Tài liệu Bài giảng vật liệu điện (đại học liên thông vừa làm vừa hoc)

Đề cương bài giảng- Vật liệu điện MỤC LỤC CHƯƠNG I ............................................................................................................................. 2 CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VẬT LIỆU VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ......................... 2 VẬT LIỆU .............................................................................................................................. 2 1.1.CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU.................................................................................................................... 2 1.2. PHÂN LOẠI VẬT LIỆU ........................................................................................................................7 1.3. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA VẬT LIỆU. ...............................................................................................8 CHƯƠNG 2 .......................................................................................................................... 11 VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN........................................................................................................ 11 2.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN ........................11 2.2 KIM LOẠI VÀ HỢP KIM CÓ ĐIỆN DẪN SUẤT CAO...................................................................... 14 2.3 HỢP KIM CÓ ĐIỆN DẪN SUẤT THẤP.(ĐIỆN TRỞ CAO) .............................................................17 2.4 CÁC KIM LOẠI KHÁC ........................................................................................................................17 2.5 ỨNG DỤNG CỦA HỢP KIM TRONG KỸ THUẬT ĐIỆN ................................................................21 2.6.VẬT LIỆU SIÊU DẪN ..........................................................................................................................28 CHƯƠNG III........................................................................................................................ 33 VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN .................................................................................................... 33 3.1. NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN TRONG KỸ THUẬT CÁCH ĐIỆN ................................................. 33 3.2. PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN. ........................................ 36 3.3. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN THỂ RẮN .................................................................................................... 37 3.4. VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN Ở THỂ KHÍ, LỎNG VÀ LỬA LỎNG ........................................................43 3.5 SỬ DỤNG VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN .................................................................................................... 46 3.6 KIỂM NGHIỆM CÁCH ĐIỆN ..............................................................................................................52 CHƯƠNG IV ........................................................................................................................ 56 VẬT LIỆU SẮT TỪ............................................................................................................. 56 4.1. KHÁI QUÁT .........................................................................................................................................56 4.2 CHU TRÌNH TỪ TRỄ VÀ ĐƯỜNG CONG TỪ HOÁ CỦA MỘT SỐ VẬT LIỆU TỪ ..................... 60 4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA TÁC ĐỘNG CƠ HỌC VÀ NHIỆT ĐỘ ĐẾN TÍNH DẪN TỪ CỦA THÉP KỸ THUẬT ĐIỆN ..............................................................................................................................................62 CHƯƠNG V ......................................................................................................................... 64 VẬT LIỆU BÁN DẪN ......................................................................................................... 64 5.1. KHÁI NIỆM ..........................................................................................................................................64 5.2. ĐIỆN DẪN CỦA BÁN DẪN ...............................................................................................................64 5.3. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN ...........................................................................................66 5.4. MỘT SỐ VẬT LIỆU BÁN DẪN ĐIỂN HÌNH .................................................................................... 67 Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 1 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện CHƯƠNG I CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VẬT LIỆU VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA VẬT LIỆU 1.1.CẤU TẠO CỦA VẬT LIỆU 1.1.1 Cấu tạo nguyên tử Mọi vật liệu (vật chất) được cấu tạo từ nguyên tử và phân tử. Nguyên tử là phần tử cơ bản của vật chất. Theo mô hình nguyên tử của Bor, nguyên tử được cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương và các điện tử (electron) mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân theo quỹ đạo nhất định. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ các hạt proton và nơtron. Nơtron là hạt không mang điện tích, còn proton có điện tích dương với số lượng bằng Z.q Trong đó: Z – số lượng điện tử của nguyên tử đồng thời cũng là so thứ tự của nguyên tố nguyên tử đó trong bảng tuần hoàn Menđêlêep. q – điện tích của điện tử e (q = 1,6.10-19 culông). Proton có khối lượng bằng 1,6.10-27 kg, electron (e) có khối lượng bằng 9,1.10-31kg. Ơ trạng thái bình thường nguyên tử trung hoà về điện, tức là trong nguyên tử có tổng các điện tích dương của hạt nhân bằng tổng số điện tích âm của các điện tử. Nếu vì lý do nào đó nguyên tử mất đi một hay nhiều điện tích thì sẽ trở thành điện tích dương, ta gọi là ion dương. Ngược lại nếu nguyên tử trung hoà nhận thêm điện tử thì trở thành ion âm. Để có khái niệm về năng lượng của điện tử ta xét nguyên tử của Hiđrô, nguyên tử này được cấu tạo tử một proton và một điện tử. Khi điện tử chuyển động trên quỹ đạo tròn bán kính r xung quanh hạt nhân thì điện tử sẽ chịu lực hút của hạt nhân f1 và được xác định bởi công thức sau: Lực hút f1 sẽ được cân bằng với lực ly tâm của chuyển động f2 : Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 2 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện Trong đó: m – Khối lượng của điện tử v – Tốc độ chuyển động của điện tử Từ (1) và (2) ta có: f1 = f2 hay Trong quá trình chuyển động điện tử có một động năng: T = , nên năng lượng của điện tử bằng: và một thế năng: T = Biểu thức (4) ở trên chứng tỏ mỗi điện tử của nguyên tử có một mức năng lượng nhất định, năng lượng này tỷ lệ nghịch với bán kính quỹ đạo chuyển động của điện tử. Để di chuyển điện tử từ quỹ đạo chuyển động bán kính ra xa vô cùng cần phải cung cấp cho nó một năng lượng lớn hơn bằng: . Năng lượng tối thiểu cung cấp cho điện tử để điện tử tách rời ra khái nguyên tử trở thành điện tử tự do người ta gọi là năng lượng ion hoá (Wi). Khi bị ion hoá (bị mất điện tử), nguyên tử trở thành ion dương. Quá trinh biến nguyên tử trung hoà thành ion dương và điện tử tự do gọi là quá trình ion hoá . Trong một nguyên tử, năng lượng bị ion hoá của các lớp điện tử khác nhau cũng khác nhau, các điện tử hoá trị ngoài cùng có mức năng lượng ion hoá thấp nhất vì chúng cách xa hạt nhân. Khi điện tử nhận được năng lượng nhỏ hơn năng lượng ion hoá chúng sẽ bị kích thích và có thể di chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác, song chúng luôn có xu thế trở về vị trí ở trạng thái ban đầu. Phần năng lượng cung cấp để kích thích nguyên tử sẽ được trả lại dưới dạng năng lượng quang học (quang năng). Trong thực tế, năng lượng ion hoá và năng lượng kích thích nguyên tử có thể nhận được từ nhiều nguồn năng lượng khác nhau như nhiệt năng, quang năng, điện năng; năng lượng của các tia sóng ngắn như tia hồng ngoại, tử ngoại, hay tia Rơnghen… 1.1.2 Cấu tạo phân tử 1. Liên kết đồng hoá trị Liên kết đồng hoá trị được đặc trưng bởi sự dùng chung các điện tử của các nguyên tử trong phân tử. khi có mật độ đám mây điện tử giữa các hạt nhân trở thành bão hoà,lên kết phân tử bền vững. Lấy cấu trúc phân tử clo làm ví dụ. Phân tử clo (Cl2) gồm 2 nguyên tử clo, mỗi nguyên tử clo có 17 điện tử, trong đó 7 điện tử ở lớp hoá trị ngoài cùng. Hai nguyên tử này được liên kết bền vững với nhau bằng cách sử dụng chung hai điện tử, lớp vỏ ngoài cùng của mỗi nguyên tử được bổ sung thêm một điện tử của nguyên tử kia. Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 3 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện 2. Liên kết ion Liên kết ion được xác lập bởi lực hút giữa các ion dương và các ion âm trong phân tử. Liên kết ion là liên kết là liên kết khá bền vững. Do vậy, vật rắn có cấu tạo ion đặc trưng bởi độ bền cơ học và nhiệt độ nóng chảy cao. Ví dụ điển hinh về tinh thể ion là các muối halogen của các kim loại kiềm. Khả năng tạo nên một chất hoặc hợp chất mạng không gian nào đó phụ thuộc chủ yếu vào kích thước nguyên tử và hình dạng lớp điện tử hoá trị ngoài cùng. 3. Liên kết kim loại Dạng liên kết này tạo nên các tinh thể vật rắn. Kim loại được xem như là một hệ thống cấu tạo từ các ion dương nằm trong môi trường các điện tử tự do. Lực hút giữa các ion dương và các điện tử tạo nên tính nguyên khối của kim loại. Chính vì vậy liên kết kim loại là loại liên kết bền vững, kim loại có độ bền cơ học và nhiệt độ nóng chảy cao. Lực hút giữa các ion dương và các điện tử đã tạo nên tính nguyên khối của kim loại. Sự tồn tại của các điện tử tự do làm cho kim loại có tính ánh kim và tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao. Tính dẻo của kim loại được giải thích bởi sự dịch chuyển và trượt lên nhau giữa các lớp ion, cho nên kim loại dễ cán, kéo thành lớp mỏng. ** Một số dạng tinh thể của Kim loại. Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 4 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện - Mạng lập phương tâm khối - Mạng lập phương tâm mặt - Mạng lục giác xếp chặt Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 5 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện 1.1.3 Khuyết tật trong cấu tạo vật rắn Các tinh thể vật rắn có thẻ có kết cấu đồng nhất. Sự phá huỷ các kết cấu đồng nhất và tạo nên các khuyết tật trong vật rắn thường gặp nhiều trong thực tế. Những khuyết tật có thể được tạo nên bằng sự ngẫu nhiên hay cố ý trong quá trình công nghệ chế tạo vật liệu. Khuyết tật của vật rắn là bất kỳ hiện tượng nào phá vì tính chất chu kỳ của trường tĩnh điện mạng tinh thể như: phá vì thành phần hợp thức; sự có mặt của các tạp chất lạ; áp lực cơ học; các lượng tử của dao động đàn hồi – phônôn; mặt tinh thể phụ – đoạn tầng; khe rãnh, lỗ xốp…Khuyết tật sẽ làm thay đổi các đặc tính cơ-lý-hoá và các tính chất về điện của vật liệu. Khuyết tật có thể tạo nên các tính năng đặc biệt của tốt (ví dụ: vi mạch IC…) và cũng có thể làm cho tính chất của vật liệu kém đi (Ví dụ: vật liệu cách điện có lẫn kim loại) 1.1.4 Lý thuyết về vùng năng lượng Có thể sử dụng lý thuyết phân vùng năng lượng để giải thích, phân loại vật liệu thành các nhóm vật liệu dẫn điện, bán dẫn và điện môi (cách điện). Việc nghiên cứu quang phổ Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 6 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện phát xạ của các chất khác nhau ở trạng thái khí khi các nguyên tử cách xa nhau một khoảng cách lớn chỉ rõ rằng nguyên tử của mỗi chất được đặc trưng bởi những vạch quang phổ hoàn toàn xác định. Điều đó chứng tỏ rằng các nguyên tử khác nhau có những trạng thái năng lượng hay mức năng lượng khác nhau. Khi nguyên tử ở trạng thái bình thường không bị kích thích, một số trong các mức năng lượng bị nguyên tử lấp đầy, còn các mức năng lượng khác điện tử chỉ có thể có mặt khi các nguyên tử nhận được năng lượng tử bên ngoài tác động (trạng thái kích thích). Nguyên tử luôn có xu hướng quay về trạng thái ổn định. Khi điện tử chuyển từ mức năng lượng kích thích sang mức năng lượng nguyên tử nhỏ nhất, nguyên tử phát ra phần năng lượng dư thừa. Những điều nói trên được đặc trưng bởi biểu đồ năng lượng. Khi chất khí hoá lỏng và sau đó tạo nên mạng tinh thể của vật rắn, các nguyên tử nằm sát nhau, tất cả các mức năng lượng của nguyên tử bị dịch chuyển nhẹ do tác động của các nguyên tử bên cạnh tạo nên một dải năng lượng hay còn gọi là vùng các mức năng lượng. Do không có năng lượng chuyển động nhiệt nên vùng năng lượng bình thường của các nguyên tử ở vị trí thấp nhất và được gọi là vùng hoá trị hay còn gọi là vùng đầy (ở 00K các điện tử hoá trị của nguyên tử lấp đầy vùng này). Những điện tử tự do có mức năng lượng hoạt tính cao hơn, các dải năng lượng của chúng tập hợp thành vùng tự do hay vùng điện dẫn. 1.2. PHÂN LOẠI VẬT LIỆU 1.2.1 Phân loại theo khả năng dẫn điện Trên cơ sở giản đồ năng lượng người ta phân loại theo vật liệu cách điện (điện môi), bán dẫn và dẫn điện. 1. Điện môi: Là chất có vùng cấm lớn đến mức ở điều kiện thường sự dãn điện bằng điện tử không xảy ra. Các điện tử hoá trị tuy được cung cấp thêm năng lượng của sự chuyển động nhiệt vẫn không thể di chuyển tới vùng tự do để tham gia vào dòng điện dẫn. Có W nằm trong khoảng từ 1,5 đến vài điện tử vôn (eV). 2. Bán dẫn: Là chất có vùng cấm hẹp hơn nhiều so với điện môi, vùng này có thể thay đổi nhờ tác động năng lượng bên ngoài. Chiều rộng vùng cấm chất bán dẫn bé (W = 0,2 ÷ 1,5eV), do đó ở nhiệt độ bình thường một số điện tử hoá trị ở trong vùng đầy được tiếp sức của chuyển động nhiệt có thể di chuyển tới vùng tự do để tham gia vào dòng điện dẫn. 3. Vật dẫn: là chất có vùng tự do nằm sát với vùng đầy thậm chí thể nằm chồng lên vùng đầy (W < 0,2 eV). Vật dẫn điện có số lượng điện tư tự do rất lớn; ở nhiệt độ bình thường các điện tử tự do trong vùng đầy có thể chuyển sang vùng tự do rất dễ dàng, dưới tác dụng của lực điện trường các điện tử này tham gia vào dòng điện dẫn. Chính vì vậy vật dẫn có tính dẫn điện tốt. 1.2.2 Phân loại vật liệu theo từ tính 1. Nghịch từ: Là những chất có mật độ từ thẩm µ< 1 và không phụ thuộc vào cường độ từ trường bên ngoài. Loại này gồm có Hidro, các khí hiếm, đa số các hợp chất hữu cơ, muối mỏ và các kim loại như: đồng, kẽm, bạc, vàng, thuỷ ngân, gali, atimoan. 2. Thuận từ: Là những chất có độ từ thẩm µ > 1 và cũng không phụ thuộc vào từ trường bên ngoài. Loại này gồm có oxy, nitơ oxit, muối đất hiếm, muối sắt, các muối coban và niken, Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 7 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện kim loại kiềm, nhôm, bạch kim. 3. Chất dẫn từ: Là các chất có µ >> 1 và phụ thuộc vào cường độ từ trường bên ngoài. Loại này gồm có: sắt, niken, coban, và các hợp kim của chúng; hợp kim crom và mangan, gađolonit, pherit có các thành phần khác nhau. 1.3. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA VẬT LIỆU. 1.3.1. Cơ tính Là những đặc trưng cơ học biểu thị khả năng của kim loại hay hợp kim chịu được tác động của của các loại tải trọng . Những đặc trưng đó là: a. Độ bền Là khả năng của vật liệu chịu được tác động của ngoại lực mà không bị phá huỷ. Độ bền được ký hiệu bằng chữ  (xích ma) Tuỳ theo dạng khác nhau của ngoại lực ta có các độ bền : độ bền kéo (k); độ bền uốn (u); độ bền nén (n). Khi chế tạo ra một loại vật liệu, độ bền được xác định ngay trong phòng thí nghiệm theo các mẫu ứng với các tải trọng động khác nhau. b. Độ cứng Là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng dẻo cục bộ khi có ngoại lực tác dụng lên kim loại thông qua vật nén. Nếu cùng một giá trị lực nén, vết lõm biến dạng trên mẫu đo càng lớn , càng sâu thì độ cứng của mẫu kim loại đó càng kém Đo độ cứng là phương pháp thử đơn giản và nhanh chóng để xác định tính chất của vật liệu mà không cần phá hỏng chi tiết. Độ cứng có thể đo nhiều phương pháp nhưng đều dùng tải trọng nén thông qua một viên bi bằng thép đã nhiệt luyện cứng hoặc mũi kim cương hình nón hoặc hình chóp ép lên bề mặt vật liệu muốn thử, đồng thời xác định kích thước vết lõm in trên mặt vật liệu đó. c. Độ giãn dài tương đối Là tỷ lệ tính theo phần trăm giữa lượng giãn dài sau khi kéovà chiều dài ban đầu, được ký hiệu là  %. = . 100% Trong đó: L1 và L0: Độ dài mẫu trước và sau khi kéo tính cùng đơn vị đo (mm). Vật liệu có độ giãn dài càng lớn thì vật liệu đó càng dẻo và ngược lại. d. Độ dai va chạm Có những chi tiết máy khi làm việc phải chịu các tải trọng tác dụng đột ngột (hay gọi là tải trọng va đập). Khả năng chịu đựng của vật liệu bởi các tải trọng đóm à không bị phá huỷ gọi là độ dai va chạm. Ký hiệu của nó là ak (J/mm2 hoặc KJ/m2). e. Độ bền mỏi Giới hạn bền mỏi là chỉ tiêu cơ tính quan trọng để đánh giá khả năng làm việc của chi tiết dưới tải trọng thay đổi như trục, bánh răng, lò xo. Như chúng ta đã biết, ứng suất càng lớn số chu trình chịu đựng được của chi tiết càng nhỏ. Giới hạn mỏi được đánh giá bởi ứng suất lớn nhất tại đó mẫu chịu đựng được tới 107 chu kỳ mà theo kinh nghiệm thì sau đó rất ít khi Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 8 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện bị phá huỷ. Từ cơ chế phá huỷ mỏi ở trên người ta đã áp dụng các biện pháp sau để nâng cao giới hạn mỏi. - Tạo nên trên lớp bề mặt lớp ứng suất nén dư. Vết nứt mỏi thường xuất hiện trên bề mặt do ứng suất kéo tại đó là lớn nhất . Nếu ở đó có ứng suất nén dư (có sẵn) thì ứng suất kéo tác dụng thực tế sẽ giảm đi, nhờ đó sẽ hạn chế được vết nứt. Có thể tạo nên ứng suất nén dư trên bề mặt bằng cách phun bi, lăn ép, va đập, tôi bề mặt và hoá nhiệt luyện. - Nâng cao độ bền tức là khả năng cản trượt do đó khó sinh ra vết nứt mỏi đầu tiên, nhờ đó nâng cao được giới hạn mỏi. - Tạo cho bề mặt có độ bóng cao, không có rãnh, lỗ, tránh tiết diện thay đổi đột ngột. 1.3.2. Lý tính Là những tính chất của kim loại thể hiện qua các hiện tượng vật lý khi thành phần hoá học của kim loại đó không thay đổi. Lý tính cơ bản của kim loại bao gồm : khối lượng riêng , nhiệt độ nóng chảy , tính giãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính. a. Khối lượng riêng Là khối lượng của 1cm3 vật chất. Nếu gọi m là khối lượng của vật chất, V là thể tích của vật chất,  là khối lượng riêng của vật chất thì ta có công thức:  = m/V (g/cm3) Ứng dụng của khối lượng riêng trong kỹ thuật rất rộng rãi, nó không những có thể dùng để so sánh kim loại nặng nhẹ để tiện việc lựa chọn vật liệu mà còn dùng để giải quyết một số công việc trong thực tế. Chẳng hạn như khi những vật lớn như thép đường ray, thép định hình rất khó có thể cân được khối lượng nhưng vì biết được khối lượng riêng và có thể đo kích thước mà tính ra thể tích nên có thể không cần cân chỉ dùng công thức để tìm ra khối lượng riêng của chúng. b. Nhiệt độ nóng chảy Nhiệt độ nóng chảy là nhiệt độ nung nóng đến đó thì làm cho kim loại từ thể rắn sang thể lỏng. Chẳng hạn như sắt nguyên chất chảy ở nhiệt độ 1539oC. Điểm chảy của gang là 1130 ÷13500C. Điểm chảy của thép là 1400÷15000C. Đối với gang và thép thì nhiệt độ nóng chảy phụ thuộc vào hàm lượng cacbon có trong thép và gang. Tính chất này thì rất quan trọng đối với công nghiệp chế tạo cơ khí, trong công nghệ hàn vì chúng ta nắm được nhiệt độ nóng chảy của từng loại vật liệu mà chúng ta có thể điều chỉnh được trong quá trình sản xuất cũng như quá trình hàn và cắt kim loại. c.Tính giãn nở Là khả năng giãn nở của kim loại khi nung nóng. Độgiãn nở lớn hay bé phụ thuộc vào sự biểu thị bằng hệ số giãn nở trên chiều dài của đơn vị (1mm) gọi là hệ số giãn nở theo chiều dài . Ví dụ như hệ số giãn nở theo chiều dài của sắt nguyên chất là 11,8*10-6 và của thép là 12*10-6. d.Tính dẫn nhiệt Là khả năng dẫn nhiệt của kim loại. Độ dẫn nhiệt của các kim loại và hợp kim không Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 9 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện giống nhau. Ví dụ như gang và thép có tính dẫn nhiệt tốt nhưng còn kém xa so với đồng và nhôm. Nếu lấy hệ số dẫn nhiệt của bạc là 1 thì của đồng là 0,9; nhôm 0,5; sắt 0,15. e. Tính dẫn điện Là khả năng truyền dòng điện của kim loại. Kim loại đều là vật dẫn điện tốt, nhất là bạc sau đó đến đồng và nhôm nhưng do bạc rất đắt tiền nên trong kỹ thuật chúng ta thường sử dụng đồng và nhôm. Nhìn chung hợp kim có tính dẫn điện kém hơn so với kim loại. g. Từ tính Là khả năng dẫn từ của kim loại. Những vật liệu có khả năng từ tính rất cao đó là sắt, niken, coban và hợp kim của chúng. 2. Hoá tính Là độ bền của kim loại đối với những tác dụng của những chất khac như: ô xy, nước, Axit …mà không bị phá a. Tính chịu ăn mòn Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của môi trường xung quanh b.Tính chịu nhiệt Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của ô xy trong không khí nhiệt độ cao hoặc đối với tác dụng ăn mòn của một vài thể lỏng hoặc thể khí ở nhiệt độ cao. c. Tính chịu a xít: Là độ bền của kim loại đối với sự ăn mòn của a xít 3. Tính công nghệ Là khả năng thay đổi trạng thái của kim loại, hợp kim , tính công nghệ bao gồm các tính chất sau: a. Tính đúc Được đặc trưng bởi độ chảy loãng, độ co và tính thiên tích. Độ chảy loãngbiểu thị khả năng điền đầy khuôn của kim loại và hợp kim. Nếu độ chảy loãng càng cao thì tính đúc càng tốt. b. Tính rèn Là khả năng biến dạng vĩnh cữu của kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực để tạo thành hình dạng của chi tiếtmà không bị phá huỷ. Thép có thép có tính rèn cao khi nung ở nhiệt độ phù hợp vì tính dẻo tương đối lớn. gang không có khả năng rèn vì tính giòn cao. Đồng, chì, có khả năng rèn tốt ngay ở trạng thái nguội của chúng. c. Tính hàn Là khả năng tạo thành sự liên kết giữa các phần tử hàn khi được nung nóng sơ bộ chỗ mối hàn đến trạng thái chảy hay dẻo. Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 10 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 2.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN 2.1.1. Khái niệm vật liệu dẫn điện Vật liệu dẫn điện là một dạng vật chất trong đó có chứa các điện tích tự do (ngay ở điều kiện thường). Khi đặt chúng trong điện trường các điện tích tự do chuyển động theo một hướng nhất định của điện trường tạo thành dòng điện lúc đó ta nói rằng vật liệu có tính dẫn điện. Vật liệu có thể tồn tại ở các thể rắn, lỏng, khí. Đó là kim loại hợp kim hay phi kim loại ví dụ: Than, graphit. 2.1.2. Phân loại. Nhóm 1: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn điện tử. Phần lớn thuộc về kim loại, hợp kim, một số ít là phi kim loại, thường tồn tại ở thể rắn trường hợp đặc biệt ở thể lỏng (thủy ngân). - Đặc trưng của nhóm vật liệu là: Mọi sự hoạt động của các điện tích không làm thay đổi thực thể tạo nên vật dẫn đó. - Có hai loại vật liệu dẫn điện tính dẫn điện tử. Loại 1: Có điện trở suất nhỏ gồm các vật liệu như đồng, nhôm, vàng, bạc. Khi sử dụng thường là hợp kim. ứng dụng: Dùng làm dây dẫn, dây điện từ trong máy điện, khí cụ điện và một số dụng cụ đo lường. Loại 2: Có điện trở suất cao ví dụ như: Hợp kim manganin, constantan. Ứng dụng : Dùng làm biến trở, điện trở mẫu, dùng trong các loại bóng đèn Nhóm 2: Vật liệu dẫn điện có tính dẫn ion. Phần lớn chúng tồn tại dưới dạng dung dịch như axit, kiềm, muối.. Đặc trưng của nhóm là: Khi dòng điện chạy qua vật dẫn làm thay đổi hoặc biến đổi hóa học trong nó. 2.1.3. Đặc tính cơ bản của vật liệu dẫn điện * Điện trở (R) Khái niệm: Là quan hệ giữa hiệu điện thế không đổi đặt ở hai đầu dây dẫn và cường độ dòng điện một chiều tạo nên trong dây dẫn Hoặc: là quan hệ giữa điện áp không đổi trên hai đầu vật dẫn và cường độ dòng điện chảy trong vật dẫn. Biểu thức: R =.l/s Trong đó: : Điện trở suất phụ thuộc vào từng loại vật liệi tạo nên vật dẫn l,S: Chiều dài và tiết diện dây dẫn Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 11 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện Đơn vị: ; k; M + Điện dẫn Khái niệm: là đại lượng nghịch đảo của điện trở Biểu thức: G = 1/R Đơn vị: 1/  = -1 hoặc Siemen (S) * Điện trở suất (). Khái niệm: Điện trở suất là điện trở của dây dẫn có chiều dài là một đơn vị chiều dài và tiết diện là một đơn vị diện tích. Nếu S tính bằng mm2, l tính bằng m thì ủ = .mm2/m hoặc .cm, .m, và .cm với quan hệ 1.cm = 10-2 .m = 104 .mm2/m= 106 .cm + Hệ số thay đổi của điện trở xuất theo nhiệt độ. Kí hiệu:  Phần lớn các vật dẫn khi nhiệt độ trong nó tăng thì điện trở suất cũng tăng, một số ít các vật dẫn khác lại có tính chất ngược lại (Cácbon và dung dịch điện phân) là: Cách tính hệ số. Đối với khoảng chênh lệch nhiệt độ (t2 - t1) thì hệ số  trung bình sẽ  = t2 - t1/t1(t2 - t1) Khi nóng chảy điện trở suất của kim loại thay đổi thông thường tăng lên trừ ăngtimoan, bitmut lại giảm. ở độ không tuyệt đối (00K)  của kim loại tinh khiết giảm đột ngột chúng thể hiện hiện tượng siêu dẫn. Trước đây hiện tượng siêu dẫn không được sử dụng trong thực tế vì: Với một giá trị nào đó của cường độ từ trường nó đã phá hoại hiệu ứng siêu dẫn (với kim loại thuần nhất thì cường độ từ trường không lớn). Người ta sử dụng hợp kim có nhiệt độ tương đối cao khi chuyển sang siêu dẫn và giữ được trạng thái siêu dẫn và từ trường mạnh vá cho dòng điện lớn đi qua. Nb3Sn: Tri niobi- Thiếc, có nhiệt độ siêu dẫn 18,2oK V3Ga: Tri vanadi - Gali, có nhiệt độ siêu dẫn 16,8oK Nb-Ti: Niobi-Titan , có nhiệt độ siêu dẫn gần 10oK Nb-Zn: Niobi- Ziriconi, có nhiệt độ siêu dẫn gần 10oK Điện trở suất và hệ số thay đổi điện trở suất theo nhiệt độ của một số kim loại. Kim loại Hệ số thay đổi điện trở Điện trở suất ở Kim suất theo o 2 loại 20 c .mm /m nhiệt độ(1/độ) Hệ số thay đổi Điện trở suất ở điện trở suất theo 20oc .mm2/m nhiệt độ(1/độ) Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 12 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện 0,016- 0,0165 0,00340,00429 kẽm 0,0535- 0,063 0,0035- 0,00419 0,0168-0,0182 0,00392 0,00445 - Niken 0,0614- 0,138 0,0044 - 0,00692 0,022 - 0,024 0,0035 0,00398 - Thép 0,0918- 1,150 0,0045 - 0,00657 0,0262 - 0,040 0,0040 0,0049 - Platin 0,0866- 0,116 0,00247- 0,00398 0,0446 - 0,046 0,0039 0,0046 - Thiếc 0,113 - 0,143 0,0042 - 0,00465 Môlipđe n 0,0476 - 0,057 0,0033 0,00512 - Chì 0,205 - 0,222 0,0038 - 0,00428 Wonfra m 0,0530 - 0,0612 0,004 0,0052 - Thuỷ ngân 0,952 - 0,959 0,0009 - 0,00099 Bạc Đồng Vàng Nhôm Manhê + Hệ số thay đổi điện trở suất theo áp suất Khi kéo hoặc nén đàn hồi điện trở suất của kim loại biến đổi theo:  = o (1± k) Trong đó: Dấu "+" ứng với khi biến dạng do kéo, dấu "-"do nén. : ứng suất cơ khí của mẫu, đơn vị kg/mm2 K: Hệ số với Nhôm = 3,815.10-6 đến 3,766.10-6, Thiếc = -9,79.10-6 Mg =-3,9.10-6 Điện dẫn suất : () Là đại lượng nghịch đảo của điện trở suất *. ảnh hưởng của trường từ và ánh sáng với điện trở suất Điện trở suất của kl cũng biến đổi tương tự khi đặt trong một trường từ và  của một số vật liệu cũng biến đổi dưới ảnh hưởng của ánh sáng. * Hiệu điện thế tiếp xúc và suất nhiệt động. Khi tiếp giáp hai kim loại khác nhau với nhau, giữa chúng sẽ sinh ra hiệu điện thế, là cơ sở sảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Nguyên nhân: do có sự khác nhau về công thoát điện tử và số lượng điện tự do. Điện thế tiếp xúc này có thể từ vài phần mười đến vài vôn. Bảng : giới thiệu điện thế hoá ở nhiệt độ bình thường trong phòng của một số kim loại : Kim loại Điện thế hoá ở nhiệt độ bình thường (V) Kim loại Điện thế hoá ở nhiệt độ bình thường (v) Vàng +1,5 Cadmium - 0,04 Platin +0,86 Sắt - 0,44 Thuỷ ngân +0,86 Crôm - 0,557 Bạc +0,88 Wolfram - 0,58 Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 13 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện Đồng +0,345 Kẽm - 0,76 Hyđrô 0,00 Mangan -1,04 Thiếc -0,01 Nhôm - 1.34 Chì - 0,13 Magie - 2,35 Niken - 0,25 Bari - 2,96 Coban - 0,255 Sức nhiệt điện động sinh ra của hai kim loại khác nhau khi tiếp xúc với nhau được ứng dụng để chế tạo nhiệt ngẫu. Người ta thường chọn hai kim loại có sức nhiệt điện động lớn và quan hệ đường thẳng với nhiệt độ để làm nhiệt ngẫu. 2.2 KIM LOẠI VÀ HỢP KIM CÓ ĐIỆN DẪN SUẤT CAO STT 1 Tên vật liệu Bạc Đặc điểm ứng dụng - ở 200C = (0,016  0,0165) - Làm dây dẫn ở tần số cao, quấn dây trong máy thu .mm2/m thanh, làm dây chảy trong cầu - Bạc tinh khiết bị ăn mòn và dính chì nóng chảy, làm khung cho chặt. Nó được tìm thấy dưới dạng mỏ tụ điện... hay tự nhiên (cục kim loại có tới 98% Bạc) hoặc trong các mỏ chì, - Dùng quấn các cuộn dây kẽm, đồng hoặc có thể thấy trong trong kỹ thuật vô tuyến. nước biển với 0,001mg/1lit. - Hợp kim với Niken hay - Có màu trắng và chiếu sáng. ở nhiệt mangan dùng làm dây dẫn độ cao không bị ô xi hoá. Tác dụng trong các máy đo. với ôzon tạo ra Ag2o, còn sunfua và - Hợp kim bạc-palađi, bạchyđrô sulfurơ làm bạc ngả màu đen. vàng làm tiếp điểm điện với Phản ứng với clo, lưu huỳnh. dòng nhỏ trong thông tin viễn 0 0 thông. - Bay hơi ở t = 14001600 c. -Dễ vuốt giãn, mềm dễ uốn cong, có - Chế tạo các chi tiết nhỏ như thể gia công theo quy trình rót, dát đinh tán, đinh vít, các đầu cực. mỏng, rèn và kéo sợi. - Dùng sản xuất các màn ở các bóng catôt và của các tế bào quang điện. ở 200C  .mm2/m. 2 (0,01680,0182) - Đồng cứng dùng chế tạo những dây dẫn không cách Đồng và điện của các đường dây + Đồng sau khi gia công có 4 loại hợp kim truyền tải trên không, thanh - Đồng cứng (MT)là đông không ủ góp cho những thiết bị phân đồng nhiệt. phối, hoặc cho cổ góp máy - Đồng mềm (MM) là đồng đem ủ điện... = Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 14 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện nhệt. _ Đồng hơi cứng. _ Nửa cứng. - Đồng mềm được sử dụng chế tạo dây dẫn cách điện của cáp điện và dây quấn máy điện. + Các yếu tố ảnh hưởng đến điện trở - Hợp kim đồng thanh (đồng suất. với thiếc, kẽm hoặc chì dùng Đồng chuẩn hoá có  = làm các chi tiết vòng trượt, giá đỡ chổi than, lò xo dẫn 0,0172(.mm2/m). điện, ổ cắm điện... - ảnh hưởng của tạp chất: Với bạc, cađimi làm  giảm ít, còn sắt,silic - Hợp kim đồng thau (đồng với kẽm) làm  giảm nhiều. Nếu kẽm = 39% HK dẻo - ảnh hưởng của gia công cơ khí: Khí dùng làm các chi tiết đặc biệt rát, kéo nguội làm  giảm. Đường phức tạp bằng cách dập, vuốt. kính dây <1mm thì  giảm đồng thời Nếu kẽm >39% dùng đúc các khi giảm đường kính. chi tiết định hình. - ảnh hưởng của sử lý nhiệt: Sự thay - Các loại đồng hơi cứng, nửa đổi  tuỳ theo độ nung nóng trở lại.Ví cứng dùng trong các khí cụ dụ: Để có đồng mềm dùng làm dây điện. quấn và cáp thì nung trở lại t0 khoảng 4005000c. - Là kim loại có màu đỏ nhạt sáng rực, sức bền cơ khí tương đối lớn, dễ rát, dễ vuốt giãn gia công dễ dàng khi nóng và khi lạnh (rèn, kéo sợi,dát mỏng) có sức bền lớn khi va đập và ăn mòn, sức đề kháng cao khi thời tiết xấu, có khả năng tạo thành hợp kim tốt với các kim loại màu khác cho những hợp kim có giá trị như: Đồng thanh, đồng thau, có khả năng gắn và hàn dễ dàng. - Khi gia công to > 900oc làm giảm tính chất cơ học. 3 Vàng -  = 0,022  0,024(.mm2/m) ở 200C là kim loại có màu vàng đặc trưng sáng rực ,màu này không bị mất đi trong không khí và axit. - Dùng trong kỹ thuật điện như gia công các hợp kim làm tiếp điểm điện. - Dùng làm điện trở trong - Không bị ôxi hoá ở nhiệt độ cao. điện kế, trong các dụng cụ Hoà tan trong dung dịch axit tĩnh điện. clohiđric. - Nung nóng đến trạng thái nóng Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 15 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện sáng thì dễ bị bay hơi. 4 -  =(0,024  0,026) .mm2/m, ở - Nhôm nguyên chất dùng làm dây dẫn, dây cáp, thanh 200C và bằng 1,7  của đồng. góp, ống nối , dây quấn máy - Trọng lượng riêng < đồng 3,3 lần, điện, lá nhôm làm tụ... điện trở nhôm > đồng 1,68 lần. -Hợp kim nhôm có  cao - Tính nóng chảy thấp, tính dẻo cao, dùng đúc rôto lồng sóc động tương đối bền khi bị ôxi hoá. cơ không đồng bộ có mô men - Nhôm nguyên chất bền vững trong khởi động lớn, động cơ nhiều nước biển. Bị phá huỷ nhanh trong tốc độ, làm dây dẫn (dây trần Nhôm và hợp H2SO4(a xit sunfuric) loãng và dung đi trên không, ruột cáp). dịch kiềm. kim - Lớp ô xit nhôm có tính ổn định cao nhôm chống ăn mòn trong môi trường amôniac (NH3) và một số chất khí khác. - Hợp chất nhôm với tạp chất tạo thành thể rắn thì giảm tính dẫn điện. - Hợp chất nhôm với tạp chất tạo thành khác thể rắn thì không dùng dẫn điện. - =(0,0918  1,15) .mm2/m, ở - Làm dây dẫn đi trên không 200C. Điện trở suất lớn gấp 7- 8 lần nhưng cấm sử dụng nhỏ hơn tiết điện tính toán của đồng - Sắt tinh khiết có màu trắng bạc, - Được dùng ở lưới điện có khoảng cách cột lớn. không khí khô không tác dụng 5 Sắt - Dây dẫn bằng sắt hay bị han gỉ - Làm vật liệu dẫn điện dưới không chịu được sự ăn mòn điện hoá. dạng thanh dẫn, đường ray tải điện,tàu điện ngầm, lõi dây - ở dòng điện xoay chiều điện trở nhôm... tăng so với dòng một chiều - Khi sử dụng để khắc phục - Có khả năng chịu được điện áp cao. hiện tượng han rỉ người ta - Trọng lượng riêng tương đối thường mạ kẽm. lớn(7,86 kg/dm3) - Làm dây chống sét. Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 16 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện 2.3 HỢP KIM CÓ ĐIỆN DẪN SUẤT THẤP.(ĐIỆN TRỞ CAO) STT Tên kim loại Đặc điểm 1 Manganin ứng dụng -Thành phần: Là hợp kim gốc đồng -Dùng trong các dụng cụ 86% Cu, 12% Mn, 2%Ni đo điện, điện trở mẫu, biến - Có màu vàng, kéo được thành sợi trở và các dụng cụ đốt mảnh 0,02 mm và được sản xuất nóng bằng điện. thành tấm. - Hệ số điện trở suất nhỏ, điện trở với độ ổn định cao. 2 Conxtantan - Là hợp kim đồng-Niken với 60%Cu, 40%Ni. Hàm lượng niken trong hợp kim quyết định trị số  lớn nhất và  nhỏ nhất.Trị số của  gần bằng không và thường có trị số âm. - Dùng sản xuất dây biến trở,dụng cụ đốt nóng bằng điện có nhiệt độ làm việc không quá 4000c. - Sử dụng thích hợp trong các cặp nhiệt điện để đo - Có thể kéo thành sợi, cán thành tấm nhiệt độ không quá vài trăm độ. như manganin. - Thành phần: Mn1,5%, Ni - Dùng làm các dụng cụ (5561)%, Cr(15  18)% còn lại là đốt nóng bằng điện: thiết bị nung, lò điện, mỏ hàn... sắt. -Tính chịu nhiệt cao (nhiệt độ cho phép 100011000c). 3 Các hợp kim Crômniken( - Tuổi thọ các dây dẫn hợp kim chịu nóng phụ thuộc nhiều vào sự thay đổi nicrom) đường kính theo chiều dài dây và sự đồng nhất thành phần hợp kim. - Để tăng tuổi thọ xoắn thành lò xo và đặt trong môi trường trơ, rắn như đất sét, gạch chịu lửa. 4 - Thành phần: Mn 0,7%, Ni 0,6%, - Dùng trong thiết bị đốt Cr(12  5)%, Al (3,5  5,5)% còn lại nóng bằng điện công suất lớn và lò điện công nghiệp. Hợp kim là sắt. crôm-nhôm - Là hợp kim cứng, giòn nó khó kéo thành sợi và thành băng dài và là hợp kim rẻ tiền. 2.4 CÁC KIM LOẠI KHÁC 2.4.1. Won fram + Đặc điểm:  = 0,053  0,0612(.mm2/m) ở 200C. Là kim loại rất cứng có màu tro chiếu sáng nó không thay đổi ở nhiệt độ thường dù có hơi nước. ở nhiệt độ 7000c bắt đầu bị ô xi hoá tạo thành màu trắng nếu tăng nhiệt độ thì lớp ô xyt sẽ trở nên màu vàng. Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 17 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện - ở nhiệt độ cao phản ứng với oxyt cacbon, nitơ, hơi nước nó không phản ứng vợi hyđro, hơi thuỷ ngân. - Không tan trong a xit, các chi tiết tuy dày nhưng dễ vì, đứt. + Ứng dụng - Làm dây vòng xoắn ở đèn nung sáng. Làm điện trở nung nóng - Làm điện cực catôt (cực âm) ở bóng điện tử mạnh, làm việc với điện áp cao, nhiệt độ cao, làm nhiệt ngẫu. - Làm tiếp điểm điện nó không bị hàn chặt trong thời gian làm việc, có sức bền với sự mài mòn cơ khí. - Hợp kim với bạc, đồng dùng làm tiếp điểm công suất lớn. 2.4.2 Mô lip đen + Đặc điểm:  = 0,0476  0,057(.mm2/m) ở 200C. Là kim loại có màu trắng xám tro. ở dạng bụi bột có màu xám tro còn khi nóng chảy nó có màu trắng bạc. Khi nguội trong không khí nó khó bị ô xýt hoá, khi bị ô xýt hoá mất lớp rực sáng. - Khi nguội không bị tác dụng của kiềm hay axít clohyđric, bị tác dụng của axit sunfuaric, nó không phản ứng với hyđro. - Dẻo dễ rát mỏng, sức bền cơ khi khi gia công phụ thuộc vào độ lớn của hạt. + Ứng dụng: - Làm chi tiết đỡ cho sợi tóc bóng đèn nung sáng, lưới của bóng điện tử... - Dây mảnh và băng dẹt được dùng làm các phần tử đốt nóng trong chân không, ở những lò điện trở có nhiệt độ tới 16000c. -Dùng làm nhiệt ngẫu, tiếp điểm điện ở các bộ điều hoà dụng cụ từ kế. - Hợp kim môlipđen-von fram có thể dùng ở máy cắt điện trong chân không hay trong khí trơ. - Hợp kim với niken, crôm dùng làm điện trở nung nóng. 2.4.3. Niken + Đặc điểm: - Có  = 0,0614  0,138(.mm2/m) ở 200C. Là kim loại có màu trắng, xám tro, rực sáng. - Nó không bị oxy hoá trong không khí và nước ở nhiệt thường. ở nhiệt độ quá 500oC nó bị oxy hoá có tính hơi giòn và giảm sức bền cơ khí - Nó không tác dụng với dung dịch kiềm , bazơ nóng chảy và vật chất hữu cơ - Trong chân không nó bay hơi ở 750oC (trước nhiệt độ nóng chảy) - Là kim loại bền dễ dát, vuốt giãn, rèn dập - ở trạng thái lỏng có độ chảy lỏng nhỏ và hấp thụ nhiều khí + Ứng dụng: Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 18 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện - Người ta dùng niken để bọc thép, dùng làm kính phản chiếu trong kỹ thuật ánh sáng - Trong kỹ thuật chân không làm giá đỡ dây tóc bóng đèn nung sáng và bóng đèn điện tử . - Dùng chế tạo nhiệt ngẫu(Ni-Fe, Ni-Cr). - Chế tạo một số tiếp điểm điện trong môi trường hydrô cac bua có điện áp lớn và dòng điện nhỏ. - Dùng chế tạo điện trở phát nóng đến 9000C - Chế tạo điện cực dương cho các ắc quy - Hợp kim Ni để làm điện trở và các tiếp điểm điện, biến trở, chảo điện ... 2.4.4 Chì + Đặc điểm: -  = 0,205  0,32(.mm2/m) ở 200C. - Là kim loại có maù tro sáng ngả hơi xanh da trời, là kim loại mềm có thể uốn cong dễ dàng hoặc cắt bằng dao cắt công nghiệp. Chỗ mới cắt có màu sáng rực nhưng mất đi nhanh và chuyển sang màu tro. - Bền với thời tiết xấu, với muối clorua, dầu, không bền với các chất kiềm không bị tác dụng của axit clohydric, amôniắc - Không có sức đề kháng ở nhiệt độ cao, ở nơi dao động. Hợp kim chì có sức bền dao động hơn, nhưng ít bền với sự ăn mòn, sự bay hơi của chì rất độc hại + Ứng dụng - Dùng làm vỏ bảo vệ cáp - Bảo vệ tốt nhất với sự xuyên thủng của tia x quang - Chế tạo ăc quy - Dùng làm dây chảy cầu chì 2.4.5 Thiếc + Đặc điểm: -  = 0,113  0,143(.mm2/m) ở 200C. - Là kim loại có màu trắng bạc, sáng - Sức bền tốt đối với ảnh hưởng của môi trường, ít bị oxy hoá trong không khí - Không chịu tác dụng của axit và các chất kiềm chỉ khi các chất này bị nung nóng và đậm đặc. - Mềm, dễ dát mỏng và uốn dẻo. Khi bẻ cong ta nghe thấy âm thanh - Điện trở suất thay đổi đột ngột khi chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng + Ứng dụng: - Để chế tạo đồng thanh hoặc hợp kim dùng để dính chặt - Dùng làm dây chảy cầu chì - Dùng làm tụ giấy và tụ mica Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 19 Đề cương bài giảng- Vật liệu điện 2.4.6 Kẽm + Đặc điểm:  = 0,0535  0,063(.mm2/m) ở 200C. Là kim loại có màu tro xám hơi ngả màu trắng có tính chiếu sáng sau thời gian trở nên màu mờ đục. Dễ bị tác dụng của axit và chất kiềm tạo thành tổ hợp chất độc. + Ứng dụng: - Dùng làm dây dẫn khi thêm đồng hay nhôm. - Dùng làm thanh góp, điện cực, làm cầu chì nóng chảy. - Dùng để mạ dây thép. 2.4.7 Bạch kim (platin) + Đặc điểm: Là kim loại không két hợp với ôxy và rất bền vững đối với thuốc thử hoá học. - Rễ gia công cơ khí, kéo thành sợi mảnh và tấm mỏng. + Ứng dụng: Dùng sản xuất cặp nhiệt độ làm việc tới 16000c. - Với dây mảnh < 0,001mm dùng treo hệ thống động trong đồng hồ điện và các đồng hồ đo có độ nhạy cao. - Hợp kim với inđi dùng làm tiếp điểm . 2.4.8 Thuỷ ngân - Nhiệt độ thường tồn tại dạng lỏng - Sản xuất từ hợp chất (HgS)sunfit xinoba bằng cách nhiệt phân trong không khí ở nhiệt độ 500oC . Sau đó tinh chế nhiều lần cuối cùng chưng cất trong chân không ở nhiệt độ 200oC. - Hơi thuỷ ngân khác khí thường và khí trơ là có điện thế ion hoá thấp. - Có tính bền hoá học chỉ bị oxy hoá ở nhiệt độ gần độ sôi, tác dụng yếu với hyđro, magiê, nhôm, kiềm và kim loại kiềm thổ... - Hiện tượng siêu dẫn phát hiện đầu tiên là thuỷ ngân. *Than kỹ thuật điện + Đặc điểm:- Là một dạng của cacbon có thể sản xuất từ than cốc. - Nó tồn tại dưới các dạng: + Gra phit thô chưa gia công cơ khí + Graphit cô đặc đã chịu gia công cơ khí. - Có sức bền cơ khí đặc biệt ở những máy điện chịu rung, va đập. Phải có sức bền với sự mài mòn và chỉ mài mòn rất ít cổ góp điện. - Chổi than dùng cho máy điện tạo thành tiếp xúc động giữa phần cố định và phần quay. - Chổi than điện graphit, Chổi than graphit, Chổi than kim loại graphit được dùng ở những máy điện có điện áp thấp và động cơ không đồng bộ rôto dây quấn. Giảng viên: Ths Vũ Thị Tựa – Tài liệu lưu hành nội bộ Trang 20