stiinta materialelor

TIINA MATERIALELORModulul (capitolul) 6CUPRINS MATERIALE CONDUCTOARE ....................................................187 SI MATERIALE SEMICONDUCTOARE ......................................187 6.1. Materiale cu conductibilitate electric ridicat.......................187 6.2. Materiale pentru contacte electrice .........................................198 6.3. Materiale pentru termocuple...................................................200 6.4. Materiale cu rezistivitate electric ridicat .............................201 6.5. Materiale semiconductoare .....................................................202 Cuvinte cheie .................................................................................208 Bibliografie ....................................................................................208 Teste de autoevaluare.....................................................................209 OBIECTIVE: Insuirea noiunilor privind principalele tipuri de materiale cu proprieti speciale de conducie electric . Se au n vedere urmtoarele aspecte: studiul structurilor i proprietilor materialelor cu conductibilitate electric ridicat (cuprul i aliajele sale, aluminiul i aliajele sale, datorit utilizrii lor pe scar larg), evidenierea tipurilor de materiale metalice cu destinaii speciale (contacte electrice, rezistoare, termocuple), studiul principalelor materiale semiconductoare (germaniul siliciul, seleniul i compuii semiconductori). Pentru fiecare categorie de probleme s-au evideniat aspectele eseniale legate de proprietile specifice domeniului de utilizare. Insuirea cunotinelor din acest capitol impune parcurgerea i nsuirea noiunilor din modulul 4 al cursului. Timp mediu necesar asimilrii modulului: 12 ore

Capitolul 6 Materiale conductoare i materiale semiconductoare

MATERIALE CONDUCTOARE SI MATERIALE SEMICONDUCTOARE6.1. Materiale cu conductibilitate electric ridicat6.1.1. Cuprul i aliajele saleCuprul este un metal de culoare roie, cu reea cristalin CFC, ceea ce i confer plasticitate foarte bun (A = 40 %) dar rezisten mecanic relativ sczut ( Rm = 200250 N/mm2 n stare laminat i recopt). Prin deformare plastic la rece cuprul se ecruiseaz, i caracteristicile de rezisten cresc (Rm = 400500 N/mm2), dar scade plasticitatea (A = 15%) Cuprul ecruisat i recapt proprietile de plasticitate prin aplicarea unui tratament termic ce const din nclzire la 600800 oC i rcire brusc. Principalele caracteristici fizice ale cuprului sunt prezentate n tabelul 6.1. Conductibilitatea electric foarte bun, care l situeaz pe locul doi dup argint, este influenat puternic de prezena impuritilor. Considernd conductibilitatea cuprului pur ca baz (100%), din figura 6.1 n care este prezentat influena principalelor impuriti asupra conductibilitii, se constat c influena cea mai puternic o au elementele: fosfor, siliciu, fier arseniu beriliu, iar influena cea mai mic o au elemente cum ar fi: zincul, cadmiul i argintul.Tabelul 6.1 Principalele caracteristici ale cuprului Denumirea caracteristicii Densitatea Temperatura de topire Rezistena la rupere Rm Alungirea procentual dup rupere A Duritatea Brinell Modulul de elasticitate E Rezistivitatea electric la 20 oC Coeficientul de temperatur al rezistiviti Conductivitatea termic la 20 oC Coeficientul de dilatare liniar Temperatura de recoacere de recristalizare Unitatea de msur kg/m3 o C N/mm2 % HB N/mm2 m K1 W/mK K1 o C Valori Cupru recopt Cupru ecruisat 8950 1083 200250 400490 5030 42 4050 80120 122000 126000 17,241103 17,7103 3,39103 3,9398 1,77106 400700

187

STIINTA MATERIALELOR

Principalele impuriti ale cuprului se pot clasifica n urmtoarele categorii: impuriti solubile n cuprul solid (Ag, Au, Zn, Sn, Fe, Pt, Cd, Ni, Mn, Mg, Cr, As, Sb); efectele prezenei n concentraii masice mici (sub 0,5 %) a acestor impuriti (care formeaz soluii solide de substituie cu cuprul), constnd n reducerea conductibilitii termice i electrice (v. fig. 6.1), creterea rezistenei mecanice i duritii, micorarea plasticitii i tenacitii, etc., sunt, de obicei, acceptabile; pentru anumite aplicaii chiar se introduc n mod intenionat mici cantiti din aceste elemente (microaliere) pentru obinerea unor caracteristici speciale.

Fig. 6.1. Influena impuritilor asupra conductibilitii cuprului pur

impuriti insolubile n cuprul solid (Pb, Bi); aceste impuriti

formeaz cu cuprul eutectice uor fuzibile (Pb i Cu formeaz un eutectic care conine %Cum = 0,06 % i are ts 320 oC, iar Bi i Cu formeaz un eutectic care conine %Cum = 0,2 % i are ts 270 oC), care se dispun la limitele cristalelor de cupru i i influeneaz negativ prelucrabilitatea prin deformare plastic la cald (genereaz fenomene de fragilitate sau fisurare la cald); impuriti care formeaz cu cuprul compui chimici fragili (O, S, P, Se, Te); compuii (cu topire congruent) pe care i formeaz cu cuprul aceste impuriti se dispun intercristalin n structura cuprului, sub form de incluziuni nemetalice, diminundu-i substanial plasticitatea i tenacitatea i micorndu-i considerabil conductibilitatea termic i electric (v. fig.6.1); prezena incluziunilor intercristaline de CuO2 n structura cuprului (nedezoxidat

188


corespunztor la elaborare) poate determina i fenomenul numit boala de hidrogen, care se declaneaz prin reacia Cu2O + H2 2Cu + H2O i conduce la formarea de vapori de ap a cror presiune crete (deoarece nu se pot elimina), producnd fisurarea intercristalin a produselor din cupru. Cuprul utilizat n electronic i electrotehnic are puritatea 99,99 99,95% i se obine prin purificarea electrolitic a cuprului rezultat n urma proceselor pirometalurgice. Cuprul are o bun rezisten la coroziune n multe medii de lucru: atmosfere poluate, ape reziduale i ape srate, vapori de ap supranclzii, soluii slabe, neaerate de sulfai, azotai, cloruri i acizi anorganici (sulfuric, clorhidric, azotic), substane organice (benzin, motorin, benzol, glicerin etc.). Cuprul este atacat (se corodeaz) n medii care conin hidrogen, sulf, hidrogen sulfurat, amoniac, soluii concentrate de acizi anorganici, anilin i acid acetic etc. Cuprul formeaz un numr impresionant de aliaje; cu excepia aliajelor Cu-Zn care se numesc alame, aliajele cuprului cu staniu, cu aluminiu, cu siliciu etc., se numesc bronzuri: bronzuri cu staniu, bronzuri cu aluminiu etc. Aliaje Cu-Zn (alame). Alamele sunt aliaje binare sau polinare cu baz de cupru, n care elementul principal de aliere este Zn; n figura 6.2 se prezint diagrama de echilibru a sistemului binar Cu-Zn n domeniul aliajelor utilizate n tehnic (pn la 50% Zn), iar n figura 6.3 se prezint variaia principalelor caracteristici mecanice n funcie de coninutul de zinc. Alamele se utilizeaz datorit caracteristicilor mecanice i rezistenei la coroziune mai bune dect ale cuprului i datorit costului mai sczut (zincul are preul mai redus dect cuprul sau alte elemente de aliere) Din diagrama de echilibru rezult c pn la 39 % Zn alamele au structura monofazic, constituit din soluia solid de substituie care are ca solvent cuprul i ca dizolvat zincul (faza ) ; la concentraii mai mari (3950% Zn) n structur apare i faza care este compusul electronic CuZn (concentraia electronic Ce = 3/2) ce a suferit procesul de ordonare la rcire (izoterma MN n diagram). Alamele monofazice se prelucreaz uor prin deformare plastic la cald i la rece (cea mai bun plasticitate la rece o au alamele cu 30%Zn, aa cum se constat din fig. 6b), fiind utilizate sub form de benzi, srme, table, evi, profile i piese ambutisate. Alamele cu pn la 20% Zn au rezisten rifdicat la

189


coroziune i se mai numesc i tombacuri. Alamele bifazice + se prelucreaz numai prin deformare plastic la cald sau prin turnare deoarece au plasticitate redus la temperatur ambiant.

Fig.6.2. Diagrama de echilibru a sistemului de aliaje Cu - Zn

Fig.6.3. Variaia caracteristicilor mecanice ale alamelor n funcie de %Znm

In afara alamelor binare Cu-Zn, se utilizeaz i alame speciale care sunt aliaje ce conin n afar de Zn i alte elemente de aliere cum ar fi: Al, Fe, Ni, Si, Sn, Mn, Pb) n concentraii de obicei reduse (14%) Aceste elemente confer alamelor caracteristici mecanice superioare (Al, Sn, Fe, Mn), rezisten la oxidare (Si), prelucrabilitate bun prin achiere (Pb) etc.Tabelul 6.2. Principalele caracteristici ale unor alame

CaracteristicaDensitatea Rezistena la rupere Rm - n stare recoapt - n stare ecruisat Alungirea la rupere A - n stare recoapt - n stare ecruisat Temperatura de recoacere Rezistivitatea la 20 o C Conductivitatea termic Coeficientul de dilatare liniar t . 107

Unitatea de msurkg/m3 N/mm2 % C m W/mK K-1o

Aliajul CuZn10 CuZn208800 8670 250300 350700 4835 253 425700 0,0390,054 188138 182191

CuZn 308530 250300 500680 4060 105 425700 0,062 121 199

CuZn39Pb28440 370450 510630 25 5 425600 0,064 117 -

Simbolurile mrcilor de alame (i aliaje neferoase n general) sunt alctuite din simbolul chimic al componentului de baz, urmat de simbolurile chimice ale elementelor de aliere, scrise n ordinea descresctoare a importanei lor,

190


simbolurile chimice ale elementelor de aliere pentru care concentraia este n jur de 1 % sau mai mare fiind nsoite de numere (de preferin ntregi) care indic concentraiiile masice nominale (medii) ale acestor componente; de exemplu, CuZn38Pb2Mn2 este alama cu 38% Zn, 2%Pb i 2%Mn. electronic i electrotehnic. Aliaje Cu-Sn (bronzuri cu Sn). Bronzurile cu staniu folosite n tehnic au %Cum 22 % i prezint, n funcie de concentraia masic a staniului, structurile indicate de diagramele de echilibru (stabil sau metastabil) redate n figura 6.4; Fazele care apar pe diagramele de echilibru din figura 6.4 au urmtoarele semnificaii: L este soluia lichid a componentelor Cu i Sn; este soluia solid de substituie avnd ca solvent cuprul i ca dizolvat staniul ( Cu(Sn)); deoarece prezint, ca i solventul su, structur cristalin de tip CFC, faza se caracterizeaz printr-o bun plasticitate, putnd fi deformat plastic uor, att la cald, ct i la rece; In tabelul 6.2 se prezint principalele caracteristici ale ctorva alame utilizate frecvent n

Fig. 6.4. Diagramele de echilibru ale sistemului de aliaje Cu Sn pentru diferite stri: a. starea de echilibru stabil; b. starea metastabil obinut prin recoacere (starea O); c. starea metastabil obinut prin turnare (strarea M)

este o soluie solid pa baza compusului chimic Cu5Sn (faz bertholid), cu structur cristalin de tip CVC, care apare (la rcirea bronzurilor topite) prin defurarea transformrii peritectice (la t 800 oC): L + ; este stabil numai pn la temperatura t = 586 oC, la care se descompune eutectoid: + ;

191


este (ca i ) o soluie solid pe baza compusului chimic Cu5Sn (faz bertholid), cu structur cristalin de tip CVC; faza este stabil numai pn temperatura la t = 520 oC, la care se descompune eutectoid: + ; este o soluie solid pe baza compusului chimic Cu31Sn8 (faz bertholid), cu structur cristalin complex; faza este stabil numai pn la temperatura t = 320 oC, la care, n condiii de echilibru (care presupun menineri ndelungate), se descompune eutectoid: + ; este compusul intermetalic Cu3Sn; datorit vitezei extrem de reduse cu care se realizeaz transformarea + , aa cum rezult examinnd diagramele din figura 6.4, faza nu apare n structura semifabricatelor i pieselor din bronzuri industriale. n funcie de structura pe care o prezint (la ta) n starea M, de caracteristicile mecanice asigurate i de procedeul tehnologic recomandat pentru realizarea semifabricatelor i pieselor, bronzurile cu staniu se pot clasifica astfel: Bronzurile monofazice (cu structura la ta alctuit numai din cristale de soluie solid ) au %Snm 8 ... 9 % i sunt bronzuri deformabile (care se pot prelucra att prin deformare plastic la cald, ct i prin deformare plastic la rece); structura de turnare a acestor bronzuri, alctuit din cristale dendritice de soluie solid neomogen, aa cum se observ pe micrografia din figura 6.5.a, se poate transforma prin recoacere (precedat sau nu de o operaie de prelucrare prin deformare plastic) ntr-o structur cu cristale poliedrice de soluie solid omogen, aa cum se poate vedea pe migrografia prezentat n figura 6.5.b.

Fig. 6.5. Structura la ta a bronzurilor monofazice a dup turnare; b dup deformare plastic i recoacere

Bronzurile hipoeutectoide (bronzurile bifazice) au %Snm = 10...20 % i se folosesc ca bronzuri de turnare; n starea M, structurile la ta ale semifabricatelor i pieselor realizate din astfel de bronzuri conin fazele i i, respectiv,

192


constituenii (preeutectoid) i amestecul eutectoid ( + ), duritatea i fragilitatea acestor structuri crescnd pe msur ce se mrete coninutul lor procentual de eutectoid ( + ). Pentru mbunirea unor caracteristici de utilizare, bronzurile cu staniu se pot alia suplimentar i cu alte elemente, cum ar fi: fosforul, introdus n concentraii %Pm = 0,3...0,6 %, plumbul, introdus n concentraii %Pbm 12 %, zincul, n concentraii %Znm = 5...10 %, elemente ce influeneaz pozitiv proprietile de turnare, caracteristicile de antifriciune i rezistena la uzare a bronzurilor. Mrcile de bronzuri cu staniu comerciale corespund prescripiilor anterior formulate; de exemplu, CuSn6; CuSn8 i CuSn4Pb4Zn4 sunt mrci de bronzuri monofazice (bronzuri deformabile), iar GCuSn14; GCuSn12Ni2 i GCuSn10Zn2 sunt mrci de bronzuri de turnare (recunoscute i dup litera G din simbolizare). Bronzurile cu aluminiu folosite n tehnic au %Alm 15 % i prezint structuri i caracteristici asemntoare bronzurilor cu staniu, dar sunt mai ieftine. Aceste aliaje au proprieti de turnare foarte bune ns prezint la solidificarea dup turnare, tendina de a forma cristale dendritice lungi (columnare), care nrutesc comportarea la deformare plastic a pieselor i semifabricatelor turnate; acest dezavantaj poate fi eliminat, dac la elaborare se face modificarea lor cu V, Ti, B i li se aplic o bun dezoxidare (pentru evitarea apariiei n structur a incluziunilor fragile de Al2O3). Bronzurile cu aluminiu au, n comparaie cu bronzurile clasice, rezisten la coroziune mult mai bun (n medii ca: apa de mare i soluiile saline, soluiile de acid carbonic, soluiile unor acizi organici), densitate mai mic, caracteristici de antifriciune i rezistena la uzare mai sczute i caracteristici mecanice asemntoare. Pentru mbunirea unor caracteristici de utilizare, bronzurile cu aluminiu se pot alia suplimentar i cu alte elemente, cum ar fi:fierul, n concentraii %Fem = 3...5 %, manganul, n concentraii masice %Mnm 2 %, nichelul, n concentraii masice %Nim 5 %, elemente ce mbuntesc caracteristicile mecanice, caracteristicile de antifriciune i mresc refractaritatea acestora (rezistena la oxidare/coroziune la temperaturi nalte).

193


Bronzurile cu beriliu utilizate n mod obinuit au %Bem = 1,5...2,0 % i prezint la ta, n strile M sau O, o structur alctuit din fazele (soluie solid Cu(Be) i (compusul definit CuBe cu reea CVC) i, respectiv, amestecul eutectoid ( + );. Datorit variaiei mari cu temperatura a solubilitii beriliului n cupru, semifabricatele i piesele confecionate din aceste aliaje se pot trata termic prin clire de punere n soluie (de la ti = 800 ... 820 oC), pentru obinerea unei structuri monofazice (cu cristale de suprasaturate cu beriliu), urmat de mbtrnire artificial (la ti = 300 ... 350 oC); efectele de durificare ale acestui tratament termic se pot mri substanial, dac (dup clire) se face ecruisarea controlat a acestor bronzuri prin deformare plastic la rece. Se obin astfel caracteristici mecanice ridicate (Rm = 1100 ... 1500 N/mm2; Rp0,2 = 1000 ... 1050 N/mm2 i A = 2 ... 5 %, iar duritatea lor este 350 ... 400 HB). Datorit acestor caracteristici bronzurile cu beriliu sunt utilizate n construcia aparatelor de msur pentru realizarea elementelor elastice, pentru realizarea elementelor arcuitoare ale contactelor electrice etc.

6.1.2 Aluminiul i aliajele pe baz de aluminiuAluminiul are structura cristalin CFC, fiind caracterizat de plasticitate foarte bun dar rezisten mecanic sczut. Sub form de metal pur sau sub form de component de baz al unor aliaje, aluminiul este utilizat n prezent pentru realizarea de semifabricate i produse pentru multe ramuri economice importante: aeronautic, construcii civile i industriale, electrotehnic i telecomunicaii, energetic neconvenional (solar, eolian), forajul sondelor de petrol, chimie i petrochimie etc. Principalele proprieti fizice sunt redate n tabelul 6.3; caracteristicile care trebuie remarcate, deoarece au determinat opiunile pentru utilizarea acestui metal n cele mai multe aplicaii, sunt: densitatea sczut, conductibilitatea termic i electric ridicat. Principalele impuriti ale aluminiului tehnic se pot clasifica n urmtoarele categorii: impuriti solubile n aluminiul solid (Si, Cu, Mg, Zn, Mn, Ni, Cr, Ti,

194


Ta, Zr); efectele prezenei acestor impuriti n concentraii masice mici, constnd n diminuarea proprietilor de turnare (Cu, Mg, Zn, Mn) sau mbuntirea acestora (Si i, mai ales, Ti, Ta, Zn), creterea rezistenei mecanice i scderea plasticitii (Si, Mg, Zn, Mn, Cr, Mo), mrirea rezistenei la coroziune (Si, Mg, Mn, Ni) sau diminuarea acesteia (Cu), creterea refractaritii (Ni, Cr, Mo), mbuntirea prelucrabilitii prin achiere (Cu, Zn), reducerea conductibilitii electrice (Mn) etc., sunt de obicei acceptabile; impuriti insolubile n aluminiul solid (Sn, Pb, Bi); aceste impuriti uor fuzibile se separ la limitele cristalelor de aluminiu i influeneaz negativ prelucrabilitatea prin deformare plastic la cald (genereaz fenomene de fragilitate sau fisurare la cald); impuriti care formeaz cu aluminiul compui chimici (Fe, Si, As, Sb); prezena compuilor (Al3Fe, Al12Fe3Si, AlAs, AlSb) pe care i formeaz aluminiul cu aceste impuriti are ca efect principal diminuarea plasticitii i tenacitii semifabricatelor sau produselor din aluminiu.Tabelul 6.3. Principalele caracteristici ale aluminiului Denumirea caracteristicii Densitatea Temperatura de topire Rezistena la rupere Rm Alungirea dup rupere A Duritatea Brinell Modulul de elasticitate E Rezistivitatea electric la 20 oC Coeficientul de temperatur al rezistiviti Conductivitatea termic la 20 oC Coeficientul de dilatare liniar Temperatura de recoacere de recristalizare Unitatea de msur kg/m3 o C N/mm2 % HB N/mm2 m K1 W/mK K1 o C Al 99,6 recopt 2700 70110 3045 1525 6200 Valori Al 99,6 ecruisat 2700 660 150250 28 3570 7200 28103 4,0103 217 23,9106 200450 Al 99,6 turnat 2560 90120 1325 2432 -

In funcie de gradul de puritate se utilizeaz urmtoarele tipuri de aluminiu: - aluminiu de puritate tehnic avnd max. 0,5% impuriti; aluminiul destinat conductoarelor electrice are condiii suplimentare privind coninutul n anumite impuriti i se noteaz Al E; - aluminiu rafinat electrolitic are coninutul de impuriti 0,050,005 % i este destinat realizrii armturilor pentru condensatoare i n aparatur electronic special;

195


- aluminiu extrapur are coninutul de impuriti max. 0,001% i este utilizat sub form de straturi subiri n microelectronic. Aluminiul are o bun rezisten la coroziune n multe medii de lucru: atmosfere poluate, ape reziduale, vapori de ap, medii apoase care conin dioxid de carbon, soluii de acid sulfuric etc. Rezistena la coroziune a produselor din aluminiu se datoreaz acoperirii lor (pe cale natural sau prin aplicarea unor procedee tehnologice de tratare chimic sau electrochimic) cu o pelicul de Al2O3, aderent, compact i foarte rezistent la coroziune, care mpiedic atacarea produselor de ctre mediilor active de lucru. Prezena impuritilor (Fe, Cu, etc.) sau unele medii active (soluiile de acid azotic, soluiile de acid fosforic, amoniacul) pot determina declanarea unor procese de corodare intens a produselor din aluminiu. Cele mai rspndite aliaje pe baz de aluminiu sunt: Al-Cu, Al-Si, Al-Mg, Al-Cu-Mg, Al-Cu-Mg-Si i Al-Zn-Mg-Cu. Diagramele de echilibru binare ale aliajelor pe baz de aluminiu sunt diagrame cu solubilitate parial i transformare eutectic, aa cum este artat n figura 6.6. Aliajele se mpart n urmtoarele categorii: - aliaje deformabile, cele plasate n domeniile I i II marcate pe diagrama de principiu din figura 6.6 a; aliajele din domeniul I sunt nedurificabile prin tratament termic i n aceast catgorie intr n special aliajele cu mangan i cu magneziu, iar aliajele din domeniul II se durific prin tratatemt termic de mbtrnire; - aliaje pentru turnare, sunt cele plasate n jurul concentraiei eutectice (domeniul III pe diagrama din figura 6.6 a) Aliajele pe baz de aluminiu durificabile prin tratament termic au caracteristici mecanice comparabile cu ale oelurilor. Procesul tehnologic prin care se realizeaz prelucrarea prin deformare plastic i durificarea structural a unui semifabricat confecionat dintr-un astfel de aliaj are urmtoarele etape: - clirea de punere n soluie, constnd din rcirea n ap a semifabricatului nclzit la o temperatur tic (v. fig. 6.6 b) pentru obinerea la ta a unei structuri monofazice, alctuit din cristale de soluie solid suprasaturat n elementului de aliere ; - prelucrarea prin deformare plastic a semifabricatului cu structur196

atomii


monofazic ; - mbtrnirea (natural sau artificial), constnd din meninerea produsului prelucrat prin deformare plastic la o temperatur tii (v. fig. 6.6 b) n vederea separrii din soluia solid suprasaturat a unor faze cu dimensiuni i grad de dispersie ce depind de temperatur i timpul de meninere, capabile s produc durificarea la nivelul dorit a structurii; n practic se prefer mbtrnirea artificial deoarece rezultatele sunt mai stabile n timp; n cazul mbtrnirii naturale ( meninerea la temperatur ambiant) orice nclzire ulterioar a materialului va conduce la modificarea proprietilor.

Fig. 6.6. Diagrama de echilibru principial a aliajelor binare pe baz de aluminiu: a- clasificarea aliajelor; b temperaturile tratamentelor termice de durificare

Aliajele industriale aparinnd acestei categorii au compoziie complex, alierea aluminiului cu mai multe elemente fiind determinat de necesiti privind mbuntirea prelucrabilitii prin deformare plastic, anihilarea influenelor negative ale unor impuriti greu de eliminat la elaborare, sporirea capacitii de durificare prin clire i mbtrnire, mbuntirea rezistenei la coroziune etc. Cele mai folosite sunt aliajele Al Cu Mg cu adaosuri de Mn, cunoscute sub denumirea de duraluminiu. Pentru obinerea pieselor cu forme complicate i perei subiri (elemente de rcire a dispozitivelor electronice) se folosesc aliaje Al-Si turnate, care au 11...14% Si i sunt cunoscute sub denumirea silumin. Pentru mbuntirea caracteristicilor mecanice i tehnologice ale acestor aliaje se practic modificarea cu sodiu (care se adaug nainte de turnare, sub form de cloruri sau fluoruri, peste aliajele topite).

197


6.2. Materiale pentru contacte electrice6.2.1. Materiale pentru contacte electrice fixe i de ntrerupereAlegerea materialelor pentru contacte electrice este dificil deoarece

intervin foarte muli factori care influeneaz comportarea n exploatare. Materialele utilizate pentru contacte electrice trebuie s ndeplineasc urmtoarele condiii: - conductivitate electric i conductivitate termic ridicate; - rezisten la coroziune; devine extrem de important n cazul circuitelor cu tensiuni i intensiti reduse, aa cum este cazul circuitelor i dispozitivelor electronice; - rezisten la eroziune sub aciunea arcului electric; la deschiderea circuitelor atmosfera din jurul contactului se ionizeaz i se produc descrcri electrice care provoac desprinderea de particule din suprafaa contactelor prin vaporizarea metalului sau prin aciune mecanic; - rezisten la sudare; sudarea contactelor este cel mai periculos fenomen n cazul instalaiilor electrice ce lucreaz cu intensiti mari ale curentului electric deoarece mpiedic deschiderea la momentul oportun al circuitului; sudarea se produce sub aciunea presiunii i nclzirii locale datorit rezistenei electrice de contact care este mai mare dect n restul circuitului; - rezisten la uzare mecanic; uzarea se produce ca urmare a frecrii locale n timpul nchiderii i deschiderii circuitului. Materialele utilizate pentru contacte electrice pot fi: metale pure, aliaje obinute prin topire i materiale metalice obinute prin sinterizare din pulberi. A. Metalele pure se folosesc pentru contacte fixe datorit conductibilitii electrice mari i rezistenei la coroziune; utilizarea lor este limitat datorit caracteristicilor mecanice reduse i rezistenei sczute la sudare. Principalele metale utilizate pentru contactele electrice sunt: - argintul are cea mai bun conductibilitate electric, dar n atmosfer (care conine ntodeuna compui ai sulfului) se acoper cu un strat de sulfur AgS, care este electroizolant; - cuprul are conductibilitate bun, dar se oxideaz uor i nu are198


rezisten la sudare; se utilizeaz acoperit cu un strat de Ag sau Sn; - aurul se utilizeaz pentru contacte cu for redus de apsare (inseria microprocesoarelor pe plcile de baz) i n aparatura electronic ce lucreaz n condiii deosebite datorit rezistenei sale la coroziune; platina se utilizeaz n aparatura special excepionale la coroziune i rezistenei la uzare; B. Aliajele obinute prin topire utilizate pentru contactele electrice din aparatura electronic sunt n special aliaje binare sau complexe pe baz de argint, cupru, platin, aur, paladiu, wolfram etc. Pentru contactele destinate circuitelor de putere medie, se mai utilizeaz i alame, bronzuri, aliaje Cu-Ag, Ag-Cd etc. C. Materialele metalice obinute prin sinterizare se utilizeaz n special pentru contactele destinate circuitelor de putere mare datorit rezistenei ridicate la uzare, rezistenei la oxidare i la sudare. Sinterizarea este procesul prin care se obin materiale din pulberile componenilor prin presare i nclzire simultan la temperaturi ridicate ( pn la 70% din temperatura metalului mai grue fuzibil). Materialele metalice sinterizate se utilizeaz datorit urmtoarelor avantaje: - pot fi obinute materiale metalice din componeni ce nu sunt miscibili n stare topit (de exemplu Ni i Ag), sau componeni cu temperatura ridicat de topire (aliaje pe baz de W); - se pot doza mult mai precis componenii sub form de pulberi; - se pot obine piese de dimensiuni orict de mici, fr necesitatea unor prelucrri ulterioare. Principalele tipuri de materiale sinterizate utilizate sunt: Ag-Ni, Ag-CdO, W-Ag, W-Cu, Ag-W-Cu etc. Cea mai bun conductibilitate o au aliajele Ag-Ni 90/10 care sunt ns scumpe; din acelai sistem se folosesc i alte aliaje cu coninuturi mai mici de argint. In cazul aliajelor Ag-CdO prin descompunerea oxidului de cadmiu sub aciunea arcului electric ce se formeaz la deschiderea circuitului, iau natere vapori care au capacitatea de a stinge rapid acest arc electric. datorit rezistenei

6.2.2. Materiale pentru contacte alunectoareIn cazul contactelor alunectoare (contacte mobile), materialele utilizate trebuie s aib rezisten mai mare la uzare, iar cuplul de materiale s asigure un coeficient de frecare redus. Se utilizeaz cupluri de material n care un element

199


este realizat dint-un aliaj (bronzuri cu cadmiu, bronzuri cu beriliu, alame etc), iar cellalt element din grafit sau materiale metalografitice. Grafitul (form alotropic a carbonului cu structur cristalin hexagonal) asigur un coeficient de frecare redus datorit desprinderii unor particule foarte fine prin clivaj pe planele cristaline paralele i micorrii rugozitii suprafeelor de contact prin umplerea microgolurilor cu aceste particule. Materialele metalografitice (Cu + grafit, bronz + grafit) se obin prin sinterizare i au conductibilitatea electric i termic i rezistena mecanic mai bune dect grafitul.

6.3. Materiale pentru termocuplePentru realizarea termocuplelor standardizate se utilizeaz cupluri de materiale la care fenomenul termoelectric (efectul Seebeck) este pronunat iar tensiunea termoelectromotoare de contact (t.t.e.m.) are variaie liniar cu temperatura n domeniul de utilizare. Se utilizeaz metale pure (Cu, Fe, Pt, W, Mo, Rh) i aliaje: constantan aliaj cu 54% Cu i 46% Ni; cromel aliaj cu 90% Ni i 10% Cr; alumel aliaj cu 95% Ni, 2% Al, 2% Mn, 1% Si; platin rhodiu aliaj cu 90% Pt, 10% Rh. In tabelul 6.4 se prezint principalele termocuple cu simbolizarea lor internaional i domeniul de temperaturi pentru care se utilizeaz. Din figura 6.7 n care se prezint variaia cu temperatura a t.t.e.m. pentru aceste termocuple rezult c la termocuplele destinate temperaturilor ridicate (tip S i K) t.t.e.m. sunt mai reduse.Tabelul 6.4 Principalele tipuri de termocuple Termocuplul Cupru - Constantan Fier - Constantan Cromel - Constantan Cromel - Alumel Platin - Platin Rhodiu Simbolizare T J E K S Domeniu de utilizare, oC -250370 -200760 0870 01260 01600 Fig. 6.7. Variaia t.t.e.m. a principalelor termocuple

200


6.4. Materiale cu rezistivitate electric ridicat6.4.1.Materiale pentru rezistoare de precizie i reostateSunt materiale la care se impun urmtoarele cerine: rezistivitate electric ridicat i constant cu temperatura (coeficient de temperatur al rezistivitii redus), s aib t.t.e.m. mic fa de cupru pentru a nu genera tensiuni parazite n circuite, s suporte nclziri fr s-i modifice proprietile sau s devin fragile la rcire. Se folosesc pe scar larg aliajele cunoscute sub denumirea comercial de manganine (aliaje de cupru, mangan, nichel sau aluminiu i, eventual, fier ) i aliaje Cu-Ni sau Cu-Ni-Zn (cunoscute sub denumirile comerciale de argentan, alpaca sau neusilber datorit faptului c aspectul este similar argintului). In tabelul 6.5 sunt prezentate cteva tipuri de aliaje pentru rezistoare i reostate i caracteristicile principale ale acestora.Tabelul 6.5 Compoziia chimic i caracteristicile principale ale unor aliaje rezistive Compoziia, % Rezistivitatea Coeficient t.t.e.m fa de Cu , Aliajul la 20 oC, (t)106, Cu Mn Ni Fe Al Zn K-1 V/K m 86 12 2 0,43 5,5 -0,6 84 13 3 0,50 -0,2 Manganine 33 67 1,88 0 -1,0 10 60 30 2,05 -100 0 Constantan 60 40 0,50 1,0 42 Nichelina 54 26 20 0,43 2,3 -25 Argentan 60 17 23 0,30 3,5 15

6.4.2. Materiale pentru filamente i rezistene de nclzireSunt materiale care trebuie s aib rezisten mare la oxidare, refractaritate (rezisten mecanic la temperaturi ridicate), rezistivitate electric grafit i compui nemetalici. Metalele pure utilizate n special sunt: wolframul, molibdenul, tantalul i niobiul, metale cu temperaturi ridicate de topire aa cum se constat din tabelul 6.6 n care se prezint principalele lor caracteristici; se utilizeaz pentru realizarea filamentelor lmpilor cu incandescen sau tuburilor elctronice, rezistene de nclzire pentru cuptoare de temperaturi nalte etc. Wolframul, care are cea mai ridicat temperatur de topire este dur, casant i se prelucreaz numai prin sinterizare.201

mare i

coeficeintul de temperatur al rezistivitii redus. Se utilizeaz metale pure, aliaje,


Tabelul 6.6. Principalele caracteristici ale unor metale pentru filamente i rezistene Metalul Wolfram Molibden Tantal Niobiu Densitatea, kg/m3 19300 10200 16500 8560 Temperatura de topire, oC 3410 2620 2000 2470 Temperatura max. de utilizare, oC 2500 2000 2000 1800 Rezistivitatea la 20 oC, m 5,51 5,70 12,4 14,2

Aliajele utilizate curent pentru rezistene de nclzire sunt: - aliaje pe baz de nichel i crom ( denumire comercial nicromi); cromul se dizolv n nichel i formeaz soluii solide cu rezisten mecanic ridicat i rezisten mare la oxidare; pentru mbuntirea caracteristicilor mecanice i pentru reducerea costului nicromilor, o parte din crom se nlocuiete cu fier (feronicromi); - aliaje pe baz de fier, care conin n special Cr sau Ni, i adaosuri deAl sau Si, sunt mai ieftine dar au variaii mai mari ale rezistivitii cu temperatura. Grafitul i compuii nemetalici dintre care cei mai utilizai sunt carbura de siliciu SiC (silita) i siliciura de molibden MoSiO2 (mosilit) se folosesc sub form de bare pentru nclzirea cuptoarelor electrice la temperaturi ridicate (14001700 oC). Prezint fenomenul de mbtrnire, au fragilitate ridicat la temperatura ambiant iar rezistivitatea lor variaz mult cu temperatura.

6.5. Materiale semiconductoare6.5.1. GermaniulGermaniul este un element care face parte din grupa a patra a sistemului periodic al elementelor (v. tabel 1.1), cu structur cristalin cubic tip diamant, care are celula cub cu fee centrate ce conine n interior 4 atomi plasai n interior, astfel nct fiecare atom este legat covalent de ali patru atomi . (v. fig. 6.8) Acest tip de structur confer duritate ridicat datorit legturilor puternice dintre atomi. Germaniul se gsete n scoara terestr n proporie de 0,07%, sub form dispers n unele minereuri complexe. Se obine de obicei din produse secundare rezultate la extragerea altor metale cum ar fi zincul, prin procese tehnologice complexe de oxidare n urma crora rezult o materie prim ce conine 1020% GeO2, ce se purific prin clorurare, hidroliz, calcinare i mcinare, rezultnd202


pulberea de dioxid de germaniu ce se reduce la temperaturi mai mici de 700oC. Pulberea de germaniu astfel obinut se topete i se solidific lent pentru purificare suplimentar; gradul de puritate se apreciaz pe baza valorii rezistivitii electrice , considerndu-se purificat de elemente active electric atunci cnd 0,5 m. Germaniul policristalin se topete mpreun cu elementele de dopare n cantitile corespunztoare i se obine lingoul monocristalin prin cristalizarea primar n condiii de echilibru pornind de la un germene monocristalin i solidificare dirijat.

Fig. 6.8 Structura cristalin tip diamant

Proprietile intrinseci ale germaniului depind de gradul de puritate, de temperatur, de prezena cmpului magnetic etc.; valorile principalelor caracteristici sunt prezentate n tabelul 6.7.Tabelul 6.7. Principalele caracteristici ale germaniului i siliciului

Densitatea , kg/m3 Temperatura de topire-solidificare, oC Temperatura de fierbere, oC Cldura specific, J/kgK Coeficientul de dilatare liniar, K-1 Conductivitatea termic, W/mK Rezistivitatea intrinsec, m Lrgimea benzii interzise la 20oC, eV Permitivitatea relativ Mobilitatea electronilor la 20 oC, m2/Vs Mobilitatea golurilor la 20 oC, m2/Vs

Caracteristica

Germaniu5330 937 2700 756 6,110-6 16,6 0,47 0,665 16,03 0,39 0,19

Siliciu2328,3 1417 2600 309 2,3310-6 60 25003000 1,105 11,07 0,145 0,048

Rezistivitatea intrinsec depinde de temperatura absolut T conform

203


relaiei:

t = 0,256 10 6 exp(

3890 ) [m]. T

(6.1)

Odat cu creterea coninutului de impuriti rezistivitatea electric la aceeai temperatur scade, aa cum se observ din figura 6.9. La introducerea unui cristal de germaniu ntr-un cmp inducie B, rezistivitatea sa variaz conform relaiei: magnetic de

B = 0 1 + 3,8 10 33 2 B 2 [m },n Wb/m2.

(

)

(6.2)

unde este mobilitatea electronilor n m2/Vs, iar B este inducia magnetic Germaniul se utilizeaz la fabricarea diodelor tunel, a tranzistoarelor , a traductoarelor Hall, a detectoarelor de radiaii, a traductoarelor pentru temperaturi joase etc.

6.5.2. SiliciulEste cel mai utilizat material semiconductor; face parte din grupa a patra a sistemului periodic i cristalizeaz ca i germaniul n sistemul cubic tip diamant. Siliciul pur se obine prin sinteza, purificarea nalt i descompunerea unor compui cum sunt : silanul (SiH) i triclorsilanul (SiHCl); materia prim o constituie siliciul tehnic obinut n cuptoare prin reducerea cuaritei (SiO2 mineral extrem de rspndit n scoara terestr) cu cocs de petrol. Obinerea monocristalelor se realizeaz prin tehnologii speciale ce se bazeaz n principiu pe asigurarea condiiilor de cristalizare corespunztoare creterii unui germene monocristalin. La obinerea microprocesoarelor se aplic i tehnologii bazate pe depunerea direct din faz de vapori. Valorile principalelor caracteristici ale siliciului sunt prezentate n tabelul 6.7 mpreun cu cele ale germaniului. Analiznd aceste caracteristici se constat c siliciul are banda interzis mai mare dect germaniul, ceea ce explic i rezistivitatea electric intrinsec mai mare; variaia rezitivitii electrice a siliciului cu temperatura se produce conform relaiei:

t = 0,96 10 6 exp(

6500 ) [m]. T

(6.3)

204


Variaia rezistivitii electrice a germaniului i a siliciului cu coninutul de impuriti i tipul de impurificator (acceptor sau donor, v. cap 4) este prezentat n figura 6.9.

Fig. 6.9. Variaia rezistivitii semiconductorilor cu concentraia impuritilor

6.5.3 SeleniulSeleniul este un element care prezint o varietate mare de forme alotropice cristaline (monoclinic , i , hexagonal , ) i chiar amorfe (seleniu rou, cafeniu, negru, coloidal). Ca material semiconductor se utilizeaz seleniul hexagonal , obinut prin nclzirea oricrei forme alotropice la 180220 oC. Este stabil n aer, nu reacioneaz cu apa, dar reacioneaz cu halogenii i cu oxigenul la cald. Conductivitatea sa electric depinde de forma alotropic i de gradul de impurificare. Datorit fenomenului fotovoltaic pronunat, se utilizeaz la realizarea fotoelementelor.

6.5.4. Compui semiconductoriCompuii semiconductori se difereniaz dup grupele sistemului periodic crora aparin componentele lor A i B; principalele tipuri de compui semiconductori sunt: compui AII-BVI i compui AIII-BV. Compuii AII-BVI sunt combinaii ale elementelor din subgrupele II B (Zn, Cd, Hg) i VI B (S, Se, Te) ale sistemului periodic. Cristalizeaz fie n sistem tip blend (ZnS) cubic, (v. fig.6.10a), care se deosebete de cea tip diamant prin

205


faptul c este format din dou specii atomice i nu are un centru de simetrie, fie n sistem hexagonal tip wrtzit (v. fig. 6.10b), la care legtura dintre atomii vecini este tot tetraedric, diferenele constatndu-se numai la poziiile atomilor mai ndeprtai.

Fig. 6.10. Structuri cristaline tipice semiconductorilor AII-BVI: a structura tip blend; b structura tip wrtzit

Din punct de vedere chimic compuii AII-BVI sunt sulfuri, seleniuri sau calcogenuri (telururi) de Zn ,Cd, Hg. etc. aa cum rezult din tabelul 6.8, n care se prezint principalele caracteristici ale acestora. Aceti compui sunt activi chimic, disociaz la temperaturi nalte i sunt ataci de acizi. Sub aciunea radiaiilor din spectrul vizibil sau al altor tipuri de radiaii n aceste materiale se produc fenomene de fluorescen (luminiscena care apare imediat dup aciunea radiaiei primare) sau fosforescen (luminiscena care apare dup un anumit timp (secunde, minute) de la aciunea radiaiei primare) n funcie de elementele cu care au fost dopate. Principalele elemente dopante activatoare sunt: Cu, Ag, Au, iar coactivatoare (cele care introduc n banda interzis niveluri donoare) sunt : Al, Ga, In, F, Cl, Br. Proprietile lor sunt influenate de asemenea de cmpurile magnetice i de solicitrile mecanice. Semiconductorii de tipul AII-BVI sunt utilizai la fabricarea fotorezistoarelor, generatoarelor Hall, traductoarelor de for etc.

206

Capitolul 6 Materiale conductoare i materiale semiconductoare Tabelul 6.8. Principalele caracteristici ale unor compui A -B Tipul semiconductorului Permitivitatea r Limea benzii interzise wi, eVII VI

Mobilitatea electronilor e, m2/V.s

Mobilitatea golurilor g, m2/V.s

ZnS ZnSe ZnTe CdS CdSe CdTe

8,32 8,10 10,10 9,30 9,63 10,60

3,6 2,7 2,26 2,41 1,67 1,44

0,014 0,035 0,034 0,35 0,065 0,105

510-4 2810-4 11010-4 1510-4 9810-4 19010-4

Compuii semiconductori AIII-BV sunt compui definii ai elementelor din subgrupele III B (bor, aluminiu, galiu, indiu) i V B (azot, fosfor,arseniu, stibiu, bismut) ale sistemului periodic (v. tabelul 1.1). Structura cristalin difer de la un compus la altul: fosfurile, antimoniurile (stibiurile) i arseniurile de B, Al, Ga i In au reea cristalin cubic tip blend (v. fig. 6.10.a), iar nitrurile de Al i In au reea cristalin hexagonal tip wrtzit (v. fig. 6.10 b). Proprietile acestor compui depind de natura lor chimic (v. tabelul 6.9), de concentraia impuritilor i de temperatur.Tabelul 6.9. Principalele caracteristici ale unor compui A -B Tipul semiconductorului Temperatura de topire, oC Energia de activare la 20 oC, eVIII V

Mobilitatea electronilor e, m2/V.s

Mobilitatea golurilor g, m2/V.s

InSb InAs InP GaSb GaAs AlSb

523 940 1060 720 1250 1070

0,18 0,35 1,25 0,70 1,40 1,65

7,7 3,3 0,50 0,85 10,88 0,006

0,7 0,02 0,065 0,14 0,04 0,06

Semiconductorii AIII-BV se utilizeaz la fabricarea diodelor tunel, a tranzistoarelor, a microprocesoarelor, n optoelectronic etc.

207


Cuvinte cheiealumel, 200 aluminiu tehnic, rafinat electrolitic, extrapur, 195 aluminiu tehnic, 194 argentan, (alpaca), 201 bronzuri cu aluminiu, 193 bronzuri cu staniu, 191 bronzuri hipoeutectoide (bifazice), 192 bronzuri monofazice , 192 clire de punere n soluie,, 196 compui AII-BVI, 205 compui AIII-BV, 207 constantan, 200 contacte alunectoare, 199 contacte electrice, 198 cromel, 200 duraluminiu, 197 eroziune, 198 filamente, 201 germaniu, 202 mbtrnire, 197 manganine, 201 materiale metalografitice, 200 nicrom, 202 rezistivitatea intrinsec, 203 seleniu, 205 siliciu, 204 silita, 202 silumin, 197 sinterizare, 199 termocuple, 200

Bibliografie1. * * * Metals Handbook Ninth Edition, vol.9, American Society for Metals, Ohio, 1986 2. Braithwaite N, Weaver Gr., Electronics materials, Open University course, Butterworth Scientific Ltd., London, 1990 3. Ctuneanu M.V., .a., Materiale pentru electronic, E.D.P., Bucureti, 1982 4. Ctuneanu M.V., Svasta I.P. .a., Tehnologie electronic, E.D.P., Bucureti, 1984 5. Gdea S., Petrescu M., Metalurgie fizic i studiul metalelor, vol. II., Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1981 6. Ifrim A., Noingher P., Materiale electrotehnice, E.D.P., Bucureti, 1992 7. Lakhtine I., Mtallographie et traitements thermiques des mtaux, Moscova, Mir, 1978 8. Shackelford F. J., Introduction to materials science for engineers, Macmillan Publishing Company, New York, 1991 9. Smithells C., Metals. Reference book, vol. I, Butterworths Publications Ltd. & Interscience Publishers Inc., London & New York, 1955 10. Van Vlack L. H., Elements of Materials Science and Engineering, Addison-Wesley Reading, Massachusetts, 1989. 11. Zecheru Gh. Drghici Gh. Elemente de tiina i ingineria materialelor , vol. 1, Ed. ILEX i Ed. UPG Ploiesti, 2001.

208


Teste de autoevaluareT.6.1. Care dintre urmtoarele impuriti prezente n cuprul tehnic determin apariia fenomenului numit boala de hidrogen: a) plumbul; b) bismutul; c) oxigenul; d) sulful? T.6.2. Care dintre urmtoarele aliaje pe baz de cupru au ca element de aliere principal zincul: a) bronzurile; b) aliaje Kunial; c) aliaje Alpaca; d) alamele? T.6.3. Care dintre urmtoarele tipuri de alame se pot prelucra prin deformare plastic: a) alamele monofazice ; b) alamele bifazice; c) alamele monofazice ; d) tombacurile? T.6.4. Care dintre urmtoarele caracteristici corespund alamei CuZn30: a) este o alam monofazic ; b) este o alam binar deformabil; c) este o alam special deformabil; d) este o alam pentru turnare? T.6.5. Care este structura de echilibru la ta a bronzurilor cu beriliu folosite n tehnic: a) structur monofazic Cu(Be); b) structur monofazic (faz bertholid pe baza compusului CuBe; c) structur bifazic, alctuit din i ; d) structur alctuit din constituieni (preeutectoid) i eutectoidul (+)? T.6.6. Care dintre urmtoarele categorii de aliaje industriale Al Cu se pot supune durificrii structurale prin clire de punere n soluie i mbtrnire natural sau artificial: a) aliajele deformabile, avnd %Cum = 2...5 %; b) aliajele de turnare cu %Cum 5,7 %; c) aliajele de turnare cu %Cum < 5,7 %; d) toate categoriile de aliaje industriale? T.6.7. Care dintre urmtoarele condiii trebuie ndeplinite de un material pentru contacte electrice: a) s aib rezisten la coroziune; b) s aib rezisten la oc termic; c) s aib rezisten la sudare; d) s aib conductibilitate termic mare? T.6.8. Un material pentru contacte electrice trebuie s aib: a) rezisten la eroziune electric; b) rezistivitate electric mare; c) rezisten la uzare; d) plasticitate mare? T.6.9. Cea mai mic rezistivitate electric o au contactele electrice realizate din: a) aliaj Ag-Ni 90/10; b) aur; c) argint; d) cupru? T.6.10. Sinterizarea este: a) procedeu tehnologic de obinere a pieselor prin turnare de precizie; b) procedeu tehnologic de obinere a pieselor prin presare209


i sintez chimic; c) procedeu tehnologic de obinere a pieselor prin presare i nclzire simultan a componentelor sub form de pulberi; d) procedeu tehnologic de obinere a pieselor prin electroliz. T.6.11. Care dintre urmtoarele materiale pentru contacte se obin prin sinterizare: a) Ag-Cu; b) Ag-Ni; c) W-Cu; d) Cu-Ni ? T.6.12. Termocuplurile Pt-PtRh se folsesc pentru: a) temperaturi foarte sczute: b) temperaturi n domeniul 100+700 oC; c) temperaturi n domeniul 0+1600 oC; d) temperaturi n domeniul +100+2000 oC ? T.6.13. Care dintre urmtoarele metale se folosesc pentru filamente i rezistene de nclzire: a) wolframul; b) zirconiul; c) niobiul; d) tantalul? T.6.14. Care dintre urmtoarele aliaje se folosesc pentru rezistene de nclzire: a) Cu-Zn-Ag; b) Ni-Cr (nicrom); c) Fe-Cr-Al; d) W-Cu? T.6.15. Germaniul are structura cristalin: a) hexagonal compact; b) cub cu volum centrat; c) cubic tip diamant; d) cubic tip blend (ZnS)? T.6.16. Siliciul semiconductor se obine prin: a) topirea i purificarea termic a minereurilor; b) purificarea i descompunerea unor compui ai siliciului cu hidrogenul i cu clorul (SiH, SiHCl), c) electroliza siliciului tehnic obinut n cuptoare prin reducerea SiO2 cu cocs; d) sinterizarea pulberii de Si natural ? T.6.17. Care dintre urmtoarele tipuri de compui sunt semiconductori: a) compui AII-BVI; b) compui AIII-BV; c) compui AII-BV; d) compui AIII-BVI?

210

Documents

stiinta materialelor