Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 85
Текст из файла (страница 85)
Свойства алюминиевой катанки (ГОСТ 13843-78 Е) АПТ АТ АТп 88-137 147-167 167-191 АМ 73,5-98 о„мпа 15-25 2,0-3,0 1,0-2,0 1,5-2,0 2,80 2,83 2,83 2,83 Ь,'Ь.... р Ю,Омм в Для проволоки диаметром 1,5-4,5 мм. 483 !6' Для неизолированных проводов линий электропередачи из алюминиевой катанки производят проволоку АМ (мягкая), АПТ (полутвердая), АТ (твердая), АТп (твердая повышенной прочности) с нормированными размерами и механическими свойствами. Механические свойства проволоки диаметром 0,6-10,0 мм из алюминиевой катанки приведены ниже (ГОСТ 6132 — 79): Для электротехнических целей из алюминия марки АДО и алюминиевого сплава АД31 изготовляют прессованные шины (с термической обработкой и без нее). Механические свойства их приведены в табл. 7.7.
Для деталей с повышенными механическими свойствами используют алюминиевые сплавы на основе систем А1 — Мя — Я вЂ” Ре, А1 — Мя — Б1 — Ге — Еп. Стали в качестве проводникового материала применяют в мягком состоянии с содержанием углерода 0,10 — 0,15%. Их используют для изготовления проводов воздушных линий электропередачи небольших мощностей, для шин, рельсов трамваев и электрических железных дорог. Поверхность стальных проводов покрывают цинком с целью защиты их от коррозии 171. В качестве токонроводящей жилы в кабелях исполь- зуют углеродистую качественную проволоку оцинкованную (тип КО) и без покрытия (тип КС). Проволоку изготовляют диаметром 0,5-6,0 мм из ннзкоуглеродистых сталей.
Проволока всех диаметров должна иметь и, ~ 362 МПа (для оцинкованной проволоки) и 392 МПа (для проволоки без покрытия); удельное электрическое сопротивление проволоки при20 Снеболее15 ° 10 Ом м. Серебре имеет наименьшее удельное электрическое сопротивление из группы ме- таллических проводников, ио является остродефицитным материалом. Иго используют в виде микропроводников, гальванических покрытий в ответственных высоко- н сверхвысокочастотиых устройствах, слаботочных контактов. Материалы для электрических контактов должны одновременно имать высокие значения дугостойкости, твердости, удельной электрической проводимости, теплопроводности, химической стойкости, а также быть устойчивыми к атмосферной кор- розин и микроклимату, существующему в коммутационном устройстве. Контакты регламентированных типоразмеров изготовляют из материалов на основе порошкового вольфрамоникелевого сплава, пропитанного жидким серебром нлн медью; на основе серебра (60-95%), легированного кадмием, графитом, а также оксидамн кадмия, меди и никеля 1461.
Для контактов используют также сплавы систем Сп — Сг, Си — Ак — Сй, Аа — Рд, Аи — Р1 — Ая, Р1 — М1, Р1 — %, Р1 — 1г, Р1 — Ю~ н др. Контакты изготовляют в основном методами порошковой металлургии. Часто используют биметалличе- ские контакты, состоящие из подложки дешевого металла и поверхностного слоя из благородного металла. 4114 В табл. 7.3 приведены свойства кон1зкт-деталей, изготовленных пропиткой порошковых заготовок из вольфрамоникелевого сплава.
Таблица 7.8. Свойства рабечеге слоя перешкевых контакт-деталей (лля первей категерии) ~461 7.2. Сверхпроводники Сверхпроводимость — явление, заключающееся в том, что электрическое сопротивление некоторых материалов исчезает при уменьшении температуры ниже некоторого значения, зависящего от материала и от магнитной индукции. Сверхпроводник — это вещество, основным свойством которого является способность при определенных условиях быть в состоянии сверхпроводимости.
Температура, при которой происходит переход из нормального состояния в сверхпроводящее, называется критической температурой ~,. Токи, созданные в сверхпроводящих кольцах, протекают без измеримого изменения в течение года после их начального возбуждения. Сверхпроводящее состояние можно разрушить не только повышением температуры образца, ио и помещением его во внешнее магнитное поле.
Это поле В, называется критическим и зависит от температуры, при которой находится образец. Сверхпроводящее состояние может быть разрушено и магнитным полем, созданным протекающим через образец током. Плотность тока, при которой разрушается состояние сверхпроводимости„называется критической и обозначается /,. Желательно иметь сверхпроводники с максимапьно высокими крнтиче- скими параметрами. Сверхпроводимость является сверхтекучестью «электронной жидкости», образованной валентными электронами. Электроны имеют полуцелый спин, т.
е. являются фермионами и подчиняются статистике Ферми — Дирака. Благодаря взаимодействию электронов проводимости с колебаниями кристаллической решетки (фононами) между электронами возникает притяжение, которое может превзойти силы кулоновского отталкивания. Два электрона„имеющих равные и противоположно направленные импульсы и спины, образуют связанное состояние (куперовскую пару). Куперовские пары имеют целый спин (бозоны) и претерпевают бозе-эйнштейновскую конденсацию с образованием сверхтекучей электронной жидкости. Перестройка электронов проводимости приводит к появлению в спектре электронов на уровне поверхности Ферми энергетической щели, в которой нет квантовых состояний системы.
Ширина щели 2Ь (г) равна энергии связи куперовской пары при данной температуре. Она максимапьна при — 273 С (поряд- -з -а ка 10 — 1О эВ), уменьшается при повышении температуры и равна нулю при 1 = г,. При температуре абсолютного нуля все электроны проводимости сверхпроводника связаны в куперовские пары. При повышении температуры число куперовских пар уменьшается и становится равным нулю при ~ = г,. При наложении внешнего электрического поля связанный коллектив куперовских пар начинает двигаться как единое целое.
485 в Сверхпроводники относятся к двум основным группам: сверхпроводники 1 рода — все чистые сверхпроводящие металлы, кроме технеция, ванадия н ниобия, и сверхпроводннки П рода — чистые технеций, ванадий, ниобий, сверхпроводящие сплавы и соединения. Сверхпроводники 1 рода явл>потся идеальными диамагнетиками. Постоянное магнипи>е поле не проникает в образец (за исключением тонкого поверхностного слоя), находящийся в сверхпроводящем состоянии, и «выталкиваетсяв из него при переходе в сверхпроводящее сов стояние во внешнем магнитном поле — так называемый эффект Мейснера.
Следствием эффекта Мейснера являРие. 7.3. Зависимость внутреннего ется то что по поверхности сверхпроводннка щегося во внешнем магнитном поле, всегда течет ток. нитного поля лля сверхпроводников ! и П рода Сверхпроводники 11 рода, как и сверхпроводники 1 рода, характеризуются температурой перехода в сверхпроводящее состояние 1„но имеют два критических поля (рис. 7.3). Ниже нижнего критического магнитного поля 8„сверхпроводник ведет себя как сверхпроводник 1 рода. При внешнем магнитном поле 8,> < Ве < В,з внутри сверхпроводника появляется магнитное поле в виде квантовых вихревых нитей.
Каждая такая нить представляет собой длинный тонкий цилиндр„вытянутый вдоль направления внешнего магнитного поля. Внутри вихря куперовские пары разрушены и материал находится в нормальном состоянии. Вокруг цилиндра течет незатухающий сверхпроводящий ток такого направления, что создаваемое им магнитное поле совпадает с направлением внешнего магнитного поля. Магнитные вихри образуют в поперечном сечении правильную треугольную решетку, и каждый из вихрей несет один квант магнитного потока, численно равный Ф = Ьс/(2е) = 2,07 10 Вб. ~!с> 1!е 11ю Такое состояние сверхпроводника называется смешанным и характеризуется частичным проникновением магнитного поля в образец.
При достижении второго критического поля Вд вихри заполняют все сечение образца и происходит его переход в нормальное состояние. В присутствии проходящего тока на вихревые нити потока действует сила Лоренца, которая вызывает движение вихрей в направлении, перпендикулярном току. Это приводит к рассеянию энергии, т. е. к появлению омического сопротивления, и означает, что у однородного сверхпроводника 11 рода, находящегося в смешанном состоянии, критический ток равен нулю. В неоднородном сверхпроводнике, который имеет дефекты различного вида, превышающие атомные размеры (границы зерен, скопления дислокаций, включения другой фазы и т. д.), вихри могут закрепляться.
Эти дефекты называются центрами пнннингв, а закрепление на ннх вихрей — пиннингом. Неидеальные сверхпроводники 11 рода называются жесткими сверхпроводниками, нли сверхцроводниками 111 рода. Эти сверхпроводники характеризуются высокими значениями критических плотностей токов и, следовательно, высокими критическими значениями магнитных полей.
Отжиг сверхпроводящих материалов после механической обработки, приводящий к уменьшению концентрации центров пиннинга, снижает критическую плотность тока. Кривые намагничивания жестких сверхпроводников в смешанном состоянии имеют петлю гистерезиса. Известно более 1 ООО сверхпроводящих сплавов и соединений, и число их постоянно растет. Широко исследованы двухкомпонентные сверхпроводящие сплавы простых монотектических, эвтектических, перитектических систем и систем с непрерывной растворимостью. Исследование систем ХЬ вЂ” Т1 и ХЬ-Ег, образующих ряд твердых растворов в широком диапазоне концентраций, показало, что у многих сплавов при гелиевых температурах сверхпроводимость сохраняется до высоких значений магнитного поля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
