Файл: Ейльман, Л. С. Проводниковые материалы в электротехнике.pdf

Физические свойства тугоплавких металлов приведены в табл. 31 и 32.

Ци н к был применен для изготовления проводов и кабелей, в том числе обмоточных проводов в Германии еще во время первой мировой войны. Однако многочис­ ленные аварии, происходившие вследствие низкого со­ противления длительным статическим нагрузкам, склон-

Т а б л и ц а 32

Механические свойства тугоплавких металлов в мягком состоянии

ности.к грубой кристаллизации и связанной с ней хруп­ кости при незначительных нагревах, а также вследствие склонности к интеркристаллической коррозии, заставили отказаться от использования цинка для изготовления проводов.

Нелегированный цинк (99,99% Zn) не пригоден для проводов, так как зона появления хрупкости находится в пределах рабочих температур. В качестве материала для проводов наиболее подходящим оказались цинко­ алюминиевые сплавы, содержащие 1 —10% алюминия; их характеристики приведены в табл. 33.

Низкий предел ползучести цинка объясняется тем, что он продолжает деформироваться при малых нагрузках, поскольку температура рекристаллизации ниже темпе­ ратуры окружающей среды, что наблюдается и в цинко­ алюминиевых сплавах. Их существенным преимуществом является отсутствие хрупкости после старения при 100 °С. В отношении коррозии все цинкоалюминиевые сплавы почти равноценны. Из указанных сплавов наиболее лег-

84

ко деформируемым при прокатке является цинковый сплав, содержащий до 1% алюминия.

Сопротивление цинка и его сплавов в 3 раза больше сопротивления алюминия, поэтому для изготовления ка­ белей и голых проводов они не применяются, а иногда используются как материал для электрических шин.

Т(а]б л и ц а 33

Физические свойства цинко-алюминиевых сплавов

* За 100% принята проводимость меди.

К а д м и й имеет удельное сопротивление 0,073 сшХ Хммг/м, температурный коэффициент сопротивления 4,24-10-3 °С-1, предел прочности при растяжении в отож­

Кадмий используется в основном как присадка к меди для создания более износоустойчивого сплава, например, при изготовлении троллейных проводов. Будучи анало­ гом цинка по химическим и физическим свойствам, кад­ мий является более дорогим.

С в и н е ц используется в качестве брони для некото­ рых кабелей, прокладываемых в земле. Это связано сего коррозионной стойкостью в воде, сернистом газе, мине­ ральных маслах, слабых щелочах и кислотах, т. е. в сре­ дах почвы.

Свинец энергично реагирует с азотной и укусной ки­ слотами, крепкими щелочами; при нагреве постепенно окисляется до РЬО; в расплавленном виде легко испаря­ ется. Свинец отличается пластичностью и при деформа­ циях не получает наклепа; однако из-за роста зерна может разваливаться пои вибрациях, поэтому в него

85

обычно добавляют некоторое количество сурьмы, теллу­ ра или олова (табл. 34). Это уменьшает ползучесть и размер зерна, увеличивает предел усталости [Л. 41].

сверхпроводимости; там же указаны соответствующие критические температуры (данные, приведенные в табли­ це, все время уточняются, пополняется сам список сверх­ проводящих веществ). Вполне возможно, что многие из элементов, сверхпроводимость которых не обнаружена, являются тем не менее сверхпроводниками, но при очень низких температурах [Л. 42—47].

Самой высокой критической температурой среди чи­

хорошие проводники, как золото, серебро, медь, сверх­ проводниками не являются.

Критическая температура зависит не только от хими­ ческого состава, но и от структуры кристалла. Известно, что кристаллы многих веществ могут существовать в раз­ личных модификациях. Эти модификации отличаются своими физическими свойствами. Так, например, серое олово является полупроводником, а белое олово — ме­ таллом, способным при 3,72 К переходить в сверхпрозо-

86

дящее состояние. Существуют две различные кристалли­ ческие модификации лантана, называемые a-La и p-La, причем каждая из них характеризуется своей критиче­

в том случае, если образец приготовлен в виде тонкой пленки.

Основную часть сверхпроводников составляют не чи­ стые вещества, а сплавы и соединения. Существуют сверхпроводящие сплавы (например, CuS, Ai^Bi), ком­ поненты которых порознь не обнаруживают в обычных условиях свойств сверхпроводимости. В сплавах так же, как и в чистых веществах, критическая температура за­ висит от кристаллической модификации. Так, один и тот же сплав Bi2Pd может иметь две критические темпера­ туры (1,70 и 4,-25 К) в зависимости от структуры кри­ сталлической решетки. Если в состав сплава входит по крайней мере один сверхпроводящий элемент, то его критическая температура оказывается отличной от кри­ тической температуры компонентов и часто оказывается выше нее.

Для создания сверхпроводящих соленоидов исполь­ зуются сверхпроводники 2-го рода, с большими критиче-

87