
Hasta hace poco tiempo, los metales refractarios - vanadio, cromo, niobio, tántalo, molibdeno y tungsteno se usaban principalmente para aleaciones a base de metales como hierro, níquel, cobalto, aluminio, cobre, y en cantidades muy limitadas en otras áreas de la industria, para ejemplo en las industrias eléctrica y química.
Para la aleación, fue suficiente tener metales con un contenido de 1-2% de impurezas. Los metales refractarios con tal contenido de impurezas son extremadamente frágiles y no son adecuados para su uso como materiales estructurales. Sin embargo, la plasticidad de los metales refractarios aumenta con el aumento de la pureza, y el problema de su uso como materiales estructurales se hizo bastante real tras el desarrollo de métodos para obtener estos metales con un contenido muy bajo de impurezas.
Los metales refractarios se obtienen normalmente por reducción de sus sales u óxidos con metales activos o hidrógeno, así como por electrólisis.
El vanadio se obtiene reduciendo su pentóxido con calcio o tricloruro de vanadio con magnesio o calcio. El vanadio más puro se obtiene por el método del yoduro, así como por refinado electrolítico en sales fundidas.
Una forma sencilla de obtener cromo suficientemente puro es la deposición electrolítica del mismo a partir de soluciones acuosas. El cromo electrolítico contiene, sin embargo, cantidades bastante significativas de oxígeno e hidrógeno. El cromo muy puro se obtiene por el método del yoduro, así como por destilación al vacío y refinado con hidrógeno de cromo comercialmente puro.
El niobio se produce de forma natural en asociación con el tantalio. Por lo tanto, al obtener estos metales en su forma pura, es necesaria su cuidadosa separación. Después de la separación, se obtiene tantalio puro por reducción de su fluorotantalato con sodio u otros metales activos. El niobio se extrae del carburo u óxido de niobio, que se forma durante la separación del tantalio y el niobio. El niobio también se puede obtener por electrólisis de fluoroniobato de potasio y reducción de pentacloruro de niobio con hidrógeno. Para la purificación final, el tantalio y el niobio se funden en un alto vacío.
El molibdeno y el tungsteno se obtienen por reducción de sus óxidos, cloruros o sales de amonio purificados con hidrógeno.
Cabe señalar que después de la extracción de los minerales, la mayoría de los metales refractarios se encuentran en forma de polvo o esponja. Por lo tanto, para obtenerlos en forma compacta se utilizan métodos de pulvimetalurgia, fusión por arco y, más recientemente, fusión por haz de electrones muy eficiente.
Propiedades físicas y químicas de los metales refractarios puros
Los metales refractarios considerados aquí pertenecen a los subgrupos VA (vanadio, niobio y tantalio) y VIA (cromo, molibdeno y tungsteno).
Algunas propiedades físicas de los metales refractarios puros se dan en la tabla. 25
De las otras propiedades físicas de los metales refractarios puros, debe tenerse en cuenta una sección eficaz de captura de neutrones térmicos relativamente pequeña: para niobio 1,1, para molibdeno 2,4, para cromo 2,9 y para tungsteno 4,7 graneros. El tungsteno y el molibdeno más puros a temperaturas cercanas al cero absoluto son superconductores.
Esto también se aplica al vanadio, niobio y tantalio, cuyas temperaturas de transición al estado superconductor son 5,9 y 4,5°K, respectivamente.
Las propiedades químicas de los metales refractarios puros son muy diferentes. El cromo es resistente al aire y al agua a temperatura ambiente. Con un aumento de la temperatura, la actividad del cromo aumenta y se combina directamente con halógenos, nitrógeno, carbono, silicio, boro y otros elementos, y se quema en oxígeno.
El vanadio es reactivo. Comienza a interactuar con el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno ya a temperaturas superiores a 300 ° C. El vanadio reacciona directamente con los halógenos cuando se calienta a 150-200 ° C.
El molibdeno a temperatura ambiente es estable en el aire y el oxígeno, pero cuando se calienta por encima de los 400 °C, comienza a oxidarse intensamente. No reacciona químicamente con el hidrógeno, pero lo absorbe débilmente. El molibdeno interactúa activamente con el flúor a temperaturas ordinarias, comienza a interactuar con el cloro a 180 ° C y casi no reacciona con el vapor de yodo.
El tungsteno también es estable en el aire y el oxígeno a temperatura ambiente, pero se oxida fuertemente cuando se calienta por encima de los 500 ° C. El tungsteno no reacciona con el hidrógeno hasta el punto de fusión. Reacciona con flúor a temperatura ambiente, con cloro a temperaturas superiores a 300°C y reacciona muy difícilmente con vapor de yodo.
De los metales considerados, el tantalio puro y el niobio se caracterizan por la mayor resistencia a la corrosión. Son estables en los ácidos clorhídrico, sulfúrico, nítrico y otros, y algo menos en los álcalis. En muchos entornos, el tantalio puro se acerca al platino en su resistencia química. Un rasgo característico del tantalio y el niobio es su capacidad para absorber grandes cantidades de hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Cuando se calientan por encima de 500 ° C, estos metales se oxidan intensamente en el aire.
Para la posibilidad de usar metales refractarios a temperaturas elevadas, su tendencia a oxidarse es de particular importancia. De los metales considerados, solo el cromo puro tiene una alta resistencia a la oxidación. Todos los demás metales refractarios se oxidan intensamente a temperaturas superiores a 500-600 ° C. La alta resistencia del cromo a la oxidación se debe a la formación de una densa película de óxido refractario en su superficie, que protege al metal de una mayor oxidación. No se forman películas protectoras de óxido en la superficie de otros metales refractarios.
Los óxidos de molibdeno y vanadio son muy fusibles (sus puntos de fusión son 795 y 660°C, respectivamente) y son volátiles. Los óxidos de niobio, tantalio y tungsteno tienen puntos de fusión relativamente altos (1460, 1900 y 1470 °C, respectivamente), pero sus volúmenes específicos son mucho más altos que los de los metales correspondientes. Por esta razón, las películas de óxido, incluso con un espesor muy pequeño, se agrietan y exfolian del metal, abriendo el acceso al oxígeno a su superficie limpia.
Propiedades mecánicas de los metales refractarios puros y el efecto de las impurezas en estas propiedades
Dado que todos los metales refractarios descritos tienen una red centrada en el cuerpo, sus propiedades mecánicas tienen una serie de características características de los metales con tal estructura. Las propiedades mecánicas de los metales refractarios (resistencia a la tracción, ductilidad, dureza) dependen en gran medida de la presencia de impurezas en ellos. La influencia negativa de cantidades incluso insignificantes de impurezas sobre sus propiedades plásticas es excepcionalmente grande.
El papel decisivo en el cambio de las características mecánicas de los metales centrados en el cuerpo lo desempeñan las impurezas intersticiales como el carbono, el nitrógeno, el oxígeno y el hidrógeno que ingresan a los espacios intersticiales.
Entonces, en el molibdeno fundido en un horno de arco, el contenido de carbono se puede reducir a 0.01% y el contenido de gas se puede llevar a valores muy pequeños, por ejemplo, oxígeno a 1 parte por millón. Una barra de este tipo puede doblarse sin romperse hasta una temperatura del orden de -50 °C, y se rompe durante una prueba de impacto.
El contenido de carbono de fusión de zona en molibdeno se puede reducir de 0,01 a 0,002% e inferior. Durante la prueba de impacto, las varillas con zona limpia conservan su plasticidad hasta -140 °C. De esto se deduce claramente que la plasticidad del molibdeno (así como de otros metales refractarios) está en función de su pureza en relación con las impurezas intersticiales. Liberados de estas impurezas, el molibdeno y otros metales refractarios resisten fácilmente el trabajo en frío (laminado, estampado y otras operaciones similares).
El grado de purificación del molibdeno del oxígeno tiene un efecto muy fuerte en la temperatura de transición a un estado frágil: al 0,01% O2 es más 300 ° C, al 0,002% O2 - más 25 ° C, y al 0,0001%) O2 - menos 196 ° DESDE.
En la actualidad (mediante el método de fusión por zonas con calentamiento por haz de electrones) se cultivan grandes monocristales de molibdeno con una longitud de unos 500 mm y una sección transversal de 25x75 mm. Estos monocristales logran una alta pureza material con un contenido total de impurezas intersticiales de menos de 40 partes por millón. Tales monocristales del molibdeno más puro se caracterizan por una plasticidad muy alta hasta la temperatura del helio líquido.
El monocristal de molibdeno se puede doblar sin destrucción en 180 grados, a partir del monocristal de molibdeno con un diámetro de 12 mm, la deformación en frío se puede utilizar para obtener un alambre con un diámetro de 30 micras y una longitud de 700-800 m o una lámina con un de 50 micras de espesor, que se pueden estampar en frío con embutición, muy importante para obtener una serie de piezas críticas de los dispositivos de electrovacío.
Se utiliza un método similar para obtener monocristales de otros metales refractarios: tungsteno, vanadio, niobio, tantalio. El tungsteno se produce actualmente por fusión zonal de haz de electrones en forma de monocristales con un diámetro de unos 5 mm y una longitud de unos 250 mm de alta densidad y pureza (99,9975% W). Tal tungsteno es plástico incluso a una temperatura de - 170 ° C.
Los monocristales de tungsteno obtenidos por fusión con haz de electrones pueden resistir la doble flexión a temperatura ambiente, lo que indica una temperatura de transición muy baja de este metal del estado dúctil al frágil. Para el tungsteno ordinario, el comienzo de la transición a un estado frágil es a una temperatura superior a 700 ° C.
Los monocristales de tungsteno resisten fácilmente el trabajo en frío y actualmente se utilizan para la fabricación de alambres, varillas, láminas y otros productos semiacabados. El niobio monocristalino se puede deformar a temperatura ambiente hasta un 90 % de compresión y conserva una ductilidad suficientemente alta a la temperatura del nitrógeno líquido (-194 °C). Un solo cristal de tantalio, comprimido en un 80%, también tiene suficiente plasticidad en la fabricación de alambre.
Excelente ductilidad, mínimo endurecimiento por trabajo, alta resistencia a la corrosión y buena estabilidad son características de los metales refractarios de alta pureza obtenidos en forma de monocristales mediante fusión por zona de haz de electrones. El vanadio, el niobio y el tántalo en forma de lingotes policristalinos de fusión por haz de electrones o monocristales purificados por fusión por zonas no se vuelven quebradizos incluso con un enfriamiento muy profundo.
El uso de metales refractarios puros.
El uso de metales refractarios puros (y en el futuro, obviamente, solo se usarán en esta forma) se está desarrollando en dos direcciones principales: 1) para la aviación supersónica, misiles guiados, cohetes y naves espaciales; 2) para equipos electrónicos. En ambos casos se requieren los metales más puros, que tengan una plasticidad muy alta, lo que, como hemos visto anteriormente, se consigue mediante una profunda purificación de los metales refractarios de las impurezas intersticiales.
Los aceros resistentes al calor y las aleaciones a base de níquel y cobalto, que pueden operar a temperaturas de 650-870 ° C, ya no cumplen con los requisitos de la tecnología de cohetes y aviación supersónica. Se necesitan materiales que tengan suficiente resistencia a largo plazo a temperaturas superiores a 1100°C. Dichos materiales son metales refractarios puros (o aleaciones basadas en ellos) capaces de deformación plástica.
Para la fabricación de revestimientos para aviones supersónicos y cohetes se requieren láminas de molibdeno y niobio puros, que tienen una resistencia específica mayor que el tantalio y el tungsteno, hasta los 1300 °C.
En condiciones más severas, partes de turbinas de chorro de aire, cohetes y turborreactores funcionan. Para la fabricación de estas piezas que operan a temperaturas de hasta 1370 ° C, es recomendable utilizar molibdeno y niobio puros, pero a temperaturas más altas solo son adecuados el tantalio y el tungsteno. Para el trabajo a temperaturas superiores a 1370 ° C, el tantalio puro y sus aleaciones son de gran interés, que tienen una plasticidad relativamente alta a tales temperaturas y no son inferiores al tungsteno en términos de resistencia al calor.
Las partes de las turbinas de gas operan en las condiciones más severas. Para tales piezas, el niobio puro y las aleaciones a base de él, que tienen una resistencia a la oxidación aceptable, son los más adecuados.
Los metales refractarios más puros encuentran diversas aplicaciones en la tecnología electrónica y de vacío. El tantalio es un buen captador y se usa ampliamente en la producción de tubos de vacío. El niobio se utiliza en la tecnología de electrovacío para la fabricación de ánodos, rejillas, tubos y otras piezas. El molibdeno y el tungsteno se utilizan en dispositivos de vacío y tubos de radio para la fabricación de filamentos, electrodos, ganchos, colgantes, ánodos y rejillas.
Los monocristales de tungsteno de alta pureza y sin poros se utilizan como calentadores de cátodos en dispositivos de electrovacío, para contactos eléctricos, en interruptores de vacío, en entradas a instalaciones de vacío, donde la ausencia de gases es un factor importante.
Los metales refractarios puros producidos mediante fusión por haz de electrones encontrarán una aplicación directa en la producción de dispositivos electrónicos en miniatura. Son de interés los revestimientos de metales refractarios puros obtenidos por pulverización catódica o descomposición térmica de compuestos de metales refractarios.
El vanadio y el niobio puros, debido a la pequeña sección transversal de la captura de neutrones térmicos, también se utilizan con éxito en la ingeniería de energía nuclear. El vanadio se usa para fabricar tuberías de paredes delgadas para reactores nucleares y carcasas de elementos combustibles, ya que no se alea con uranio y tiene buena conductividad térmica y suficiente resistencia a la corrosión.
El niobio puro no reacciona con el sodio y el bismuto fundidos, que a menudo se utilizan como refrigerantes, y no forma compuestos quebradizos con el uranio.
El tantalio puro, debido a su alta resistencia a la corrosión, se utiliza para la fabricación de piezas de equipos químicos que operan en ambientes ácidos agresivos, por ejemplo, en la producción de fibras artificiales. Recientemente, el tantalio a menudo se ha reemplazado aquí con niobio puro, que es más barato y más común en la naturaleza. El cromo puro tiene aplicaciones similares. Estos ejemplos están lejos de agotar todas las áreas de aplicación en expansión de los metales refractarios más puros.
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Durante mucho tiempo, algunos otros metales también se consideraron frágiles: cromo, molibdeno, tungsteno, tantalio, bismuto, circonio, etc. Sin embargo, esto fue hasta que aprendieron a obtenerlos en una forma suficientemente pura. Una vez hecho esto, resultó que estos metales son muy dúctiles incluso a bajas temperaturas. Además, no se oxidan y tienen otras propiedades valiosas. Ahora bien, estos metales son ampliamente utilizados en diversas industrias.
Pero, ¿qué es un metal puro? Resulta que tampoco hay una respuesta definitiva a esto. Convencionalmente, según la pureza, los metales se dividen en tres grupos: técnicamente puros, químicamente puros y extra puros. Si la aleación contiene al menos el 99,9 por ciento del metal base, se trata de pureza técnica. Del 99,9 al 99,99 por ciento - pureza química. Si 99.999 o más, este es un metal especialmente puro. En la vida cotidiana, los científicos también usan otra definición de pureza: por el número de nueves después del punto decimal. Dicen: “la pureza de tres nueves”, “la pureza de cinco nueves”, etc.
Al principio, la industria estaba bastante satisfecha con los metales químicamente y, a menudo, incluso técnicamente puros. Pero la revolución científica y tecnológica planteó exigencias mucho más estrictas. Los primeros pedidos de metales ultrapuros procedían de la industria nuclear. Diezmilésimas y, a veces, incluso millonésimas de porcentaje de algunas impurezas inutilizaban el uranio, el torio, el berilio y el grafito. La obtención de uranio ultrapuro fue quizás la principal dificultad para crear una bomba atómica.
Luego, la tecnología a reacción presentó sus requisitos. Se requerían metales ultrapuros para obtener aleaciones particularmente resistentes al calor y resistentes al calor que se suponía que debían funcionar en las cámaras de combustión de aviones a reacción y cohetes. Antes de que los metalúrgicos tuvieran tiempo de hacer frente a esta tarea, se recibió una nueva "aplicación": para semiconductores. Esta tarea fue más difícil: en muchos materiales semiconductores, ¡la cantidad de impurezas no debe exceder una millonésima parte de un por ciento! No dejes que esta escasa cantidad te confunda. Incluso con tal pureza, donde un átomo de impureza cae sobre 100.000.000.000 de átomos de la sustancia principal, cada gramo de ella todavía contiene más de 100.000.000.000 de átomos "extraños". Así que está lejos de ser perfecto. Sin embargo, la pureza absoluta no existe. Este es un ideal por el que luchar, pero es imposible de lograr en este nivel de desarrollo tecnológico. Incluso si por un milagro es posible obtener un metal absolutamente puro, los átomos de otras sustancias contenidas en el aire penetrarán inmediatamente en él.
Indicativo a este respecto es un curioso incidente que le sucedió al famoso físico alemán Werner Heisenberg. Trabajó con un espectrógrafo de masas en su laboratorio. Y de repente el dispositivo mostró la presencia de átomos de oro en la sustancia experimental. El científico estaba asombrado, porque esto no podía ser. Pero el dispositivo obstinadamente "se mantiene solo". El malentendido se aclaró solo cuando el científico se quitó y escondió sus anteojos con montura dorada. Los átomos de oro separados, "escapando" de la red cristalina del marco, cayeron en la sustancia bajo estudio y "confundieron" el dispositivo extremadamente sensible.
Pero esto sucedió en el laboratorio, donde el aire está limpio. ¿Qué podemos decir sobre las regiones industriales modernas, cuyo aire está cada vez más contaminado por los desechos industriales?
Comenzamos este capítulo hablando del hecho de que en un caso la presencia de impurezas en el metal es buena y en el otro es mala. Además, al principio dijimos que las aleaciones tienen mejor fuerza y resistencia al calor que los metales puros, y ahora resulta que los metales puros tienen las propiedades más altas. No hay contradicción. En muchos casos, la aleación es más fuerte, más resistente al calor, etc., que cualquiera de los metales de su composición. Pero estas cualidades se mejoran muchas veces cuando todos los componentes de la aleación realizan una determinada tarea necesaria para una persona. Cuando no hay nada "extra" en ello. Y esto significa que los componentes mismos deben ser lo más puros posible, contener un número mínimo de átomos "extraños". Por lo tanto, ahora la cuestión de la pureza de los productos metalúrgicos obtenidos se vuelve cada vez más aguda. ¿Cómo resuelven este problema?
En las plantas metalúrgicas, que producen una gran cantidad de metal que se utiliza en productos ordinarios, se utiliza cada vez más el vacío. En el vacío, el metal se funde y se vierte, y esto permite protegerlo de la entrada de gases nocivos y moléculas de otras sustancias del aire circundante. Y en algunos casos, la fusión se lleva a cabo en una atmósfera de gas neutro, lo que protege aún más el metal de una "penetración" no deseada.
metales puros metales con un bajo contenido de impurezas. Dependiendo del grado de pureza, hay metales de alta pureza (99,90-99,99%), metales de alta pureza o químicamente puros (99,99-99,999%), metales de alta pureza o espectralmente puros, metales ultrapuros (más de 99,999 %).
Gran enciclopedia soviética. - M.: Enciclopedia soviética. 1969-1978 .
Vea qué es "Metales puros" en otros diccionarios:
metales puros- Metales con bajo contenido de impurezas (< 5 мас. %). Выделяют м. повыш. чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999 %). Тематики металлургия в целом EN pure metals … Manual del traductor técnico
Metales o aleaciones con bajo contenido de impurezas. Dependiendo del grado de pureza, los metales se distinguen cf. pureza, o técnicamente pura (99,0 99,90%). aumentar pureza (99,90 99,99 %), alta pureza o químicamente pura (99,99 99,999 %). especial ... ... Gran diccionario politécnico enciclopédico
metales puros- metales con un bajo contenido de impurezas (< 5 мас. %). Выделяют металлы повышенной чистоты (от 99,90 до 99,99 %) и особой чистоты (от 9,999 до 99,9999%); Смотри также: Металлы щелочные металлы ультрачистые металлы тяжелые металлы …
METALES PUROS- ver Grado de pureza del metal o aleación... Diccionario metalúrgico
Sustancias simples que, en condiciones normales, tienen propiedades características: alta conductividad eléctrica y térmica, coeficiente de temperatura negativo de conductividad eléctrica, la capacidad de reflejar bien las ondas electromagnéticas ... ...
- (del griego metallon, originalmente una mina, mineral, mina), simple en wa, que en condiciones normales tienen propiedades características: alta conductividad eléctrica y térmica, coeficiente de temperatura negativo. conductividad eléctrica, la capacidad de buena ... ... Enciclopedia Física
metales ultrapuros- metales de alta pureza, alta pureza, en los que la fracción de masa de impurezas no exceda 1 10 3%. Las principales etapas de la tecnología para la producción de metales ultrapuros: obtención de compuestos químicos puros, reduciéndolos a ... ... Diccionario Enciclopédico de Metalurgia
Metales de alta pureza, metales extrapuros, metales cuyo contenido total de impurezas no supere el 1․10 3% (en masa). Las principales etapas de la tecnología de producción de U. m: obtener compuestos químicos puros, restaurarlos a ... ... Gran enciclopedia soviética
metales radiactivos- metales que ocupan lugares en el sistema Periódico de elementos con número atómico superior a 83 (Bi), que emiten partículas radiactivas: neutrones, protones, partículas alfa, beta o cuantos gamma. Se encuentran en la naturaleza: At, Ac, Np, Pa, Po... Diccionario Enciclopédico de Metalurgia
metales de transición- los elementos Ib y VIIIb del subgrupo del Sistema Periódico. En los átomos de metales de transición, las capas internas solo están parcialmente llenas. Distingue d metales, en los que hay un relleno gradual de 3d (de Se a Ni), 4d (de Y a ... ... Diccionario Enciclopédico de Metalurgia
Permite ahorrar recursos energéticos (coque, carbón), obtener un mayor rendimiento de productos terminados a partir de materias primas, acortar el ciclo de producción mejorando la calidad y mejorando el estado ecológico de la atmósfera. Esto es metalurgia, es decir, la reducción de metales con la ayuda de hidrógeno.
Prehistoria, o Reenviar al pasado por metales puros
La metalurgia ha acompañado a la humanidad desde la Edad del Bronce y del Hierro. Ya en el siglo XIV a. mi. los pueblos antiguos fundían hierro usando el método de floración. El principio era reducir el mineral de hierro con carbón a una temperatura relativamente baja de 1000 °C. Como resultado, recibieron kritsa, una esponja de hierro, luego se forjó hasta obtener un espacio en blanco, a partir del cual se fabricaron artículos para el hogar y armas.
Ya en el siglo XIV comenzaron a aparecer los primitivos hornos y altos hornos, que sentaron las bases de los modernos procesos metalúrgicos: alto horno, hogar abierto y convertidor. La abundancia de carbón y minerales de hierro fijó estos métodos como los principales durante mucho tiempo. Sin embargo, las crecientes exigencias en cuanto a la calidad del producto, el ahorro de recursos y la seguridad medioambiental hicieron que ya a mediados del siglo XIX se empezara a volver a sus orígenes: utilizar la reducción directa de metales puros. La primera planta moderna de este tipo apareció en 1911 en Suecia, produciendo pequeños lotes de metales obtenidos con la ayuda de hidrógeno con una pureza del 99,99%. Los consumidores entonces eran sólo laboratorios de investigación. En 1969, se inauguró una fábrica en Portland (EE. UU.), produciendo hasta 400.000 toneladas de metales puros. Y ya en 1975 se producían en el mundo 29 millones de toneladas de acero por este método.
Ahora tales productos son esperados no solo por la aviación, la industria de fabricación de instrumentos, las empresas para la fabricación de instrumentos médicos y electrónicos, sino también por muchos otros. Esta tecnología ha recibido una ventaja especial en la metalurgia no ferrosa, pero en un futuro próximo, "metalurgia ferrosa de hidrógeno".
Metales puros y aleaciones utilizados en radioelectrónica
Tema 8. Materiales conductores y alambres.
Propósito de los materiales conductores;
Propósito y tipos de cables.
Objetivos de la conferencia:
Estudio de materiales conductores;
El estudio de los cables.
8.1 Propósito materiales conductores
La mayoría de los materiales conductores metálicos tienen una alta conductividad eléctrica ( ρ = 0,015 ÷ 0,028 µOhm·m). Se trata principalmente de metales puros, que se utilizan para la fabricación de alambres y cables para bobinados y cableado de radio.
Junto con esto, los conductores con alta resistencia eléctrica se utilizan en electrónica de radio, aleaciones de varios metales. Para metal (resistivo) ρ = 0,4 ÷ 2,0 μΩ m. Estas aleaciones constituyen un grupo de materiales metálicos con un coeficiente de resistividad a baja temperatura (TC ρ ) y se utilizan para fabricar resistencias bobinadas y otros componentes de radio.
Cobre– el material principal con alta plasticidad, suficiente resistencia mecánica y alta conductividad eléctrica. El punto de fusión del cobre es 1083°C, el coeficiente de expansión térmica KTE = 17 10 -6 1/°C. Para la fabricación de productos (bobinado, alambres y cables de radio), se utilizan grados de cobre puro M00k; COI; Imitar; M1k y M00b; Multitud; M1b. Contenido de cobre 99,99 - 99,90%. Los productos de cobre blando (a 20°C) tienen una densidad de 8900 kg/m 3 ; σp = 200÷280 MPa; e = 6÷35%; ρ = 0.072÷0.01724 μOhm·m. Coeficiente de temperatura de resistividad para todos los grados de cobre TK ρ = 0,0041/°C.
Bronce es una aleación de cobre con estaño (bronce al estaño), aluminio (aluminio), berilio (berilio) y otros elementos de aleación. En términos de conductividad eléctrica, el bronce es inferior al cobre, pero lo supera en resistencia mecánica, elasticidad, resistencia a la abrasión y resistencia a la corrosión. Los contactos elásticos, las partes de contacto de los conectores y otras partes están hechas de bronce.
Latón– una aleación de cobre y zinc, en la que el contenido máximo de zinc puede ser del 45 % (en masa). Varias partes están hechas de chapa de latón: abrazaderas, contactos, sujetadores. Las principales características del bronce, el latón y el cobre se dan en la tabla 8.1.
Kovar- una aleación de níquel (alrededor del 29 % en peso), cobalto (alrededor del 18 %), hierro (el resto). Un rasgo característico del kovar es la cercanía de sus valores CTE = (4.3÷5.4) · 10 -6 1/°С a los valores CTE de vidrio y cerámica en el rango de temperatura de 20–200°С. Esto permite la producción de uniones consistentes y herméticas de kovar con vidrio y cerámica. Se utiliza para la fabricación de paquetes de circuitos integrados y dispositivos semiconductores.
Aluminio es el segundo material conductor después del cobre debido a su relativamente alta conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión atmosférica.
La densidad del aluminio es de 2700 kg / m 3, ᴛ.ᴇ. es 3,3 veces más ligero que el cobre, punto de fusión 658°C. El aluminio se caracteriza por una baja dureza y baja resistencia a la tracción (σ p = 80÷180 MPa) y un CET superior = 24·10 -6 1/°С en comparación con el cobre. Esta es una desventaja del aluminio.
Los grados de aluminio de alta pureza se utilizan para fabricar placas para condensadores electrolíticos, así como láminas. El alambre de aluminio se produce de Ø0,08 a 8 mm en tres variedades: blando (AM), semiduro (APT) y duro (AT).
Tabla 8.1
Plata pertenece al grupo de los metales nobles que no se oxidan en el aire a temperatura ambiente. La oxidación comienza a 200°C. La plata se caracteriza por una alta ductilidad, que permite obtener láminas y alambres de Ø hasta 0,01 mm, y la más alta conductividad eléctrica.
Principales características de la plata: densidad 1050 kg/m 3 ; punto de fusión 960,5 °C; σ p = 150÷180 MPa (plata blanda); σ p = 200÷300 MPa (plata maciza); ρ = 0,0158 μΩ m; CT ρ = 0,003691/°C; CET= 24 10 -6 1/°C.
La plata se usa para hacer capas protectoras en los conductores de cobre de los cables de instalación de radio que se usan a temperaturas de hasta 250°C. La plata se aplica a la superficie interna de las guías de ondas para obtener una capa con alta conductividad eléctrica, y también se introduce en soldaduras (PSr10, PSr50) utilizadas para soldar partes conductoras en equipos electrónicos.
Oro- a diferencia de la plata, no se oxida en el aire incluso a altas temperaturas. Tiene una plasticidad muy alta, se utiliza para producir láminas de hasta 0,005 mm de espesor y alambre de Ø hasta 0,01 mm.
Principales características del oro: densidad 1930 kg/m 3 ; punto de fusión 1063°C; σp = 150÷180 MPa, ρ = 0,0224 μΩ m; CT ρ = 0,003691/°C;
CET= 14,2 10 -6 1/°C.
El oro se usa para recubrimientos de contacto de película delgada cuando se cambian corrientes bajas en microcircuitos, así como para recubrir paredes.
guías de ondas y resonadores de microondas.
Metales puros y aleaciones utilizados en radioelectrónica - concepto y tipos. Clasificación y características de la categoría "Metales puros y aleaciones utilizados en radioelectrónica" 2017, 2018.
