Алюминий и его сплавы. Свойства. Применение
Температура плавления алюминия tопл.=657о
Удельное сопротивление r= 0,028 мкОм*м
Плотность алюминия rпл = 2700 кг/м3
По применению является вторым после меди проводниковым материалом.
Достоинства алюминия:
1. в 3,5 раза легче алюминия
2. недорогой металл с отработанной технологией изготовления
3. пленка оксида алюминия защищает его от коррозии защищает его от коррозии и может служить естественной межвитковой изоляцией обмоточных проводов при невысоких напряжениях.
4. алюминий хорошо обрабатывается давлением, механической резкой, имеет хорошие литьевые свойства
5. Химически малоактивен.
Недостатки алюминия:
1. Малая твердость и низкая механическая прочность, что затрудняет механическую скрутку проводов.
2. Электропроводность значительно ниже, чем у меди (на 37%)
3. Высокое переходное сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов из-за наличия оксидной пленки.
4. Плохо соединяется обычными методами пайки, поэтому соединения выполняются механически (скрутка или использование переходных колодок).
Алюминий высокой степени чистоты (примесей 0,001-0.01%) применяют для изготовления анодной и катодной фольги электролитических конденсаторов, для получения тонких пленок в микроэлектронике. Менее чистый алюминий (примесей 0,03%) используют для корпусов электролитических конденсаторов, изготовления фольги для экранирования радиочастотных кабелей. Широко применяют алюминий для изготовления проволоки следующих марок:
АТП – твердая повышенной прочности σр до 190 МПа
АТ - твердая σр до 170 МПа
АПТ – полутвердая σр до 110 МПа
АМ - мягкая σр до 80 МПа
Сплавы алюминия:
Сплавы алюминия делят на два вида:
1. электропроводные сплавы:
а) альдрей (0,3- 0,5% меди; 0,4-0,7% кремния; 0,2-0,3 железа) небольшое количество легирующих добавок увеличивает механическую прочность почти в 2 раза, электропроводность и плотность при этом остаются, практически, как у чистого алюминия. Применяется для изготовления проводов линий электропередач.
б) магналий (сплав алюминия и магния до 5%) отличается низкой плотностью. Применяется для изготовления индикаторных стрелок в измерительных приборах.
2. конструкционные сплавы:
а) силумин (алюминий + кремний до 7%) - относится к литейным сплавам. Твердость и прочность выше, чем у чистого алюминия, но сплав достаточно хрупкий. Электропроводность не высокая. Применяется для изготовления арматуры различных приборов, для корпусов воздушных конденсаторов и т.д.
б) дюраль – это деформируемый сплав (алюминий + 3-4% меди +1- 1,5% магния + 1% марганца) прочный и легкий. Применяется для изготовления корпусов различных приборов и в авиапромышленности.
Благородные металлы.
1.Серебро. Белый блестящий металл, который имеет самую высокую электропроводность.
Удельное сопротивление r= 0,016 мкОм*м
Температура плавления алюминия tопл.=961о
Плотность алюминия rпл = 10490 кг/м3
Серебро имеет высокие механические характеристики (σр =200МПа; относительное удлинение до 50%), что позволяет изготавливать проводники диаметром 20мкм и менее). Серебро используют в производстве конденсаторов, как компонент в сплавах для слаботочных контактов, в виде покрытий в ВЧ и СВЧ устройствах, для покрытия монтажных проводов и изготовления твердых припоев.
2. Золото. Металл желтого цвета со следующими свойствами:
Удельное сопротивление r= 0,024 мкОм*м
Температура плавления алюминия tопл.=1063о
Плотность алюминия rпл = 19320 кг/м3
Золото имеет высокую пластичность, что позволяет получать фольгу толщиной 0,08 мкм. Обладает высокой коррозионной и химической стойкостью. Золото как в чистом виде, так ив виде сплавов с платиной, серебром, никелем применяют для изготовления и покрытия различных прецизионных контактов, малогабаритных реле, электродов фотоэлементов. Широко применяют золото для напыления тонких пленок полупроводниковых и гибридно-пленочных микросхем.