Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Материалы высокого сопротивления: резистивные материалы
Резистивные материалы должны обладать не только высокими удельным сопротивлением, стабильностью и коррозионной устойчивостью, но и малым ТКρ. Коэффициент термо-э.д.с. для высокоомных проводников в контакте с медью должен быть минимальным, чтобы в измерительных схемах не возникали паразитные разности потенциалов, связанные с разностью температур контактов резистора с медными проводниками. Особенно важно выполнять это требование по отношению к материалам, предназначенным для изготовления прецизионных и образцовых резисторов. Выбор того или иною типа резистивного материала зависит от номинального сопротивления резистора, его назначения и условии эксплуатации. Резистивный материал можно применять в виде проволоки различного диаметра или пленок различной толщины, нанесенных на диэлектрические основания. В отличие от материалов высокой проводимости (чистых металлов) резистивные материалы—это в основном сплавы, имеющие заметно деформированную кристаллическую решетку, что характерно для твердых растворов металлов (рис. 6.1). Помимо сплавов все большее значение в качестве резистивных приобретают высокоомные материалы на основе соединений металлов: оксидов, силицидов, карбидов, многие из которых .обладают весьма малыми и близкими к нулю, значениями ТКρ. Эффект повышения удельного сопротивления материалов наблюдается также при нанесении их в виде тонких пленок с весьма мелкозернистой структурой. Удельное поверхностное сопротивление пленок ρ h вычисляют по формуле (6.1 где ρ h - сопротивление квадратного участка пленки площадью 1·10-4 м2 при прохождении тока параллельно поверхности пленки, Ом; ρ - объемное сопротивление материала пленки, Ом·м; h - толщина пленки, м.
Чем тоньше пленка металла, тем выше ее поверхностное сопротивление и ниже значение ТКρh. Однако с уменьшением толщины пленки ухудшается воспроизводимость и стабильность ее параметров, снижается надежность резисторов. Это является препятствием к использованию металлических пленок резистивных материалов (тантала, ниобия, нихрома и др.) тоньше 0,05-0,08 мкм. При увеличении толщины пленки ее характеристики стремятся к соответствующим характеристикам массивного материала и использование таких пленок и качестве резистивного материала мало эффективно. Для получения особо высоких значений удельного сопротивления применяют сочетание обоих факторов, т. е. материалы, имеющие высокое сопротивление в массивном состоянии (сплавы, оксиды, силициды и др.), используют в тонкопленочном или весьма мелкозернистом виде. Дополнительные требования предъявляют к особой группе резистивных материалов — к материалам для нагревательных эле ментов. Эти элементы типа накаливаемой спирали самого разнообразного назначения и конструктивного исполнения используются в технике и в быту для получения в условиях атмосферы стабильных высоких температур (часто свыше 1000°С). Таким требованиям отвечают нагревостойкие сплавы. Способность длительно работать в атмосфере при высокой температуре определяется не только свойствами самого жаростойкого сплава, но и свойствами образующихся на его поверхности оксидов. Желательно, чтобы оксиды были нелетучими, плотными и препятствовали дальнейшему окислению материала вглубь. Легко улетучиваются на воздухе, например, оксиды вольфрама и молибдена, из-за чего эти весьма тугоплавкие металлы не могут работать в накаленном состоянии и условиях атмосферы. «Живучесть» нагревательных элементов значительно сокращают также такие факторы, как колебания диаметра проводника по длине или колебания его состава. В местах с повышенным сопротивлением элемент перегревается и выходит из строя. Все рассмотренные резистивные материалы, используемые для приборов широкого применения, должны быть дешевыми и не содержать дефицитных компонентой.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 336; Нарушение авторского права страницы