Неметаллические проводящие материалы реферат

Обновлено: 02.07.2024

Наряду с металлами и металлическими сплавами в качестве резистивных, контактных и токопроводящих элементов достаточно широко используются различные композиционные материалы, некоторые окислы и проводящие модификации углерода. Как правило, эти материалы имеют узкоспециализированное назначение.

Углеродистые материалы. Среди твердых неметаллических проводников наиболее широкое применение в электротехнике получил графит — одна из аллотропных форм чистого углерода. Наряду с малым удельным сопротивлением ценными свойствами графита являются значительная теплопроводность, стойкость ко многим химически агрессивным средам, высокая нагревостойкость, легкость механической обработки. Для производства электроугольных изделий используют природный графит, антрацит и пиролитический углерод.

Природный графит представляет собой крупнокристаллический материал с очень высокой температурой плавления (порядка 3900°С). При свободном доступе кислорода и высокой температуре он окисляется, образуя газообразные окислы СО и СО₂.

Пиролитический углерод получают путем термического разложения паров углеводородов в вакууме или в среде инертного газа (пиролиз). В качестве веществ, подвергаемых пиролизу, обычно выбирают соединения метанового ряда. Для получения плотной структуры требуется температура пиролиза не менее 900°С. Пленки пиролитического углерода широко применяются для получения линейных резисторов поверхностного типа.

Мелкодисперсной разновидностью углерода является сажа. Ее получают как продукт неполного сгорания или термического разложения углеродсодержащих веществ. Будучи введенными в связующее вещество, сажи проявляют склонность к структурообразованиям.

Производство большинства угольных изделий заключается в измельчении углеродистого сырья в порошок, смешении его со связующими веществами, формовании и обжиге, после которого изделия приобретают достаточную механическую прочность и твердость, допускают механическую обработку.

Графит широко используется в технологии полупроводниковых материалов для изготовления разного рода нагревателей и экранов, лодочек, тиглей, кассет и т. п. В вакууме или защитных газовых средах изделия из графита могут эксплуатироваться при температурах до 2500°С.

Особую модификацию графита представляет стеклоуглерод, получаемый полимеризацией органических полимерных смол типа бакелита , проводимой в атмосфере нейтральных газов в течение длительного времени. Изготавливаемые изделия имеют блестящую поверхность, стеклоподобный вид и раковистый излом. Стеклоуглерод отличается от обычного графита повышенной химической стойкостью.

Композиционные проводящие материалы. Композиционные материалы представляют собой механическую смесь проводящего наполнителя с диэлектрической связкой. Путем изменения состава и характера распределения компонентов можно в достаточно широких пределах управлять электрическими свойствами таких материалов. Особенностью всех композиционных материалов является частотная зависимость проводимости и старение при длительной нагрузке. В ряде случаев заметно выражена нелинейность электрических свойств.

В качестве компонентов проводящей фазы используют металлы, графит, сажу, некоторые окислы и карбиды. Функции связующего вещества могут выполнять как органические, так и неорганические диэлектрики.

Среди многообразия комбинированных проводящих материалов наибольшего внимания заслуживают контактолы и керметы.

Контактолы, используемые в качестве токопроводящих клеев, красок, покрытий и эмалей, представляют собой маловязкие либо пастообразные полимерные композиции. В качестве связующего вещества в них используют различные синтетические смолы (эпоксидные, фенол-формальдегидные, кремнийорганические и др.), а токопроводящим наполнителем являются мелкодисперсные порошки металлов (серебра, никеля, палладия). Необходимая вязкость контактолов перед их нанесением на поверхность обеспечивается введением растворителей (ацетон, спирт и т. п.). Большую роль в формировании контактов между частницами металлов в композиции играют внутренние напряжения, возникающие при отвержении в результате усадки из-за улетучивания растворителя и полимеризации связующего вещества. Внутренние напряжения подводят к появлению контактного давления между частицами наполнителя, что обусловливает резкое уменьшение контактных сопротивлений.

Контактолы используют для получения контактов между металлами, металлами и полупроводниками, создания электродов на диэлектриках, экранирования помещений и приборов от помех, для токопроводящих коммуникаций на диэлектрических подложках, в гибких волноводах и других изделиях электронной промышленности.

Керметами называют металлодиэлектрические композиции с неорганическим связующим. Они предназначены для изготовления тонкопленочных резисторов. Существенным преимуществом: керметных пленок является возможность варьирования их удельным сопротивлением в широких пределах. Наибольшее распространение получила микрокомпозиция Cr — SiO, тонкие пленки которой изготавливают методом термического испарения и конденсации в вакууме ее последующей термообработкой для стабилизации свойств. При термообработке за счет взаимодействия компонентов происходит вытеснение окисной прослойки между зернами с образованием фазы Cr₃Si. В результате сопротивление изоляционных прослоек между зернами заменяется сопротивлением контактирования.

В толстопленочных микросхемах используют резисторы, получаемые на основе композиции стекла с палладием и серебром-. Для этой цели стекло размалывают в порошок до размера зерен 3-55 мкм, смешивают с порошком серебра и палладия, вспомогательной органической связкой и растворителем. Получаемую пасту наносят на: керамическую подложку и спекают в обычной атмосфере. Удельное сопротивление пленок зависит от процентного содержания проводящих компонентов и режима спекания.

Проводящие материалы на основе окислов. Подавляющее большинство чистых окислов металлов в нормальных условиях является хорошими диэлектриками. Однако при неполном окислении (при нарушении стехиометрического состава за счет образования кислородных вакансий), а также при введении некоторых примесей проводимость окислов резко повышается. Такие материалы можно использовать и качестве контактных и резистивных слоев. Наибольший практический, интерес в этом плане представляет двуокись олова. В радиоэлектронике она используется преимущественно в виде тонких пленок. Такие пленки получают различными способами: термическим вакуумным испарением и конденсацией с последующим отжигом на воздухе, окислением пленок металлического олова, осажденного на диэлектрическую подложку, реактивным катодным или ионно-плазменным распылением и др. Окисные пленки SnO₂ отличаются очень сильным сцеплением с керамической или стеклянной подложкой. Прочность сцепления достигает 20 МПа, что намного больше, чем у металлических пленок. Удельное сопротивление пленок зависит от степени нарушения стехиометрического состава и может составлять 10 -5 Ом×м. Нагрев пленок из SnO₂ выше 240°С приводит к необратимому изменению сопротивления в результате более полного окисления. Вместе с тем пленки устойчивы ко многим химическим средам — разрушаются только плавиковой кислотой и кипящей щелочью. Тонкие слои двуокиси олова обладают ценным оптическим свойством — высокой прозрачностью в видимой и инфракрасной частях спектра. Собственное поглощение пленок SnO₂ толщиной до 2 мкм в видимой части спектра не превышает 3%.

Сочетание высокой оптической прозрачности и повышенной электрической проводимости пленок двуокиси олова обусловливает применение их в качестве проводящих покрытий на внутренних стенках стеклянных баллонов электровакуумных приборов, электродов электролюминесцентных конденсаторов и жидкокристаллических индикаторов, передающих телевизионных трубок, преобразователей и усилителей изображения и др.

Кроме двуокиси олова, высокой электрической проводимостью и прозрачностью в видимой области спектра обладают пленки окиси индия In₂О₃. Они имеют аналогичное применение.

Сверхпроводящие материалы.

Кроме чистых металлов сверхпроводимостью обладают многие интерметаллические соединения и сплавы. Общее количество наименований известных в настоящее время сверхпроводников составляет около 2000. Среди них самыми высокими критическими параметрами обладают сплавы и соединения ниобия (табл. 3.1). Некоторые из них позволяют использовать для достижения сверхпроводящего состояния вместо жидкого гелия более дешевый хладагент — жидкий водород.

Табл.3.7.1 Основные свойства сверхпроводящих сплавов

Материал	Т , °К	Отличительные особенности
14,8	0,6	21	1,6	Удовлетворительные механические свойства
17,0	0,62	23,4	2	То же
18,3	0,54	24,5	2,4	Высокая плотность тока, технологичность
20,3	-	34,0	-	Высокая температура перехода, технологичность
21-24,3	-	37,0	1×	Наиболее высокая температура перехода

Все интерметаллические соединения и сплавы относятся к сверхпроводникам II рода. Однако деление веществ по их сверхпроводящим свойствам на два вида не является абсолютным. Любой сверхпроводник I рода можно превратить в сверхпроводник II рода, если создать в нем достаточную концентрацию дефектов кристаллической решетки. Например, у чистого олова Т_св = 3,7 °К, но если вызвать в олове резко неоднородную механическую деформацию, то критическая температура возрастет до 9 °К, а критическая напряженность магнитного поля увеличится в 70 раз.

Сверхпроводимость никогда не наблюдается в системах, в которых существует ферро- или антиферромагнетизм. Образованию сверхпроводящего состояния в полупроводниках и диэлектриках препятствует малая концентрация свободных электронов. Однако в материалах с. большой диэлектрической проницаемостью силы кулоновского отталкивания между электронами в значительной мере ослаблены. Поэтому некоторые из них также проявляют свойства сверхпроводников при низких температурах. Примером может служить титанат стронция (SrTiO₃), относящийся к группе сегнетоэлектриков. Ряд полупроводников удается перевести в сверхпроводящее состояние добавкой большой концентрации легирующих примесей (GeTe, SnTe, CuS и др.).

В настоящее время промышленность выпускает широкий ассортимент сверхпроводящих проволок и лент для самых различных целей. Изготовление таких проводников связано с большими технологическими трудностями. Они обусловлены плохими механическими свойствами многих сверхпроводников, их низкой теплопроводностью и сложной структурой проводов. Особенно большой хрупкостью отличаются интерметаллические соединения с высокими критическими параметрами. Поэтому вместо простых проволок и лент приходится создавать композиции из двух (обычно сверхпроводник с медью) и даже нескольких металлов. Для получения многожильных проводов из хрупких интерметаллидов применяется бронзовый метод (или метод твердофазной диффузии), освоенный промышленностью. По этому методу прессованием и волочением создается композиция из тонких нитей ниобия в матрице из оловянной бронзы. При нагреве олово из бронзы диффундирует в ниобий, образуя на его поверхности тонкую сверхпроводящую пленку станнида ниобия Nb₃Sn. Такой жгут может изгибаться, но пленки остаются целыми.

Применение сверхпроводников. Сверхпроводящие элементы и устройства находят все более широкое применение в самых различных областях науки и техники. Разработаны крупномасштабные долгосрочные программы промышленного использования сильноточной сверхпроводимости.

Одно из главных применений сверхпроводников связано с получением сверхсильных магнитных полей. Сверхпроводящие соленоиды позволяют получать однородные магнитные поля напряженностью свыше 10 7 А/м в достаточно большой области пространства, в то время как пределом обычных электромагнитов с железными сердечниками являются напряженности порядка 10 6 А/м. К тому же в сверхпроводящих магнитных системах циркулирует незатухающий ток, поэтому не требуется внешний источник питания. Сильные магнитные поля необходимы при проведении научных исследований. Сверхпроводящие соленоиды позволяют в значительной мере уменьшить габариты и потребление энергии в синхрофазотронах и других ускорителях элементарных частиц. Считается перспективным использование сверхпроводящих магнитных систем для удержания плазмы в реакторах управляемого термоядерного синтеза, в магнитогидродинамических (МГД) преобразователях тепловой энергии в электрическую, в качестве индуктивных накопителей энергии для покрытия пиковых мощностей в масштабах крупных энергосистем. Широкое развитие получают разработки электрических машин со сверхпроводящими обмотками возбуждения. Применение сверхпроводников позволяет исключить из машин сердечники из электротехнической стали, благодаря чему уменьшаются в 5—7 раз масса и габаритные размеры машин при сохранении мощности. Экономически обосновано создание сверхпроводящих трансформаторов, рассчитанных на высокий уровень мощности (десятки-сотни мегаватт). Значительное внимание в разных странах уделяется разработке сверхпроводящих линий электропередач на постоянном и переменном токах. Разработаны опытные образцы импульсных сверхпроводящих катушек Для питания плазменных пушек и систем накачки твердотельных лазеров. В радиотехнике начинают использовать

Сверхпроводящие объемные резонаторы, обладающие, благодаря ничтожно малому

Нарушение сверхпроводимости материала внешним магнитным полем используется в конструкции прибора, который называют криотроном. На рис. 3.7.112 схематически изображено устройство пленочного криотрона. В условиях Т

Изучение неметаллических проводников, к которым относятся электроугольные изделия, жидкие и твёрдые электролиты. Углеродные материалы и композиции. Характеристика ионных проводников, в которых электрические заряды переносятся не электронами, а ионами.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.10.2010
Размер файла	18,2 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Неметаллические проводники

К неметаллическим проводникам относятся электроугольные изделия, жидкие и твёрдые электролиты.

1. Углеродные материалы и композиции

Материалы этого типа с одной стороны относятся к неорганическим, а с другой стороны, искусственно получают их из органического сырья. Таким образом, они являются как бы переходными от органических к неорганическим материалам.

В природе углерод встречается в виде алмаза, графита и саж. Искусственно получены ещё несколько форм углерода: карбин, фуллерены, нанотрубки.

Углерод в алмазе, графите и карбине имеет различный типа гибридизации. В алмазе наблюдается sp 3 - гибридизация, в графите sp 2 -гибридизация и в карбине sp -гибридизация. Наряду с чистыми аллотропными формами углерод образует большое число промежуточных соединений, содержащих комбинации атомов с различными типами гибридизации.

Кристаллическая решётка алмаза относится к атомному типу. Элементарная ячейка представляет собой тетраэдр, в центре и четырёх вершинах которого расположены атомы углерода.

Координационное число решётки алмаза равно 4, все атомы углерода в кристаллической решётке расположены друг от друга на одинаковом расстоянии 1,54 A.Каждый из них связан друг с другом неполярной ковалентной связью.

Любой кристалл алмаза, следовательно, можно рассматривать как гигантскую молекулу. Решётка алмаза, не имеющая искажённых валентных углов, сильно сопротивляется любым видам деформации. По этой причине алмазу свойственны высокая твёрдость (наибольшая из всех известных веществ), высокая прочность, заметная хрупкость, тугоплавкость (он возгоняется при 3700 о С). Плотность алмаза 3510 кг/м 3 .

В природе алмазы образовались от 1750 . 10 6 до 90 . 10 6 лет тому назад на большой глубине (около 150 - 200 км) в мантии земли, где стабильные давление (Р 45 ГПа) и температура (900 - 1400 о С), а затем магмой были вынесены в земную кору.

Искусственное получение алмазов было осуществлено в 1897 году Муассеном путём насыщения расплава железа углеродом (графитом) и резким охлаждением слитка.

Такая технология имитировала природные условия образования алмазов. С 1955 года алмазы получают в промышленных масштабах из графита при ~ 3000 о С и давлениях 10 ГПа.

В настоящее время разработаны технологии синтеза не только изолированных кристаллов, но и поликристаллических блоков алмазов (алмазитов) при более мягких условиях (Р 7,5 ГПа, Т = 1500 - 2000 о С, катализатор).

Искусственные алмазы имеют небольшие размеры - 0,2 - 20 мкм и применяются как абразивный материал при изготовлении полировочных паст, отрезных дисков, режущего инструмента и т.д. Есть пути синтеза алмазов, не требующие экстремальных условий: это осаждение на поверхности затравочного кристалла из углеродсодержащего газа (например, метана), а также плазмохимический метод.

В зависимости от природы поверхности затравочного кристалла можно получать поликристаллические слои или тонкие монокристаллические плёнки. В последнем случае электрической проводимостью можно управлять, просто добавляя в плазму атомы бора, которые служат в кристалле дырками.

Графит - более устойчивая форма, чем алмаз. При нагревании до высокой температуры в отсутствии воздуха алмаз превращается в графит. Природный графит имеет вид землистой или слоистой тёмно-серой массы с металлическим блеском, холодной и жирной на ощупь. Графит имеет гексагональную кристаллическую решётку, атомы углерода расположены в параллельных слоях (базисных плоскостях).

В направлении, перпендикулярном базисным плоскостям, связь в 6 раз слабее, чем в слоях. Из-за этого отдельные слои легко скользят относительно друг друга и это свойство используется при создании антифрикционных материалов.

Другой особенностью графита является высокая электропроводность (однако, ниже, чем у металлов и сплавов), значительная теплопроводность и стойкость к воздействию неблагоприятных климатических факторов. Эти свойства обусловили применение графита в электро- и радиотехнике.

Известен ряд способов получения искусственного графита путём термической перекристаллизации углей при температуре 2200 - 2500 о С. Благодаря испарению зольных примесей искусственные графиты более чистые, чем природные.

Путём термического разложения паров углеводородов в вакууме или в среде инертного газа при температуре 900 о С получают пиролитический углерод.

По своим свойствам и структуре пиролитический углерод приближается к графиту. Расстояние между слоями с/2 несколько больше, чем у графита и достигает 3,7 A. Наоборот, расстояния между атомами в слоях меньше, чем у графита и составляет 1,39 A. Плёнки пиролитического углерода имеют сравнительно высокое электрическое сопротивление и применяются для получения резисторов поверхностного типа.

Сажи - это продукт неполного сгорания или термического разложения углеродсодержащих веществ. В зависимости от исходного сырья и метода получения сажи подразделяются на газовые (канальную, печную, термическую, специальную), ацетиленовую, антраценовую, форсуночную, ламповую и др.

Существенной особенностью саж является их малый объёмный вес. Так, например, 1 л канальной сажи ДГ-100 весит от 50 до 150 г. Это объясняется высокой дисперсностью частиц сажи, которую обычно оценивают по величине удельной поверхности саж.

Удельной поверхностью называется общая поверхность частиц в единице веса (1г) или объёма. Для сажи ДГ-100 удельная поверхность (геометрическая) составляет 92 - 100 м 2 /г. Первичная частица сажи состоит из нескольких тысяч более мелких частиц, называемых кристаллитами. Структура кристаллита представляет собой деформированную, искажённую решётку графита.

Сажи применяют в качестве пигментов в лакокрасочной промышленности, для окрашивания в массе полимеров, перерабатываемых через расплав, в качестве основного усилителя резиновых смесей, в качестве проводящего компонента в композиционных резистивных материалах и для изготовления электроугольных изделий.

В 70-х годах ХХ столетия в СССР была синтезирована ещё одна аллотропная форма углерода - карбин, имеющий линейную структуру

- С С - С С - или = С = С = С = С = , в которых проявлялась высокая электропроводность за счёт перекрывания -электронов в системе сопряжения кратных связей.

В 1985 году была открыта ещё одна форма углерода - фуллерены, а в 1991 году была открыта следующая форма - нанотрубки. Фуллерены и нанотрубки - это обширные классы интереснейших наноструктур, т.е. структур, имеющих размеры порядка 10 -9 м.

Синтезированы фуллереновые полимеры, плёнки, кристаллы (фуллериты), допированые кристаллы (фуллериды) как с собственными структурами, так и повторяющие строение обычных кристаллов. Например, фуллерен С₂₈ имеет ту же валентность, что и атом углерода и образует устойчивый кристалл со структурой алмаза - гипералмаз.

Стенки пятичленных циклов, образующих фуллереновые шарики, состоят из одинарных связей, а у шестичленных циклов встречаются и двойные связи.

Из нанотрубок получают очень интересные материалы, например, уникальной прочности нанобумагу, представляющую собой плотные плёнки из переплетённых, подобно растительным волокнам, жгутов нанотрубок. Недавно китайские специалисты научились прясть нанотрубки и получать таким образом углеродные нити. Если же фуллерен запихнуть в нанотрубку, то получится ещё один класс углеродных структур - пипоид.

В пипоидах обнаружен эффект температурного р-п перехода. При комнатной температуре пипоид - полупроводник, с понижением температуры он становится проводником.

На сегодня пипоиды - интересные и перспективные материалы для микро- и наноэлектроники, аккумуляторов водорода, высокотемпературных сверхпроводников.

К сожалению, пока синтез нанотрубок и фуллеренов - довольно сложное и дорогое дело, вес производимых фуллеренов и нанотрубок исчисляется лишь десятками килограмм.

Расходы на исследование по нанотехнологии растут опережающими темпами. Так, за 4 года, с 1998 по 2001, общие (без России) расходы на нанотехнологии возрасли с 434 млн. дол. США до 1267 млн. дол. США. Будем надеяться, что грандиозные ожидания, связанные с развитием этого нового направления науки, оправдаются.

Электроугольные изделия - щётки электрических машин, электроды для прожекторов, электроды для дуговых электрических печей и электролитических ванн, аноды гальванических элементов, угольные порошки для микрофонов, резисторы и др. изготавливают из графита, сажи и антрацита.

Щётки служат для образования скользящего контакта между неподвижной и вращающейся частями электрической машины, т.е. для подвода ил отвода тока к коллектору или контактным кольцам.

Различают щётки угольно-графитовые (УГ), графитовые (Г), электрографитированные, т.е. подвергнутые термической электрообработке - графитированию (ЭГ) и медно-графитовые - с содержание металлической меди (М и МГ), иногда дополнительно - олова и серебра.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Федеральное агентство по образованию РФ

“Марийский государственный университет”

“Кафедра электроснабжения и диагностики”

“Неметаллические проводниковые материалы”

Выполнил:Ржепкин А.Ю. Студент гр. ЭС-22

Проверил:зав. кафедрой электромеханики Попов И.И.

Неметаллические проводниковые материалы……………. ……………. …. 4

1.3 Угольные электроды термического назначения…………….….….……5

1.5 Угли для гальванических элементов……………………………………..6

1.6 Угольные аноды для ртутных выпрямителей……….….………………..6

1.7 Угольные регулировочные резисторы…….…………….…….…………7

1.8 Непроволочные резисторы…………………………..……………………7

1.10 Коллоидно-графитовые препараты…….…….………..…..……………7

1.13 Пиролитический углерод………….…….….……. ……………………8

Понятие неметаллические материалы включает большой ассортимент материалов таких, как пластические массы, композиционные материалы, резиновые материалы, клеи, лакокрасочные покрытия, древесина, а также силикатные стекла, керамика и др.

Неметаллические материалы являются не только заменителями металлов, но и применяются как самостоятельные, иногда даже незаменимые материалы. Отдельные материалы обладают высокой механической прочностью, легкостью, термической и химической стойкостью, высокими электроизоляционными характеристиками, оптической прозрачностью и т. п. Особо следует отметить технологичность неметаллических материалов. Основой неметаллических материалов являются полимеры, главным образом синтетические.

Применение неметаллических материалов обеспечивает значительную экономическую эффективность.

Неметаллические проводниковые материалы.

Общие сведения.

Из числа твердых неметаллических проводниковых материалов наибольшее значение имеют материалы на основе углерода (электротехнические угольные изделия, сокращенно электроугольные изделия).

К электроугольным изделиям, применяемым в электротехнике и технике, связи, относятся: электрические щётки для коллекторов электромашин, электроугли, применяемые в лампах и электропечах, электроды - в гальванических элементах, угольные мембраны, угольные порошки. Из угля делают высокоомные резисторы, разрядники для телефонных сетей; угольные

Неметаллические проводниковые материалы

Федеральное агентство по образованию РФ

“ Марийский государственный университет”

“ Кафедра электроснабжения и диагностики”

“ Неметаллические проводниковые материалы”

Выполнил: Ржепкин А.Ю. Студент гр. ЭС-22

Проверил: зав. кафедрой электромеханики Попов И.И.

Неметаллические проводниковые материалы……………. ……………. …. 4

1.3 Угольные электроды термического назначения…………….….….……5

1.5 Угли для гальванических элементов……………………………………..6

1.6 Угольные аноды для ртутных выпрямителей……….….………………..6

1.7 Угольные регулировочные резисторы…….…………….…….…………7

1.8 Непроволочные резисторы…………………………..……………………7

1.10 Коллоидно-графитовые препараты…….…….………..…..……………7

1.13 Пиролитический углерод………….…….….……. ……………………8

Применение неметаллических материалов обеспечивает значительную экономическую эффективность.

Неметаллические проводниковые материалы.

В качестве сырья для производства электроугольных изделий можно использовать сажу, графит или антрацит. Для получения стержневых электродов измельченная масса со связующим, в качестве которого используется каменноугольная смола, а иногда и жидкое стекло, продавливается сквозь мундштук. Изделия более сложной формы изготовляют в соответствующих пресс-формах. Угольные заготовки проходят процесс обжига. Режим обжига определяет форму, в которой углерод будет находиться в изделии. При высоких температурах достигается искусственный перевод углерода в форму графита, вследствие чего такой процесс носит название графитирования.

Щётки общего назначения подразделяют на четыре группы:

1. Угольно-графитные щётки (марок Т2, УГ2, Г20, Г21, Г22). Изготовляют из графита с добавлением кокса, сажи и связующих веществ и после термической обработки покрывают тонким слоем меди. Они рассчитаны на номинальную плотность тока от 10 до 22 А/см2, обладают повышенной механической прочностью, твердостью и большой износоустойчивостью.

2. Графитные щётки (марки ГЗ, 611М, 6110М). Делают из графита. Они рассчитаны на номинальную плотность тока 20 А/см2, при работе вызывают незначительный шум.

3. Электрографитированные (марки ЭГ2А, ЭГ2АФ, ЭГ-4, ЭГ-8, ЭГ-14, ЭГ-15, ЭГ-83 и др.). Изготавливают так же, как и угольно-графитные щетки, но после первой термической обработки подвергают графитизации, т. е. отжигу при температуре 2500—2800°С. Они рассчитаны на номинальную плотность тока 20 А/см2, обладают повышенной механической прочностью. Эти щетки, в отличие от угольных и угольно-графитных, применяют в электрических машинах, работающих при больших частотах вращения и толчкообразных изменениях нагрузки, например в тяговых электродвигателях.

4. Металлографитные (марки М 1, М З, М б, М 20, МГ, МГО, МГ2, МГ4, МГС, МГСО, СМ и др.). В электрических машинах низкого напряжения применяют металлографитные щетки.

Угольные электроды термического назначения.

Угольные электроды термического назначения служат:

1) в качестве нагревательных элементов электрических печей, где они выполняют роль резисторов;

Удельное сопротивление, Ом мм 2 /м:

1.4 Осветительные угли.

1.5 Угли для гальванических элементов.

1.6 Угольные аноды для ртутных выпрямителей.

Угольные аноды имеют форму стержней диаметром от 10 до 25 мм. Они характерны малой зольностью (до 0,1%). Для уменьшения зольности аноды подвергают электрографитации, т. е. второму обжигу в электрических печах сопротивлений при температуре 2200-2500° С.

1.7 Угольные регулировочные резисторы.

Угольные регулировочные резисторы составляют из угольных пластин или спиралей, сжимаемых изменяющимся давлением. Так, например, резисторы, состоящие из 25 угольных колец толщиной 0,5 мм при наружном диаметре колец 50 мм и внутреннем 43 мм, дают сопротивление в зависимости от давления (см. табл. №1).

Зависимость сопротивления регулировочного угольного резистора от давления

Читайте также:

Неметаллические проводящие материалы реферат

Похожие работы

Неметаллические проводниковые материалы