Электроугольные изделия и припои
Проблема получения проводниковых материалов, полностью удовлетворяющих всем этим требованиям, окончательно еще не решена; по-видимому, решение может быть найдено исключительно в применении специальных керамических материалов. Среди высоконагревостойких проводящих материалов могут быть отмечены некоторые оксиды (прежде всего керамика диоксида циркония ZrO2, стабилизированная добавкой оксида иттрия Y2O3), керамика диоксида церия СеО2, некоторые хромиты. Некоторые свойства керамики ZrO2 - Y2O3 (после обжига, при пористости 25 % по объему): средняя плотность 2,9 Мг/м3,
Стабилизируя диоксид циркония ZrO2 добавлением оксида иттрия Y2O3 (или оксидов некоторых других металлов), можно избежать структурных превращений чистого ZrO2 во время охлаждения после обжига, связанных с уменьшением объема и вызываемых этим повреждением обожженных изделий.
ПРИПОИ
Припои представляют собой специальные сплавы, применяемые при пайке. Пайка осуществляется или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или с целью получения постоянного электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке места соединения и припой нагреваются. Так как припой имеет температуру плавления значительно меньшую, чем у соединяемых металлов, то он плавится, в то время как спаиваемые металлы остаются твердыми. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твердого металла происходят сложные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом припой диффундирует в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.
Припои принято делить на две группы: мягкие
и твердые
. К мягким относятся припои с температурой плавления до 400°С, а к твердым - припои с температурой плавления свыше 500°С. Кроме температуры плавления, припои существенно различаются и по механическим свойствам. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении не выше 50 - 70 МПа, а твердые - до 500 МПа.
Тип припоя выбирают, сообразуясь с родом спаиваемых металлов или сплавов, требуемой механической прочностью, коррозионной стойкостью, стоимостью и - при пайке токоведущих частей - с удельной электрической проводимостью припоя.
Мягкими припоями в основном являются припои оловянно-свинцовые (марка ПОС) с содержанием олова от 18 % (ПОС-18) до 90 % (ПОС-90). Удельная проводимость этих припоев составляет 9 - 13% удельной проводимости стандартной меди, а температурный коэффициент линейного расширения al - (26 - 27) 106 К-1.
Существуют также мягкие припои с добавками алюминия, серебра. Еще более легкоплавки припои, в состав которых входят висмут и кадмий. Они применяются там, где требуется пониженная температура пайки; механическая прочность их очень незначительна. Висмутовые припои обладают большой хрупкостью.
Припой | Марка и состав | Температура плавления, °С | Удельное сопротивление, мкОм м | Удельная теплопроводность , Вт/(м К) | Предел прочности при растяжении, МПа | Относительное удлинение при разрыве, % |
Оловянно- |
ПОС-61 (61% | 183-190 | 0,14 | 50 | 43 | 46 |
свинцовый |
Sn; 39% Pb) | |||||
То же |
ПОС-40 (40% | 183-238 | 0,16 | 42 | 38 | 52 |
Sn; 60% Pb) |
|
|
|
|
| |
Оловянно- |
ПОСК-50-18 | 142-145 | 0,13 | 54 | 40 | 40 |
свинцово- |
(50% Sn; 18% |
|
|
|
|
|
кадмиевый |
Cd; 32% Pb) |
|
|
|
|
|
Оловянно- |
ПОССу-40-2 | 185-299 | 0.17 | 42 | 43 | 48 |
свинцово- |
(40% Sn; 2% |
|
|
|
|
|
сурьмянистый |
Sb; 58% Pb) |
|
|
|
|
|
Оловянно- |
40-45% Sn; | 200-250 | — | — | — | — |
кадмиево-цинковые |
20% Cd; 25-20% Zn; |
|
|
|
|
|
(15% Al) |
|
|
|
|
| |
Сплав Вуда |
12,5% Sn; | 60,5 | — | — | — | — |
26% Pb; |
|
|
|
|
| |
11,5% Cd; |
|
|
|
|
| |
50% Bi |
|
|
|
|
| |
Олово-сурь |
ПОСМ-0,5 | 184 | — | — | — | — |
мянисто- |
(59-61% Sn; |
|
|
|
|
|
медный |
0,8% Sb; 0,5- |
|
|
|
|
|
0,7% Сu; |
|
|
|
|
| |
~30% Pb) |
|
|
|
|
| |
Индий серебряный |
ПСр-ЗИн (96,5-97,5% In; 2,5-3,5% Ag) | 141 | — | — | — | — |