导电材料和电阻材料课件.pptxVIP

1 导电材料和电阻材料 2Part 1. 导电材料导电材料的性质与分类金属导电材料电极及电刷材料厚膜导电材料薄膜导电材料 3导电材料是电子元器件和集成电路中应用最广泛的一种材料，用来制造传输电能的电线电缆，传导电信息的导线、引线和布线。根据使用目的不同，除了导电性外，有时还要求有足够的机械强度、耐磨、弹性、耐高温、抗氧化、耐蚀、耐电弧、高的热导率等。导电材料最主要的性质是良好的导电性能。6.1 导电材料的性质与分类定义：导电材料是指电流容易通过的材料。常用作电极、电刷、电线等。 4IEC规定电阻率为1.7241μ?·cm的标准软铜的电导率作为100％，其他材料的电导率与之比较，以百分电导率，既“%IACS”表示。导电材料的分类按材料的化学成分：金属导电材料、氧化物导电材料、高分子导电聚合物以及复合导电材料等。按材料的使用形态：线材、块材、厚膜和薄膜。作为导电材料，希望其电阻率尽可能地小(≦10-6?·m)。但是，为了满足其他条件，例如机械强度、加工性、耐腐蚀性、经济性等，在许多情况也会使用电阻率较大的。 56.2 金属导电材料6.2.1 金属导电材料概论 (1)电阻与电阻率　　　导体的电阻与材料长度L成正比、与断面A成反比，可表示为R=?L/A， ?是物质固有的参数，指1m3(或1cm3)材料的电阻，称为材料的电阻率，单位为?·m 或?·cm。 6(2)电阻温度系数　　 导体的电阻随温度的变化而变化，温度为T的电阻可表示为： RT=RT1[1+αT1(T-T1)]。 （式中，RT1为在基准温度T1的电阻， αT1为在基准温度T1的电阻温度系数） 一般金属导体的电阻随温度升高而增大。电阻温度系数是指当温度每升高1 ℃ 时，电阻增大的百分数。 7 导电材料的电阻率与电阻温度系数同材料的纯度和完整性有十分密切的关系，既所谓是结构敏感的。 所以对于同一种材料，由于制备方法不同，电阻率与电阻温度系数会存在一定差别。 8(1) 标准软铜的电阻温度系数 在20℃时为 1/254.5=0.00393℃-1，在T1(℃)的电阻温度系数用1/[254.5+(T1-20)] ℃-1表示。(2) 电导率和百分电导率　　　电阻率的倒数为电导率，用来表示导体的导电度。这个电导率与国际标准软铜的电导率之比的百分率，称为百分电导率[或称为％IACS电导率]。6.2.2 导电材料的标准 9 (3) 国际标准软铜：作为导体电导率的表示基准的标准软铜，其特性在1913年的国际电器标准会议上规定如下：各部分切面积的均等面积为１mm2的标准软铜，在20 ℃时，长度１m的电阻为1/58 ? ，即电阻率为0.17241 μ?·m(100%IACS)。 在20 ℃ 时的密度为8.89g/cm3标准软铜在20 ℃ 时的电阻温度系数为1/254.5=0.00393 ℃-1 10 杂质、缺陷、温度、应力是影响导体电阻的主要原因。一般纯金属的电导率比其合金的高。合金的电导率由于合金的组成不同而各异，例如，在二元合金中由于成分相互溶解而生成固溶体。如果在纯金属中加入少量的其他金属，则电导率将急剧下降。6.2.3 影响导体电阻值的因素 11作为金属导电材料，用得最多的是铜，其次是铝、铁等。作为金属导电材料应具备：电导率大、易连接、较大的抗拉强度、易弯曲、容易加工成型、耐腐蚀、产量大、价格低等。　但是，由于纯金属的抗拉强度都比较低，所以在对抗拉强度要求高的场合，应采用热处理的金属或合金。6.2.4 金属导电材料应具备的条件 126.2.5 铜和铜合金 铜是仅次于银的优良导电导热体，常温下铜的导电率为银的94％，导热率为银的73.2%。（主要物理性质见书中表6.2.1） 铜的主要制备方法：(1)电解法（电解铜）将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu2+)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。 用作导电材料的电解铜，其纯度在99.90%以上，一般为99.97%-99.98%,含有极少量的Au、Ag、Ce、Pb、Sb等杂质。 136.2.5 铜和铜合金（2）粉末冶金法 粉末冶金制品是以金属粉末如：铁粉、铜粉、不锈钢粉等（包括混入有非金属粉末）为原料，用成形烧结法生产而成的，传统的工艺流程为：混料-压制-烧结-整形-后处理，即首先将配制的高纯度的混合粉装于模具中，于一定压力下压制成形，然后将压坯在可控气氛炉中，在低于基体材料熔点的温度下进行烧结，使粉末颗粒之间形成冶金结合。 采用该方法生产的铜合金既具有高导电