Comments 118
Слыхал я что в электролизных цехах шины делали из серебра: 6% на том расходе энергии, думаю, стоили очень немало!
Там не в расходе дело, а в том, что ничего, кроме серебра, не выдерживает работу в агрессивной среде. Ну свинец разве что, но у него с проводимостью плохо.
Глупости все это. Выше сказали про агрессивную среду, которая была настоящей причиной, а я еще больше добавлю.
Проводимость материала вообще не очень важна на практике.
Открываем ПУЭ, смотрим таблицу. Например, на 1000А нужна медная шина сечением 60х5 мм. Алюминиевая на тот же ток - 60х8 мм. То есть при переходе на алюминий просто берем шину на 2 мм толще.
Второй момент, это масса материала. 1 метр медной шины 60х6 весит 2,68 кг, 1 метр алюминиевой шины 1,3 кг. Алюминий в этом плане даже лучше, меньше нагрузка на конструкции. И конечно же масса погонного метра влияет на стоимость.
Третий момент - цена за килограмм. Цены меняются постоянно, но приблизительно это 300 рублей за килограмм алюминия и 1000 рублей за килограмм меди.
Перемножаем, получается что 1 метр медной шины на 1000А стоит 2680 рублей, 1 метр алюминиевой на тот же ток - 390 рубля. Алюминий на тот же ток дешевле почти в 7 раз. С проводами и кабелями примерно похожая картина.
Чем же плох алюминий, зачем вообще нужна медь? Проводимость не является решающим фактором, не является даже хоть сколько-нибудь существенной. Причины другие. Алюминий хрупкий, его сломать намного проще чем медь, поэтому тонкие провода или дорожки на плате из алюминия делать нельзя. Алюминий текучий, соединения надо обслуживать, протягивать - даже хорошо затянутое соединение ослабевает со временем. На поверхности алюминия есть оксидная пленка, которая ухудшает контакт.
Ещё на этом фоне неприятно прозвучала новость о том, что в 2017 г. власти вновь разрешили прокладывать в домах алюминиевую проводку.
Если вы были радиолюбителем еще в советские годы, вы, я думаю, помните — перед пайкой выводы деталей чаще всего нужно было зачистить и облудить, особенно если они были старыми, долго хранились и потому окислились. И среди всех этих деталей выделялись транзисторы и микросхемы "в золоте": с ними этих упражнений со скальпелем не требовалось никогда.
Помимо транзисторов и микросхем выделялись разъёмы в "золоте", в которых папы могли содержать до 135 ножек. Именно из-за этого богатства фактически и были разобраны на все советские ЕС ЭВМ, включая персоналки ЕС-18хх, и сданы на золото в 90-е годы прошлого столетия.
Золото до сих пор используется для покрытия разъемов, например можно купить позолоченные rj-45 коннекторы.
А вообще автор ещё одну причину использования золота не указал: золото мягкое и не ломает контакты кремниевой пластины при температурном расширении.
Так как для разварки используют также медь и алюминий (с применением ультразвуковой сварки), это явно не решающая причина.
А что касается разъемов - да, даже примитивный разъем типа JST без золота - источник проблем, если через контакты протекает ток больше десятка миллиампер.
даже примитивный разъем типа JST без золота — источник проблемСледует помнить и об обратном: если разъем будет часто соединяться/разъединяться, то золотое напыление быстро сотрется.
Чтобы соблюсти баланс между количеством циклов вынуть/вставить и стоимостью разъема, придумали четыре класса толщины золотого напыления — от 0,15 до 1,02 мкм. Соответствующее количество циклов (durability): 30, 100, 200, 500 раз.
Кроме того, от класса напыления зависит допустимая вибрационная нагрузка, а также устойчивость к SO₂ и H₂S.
Источник: Molex C-Grid III Product Specification.
Особенно когда это разъем на программаторе.
Отдельное удовольствие -- это менять на измерительной аппаратуре разъемы SMA, у которых вот так стерлось золото с контактов после 100 присоединений.
Просто контактная проволока (wire bond) имеет изгиб. И может быть алюминиевой.
На первых суперкомпьютерах CRAY разьемы питания были сделаны из золота, причем — хитрые разьемы. С одной стороны был золотой стержень толщиной несколько мм, а с другой — золотой цанговый зажим с гайкой
Как-то на быличку похоже. Золото, если оно чистое -- плохой конструкционный материал, оно мягкое, практически лишено упругости, легко деформируется. Один раз закрутив такой цанговый зажим, его с большой вероятностью уже не раскрутишь -- резьба замнется. А с добавками для повышения твердости -- сразу потеряем и в проводимости, и в надежности контакта. И главное -- зачем? Шобдорогобогато? Все то же самое, но медное (или вовсе латунное, что еще лучше с точки зрения механики) с золотым покрытием контактных поверхностей работать будет даже лучше.
Странно: в интернетах пишут, что палладий лечит от рака, а не калечит
разложением палладиевой соли
Не высокотемпературным, а просто погружением в раствор хлорида палладия платы, состоящей из восстановителя -- органического вещества. Палладий немедленно осаждается на ее поверхности. И точно так же он осаждается на биологических молекулах, включая ДНК, выводя их из строя. Это если очень приблизительно:)
Палладий, все-же комплексообразует с азотистыми основаниями, а не осаждается.
«Осаждение» в данном случае, на мой взгляд, не очень подходит, поскольку речь идет, по сути, о химических реакциях, а «осаждение» — это скорее результат (выпадение нерастворимого осадка и т.д.).
У многих препаратов химиотерапии в побочках образование новых опухолей
В статье среди металлов не упоминается тантал. А я помню, как лет сорок назад отец показывал мне какое-то специальное реле, в котором были контакты из тантала (красивого сиреневого цвета). Тантал был очень дорог, и когда реле выбрасывали, то контакты в обязательном порядке выпаивались и возвращались обратно на завод, где их производили.
Там скорее всего дело в тугоплавкости и защите от разрушения при возникающих при замыкании-размыкании дуговых разрядах. Тантал вообще-то темно серый металл, так что сиреневость там скорее следствие каких-то химических процессов. Например, место на контакте с высокотемпературным керамическим изолятором из нитрида бора становилось ярко фиолетовым. Тантал по тугоплавкости не сильно уступает вольфраму, но гораздо легче поддается механической обработке ( а подвергшийся перекристаллизации при овер 2000 градусов я даже крошил руками при диаметре проволоки миллиметра в три). Скорее всего из-за неплохого сочетания теплопроводности, тугоплавкости и устойчивости к плазменному распылению он в тех контактах и использовался.
Тантал не относится к драгоценным металлам и не является благородным металлом в смысле неокисляемости. Более того, это барьерный металл, что используется в конденсаторах. Но да, он дорогой, временами даже становился дороже золота (сейчас сильно дешевле).
Тантал как-то странно видеть в контактах. Он хоть и термостойкий, но -- повторюсь -- барьерный. На его поверхности всегда есть плотный слой оксида, являющегося прекрасным изолятором, и для получения надежного контакта его нужно поскрести.
В реле обычно серебро-палладий используется для низковольтных контактов. А высокотоковые платина-ирридий-родий.. Тантал немного о другом.
Оксидный слой глубоко "врастает" в металл по этим границам из-за высокой подвижности кислорода в дефектных областях кристаллической решетки металла в их окрестностях.
Вот вам и теплое ламповое звучание.
Только к звучанию это отношения имеет мало. Скин-слой на 20 кГц имеет толщину 0,3 мм, и в сигнальных проводах разумного сечения его практически нет. Что же касается "центрального мифа" аудиофилов про оксидные прослойки и нелинейность - как я уже говорил, по ним самим ток не течет, шунтируясь через массу меди. Отсюда - никакой нелинейности тут не будет. Ее даже на гигагерцах невозможно обнаружить.
Если он зажат настолько слабо, что слой мягкой закиси меди не продавливается и не разрушается, ни о каком надежном контакте речи идти не может. Это не алюминий, на котором слой оксида имеет твердость 9 по Моосу.
Это скорее проблема не для клемм, а для контактов реле.
Помню как сильно удивил знакомого аудиофила показав таблицу проводимости. Он правда думал, что чем дороже металл, тем лучше проводимость. Недавно видел на Алиэкспрессе дорогущие провода из, кажется, всего, что может казаться крутым. Там в сплаве были золото, платина, родий и иридий, если не путаю. Поверх меди, конечно же.
Что характерно, проводимость сплава всегда хуже проводимости самого плохо проводящего его компонента.
Высокотемпературный сверхпроводник YBaCuO в жидком азоте имеет нулевое сопротивление (ниже, чем у меди). Хотя конечно это и не сплав, а керамика.
Как бы сверхпроводимость имеет совсем иную природу, чем обычная проводимость металлических сплавов. И характерно, что сверхпроводниками являются, как правило, достаточно скверные проводники. И в этом есть смысл: для хорошей проводимости нужно, чтобы электроны проводимости меньше взаимодействовали с кристаллической решеткой и рассеивались на ней, теряя энергию. А природа сверхпроводимости наоборот, тесно связана со взаимодействием электрона с кристаллической решеткой.
В отличие от меди, серебро и золото на воздухе не окисляются ни при каких температурах.
Серебро боится серы...
Анекдот: В купе поезда:
- Сколько я могу тебя учить, - говорит мать дочери, - не ешь яйца серебряной
ложкой, серебро от яиц портится.
- Век живи, век учись! - произнес грузин, перекладывая серебряные часы во
внутренний карман пиджака.
"В отличие от меди, серебро и золото на воздухе не окисляются ни при каких температурах" - это вы говорите про "сферический воздух в вакууме". А в условиях мегаполиса они окисляются на "раз-два" :)
Ещё, я знаю, крышки процессоров золотом покрывали.
Это для чего? Для того, чтобы оксидный слой не превращался в термобарьер?
Раз уж речь о серебре пошла, объясните мне пожалуйста чем отличается техническое серебро от "пищевого" из которого делают ложки и безопасно ли использовать техническое / банковское серебро для пищевой посуды?
Понятия "пищевого" серебра не существует, для столового серебра используются стандартные ювелирные сплавы 875-й, 916-й и 925-й пробы, содержащие кроме серебра медь.
Что же касается технического серебра, то это понятие растяжимое. Серебро из контактов часто содержит кадмий в качестве присадки, повышающей стойкость к дуге, и мышьяк с сурьмой, являющиеся, по-видимому, антиаффинажными добавками. Серебро из серебряно-цинковых аккумуляторов также содержит кадмий. Поэтому из этих источников серебро сначала нужно подвергнуть тщательной очистке (например, через хлорид серебра).
Банковское же серебро максимально чистое, оно имеет 9999 или 999 пробу. Чтобы из него делать посуду, его нужно сплавить с медью до 925 пробы, иначе оно слишком мягкое.
Чем-то иным сложно объяснить покрытие золотом всего корпуса некоторых транзисторов.
А это про какие отечественные транзисторы? Я погуглил, но сходу не нашёл.
Интересуюсь на предмет "добавить такое диво к себе в коллекцию".
И импортные тоже. Где-то у меня валяется парочка таких, в корпусе ТО-3, полностью покрытом золотом. Потом есть слвершенно эпичные 2N1823 в корпусе, как у силовых тиристоров, сплошь в золоте. Ну и классика уже - IRFM260 в металлобериллиевом варианте TO220. Но в последнем золото по делу - оно изолирует бериллиевую керамику от контакта с людьми.
оно изолирует бериллиевую керамику от контакта с людьми
Я конечно не настоящий сварщик, но бериллиевая керамика вредна только при обработке, т.к. частицы попадают в легкие и вызывают бериллиоз. Т.е. это как и силикоз и подобные недуги - чисто механический вред, а не химический.
Или я ошибаюсь?
Нет, бериллий экстремально токсичен сам по себе. И, кстати, легкие бериллий поражает даже при поступлении перорально. Так что это не механическое повреждение. Бериллий и его оксид могут поступать в организм и при контакте с кожей -- кислоты кожных выделений способны перевести оксид бериллия в раствор.
Вон оно даже как, значит недооценивал вред. А такой классный теплопроводящий диэлектрик :)
У нитрида алюминия теплопроводность лишь чуть-чуть хуже при полной безвредности.
В рамках разговора как не вспомнить об акустике Focal Grande Utopia с бериллиевыми твиттерами.
И о том, как в комнату, куда шеф нашей лаборатории натащил рентгеновских трубок с помойки, пришли измерять концентрацию бериллия в воздухе и получили превышение ПДК в десятки раз.
Интересно, а если бериллий прикрыть тем же иммерсионным золотишком? (хотя, кажется, это будет путь "наценка за экологичность 100%, за безопасность 100%, за красоту, за дораха, за бахата -- итого: с вас 100х")
Не выйдет ничего. Бериллий, подобно алюминию, нельзя покрыть золотом непосредственно, без подслоя, если только этот слой золота не настолько толст, чтобы быть совершенно непроницаемым для кислорода. Это не менее 1-2 мкм. При толщине купола 25 мкм такая пленочка будет весить едва ли не столько же, сколько сам бериллий.
Сразу вспомнился "Ловушка для простаков" Азимова...
Всегда интересовало, в распространенных разъемах с контактами желтого цвета, вроде PLS, действительно используется покрытие из золота, или там что-то другое?
Это зачастую так называемое иммерсионное золото. На слой никеля химически осаждается тончайший, почти прозрачный слой золота. Бывают, впрочем, случаи напыления нитрида титана:) Хохма в том, что он изолятор.
Т. е. недобросовестные производители могут нанести нитрид титана, чтобы покрытие было похоже на золото?
Недобросовестные -- это мягко говоря. Такие разъемы продавались в изобилии раньше в ларьках у вокзалов и станций метро. При попытке паять они не паялись, если не взять скальпель и не содрать напыление до металла.
PLS с таким напылением мне тоже попадалось однажды. Опять же, признак -- не паяется.
И тогда эти ножки можно будет использовать в качестве сверл =)
Вроде нитрид титана полупроводник?
Эта байка пошла на самом деле еще с "Дятлов". Причину дятловой болезни приписывали контактной группе, покрытой индием -- мол, индий окисляется, продавливается и теряет контакт. На деле ни одна из шаманских плясок вокруг этих контактов ни разу не дала результата.
А уж "истории про WD" -- это классика жанра. При том, что диски этой фирмы были по надежности на втором месте после IBM -- про них все время говорили, что они чуть ли не самые ненадежные.
не помню за прошествием лет подробности, но была серия WD, у которых посеребрённые контакты платы к банке чернели от паров, выделяемых поролоновой прокладкой под платой. лечилось обычным ластиком с протиркой ацетоном от её остатков.
Это очередная небылица. Во-первых, чернеет серебро не от "паров, выделяемых...", а от сероводорода, свободной серы и летучих сероорганических веществ (наподобие меркаптанов). В поролоне серы нет совсем. Во-вторых, это почернение не сказывается на уже существующем контакте ни в малейшей степени. Вспомните соединение накруткой. Там медный провод, накрученный на квадратный штырек, может быть покрыт практически черным слоем окисной пленки, но этого слоя нет непосредственно межлу контактирующими поверхностями. Здесь та же история: несмотря на почернение, в месте контакта сульфидного слоя нет, потому что контактная игла изолирует от воздуха саму точку контакта. К тому же, сульфид серебра очень мягок и легко продавливается. Старые, насквозь почерневшие посеребренные ВЧ разъемы работают ничем не хуже новеньких и блестящих -- именно из-за этого.
У дятлов - стекло в блинах. Есть на работе живой экземпляр, обращаемся с аккуратностью, но периодически включаем, чтоб не закис :-)
Только совершенно непонятно, причем тут стекло. Очевидно, что проблема была в разрушении по той или иной причине сервометок на дорожках. А почему это происходило - дефект управляющей программы, кривая разводка платы, сбои из-за перегрева - Махадев его знает. Стекло тут ни при чем, блины в "дятлах" не разбивались и не трескались при работе.
Есть не вполне обоснованное предложение, что дело в низкой адгезии ферромагнитного покрытия к диску (и в его "шелушении"). Вскрывать уже подохшие дятлы не доводилось, а живой я открывать тем более не буду, раритетЪ
Стеклянные блины использовались и до "дятлов" (в серверных SCSI накопителях), и после (в мобильных), и проблем с адгезией там не было. Ну и нет никаких оснований предполагать причиной "полета дятлов" механические повреждения поверхности. У меня у самого был "дятел" (полетел), и мне однажды повезло добыть дохлых "дятлов" восемь штук - на разбор. В одном была загубленная поверхность - там оборвалась головка. В остальных не было ни малейших видимых признаков ее повреждений, а тем более "шелушения".
Не знаю насчёт WD, но лично у меня валяется винт Seagate с цеце из-за того, что серебро на контактах головки почернело. Свой винт разобрал (тоже сигейт, но эта серия вроде как не подвержена такой проблеме), тоже контакты почернели (7 лет ему), почистил и дальше погнали
распространенная в производстве печатных плат технология «иммерсионного золочения» представляет собой фактически никелирование с осаждением поверх никеля тончайшего (всего 50 нм) слоя золота, единственной задачей которого является обеспечение паяемости. Такое покрытие отнюдь не улучшает, а лишь ухудшает проводимость на высоких частотах.
В момент пайки золото растворяется в припое, поэтому существенного ухудшения нет. Возможно только образование интерметаллидов на границе между медью металлизации и припоем. Золото вообще хорошо растворяется в припое, поэтому припаять золотые проволочки выводов маломощных транзисторов невозможно — можно только приварить.
Ну и немаловажным фактором, видимо, является и внешняя привлекательность корпуса для всякого рода военпредов и прочей подобной публики. Чем-то иным сложно объяснить покрытие золотом всего корпуса некоторых транзисторов.
Вы уж там пожалуйста базар фильтруйте что-ли... Что технологи и поставщики давали - то и ставили в "изделие". Это не для красоты, это просто работа.
А как же обмоточный медный провод в лаке? Лак вполне себе неплохо поверхность защищает. Поэтому полагаю, если говорит о намоточных изделия, то вопрос использования серебрения меди - вопрос технологичности и цены изделия - проще сделать и отрегулировать отвод от контура катушки и т. д.
Да что уж там, я видел зеленые до черноты медные многожильные провода, которые аж руки пачками, не голые, не в лаке — в совковой изоляции. Провод грязный на всем протяжении, а не только там где отрезан
Если "от старости" лак потрескался и облазит, то безотносительно к окислению моточное изделие мертво, так как если еще нет межвитковых замыканий, их появление не заставит себя ждать.
В резине небось. Сернистой.
Тоже об этом подумал. Но бывает и в ПВХ та же история. Низкокачественный поливинилхлорид иногда содержит в себе некоторое количество хлорированной низкомолекулярной органики, способной отдавать HCl, что приводит к постепенной коррозии провода.
ПВХ - > свободный НСl ->
Из самого по себе ПВХ так просто HCl не вылезет. Его для этого нужно нагреть градусов так до 180-200, а при околокомнатных температурах (до 80-100°С, то есть до температуры размягчения) ПВХ довольно инертная штука и с медью реагировать не будет. Но если при производстве самого полимера либо при изготовлении изоляции был допущен перегрев, либо если в процессе производства порошок полимера был плохо отмыт, мы получим изоляцию, содержащую заметное количество примесей мономера или продуктов термо- и термоокислительной деструкции.
Для серебра характерно образование черной пленки сульфида на воздухе, загрязненном сернистыми соединениями или в контакте с серосодержащими материаламиНа золото серные соединения тоже влияют (доказательство выше).
Поскольку диплом никто читать не будет, в качестве материала обмотки выбрано золото, а материала магнитопровода -- дерево (из дипломного проекта).
У нас предлагали намотать катушку на 400 Гн колючей проволокой. И таки кто-то прочитал, но сильно позже того, как автор выпустился :)
Где-то в сети попадалось, что сульфид серебра (вероятно — Ag2S электропроводен. Т.е. потемнение [по]серебряных контактов — не полное зло.
Диапазон измерения платиновыми термометрами сопротивления -- от гелиевых температур до 1000 и более °С.
По ГОСТ 6651-2009 максимальный температурный диапазон при минимальной точности для термосопротивлений из платины составляет от -196 до 660 °С. При температурах меньше минимума есть некоторые сложности с калибровкой (она там несколько нелинейна). При температуре больше 660 °С характеристики датчика начинают уплывать. На практике после 400°С стараются ТС из платины не использовать, тут больше термопары подходят. Если речь о высокой точности, то рабочий диапазон платиновых термосопротивлений еще меньше.
Разумеется, за пределами указанных вами пределов ТСП применяют с градуировкой. Бывают случаи, когда термопара ну совсем не годится. Мне пришлось однажды переделывать под свои задачи высокотемпературный микроскоп и обнаружилось, что показания термопары, укрепленной рядом с образцом, совершенно не отражают его температуру. Попытка сделать держатель образца термопарой не удалась. Был опробован другой вариант: в печку микроскопа была внедрена деталь от гелиевого течеискателя -- тонкостенная керамическая трубка с намотанной на нее тонкой платиновой проволокой, которую я установил соосно с печкой и оптической осью микроскопа. Экспериментально убедился, что сопротивление этой обмотки практически строго пропорционально показаниям термопары, помещенной в ее центр, и поместил в это место образец. В итоге калибровка по известным температурам плавления показала, что идея вполне жизнеспособна, и я потом на этом микроскопе изучал микроликвацию своих висмут-боратных стекол. Температуры были в пределах от 300 до 1000 градусов.
В исследовательской работе измерения зачастую (если не сказать чаще всего) выходят за рамки ГОСТов.
Проблемы, которые возникают за пределами допустимого температурного диапазона не решаются обычной градуировкой. Предполагаю, что при высоких температурах имеет место повышенная диффузия примесей. Но, вероятней всего, как при очень низких так и при очень высоких температурах влияние оказывает неодинаковый температурный коэффициент расширения корпуса датчика и чувствительного элемента (это касается и проволочных и плёночных ТС). Два склеенных друг с другом пленочных Pt100, которые после градуировки показывали одинаковую температуру с точностью до ±0,01 °С, после нагрева выше паспортной температуры (в районе 450 градусов), начинали расходиться более чем на 1 градус. Пересчет полиномов проблему не решает, следующий нагрев снова приводит к различиям в показаниях. ГОСТ 6651 списан с международного IEC 60751, который в свою очередь является результатом серьёзных исследований, так что я бы не стал пренебрегать тем, что написали специалисты в своей отрасли.
Мне кажется, что любовь аудиофилов к серебряным проводам пришла из радиотехники. И, собственно, многие аудиофилы вышли из радиосвязи. А там все волноводы посеребренные, что оправдано только для СВЧ.
Любителям проводов хотел бы сообщить два момента.
Так называемые "аудиопровода" действительно существуют, но это мир не столько проводников, сколько изоляции. Грубо говоря, аудиопровода - это медные провода, обмотанные льняной ниткой, а потом уже ПВХ. В аудиопроводах исключено трение проводника о изоляцию. Как вариант, обмотка слюдобумагой.
Второй момент. Серебрение, лужение, золочение зачастую просто агонистическая попытка бороться с коррозией, с водяными парами. Правильная идея борьбы с коррозией - это наведение катодного потенциала на любые провода.
Отличная статья! Спасибо.
Интересно, благодарим за труды.
Зачем серебрить провода? (часть 1)