第1章 电子材料.ppt
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1.1导电材料1.2绝缘材料1.3磁性材料1.1导电材料1.1.1导电材料的特性3.接触电位差接触电位差是指在两种不同金属或合金接触时,两者之间所产生的电位差。4.温差电势两种不同的金属接触,如果两个触点间有一定温度差时,则产生温差电势。根据温差电势现象,选用温差电势大的金属,可以组成热电偶用来测量温度和高频电流。此外,温度升高,会使金属电阻增大;合金元素和杂质也会使金属电阻增大;机械加工也会使金属电阻增大;电流频率升高,金属产生趋肤效应,导体的交流电流电阻也增大。1.1.2高电导材料1.铜及合金但纯铜的硬度不够高,耐磨性不好。所以,对于某些特殊用途的导电材料,需要在铜的成分中适当加入其它元素构成铜合金。黄铜是加入锌元素的铜合金,具有良好的机械性能和压力加工性能,其导电性能较差,抗拉强度大,常用于制作焊片、螺钉、接线柱等。青铜是除黄铜、白铜(镍铜合金)外的铜合金的总称。常用的有锡磷青铜、铍青铜等。锡磷青铜常用做弹性材料,其缺点是导电能力差、脆性大。铍青铜具有特别高的机械强度、硬度和良好的耐磨、耐蚀、耐疲劳性,并有较好的导电性和导热性,弹性稳定性好,弹性极限高,用于制作导电的弹性零件。2.铝(Al)及其合金铝合金的机械强度比铝高,有足够的塑性和耐腐蚀性。铝硅合金又称硅铝明,流动性好,收缩率小,耐腐蚀,易焊接,可代替细金丝用于连接线。3.金(Au)及其合金4.银(Ag)及其合金5.铂族金属及其合金6.层状复合材料1.1.3高电阻材料1.锰铜锰铜是铜、镍、锰的合金,具有特殊的褐红色光泽,电阻率低,主要用于电桥、电位差计、标准电阻及分流器、分压器。2.康铜康铜是铜、镍合金,其机械强度高,抗氧化和耐腐蚀性好,工作温度较高。康铜丝在空气中加热氧化,能在其表面形成一层附着力很强的氧化膜绝缘层。康铜主要用于电流、电压调节装置。3.镍铬合金镍铬合金是一种电阻系数大的合金,具有良好的耐高温性能,常用来制造线绕电阻器、电阻式加热器及电炉丝。4.铁铬铝合金铁铬铝合金是以铁为主要成分,加入少量的铬和铝来提高材料的电阻系数和耐热性。其脆性较大,不易拉成细丝,但价格便宜,常制成带状或直径较大的电阻丝。1.1.4导线绝缘电线电缆一般由导电的线芯、绝缘层和保护层组成。线芯有单芯、二芯、三芯和多芯,如图1-1所示。2.电线、电缆型号命名表1.1电线型号命名方法表1.2射频电缆型号命名方法3.导线选用(1)电路条件①允许电流。指常温下工作的电流值,导线在电路中工作时的电流要小于允许电流。②导线电阻的电压降。在导线很长时,要考虑导线电阻对电压的影响。③额定电压与绝缘性。使用时,电路的最大电压应低于额定电压,以保证绝缘性能和使用安全。④频率特性。对不同的频率选用不同线材,要考虑高频信号的趋肤效应。⑤特性阻抗。在射频电路中还应考虑导线的特性阻抗,保证电路的阻抗匹配,以防止信号的反射波。(2)环境条件①温度。由于环境温度的影响,会使导线的绝缘层变软或变硬,以致变形、开裂,造成短路。②湿度。环境潮湿会使导线的芯线氧化,绝缘层老化。③气候。恶劣的气候会加速导线的老化。④化学药品。许多化学药品都会造成导线腐蚀和氧化。选用线材应能适应环境的温度、温度及气候的要求。一般情况下导线不要与化学药品及日光直接接触。(3)机械强度所选择的导线应具备良好的拉伸强度、耐磨损性和柔软性,质量要轻,以适应环境的机械振动等条件。1.1.5焊接材料焊接是金属与金属建立一种牢固的电连接形式。焊接材料包括焊料和焊剂。1.焊料焊料是用来连接两种或多种金属表面,同时在被连接金属的表面之间起冶金学桥梁作用的金属材料。焊料应是易熔金属,其熔点应低于被焊金属。焊料按成分分类,有锡铅焊料、银焊料、铜焊料等。(1)对焊料的要求①熔点低。②凝固快。③有良好的浸润作用。④抗腐蚀性要强。⑤要有良好的导电性和足够的机械强度。⑥价格便宜而且材料来源丰富,以有利电子设备成本的降低。(2)锡铅合金的特性表1.3各种焊料的物理和机械性能图1-3锡铅合金状态图采用共晶焊锡进行焊接的优点是:①焊点温度低,减少了元器件、印制板等被焊接物体受热损坏的机会。②熔点和凝固点一致,可使焊点快速凝固,减少焊点冷却过程中元器件松动而出现的虚焊现象。③流动性好,表面张力小,有利于提高焊点质量。④强度高,导电性好。(3)焊料的选用在电子产品的生产中,大都采用锡铅焊料。焊料可以根据需要加工成各种形状,如棒状、带状、线状、膏状等。手工焊接大量使用线状焊料。有的焊锡丝在丝中心加有松香(助焊剂),称为松香焊锡丝。2.焊剂焊剂与焊料不同,它是用来增加润湿,以帮助和加速焊接的进程,故焊剂又称助焊剂。焊剂的助焊能力,依靠焊剂的活性。焊剂的活性是指从金属表面迅速去除氧化