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电阻材料.ppt

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    • 第三章第三章电电阻阻材材料料 广义上讲,凡是利用物质固有电阻特性来制造不同功能电阻元件的材料均称电阻材料如制作发热体的电热材料、绕制标准电阻器的精密电阻材料以及制作力敏、热敏传感器用的应变电阻材料和热敏电阻材料等电阻材料是制作电子仪器、测量仪表及其他工业装置中电阻元件的一种基础材料,本章主要介绍电阻器用线绕电阻材料和非线绕电阻材料 前前 言言Ø电阻材料发展概况电阻材料发展概况Ø线绕电阻材料线绕电阻材料Ø非线绕电阻材料非线绕电阻材料Ø电阻材料发展动向电阻材料发展动向 3.1电阻材料发展概况电阻材料发展概况l电阻材料发展至今大约已有100年的历史了被称为“德银”(Cu-Ni-Zn)的合金是最古老的电阻材料但由于其电学性能较差,逐渐被淘汰 l1888-1892年,对锰钢、Pt-Ir(铱)、Pt-Ag和康铜等电阻合金在生产、性能和应用方面都有大量报导德国迪沦堡的Isabellen冶金公司及时地利用这些成果生产了精密电阻合金l1910年,美国的Thomas提出了Therlo合金,1919年制出满意的镍锰铜合金日本在1921-1922年报导了锰钢合金的研究情况l1930-1940年,若干新的精密电阻合金已趋于完善,并有Au-Co(钴)、Au-Cr、Ag-Mn和Ag-Mn-Sn等合金相继问世。

      3.1电阻材料发展概况电阻材料发展概况l由于仪器仪表向小型化、精密化方向发展,1940年,各国对Ni-Cr型精密高电阻合金开始进行研究1948年,美国W.B.Driver公司将Al、Fe和Cu等合金元素加入到镍铬电热合金中,大大地改善了合金在20-300℃范围内的电学性能,从而得到了精密高电阻合金随后,美国C.C.Jelliff将Mo、Mn加入镍铬合金中,制出“Jelliff800”合金这些在镍铬合金基础上的改良合金不仅电阻率高(为锰铜合金的3倍),且电阻温度系数大大降低目前,已发展成为品种繁多的镍铬系改良型精密高阻合金其他高电阻合金如 Fe-Cr-Al合金、Mn基合金和Ti基合金等也随之得到了发展 3.1电阻材料发展概况电阻材料发展概况l同时,更精密的锰铜型电阻合金也获得了迅速发展1948年,Schulze发现在锰铜系合金中添加少量的Ge(锗)可使合金性能大大改善,此后发展了硅锰钢和锗锰铜精密电阻合金系列如 60年代末和 70年代初,联邦德国 Isabellen公司生产的宽温域低电阻温度系数锗锰钢合金、苏联计量研究所研究的0~170℃宽温域含Ga(镓)的“马尔加林”合金l20世纪50年代以来,由于电子计算机和航天技术的出现和发展,贵金属精密电阻合金也相应得到了发展,主要有两个方向:一是向高电阻率、低电阻温度系数方向发展,如Pd基和Au-Pd基高电阻合金;一是有机气氛对Pt(铂)族金属电阻合金的有害影响,促使人们去寻找综合性能更加优越而资源更丰富的新合金,如 Au基精密电阻合金。

      目前,贵金属合金系列主要有:Ag基、Au基、Pt基和Pd基等,并向多元合金发展 l1946年,S.S.Manson等人采用镍铬丝制成高温应变计,成功地进行了燃气轮机叶片地振动应力测量1965年,英国地R.Bertodo为进行650℃以上的静态应力测量,系统地研究了Cu、Ag、Au、Fe、Ni、Pt、Pd等46重金属和合金系,并对Pt-W系高温应变电阻合金进行了详细研究此后,美国、日本、苏联在Pt-W贵金属方面也进行了大量研究苏联开发出Ni-Mo系和Fe-Cr-Al系高温电阻合金系列美国也开发出Fe-Cr-Al系Armour合金系列l我国从50年代开始,采用康铜和镍铬合金生产常温电阻应变计;60年代开始研究高温应变电阻合金目前,已基本形成了适合不同使用温度的高温应变电阻合金系列 3.1电阻材料发展概况电阻材料发展概况 3.2线绕电阻材料线绕电阻材料 电阻合金线通常是用元素周期表中第ⅠB、ⅥB和ⅦB族各金属元素(如Cu、Ag、Au、Cr、Mn)的合金经拉伸而制成,它们具有电阻温度系数小、使用温度范围较宽、耐热性高、噪声小、稳定性好、耐磨和电阻率高等诸多优点,是制造固定线绕电阻器(简称线绕电阻器)和线绕电位器的绕组材料。

      由于这些电阻元件主要用在各种电子产品和仪器仪表的控制回路中,所以,它们的精度直接影响着电子产品和仪器仪表的最终性能指标 Ø选择电阻合金线的依据选择电阻合金线的依据 Ø线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 3.2.1选择电阻合金线的依据选择电阻合金线的依据 电阻合金线的用途不同,对它们的要求也不同表3.l列出了线绕电阻器和电位器对电阻合金线的要求 表3.1 线绕电阻器和电位器对电阻合金线的要求元件种类对电阻合金线的要求元件种类对电阻合金线的要求线绕电阻器电阻率适当电阻温度系数小使用温度范围宽阻值经久稳定,年变化率小机械性能好耐腐蚀、抗氧化、焊接性能好漆包线的漆膜性能好线绕电位器除具有固定电阻器所要求的性能外,还需以下要求:耐磨性好、摩擦系数小阻值均匀、米阻差值小表面光洁、线径均匀、椭圆度小接触电阻小而稳定,噪声电平低化学稳定性好、不受氧化、硫化、盐雾等气氛的腐蚀 3.2.1选择电阻合金线的依据选择电阻合金线的依据 另外,由于使用环境不同,对电阻合金线的要求亦有所差异例如体积小、重量轻的通讯设备中的线绕电阻器,要求高电阻率、耐温;标准电阻器要求电阻温度系数小、阻值稳定性好;大功率电阻器则要求耐热、热稳定性好;直流电路中电阻器要求合金线对Cu的热电势小;线绕电位器电阻合金线除有上述要求外,还要求耐磨、线径均匀、椭圆度小及抗氧化性强等。

      总之,必须根据线绕电阻器和电位器的不同用途,选择相应的电阻合金线 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 线绕电阻材料的品种繁多,可归纳为贱金属合金和贵金属合金两大类 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 贱金属合金线主要包括锰铜合金线、康铜合金线、镍铬合金线和镍铬基多元合金线表3.2列出了上述线材的品种、牌号、主要化学成分、性能指标及用途 表3.2 常用贱金属合金线牌号、名称、主要化学成分、性能指标和用途 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贱金属合金线-贱金属合金线-贱金属合金线-贱金属合金线l锰铜合金线:锰铜合金线的温度系数小,稳定性好,对铜的热电势小,机械加工性能和焊接性能良好,具有中等电阻率和良好的电气性能,是优良的精密电阻材料,适用于制造各种标准电阻器、分流器、精密或普通的电阻元件缺点是其使用温度范围窄,一般只用于室温范围中低阻值的精密线绕电阻器 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贱金属合金线-贱金属合金线-贱金属合金线-贱金属合金线l康铜合金线:康铜又称“40-1.5锰白铜”,是一种比锰铜使用更早的电阻合金,其密度为8.88g/cm3”。

      新康铜又称“无镍锰白铜”,是以铝代替了锰铜中的镍制成的,其密度为8.00g/cm3康铜合金线耐热性好,具有良好的抗氧化能力和良好的机械性能,阻值温度系数较低,使用温度范围较宽缺点是对铜热电势高,不适于直流标准电阻和测量仪器中的分流器,而适于交流精密电阻器和电位器绕组等;新康铜线具有和康铜线相近的电阻率和机械性能,但电阻温度系数较大由于新康铜不含镍,密度较康铜小,因此价格便宜同时,在电性能上,新康铜也能满足使用要求,故在多方面可代替康铜线总体来说,康铜线适用于大功率、中低阻值的线绕电阻器和电位器 l镍铬合金线:镍铬合金的成分很多,但并非每种镍铬合金都适于作电阻材料,这里仅介绍适于作电阻元件的镍铬合金线镍铬合金线具有较高的电阻率、良好的耐热性、耐磨性、耐腐蚀性和良好的电气性能,使用温度范围宽,而且具有较好的机械性能其缺点是电阻温度系数较大、对铜电势高阻值稳定性差镍铬合金线主要用于制作中、高阻值的普通线绕电阻器和电位器3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贱金属合金线-贱金属合金线 l镍铬基多元精密电阻合金线:在精密电阻合金的领域里,长期以来,铜、锰、镍系电阻合金一直以其优良的电性能和良好的工艺性能而居于主流地位。

      但是,由于铜、锰、镍系电阻合金的电阻率较低、抗氧化性差、使用温度范围窄等缺点,已满足不了技术发展的需要我国于是从六七十年代,开始试制并生产镍铬基多元精密电阻合金镍铬基精密电阻合金是在Cr20Ni80合金的基础上加人少量的Al、Fe、Cu、Si、Mn等元素而形成的改良型精密电阻合金,其主要品种有镍铬铝铁、镍铬铝铜、镍铬铝锰硅及镍铬铝钒等镍铬基多元精密电阻合金线的优点是:电阻率高、电阻温度系数小、对铜的热电势小、耐热、耐磨、耐腐蚀、抗氧化、机械强度高、加工性能好和使用温度范围宽等它们适用于精密线绕电阻器和电位器,以及特殊用途的大功率、高阻值、小型化的精密电阻元件;缺点:焊接性能比锰铜线差,因此,必须选择合适的焊剂和焊接温度 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贱金属合金线-贱金属合金线 随着科技事业的迅速发展,精密线绕电阻器和电位器的应用范围越来越广为了随着科技事业的迅速发展,精密线绕电阻器和电位器的应用范围越来越广为了满足使用需要,除了大量使用贱金属电阻合金线外,还越来越多地使用贵金属合金线满足使用需要,除了大量使用贱金属电阻合金线外,还越来越多地使用贵金属合金线。

      目前,常用的贵金属电阻合金线包括铂基合金线、钯基合金线、金基合金线和银基合目前,常用的贵金属电阻合金线包括铂基合金线、钯基合金线、金基合金线和银基合金线用它们制成的电阻合金线具有良好的化学稳定性、热稳定性和电性能因此,金线用它们制成的电阻合金线具有良好的化学稳定性、热稳定性和电性能因此,在精密线绕电位器绕组材料中,它们占有重要的地位表在精密线绕电位器绕组材料中,它们占有重要的地位表3.3列出了典型贵金属电阻列出了典型贵金属电阻合金线地品种、名称和主要性能指标合金线地品种、名称和主要性能指标 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贵金属合金线-贵金属合金线表3.3 贵金属电阻合金线的性能指标 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贵金属合金线-贵金属合金线l铂基合金线:铂基电阻合金线具有适中的电阻率、极优的耐腐蚀和抗氧化性,即使长时间暴露在高温、高湿条件下或强腐蚀性介质中,表面仍能保持初始状态而且,它的接触电阻小而稳定,噪声低,耐磨性好,寿命较长,加工性和焊接性良好因此,长期以来是最可靠的电位器绕组材料其缺点是在含有机物的气氛中工作时,会生成一种称为“褐粉”的有机聚合物薄膜,此膜具有绝缘性,会导致接触电阻成倍增大,影响接触电阻的稳定性,从而使噪声电平增高。

      因此在一定程度上限制了它的应用另外,它价格昂贵,成本高常用的铂基电阻合金线有铂铱线、铂铜线等 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贵金属合金线-贵金属合金线l钯基电阻合金线:钯基电阻合金线的特点是电阻率高,电阻温度系数较低,接触电阻低而稳定,焊接性能好,价格比铂基合金线便宜其缺点是耐腐蚀性和抗氧化性不如铂基合金线,在有机蒸气中也容易产生“褐粉”常用的钯基电阻合金线有钯银线和钯银铜线 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贵金属合金线-贵金属合金线l金基电阻合金线:金的抗氧化性和耐腐蚀性仅次于铂,且对有机蒸气有惰性它的产量高,价格比铂便宜,因此,以金为基的合金很受重视但是,以金为基的二元合金的电阻率低、电阻温度系数较高、硬度较低(不耐磨),如果在此基础上添加其他元素,能够改善上述各项性能,如金钯铁合金金耙铁合金是以金和耙为基加入铁,使金钯系合金能用热处理方法显著提高电阻率并降低电阻温度系数在合金中加人少量的铝、铊、铟等元素,能够克服金钯铁系合金受热时电阻率不稳定的缺点,衍生出金钯铁铝系、金钯铁铊系和金钯铁铟系等合金系列这类合金电阻率很高,而且可以在退火状态下长期使用。

      如金钯铁铝电阻合金线的电阻率高达2.3 ×10-6 Ω·m,而电阻温度系数接近于零常用金基电阻合金线有金银铜线、金镍铬线、金镍铜线和金钯铁铝线等金基电阻合金线已成为铂基电阻合金的代用材料 3.2.2线绕电阻材料的种类线绕电阻材料的种类 -贵金属合金线-贵金属合金线l银基电阻合金线:在贵金属电阻合金线中,银基合金线价格最便宜,且有良好的电接触性能缺点是容易被硫蒸气或硫化氢气体腐蚀,生成AgS膜,造成接触不良;并且强度不高,硬度较低,耐磨性差,寿命短,因而使用很受限制目前只有为数很少的以银锰为基的几种电阻合金有使用价值,常用的银基电阻合金线主要是银锰线和银锰锡线银锰合金电阻温度系数较小,对铜的热电势小,具有抗硫化和抗腐蚀的能力,是标准电阻器的良好材料 3.3非线绕电阻材料非线绕电阻材料 用真空蒸发、溅射、化学沉积、热分解、烧渗、网印、喷涂、烧结(包括常压烧结和热压烧结)等方法制得电阻体,再加上引出线、保护层以及适当的处理而制得的电阻器称为非线绕电阻器,非线绕电阻器电阻体所用的材料即所谓的非线绕电阻材料 对非线绕电阻材料一般有如下要求:电阻率范围宽,能制高、中、低阻值电阻器,温度系数小,电压系数低,噪声电平小,高频性能好,使用温度范围宽,工艺性能好,使用的稳定性和可靠性高。

      另外,对恶劣环境中使用的电阻器,还有一些特殊要求 Ø非线绕电阻材料种类及特性非线绕电阻材料种类及特性Ø典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 3.3.1非线绕电阻材料种类及特性非线绕电阻材料种类及特性 非线绕电阻器的种类很多,但绝大多数由电阻体、基体、引出线和保护层四个部分组成电阻体是电阻器核心,它决定电阻器的性能和质量电阻体是由电阻材料组成的,不同类型的电阻器所用的电阻材料也不同,用于非线绕电阻器的电阻材料有金属、非金属、导体、半导体和绝缘体等多种在制造电阻器时,大多数材料都要经过额外加工和处理,所以对多数电阻材料现在还没有统一的型号和规格 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 1.碳膜 碳膜结构和性能与原材料的种类、热分解温度和速度、基体表面状态以及碳膜的处理条件有关在正常情况下,热分解获得的膜应是致密而带金属光泽的类石墨结构碳膜的结构类似于石墨多晶体结构,它由许多小晶粒组成,每个小晶粒为一石墨晶体,但比原子平面内尺寸小得多;且其间的原子排列不够整齐,加上晶粒取向混乱,故其性能介于单晶石墨平行于原子平面方向和垂直于原子平面方向之间,类似于多晶石墨。

      因此,碳膜的性能与其晶粒大小、晶粒取向、晶粒间隙以及晶界杂质含量诸因素有关,而这些因素又与热分解温度、速率、基体表面状态有关 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 2.硅碳膜硅碳膜 为提高碳膜工作温度和电性能,常在碳膜中加硅制造出碳为提高碳膜工作温度和电性能,常在碳膜中加硅制造出碳硅膜碳硅膜具有耐高温、耐潮和耐腐蚀的特性碳硅膜具有耐高温、耐潮和耐腐蚀的特性碳膜电阻是碳膜电阻是通过含硅的有机物、碳氢化合物同时加热分解而成,也可通过通过含硅的有机物、碳氢化合物同时加热分解而成,也可通过依次热分解硅的有机物和碳氢化合物制得依次热分解硅的有机物和碳氢化合物制得 硅碳膜的结构:硅碳膜通常具有底层、中层和最外保护层的三硅碳膜的结构:硅碳膜通常具有底层、中层和最外保护层的三层结构 (1)底层中主要含有底层中主要含有Si和和C,和基体玻璃形成,和基体玻璃形成Si-O键,增强了键,增强了膜对基体的附着力膜对基体的附着力 (2)中间层为导电层,它与纯碳膜结构、性能类似中间层为导电层,它与纯碳膜结构、性能类似 (3)最外层主要为最外层主要为SiO2,并含有少量,并含有少量β-SiC。

      SiO2是一种耐热、是一种耐热、耐潮和耐腐蚀的材料,它对主导层起保护作用;同时,耐潮和耐腐蚀的材料,它对主导层起保护作用;同时, SiO2 是一种优良的绝缘材料,它的晶粒渗入主导层的晶粒间界处,是一种优良的绝缘材料,它的晶粒渗入主导层的晶粒间界处,对碳的晶粒起着隔离、增大间隙的作用,因而使整个膜的电阻对碳的晶粒起着隔离、增大间隙的作用,因而使整个膜的电阻率增大 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 3.合成漆膜 合成漆膜电阻是以碳黑、石墨为导电材料,用酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂或醇酸树脂等为粘合剂,云母粉、石英粉、滑石粉或氧化锌粉为填料,正丁醇、甲苯或乙醇等为溶剂,经混合球磨,调成悬浮液,用喷射、流布、浸渍、滚印、涂敷等方法,形成漆膜,在160-250℃聚合而成这种膜层应用于电位器、高压电阻器和高阻电阻器等膜层的性能主要取决于导电材料的结构、形状和性能,也与粘合剂、填料的比例和性能有关 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 3.合成漆膜 (1)导电材料 使用最多的合成漆膜的导电材料是碳黑,其次是石墨(常用于低阻电阻中)。

      在合成漆膜中,导电材料常为颗粒状它们分散于有机粘合剂,靠颗粒间的接触导电所以,导电颗粒大小、分散性、是否组成链状结构以及颗粒本身的性质都会影响合成漆膜的性能一般希望颗粒小、分散性好、颗粒电阻率高、电阻温度系数小、易于组成链状结构要能得到导电颗粒的链状结构和稳定性能,必须考虑导电材料与粘合剂、填充料的比例 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 3.合成漆膜 (2)粘合剂 粘合剂在合成漆膜中起着粘合、固定导电颗粒的作用,其本身并不导电过去常用的粘合剂材料主要有酚醛树脂、环氧树脂和有机硅树脂等,它们的绝缘性、耐热性、防潮性和与碳黑或石墨混合均匀性存在一定差别,适用的工作温度也有所不同,对比情况见表现在用得较多的粘合剂为改性酚醛树脂和改性醇酸树脂.它们的各项性能方面均较上述几种树脂材料有所改善 表3.4 几种粘合剂材料性能的对比材料绝缘性耐热性与碳黑、石墨混合均匀性(工艺性)耐湿性(防潮性)最高工作温度酚醛树脂环氧树脂有机硅树脂好好好好好好好差差不如环氧好好120~140℃180~200℃较高 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 3.合成漆膜 (3)填料 为了改善合成漆膜的性能,一般选用化学稳定性好、耐热耐潮能力强、热膨胀系数小。

      导电性能好的材料填料的加入有利于导电链的形成,有利于提高合成漆膜的硬度、机械强度、耐热性和耐磨性要求填料的颗粒尺寸均匀细小(一般不超过1-2μm),化学和热稳定性好 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 4.其他非线绕电阻材料 (1)实芯电阻材料 实芯电阻材料包含多种材料,其导电材料有金属、金属氧化物、碳黑、石墨等其粘合剂分有机和无机两种有机粘合剂为酚醛树脂、环氧树脂和有机硅树脂等无机粘合剂为玻璃釉等所以,实芯电阻器有金属、金属氧化物实芯和碳质实芯之分,也有有机实芯和无机实芯电阻器之分 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 4.其他非线绕电阻材料其他非线绕电阻材料 ((2)金属膜)金属膜 金属膜电阻是以铬硅系为主要成分的合金粉,用真空蒸发金属膜电阻是以铬硅系为主要成分的合金粉,用真空蒸发而成膜层电阻率和其他性能取决于合金粉成分、膜层厚度、而成膜层电阻率和其他性能取决于合金粉成分、膜层厚度、蒸发条件、基体表面状态以及热处理温度和时间还可采用刻蒸发条件、基体表面状态以及热处理温度和时间。

      还可采用刻槽的方法提高或调整电阻值用不同配比合金粉和适当工艺,槽的方法提高或调整电阻值用不同配比合金粉和适当工艺,可以制得阻值范围宽、电阻温度系数小、噪声电平低、耐热性可以制得阻值范围宽、电阻温度系数小、噪声电平低、耐热性好(可在好(可在200℃下工作)、稳定性高的金属膜电阻可用于制下工作)、稳定性高的金属膜电阻可用于制造金属膜电阻器、造金属膜电阻器、RJJ型精密金属膜电阻器、高频电阻器、微型精密金属膜电阻器、高频电阻器、微调电阻器、衰减器、片式电阻器和薄膜电路元件等调电阻器、衰减器、片式电阻器和薄膜电路元件等 微观分析表明,金属膜是一种无定形结构或微晶结构晶微观分析表明,金属膜是一种无定形结构或微晶结构晶粒尺寸通常为粒尺寸通常为1nm金属薄膜材料中由于金属的熔点不同,形金属薄膜材料中由于金属的熔点不同,形成的膜层结构往往存在较大差别如合金粉中有钨、钼等难熔成的膜层结构往往存在较大差别如合金粉中有钨、钼等难熔金属,它和其他金属组成混合物,形成薄膜时,因阻碍了表面金属,它和其他金属组成混合物,形成薄膜时,因阻碍了表面原子迁移,容易形成无定形结构原子迁移,容易形成无定形结构。

      3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 4.其他非线绕电阻材料 (3)镍-铬系薄膜 镍-铬薄膜性能稳定、阻值精度高、电阻率高、阻值范围宽、电阻温度系数小,在Ni-Cr薄膜中,如果掺入适量Al、Cu、Mn、Si、Be、Sn和Fe,可以降低电阻温度系数,提高耐热性,增强耐磨能力这种薄膜主要用于小型精密电阻器、片状电阻器、精密电阻网络、A/D和D/A转换器等 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 4.其他非线绕电阻材料 (4)合金箔 合金箔电阻器的主要特点是:阻值精度高、电阻温度系数小、在较宽温度系数范围内实现温度系数自动补偿,跟踪温度系数极小,噪声小,稳定性高,高频特性好,响应快,分布参数小合金箔电阻器是目前电阻器中适用效果最好的电阻材料之一它常用在精密测量、数模转换、航空和航海惯导系统、计算机接口电路及一些特殊要求的系统中 3.3.2典型非线绕电阻材料组成及性能典型非线绕电阻材料组成及性能 4.其他非线绕电阻材料 除此之外还有金属氧化模、化学沉积金属膜和玻璃釉电阻材料。

      3.4电阻材料发展动向电阻材料发展动向 根据70年代末、80年代初国内外电阻材料的研究和生产情况,可将电阻材料的发展趋势归纳为以下几点 (1)线绕精密电阻合金在向高精度、高可靠性方向发展从应用角度而言,电阻材料广泛地应用于各个领域中但使用的大部分电阻材料,仍沿用几种古老而精密的电阻合金,如镍铬改良型合金以及贵金属精密电阻合金随着科学技术的现代化,特别是尖端技术的发展,要求仪器仪表更加精密化,一些古老而精密的电阻合金已很难完全满足现代精密电阻元件和标准电阻器的要求 3.4电阻材料发展动向电阻材料发展动向 (2)电阻合金向高阻值、超细化、薄膜化方向发展由于计算机的发展,仪器仪表测量正在向数控和数字显示方向迈进,这就需要仪器仪表电阻元件小型化且具有高的可靠性为此,在大力研制高阻合金的同时,各国在膜电阻器材料(包括贴箔平面电阻器材料)、超微细丝的研究等方面均获得了发展,如将硅石和氧化铬通过电子束发射涂覆到基体上可获得 10×10-6℃-1的低电阻温度系数电阻器为了大大缩小电阻元件的体积,前苏联研制出了一种高阻铁铬铝薄膜电阻材料美国ViShoy公司首先研制成功了超精密贴箔电阻器。

      这种贴箔电阻器比金属膜电阻器电阻温度系数还小很多,并具有高稳定性、高精度和高频特性好等优点 3.4电阻材料发展动向电阻材料发展动向 (3)向深低温方向发展随着导弹、宇航科学事业的不断发展,对精密电阻元件要求小型化的同时,对深低温下可靠使用的要求也日益严格为此,深低温电阻器材料的研究出现了较大进展如用含2%~15%氧化镉的Fe-Cr-Al合金制成的低温电阻器,可在5K下可靠工作在液He中使用的Pt-Rh(铑)电阻合金,可在2-300K的温度范围内使用 3.4电阻材料发展动向电阻材料发展动向 (4)电阻材料和电阻元件制造一体化,电阻器件元件化这是高度电子化发展的必然结果,如各种电阻器用敏感电阻元件获得了优先发展随着仪器仪表向精密化和小型化的发展,一些材料制造厂还将精密电阻材料制成元件提供使用,如前西德的Isabellen厂在生产精密电阻合金的同时,也集中发展了贴箔平面电阻器等元件 3.4电阻材料发展动向电阻材料发展动向 (5)非晶电阻材料将占有重要地位非晶制造技术的迅速发展和对非晶电学性能的研究结果预示着,采用非晶合金制造精密电阻器、应变电阻计以及低温电阻温度计等有着广泛的发展前景。

      目前己有Ni-Si-B系、Cu-Zr系和Fe-Ni-Co-Cr-B系等非晶电阻合金 习题习题1. 选择电阻合金线的依据是什么?2. 常用线绕电阻用贱金属合金有哪几类?介绍它们的特点(优点和缺点)与应用场合3. 常用线绕电阻用贵金属合金有哪几类?介绍它们的特点(优点和缺点)与应用场合4. 简述对非线绕电阻材料的要求5. 了解主要的非线绕电阻材料的种类及性质6. 介绍碳膜、硅碳膜的组成、结构及其性能特点7. 介绍合成漆膜的各种组元及其作用★8. 查阅文献,分析电阻材料发展的新动向报告) 。

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