导电材料

所以对于同一种材料，由于制备方法 不同，电阻率与电阻温度系数会存在一定 差别。
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6.2.2 导电材料的标准
(1) 标准软铜的电阻温度系数 在20℃时为 1/254.5=0.00393℃-1，在T1(℃)的电
阻温度系数用1/[254.5+(T1-20)] ℃-1表示。
(2) 电导率和百分电导率 电阻率的倒数为电导率，用来表示导体的导
用 作 导 电 材 料 的 电 解 铜 ， 其 纯 度 在 99.90% 以 上 ， 一 般 为 99.97%-99.98%,含有极少量的Au、Ag、Ce、Pb、Sb等杂质。
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6.2.5 铜和铜合金
（2）粉末冶金法
粉末冶金制品是以金属粉末如：铁粉、铜粉、不锈钢粉等 （包括混入有非金属粉末）为原料，用成形烧结法生产而成 的，传统的工艺流程为：混料-压制-烧结-整形-后处理，即 首先将配制的高纯度的混合粉装于模具中，于一定压力下压 制成形，然后将压坯在可控气氛炉中，在低于基体材料熔点 的温度下进行烧结，使粉末颗粒之间形成冶金结合。
电度。这个电导率与国际标准软铜的电导率之比 的百分率，称为百分电导率[或称为％IACS电导 率]。
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(3) 国际标准软铜：作为导体电导率的表示基准的 标准软铜，其特性在1913年的国际电器标准会议 上规定如下：
① 各部分切面积的均等面积为１mm2的标准软铜， 在20 ℃时，长度１m的电阻为1/58 ，即电阻 率为0.017241 µ·m(100%IACS)。
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6.2 金属导电材料
6.2.1 金属导电材料概论
(1)电阻与电阻率 导体的电阻与材料长度L成正比、与断面A成反
比，可表示为R=L1cm3)材料的电阻，称为材料的电阻率，单位 为·m 或·cm。
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(2)电阻温度系数 导体的电阻随温度的变化而变化，温度为T的电
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6.2.5 铜和铜合金
铜是仅次于银的优良导电导热体，常温下铜的导 电率为银的94％，导热率为银的73.2%。（主要物 理性质见书中表6.2.1）
铜的主要制备方法：
(1)电解法（电解铜）
将粗铜（含铜99％）预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片 作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解 液。通电后,铜从阳极溶解成铜离子(Cu2+)向阴极移动，到达阴 极后获得电子而在阴极析出纯铜（亦称电解铜）。
阻可表示为： RT=RT1[1+αT1(T-T1)]。 （式中，RT1为在基准温度T1的电阻， αT1为在基准 温度T1的电阻温度系数） 电阻温度系数是指当温度每升高1 ℃ 时，电阻增大 的百分数。
一般金属导体的电阻随温度升高而增大。
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导电材料的电阻率与电阻温度系数同 材料的纯度和完整性有十分密切的关系， 既所谓是结构敏感的。
② 在20 ℃ 时的密度为8.89g/cm3
③ 标准软铜在20 ℃ 时的电阻温度系数为 1/254.5=0.00393 ℃-1
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6.2.3 影响导体电阻值的因素
杂质、缺陷、温度、应力是影响导体电阻的 主要原因。一般纯金属的电导率比其合金的高。 合金的电导率由于合金的组成不同而各异，例如， 在二元合金中由于成分相互溶解而生成固溶体。 如果在纯金属中加入少量的其他金属，则电导率 将急剧下降。
❖ 铜合金：铜-镉合金、铜-锡合金、铜-镍-硅合金、铜 -铍合金等。
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6.2.6 铝和铝合金
铝是具有仅次于铜和金的电导率的金属，近年来 由于铜产量的不足而作为铜的代用品被广泛应用。
铝的电阻系数虽比铜大，但它的密度小，资源丰富， 价格便宜，采用铝作导线可以减轻重量，降低成本。 目前架空线路导线、电缆芯线、照明线、汇流排等 已广泛采用铝导线。
导电材料
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Part 1. 导电材料
❖导电材料的性质与分类 ❖金属导电材料 ❖电极及电刷材料 ❖厚膜导电材料 ❖薄膜导电材料
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6.1 导电材料的性质与分类
❖ 导电材料是电子元器件和集成电路中应用最广泛的 一种材料，用来制造传输电能的电线电缆，传导电 信息的导线、引线和布线。
❖ 定义：导电材料是指电流容易通过的材料。常用作 电极、电刷、电线等。
铝的物理性质根据其纯度的不同而相差较大，一 般纯度越高，电导率和电阻温度系数越高，抗拉强度 和硬度越小，耐腐蚀性越强。（主要物理性质见书中 表6.2.1）
❖ 导电材料最主要的性质是良好的导电性能。
❖ 根据使用目的不同，除了导电性外，有时还要求有 足够的机械强度、耐磨、弹性、耐高温、抗氧化、 耐蚀、耐电弧、高的热导率等。
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❖ IEC规定电阻率为1.7241µ·cm的标准软铜的电导 率作为100％，其他材料的电导率与之比较，以百 分电导率，既“%IACS”表示。
作为导电材料，希望其电阻率尽可能地小(≦10-6·m)。 但是，为了满足其他条件，例如机械强度、加工性、 耐腐蚀性、经济性等，在许多情况也会使用电阻率较 大的。
❖ 导电材料的分类
按材料的化学成分：金属导电材料、氧化物导电材料、 高分子导电聚合物以及复合导电材料等。
按材料的使用形态：线材、块材、厚膜和薄膜。
采用该方法生产的铜合金既具有高导电性、高导热性能， 又具有高强度、良好的断后伸长率等加工性能。
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6.2.5 铜和铜合金
在熔化状态时金属可以相互溶解或相互混合，形成合金。 金属与某些非金属也可以形成合金，故合金可认为是具有金 属特性的多种元素的混合物。
合金比纯金属具有许多更优良的性能，铜合金具有比纯铜 更好的机械性能，其电导率比纯铜低。在纯铜中加入少量其 他金属成为固溶体（它是合金组成物固态下彼此相互溶解而 形成的晶体，称为固溶体）；也可能有部分固溶，而其余部 分以机械混合物形成分散物。
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思考题1：在标准软铜中掺杂其他金属，对电导 率有何影响？为什么？
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6.2.4 金属导电材料应具备的条件
❖ 作为金属导电材料，用得最多的是铜，其次是铝、 铁等。
作为金属导电材料应具备： 电导率大、易连接、较大的抗拉强度、易弯曲、 容易加工成型、耐腐蚀、产量大、价格低等。
但是，由于纯金属的抗拉强度都比较低，所 以在对抗拉强度要求高的场合，应采用热处 理的金属或合金。