Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Кроме того, материалы термопары должны обладать высокой коррозионной стойкостью к действию среды, в которой они используются, хорошей гомогеиносгью и не слишком высоким удельным сопротивлением. Фактически для измерения температуры на воздухе или в других акгивных средах при повышенных температурах можно использовать лишь несколько металлов н спливов. Материалы для термочувствительных элементов (термобиметаллы) должны обладать высокой термочувствительносгью, т.
е. способностью изгибаться при небольших изменениях температуры, высокой предельной температурой нагрева и длительным сроком службы. Термобимсгаллы — это комбинированные материалы, которые состоят из цвух или нескольних слоев с различными температурными коээфициентами линейного рас»пиреиия, прочно сваренных по всей поверхности соприкосновения.
Рис. 12.2. Зависимость температурного ивффициента удельного сопротивления тонкой металлической пленки от толщины !4 !2.2] Туаопллгекие металлы 241 Таблица !2.!. Давление пара тугоплавкмх металлов при различных температурах 12.2. ТУГОПЛАВКИЕ МЕТАЛЛЫ Металлам свойственна корреляция между энергией атомизации и удельным электрическим сопротивлением: тугоплавкие металлы имеют достаточно высокое р и сравнительно небольшое ам Многие металлы с высокой температурой плавления применяются для изготовления нагревательных элементов, работающих в вакууме или инертной газовой среде. Одной из разновидностей таких нагревателей являются испарители, применяемые в установках термического осаждения тонких пленок в вакууме. Для их изготовления используют %, Та, Мо, )4Ь, реже Р1, )цс Прн выборе материала для нспарителя в каждом конкретном случае важно обеспечить минимальную возможную степень загрязнения осаждаемой пленки материалом испарителя.
Это выполняется при условии, что давление пара материала испарнтеля при рабочей температуре ничтожно мало по сравнению с давлением пара испаряемого вещества. Некоторые сведения о давлении паров тугоплавких металлов приведены в табл. 12.1. Гюлее полно температурные зависимости давления паров различных металлов представлены в разделе 13.Материал испарителя может переноситься в осаждаемую пленку также в виде летучего оксида. Поэтому степень загрязнения пленки зависит от давления и состава остаточных газов в вакуумной камере, от химической активности материала испарителя и летучести его оксидов. Важно также, чтобы при рабочей температуре не происходило химической реакции или взаимного растворения испаряемого вещества и испарителя, так как при этом могут образовываться летучие продукты. На основе тугоплавких металлов и их сплавов изготовляют термопары для измерения высоких температур в вакууме и различных газовых средах.
В микроэлектронике широко применяют тонкие (десятки — сотни нанометров) пленки тугоплавких металлов, наносимые на диэлектрические подложки. Одно из основных направлений их использования — резисторы в интегральных микросхемах. Широко для этой цели применяют Сг и Та, для специальных резисторов представляет интерес применение ))е. В табл. 12.2 приведены основные технологические характеристики и некоторые параметры тонкопленочных резистивных пленок, в том числе и изготовленных на основе тугоплавких металлов. Свойства большинства тугоплавких металлов представлены в разделе 13 и частично в разделе 14. Основные физические свойства чистых металлов приведены также в табл. 10.!.
В настоящем параграфе кратко рассмотрены специфические свойства, важные при использовании этих материалов дхя резисторов, нагревательных элементов и термопар. Более подробно даны лишь характеристики Сг и йе, не представленные в других разделах. Свойства блаюродного металла платины будут рассмотрены в $12.7. Хром — элемент И группы, подгруппы «а» периодической системы эхементов. Конфигурация внешних электронов атома Зйззз'.
Хром — твердый, тугоплавкий металл серо- стальною цвета. Является весьма распространенным элементом". в земной коре содержится [в массовых долях) 2.10 ' ох~ Сг В природе встречается почти исключительно в виде кислородосодержащнх соединений. Ос- Таблица 12.2.
Технологические характеристики и параметры тонких резиспюных пленпн х о ~ мх о Условия испмзання охсс Материал резнстивноб пленки Метод нанесения пленки ЕЫй ррах 3 37х ХХССМ Сг Испарение и конден- З50 Сп 200...500 -(- (О,б...!,О) ),б ..3,2 Р тг 400'С в вакуу- 250...! 000 Плен- 3И 02303 о,от О,г 05 с подслоем Сг денсапня в высоком Р-Та гл)...350'С + (,а 0,5 Тшр, на вгпдуге вли анодное ОКНСЛЕННЕ С ПОДСЛОЕМ У; Ап нос С ПОДСЛОЕМ Сгг Т( — Рб — Ап распы- ление †(о,5...(,о) т,р) (с примесью Та или ТВХ) <0,3 С ( НОСТЬ Т,Рг )0...300 Реактивное катопное и полно.
ПЛВЗМЕН- РВСПЫЛЕ- ние СВЦИЯ в высоком вакууме ЭлектронноЛузсвос испарение и кон- вакууме Катсдное и ионно- плазмен- ФР ' дсг „о' о ф х ~их О. с о Жй Цих сов М -0,5 (при Др = ) 0(Е Ом). мо (прн Хр= =250...ЗОО Ом) )3 О 5О 3 ь х 3" х К ге Ь ОО х х $'- й 3 б б р Ф фо ~ о У пленок с бр=250 Ом стабильность еше лучше приве- Дена Длн пленок с Яр= -50 Ом и сь З3 о ч З3 о Ф Н икром ХЭ)НВО млт-зм млт-зм 300...350 200„,500 +(1,2...2,4) 85 Очень агрессивен Испарение и конденсация в Вмдержиа а вакууме при ЗбО 1ОЧС в течение 30 мии, 100..
1000 боО...ЗООО ЗОО...М0 РС-4800 РС-5 ПО РС-3001 РС-1714 22 +2 — 1 +2 высоком вакууме 3002 Ро РС-1004 охлаждение д ЗОО+1О'С, напуск ВОздуха ния сопро. тнвлення могут быть уменьшены до 0.1...0,01 3. 4ОО...500 'С в вакууме или на воздухе В др в вакууме пр З5О'С в течение 10 мин, оклыкдение до 160'С, напуск воздуха П р н м е ч а н и е. Удельная мощность рассеящщ — мощность рмхеяния на единицу площади плелки. Прн изменепви режи.
ма наимиНня пленок сплавов РС вх параметры могут быль существеннаа изменены, например, необра- тимые (Равд. 12) Материалы длл резисторов 244 возные физические свойства хрома приве. девы в табл. 10.1, а также характеризуютсн следующими параметрамн: Атомная масса . Изотопы . !! 0...170 70...90 В численных значениях физических параметров, приводимых различными авторами, имеется большой разброс. Для очень многих физических характеристик, изменяющихся от температуры, при 36 С наблюдается резкий излом на кривых «температура — свойство» (см.
$10.3). Хммическне свойства хрома Ревгеит При условиях, близких к нормальным, не окисляется; при повышенной температуре дает соединения СгО, Ст»О», СгО», СгО» и несколько промежуточных между Сг»О» и СгОз, которые образуются при термическом разложении СгО» При условиях, близких к нормальным, не взаимодействует Реагирует при условиях, близких к нормальным Соединяется вепосредствешю прн повышенной температуре Рзстворнется При нормальных условиях не растворяется, пассивируегся Не взаимодействует вплоть до температуры красного каления Окисляется Кислород НС1, Н»3О» ННО« и «царская водка» В соединениях хром преимущественно проявляет валентность +2, +3, +6; среди них наиболее устойчивы соединения трехвалентного хрома.
Известны отдельные соединения, где Сг имеет ввлентность О, + 1, +4 и +5. Производные двухвалентнога Сг — очень сильные восстановитеви, окислнются кислородом воздуха. Металлический хром получают термическим восстановлением Сг»О« алюминием или кремнием или электролитнческим посстаиовлением растворов соединений хрома. По химическому составу металлический хром, выплавляемый алюмннотермическим Атомный радиус г«ч нм . Тип кристаллической решетки Постоянная решетки а, нм . Энергия плавления, Дж. моль Энергия испарения (при 1.„), Дж.моль Число Вринелля: литой электролитически осажденный . Фтор Другие галогены: 5, Нг, С, 55 В Расплавы щелочей и карбонатов щелочных металлов Рзсплввы 5(зй)О«, НаС)О« способом, должен согласно ГОСТ 5905 — 79 соответствовать маркам и нормам, указанным в табл.
12.3. 51,996 50 (4,3! егег)з 52 (83,67 Уа) ° 53 (9,55 Я; 54 (2,38 Я) 0„125 . Кубическая объемно-цен- трироваиная 0,2885 17,6 386,5 Определение химического состава хрома производят методами, приведенными в ГОСТ !3020.1 — 75 — ГОСТ 13020.6 — 75, ГОСТ 13020.8 — 75, ГОСТ 13020.7 — 67, ГОСТ 13020.11 — 75 — ГОСТ 13020.16 — 75 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность определения. Условия и характер взаимодействия Длн получения наиболее чистого Сг используют электролитическое осажденне нз ванн, содержащих ионы Сгз+ и Сгз+, из раствора хромово-алюмяниевых квасцов илн из'более дорогостоящих растворов хромовой кислоты. Хром, получаемый электролитическим способом, обычно загрязнен примесимн водорода и кислорода.
Водород уделяют нагреванием в вакууме, кислород — при высокотемпературной обработке Сг водородом. Хромирование (нзнесение защитных и декоративных покрытий хрома на металлические изделии) производится электролитически нли путем насыщения кромом поверх- 245 [4 12.2] Тугаплаакаг мгталлгп Таблица !225 Марки и химический состав (в процентах) металлического хрома Сг, А1 51 Ре С Р 8 Ы Сп РЬ 3п Аз В! 3п 8Ь Со не Мар- к» ме- не более иее Х99А Х99В Х98,5 Х98 Х97 0,2 0,5 0„04 0.05 99,0 0,3 0,01 0.0008 0,008 0,03 0.02 0,02 О,ОС05 0,006 0,01 0,01 0,004 04 98,5 98,0 97,0 0,02 0,04 0,05 0,001 0,04 0,05 0,7 1,5 0,8 1,2 0,03 0,04 0,5 0,03 П р и м е ч а н и е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
