KAPITULLI I DYTE-MATERIALET PERQUESE by Kreshnik Boshnjaku

KAPITULLI I DYTЁ ( II ) Materialet përçuese 12/4/2008

1 1

e-mail:

materialet.el@gmail.com password:

elektrotekniku

Kur në materiale veprohet me fushë elektrike - në grimcat elementare të elektrizuara veprojnë forca mekanike. Sjellja e materialit nën veprimin e fushës elektrike lloji dhe sasia e bartësve të ngarkesave elektrike dhe intensiteti i forcave të brendshme lidhëse (forcat e interaksionit). Forcat e brendshme të dobëta – intensiteti i vogël i fushës elektrike bën zhvendosjen e bartësve të ngarkesave elektrike – PЁRÇUESIT ELEKTRIKЁ. Forcat e brendshme janë të forta – fushat me intensitet të mëdha nuk mund ta prishin stabilitetin dhe nuk ka lëvizje të bartësve të ngarkesave elektrike – DIELEKTRIKËT. 12/4/2008

Përçuesit elektrik – materiale të ngurta (ose materiale të lëngëta,

gazrat nuk janë përçues të mirë,përveç në kushte të veçanta të punës).

Te trupat e ngurtë dallojmë: - Përçueshmëri jonike - Përçueshmëri elektronike

Elektronet Gropëzat (vrimat)

Dendësia e rrymës elektrike: J = Q( n + µ + + n − µ − )E = σ ⋅ E Përqëndrimi (koncentrimi) i bartësve të ngarkesave elektrike - struktura e materialeve Teoritë e përçuarjes së rrymës elektrike në trupa të ngurtë duhet të shpjegojnë: 1.Ligjin e Ohmit; 2.Varësinë e rezistencës elektrike nga temperatura; 3.Efektin termoelektrik te metalet; 4.Efektin galvanomagnetik (Efektin e Hall-it). 12/4/2008

Te trupat e ngurtë me lidhje metalike – bartës i ngarkesave elektrike është gazi elektronik – Ligji i Fermi-Dirac-ut: (Forca si rezultat i veprimit të fushës së jashtme mund të

shkaktojë lëvizjen e orientuar të elektroneve-mëkëmbjen e rrymës elektrike në material).

Lëvizja e elektroneve – përhapje të valëve elektronike nëpër rrjetin kristalorë - Ligji i përhapjes së valëve elektromagnetike: h λ= , h=6.6256x10-34Js m⋅ v Kur d≥λ - shkapërderdhja(dispersioni) e valës elektronike Kur d<λ - vala elektronike kalon nëpër rrjetin kristalor pa pengesa

Deformimi i rrjetit kristalorë: - oshilimi termik i nyjeve (temperaturë e lartë-Rezistenca elektrike) - atomet shtesë 12/4/2008

Këtu është dhënë varësia e rezistencës elektrike specifike nga temperatura për metalin që nuk është superpërçues.

Rezistenca elektrike specifike e materialeve:

ρ = ρt + ρ p ku ρt është rezistenca për shkak të oshilimeve termike dhe ρp rezistenca për shkak të pranisë së atomeve tjera 12/4/2008

Lëngjet e pastërta janë përçues të dobët të rrymës elektrike (me përjashtim të metaleve të shkrira) Me tretjen e disa materialeve në to-bëhen përçues të mirë. Tretësirat e acideve, bazave dhe kripërave në ujë ose në tretës tjerë-elektrolite- përçues të klasës së dytë. Mëkëmbja e rrymës në elektrolite- jonet,atomet ose grupet e atomeve – transformimi i materies

Përçueshmëria e elektrolitit varet nga përqëndrimi i tij. Veçoritë themelore elektrike të materialeve përçuese: - Rezistenca elektrike specifike (Rezistenca e një përçuesi të materialit me gjatësi një metër dhe sipërfaqe tërthore (seksion) një metër katrorë). Dimenzioni:Ωm

- Ndryshimi i rezistencës elektrike specifike me temperaturën 12/4/2008

Kur vepron fusha e jashtme elektrike në materialet përçuese - elektronet lëvizin në drejtim të fushës

Lëvizja e elektroneve në materialet përçuese: a) lëvizja kaotike termike e elektroneve, b) lëvizja e elektroneve vetëm nën veprimin e fushës elektrike dhe c) lëvizja rezultante e elektroneve në material

Numri i elektroneve që lëvizin në kahje të kundërt të fushës elektrike është më i madh se numri i elektroneve që lëvizin në kahje të fushës - mëkëmbet rryma elektrike me kahje të njëjtë me fushën elektrike 12/4/2008

Kur materiali përçues, gjendet në fushën e jashtme elektrike me intensitet E, në të vepron forca: F=-eE Sasia e tërë e lëvizjes së elektronit është: me ⋅ v T = e ⋅ E ⋅ t Në fushat e dobëta elektrike, zmadhimi i sasisë së lëvizjes është i vogël. Sasia mesatare e lëvizjes së të gjitha N elektroneve të lira në vëllimin V në një moment të shqyrtimit: 1 N

∑ ( me ⋅ ( v T ) n − e ⋅ E ⋅ t n ) = me ⋅ v mes

n =1

1 N

Për shkak të lëvizjes kaotike: ∑ m ⋅ ( v ) = 0 1 e ⋅τ t ( ) = τ = − ⋅E v ∑ Nëse N , dhe pasi m N

e elektronit 12/4/2008

n =1

mes

v mes = − µ ⋅ E

n =1

me ⋅ v mes e ⋅τ =µ me

1 = −e ⋅ E N

∑ (t n )

n =1

-lëvizshmëria 9

Duke ditur se

J = − n ⋅ e ⋅ v mes

J = −n ⋅ e ⋅ µ ⋅ E

J = −σ ⋅ E

e⋅n⋅µ=σ - përçueshmëria elektrike specifike

Ligji i Ohmit në formën lokale

Përqëndrimi i elektroneve dhe lëvizja e elektroneve te disa metale është dhënë më poshtë: Metalet Li Na K Rb Cs Cu Ag Au Al

12/4/2008

n⋅1028 (m-3) 4,6 2,5 1,3 1,1 0,85 8,5 3,94 3,54 2,22

Metalet Ag Na Be Cu Au Li Al Cd Zn

(m/s) 56 48 44 35 30 19 10 7,9 5,8

10-4

Rezistenca e tërë elektrike specifike e përçuesve ρ = ρT + ρ p është: ρp nuk varet nga temperatura

ρ ≅ ρT = AT =

Në temperatura të larta: ρp « ρT , prandaj: 5 Në temperatura të ulta: ρ = BT + ρ p A,B –karakteristikën e materialit- nuk varen nga

1 enµT

temperatura 1 ρ ≅ ρ = p Kur T→0, BT5→0 , enµ p Varësia e rezistencës elektrike specifike nga temperaturavarësia e lëvizjes së elektroneve nga temperatura 1 Në temperatura të ulta: µ T ≈ 5 T Në temperatura të larta: 1 µT ≈

12/4/2008

Varësia e lëvizjes së elektroneve nga temperatura në metale është dhënë më poshtë:

Varësia e rezistencës specifike elektrike nga temperatura në përçues është e pandërprerë. Diskontinuitetet-prishet rrjeta kristalore e trupave të ngurtë dhe zhduket gazi elektronik. 12/4/2008

Për nevoja praktike, ρ llogaritet me shprehjen: ρ (T ) ≅ ρ (T1 )(1 + α T 1 (T − T1 ))

ku αT1 - koeficienti termik i rezistencës është: α T1 =

1 dρ T = T1 ⋅ ρ (T1 ) dT

ku T=293K(20°C) - temperatura referente ρ - ndryshon relativisht pak afër temperaturës së punës

12/4/2008

Më poshtë janë dhënë vlerat e përafërta për ρ , σ dhe α per disa metale:

Materialet Ag Cu Au Al Na W Cd Ni Fe Pb

12/4/2008

Rezistenca specifike elektrike (ρ) (10-6Ωm) 0.015000 0.017241 0.022500 0.028000 0.043800 0.055000 0.060000 0.068000 0.097000 0.190000

Përçueshmëria specifike elektrike (σ) (MSm-1), 61.5 58.2 40.9 35.5 21.0 18.0 13.0 12.8 10.0 4.5

Koeficienti termik i rezistences (α) (K-1) 0.00410 0.00393 0.00395 0.00400 0.00160 0.00500 0.00600 0.00670 0.00625 0.00420

Materialet përquese ndahen në: 1. 2.

Materiale superpërquese Materiale përquese me përqueshmëri elektrike specifike të madhe dhe legurat e tyre 3. Materialet përquese me përqueshmëri elektrike specifike të vogël dhe legurat e tyre 4. Materialet përquese për qëllime speciale 5. Materialet gjysmëpërquese 12/4/2008

Kur temperatura e unazës nga zhiva u mbajt në disa kelvinë me ndihmën e heliumit të lëngët, u mëkëmb rryma elektrike e cila edhe pas çkyqjes së burimit qëndroi dy vjet me radhë-Superpërques (Superperqueshmeri).(Kamerling Onnes). Te materialet superpërquese në një temperaturë të caktuar të ulët (temperaturë kritike) rezistenca elektrike specifike përnjëherë zvogëlohet prej një vlere të caktuar në zero ( më poshtë është paraqitur kjo varësi për zhivën) 12/4/2008

Teoria BCS (J.Berdeu,L.Cooper dhe J.R.Schriefer)-

-Rezistenca elektrike specifike ndryshon me kërcim ose bjen në vlerën zero në temperaturën kritike -Në brendi të materialit në gjendje superpërçuese nuk ekziston fushë magnetike 12/4/2008

Kur materiali superpërçues vendoset në fushën e jashtme magnetike,në të mëkëmbet rryma elektrike për shkak të induksionit elektromagnetik. Meissueri dhe Ochsenfeldi (Efekti i Majsuerit) Fusha magnetike brenda materialit superpërçues është baraz me zero,përveq në shtresën sipërfaqësore- përçues ideal dhe materiale diamagnetike ideale (χ=1). Kur materiali superpërçues vendoset në fushë të fortë magnetike, superpërçueshmëria zhduket-Fusha magnetike kritike HC – që varet nga temperatura e materialit. Superpërçueshmëria – 45 elemente dhe mbi 100 legura. 12/4/2008

Temperatura kritike dhe fusha magnetike kritike për disa elemente superpërçuese në gjendje normale Elem . Al Cd α-Hg β-Hg In Ir α-La β-La Mo Nb Os

Temperatura Fusha magnetike Elem. Temperatura Fusha magnetike HK(A/m) TK(K) HK(A/m) TK(K) Pb 1.175-1.196 7.175-7.236 8199-8352,4 63632-63951 Re 0.517-0.535 1.694-1.717 2356 14965-16796 Ru 30248 4.153-4.160 0.470-0.493 3741 Sn 27064 3.949 3.700-3.732 24358 Ta 13532-23084 3.390-3.404 4.300-4.483 66148 Tc 1600 0.103-0.140 7.730-9.820 112236 (240392)* 14049-14288 Tl 64317 4.800-5.200 2.360-2.384 V 127360 6.000-6.200 4.500-5.475 92893(240392)* 85.2-91-5 W 6846-7801 0.899-0.916 0.0154-0.120 * 4139-4298 Zn 9.000-9.700 158643 (321584) 0.855-0.875 3741 5147 Zr 0.580-0.670 0.460-0.560

*-vlerat e fushës HK2 (për superpërçues të tipit SII)

Temperatura kritike dhe shtypja për disa elemente që kalojnë në gjendje superpërçuese nën shtypje të mëdha Elementet As Ba Bi Ce Cs Ge P Sb Se Si Te Y

12/4/2008

Temperatura kritike (K) 0,5 5,1 3.9-8.5 1.7 1.5 5.4 4.6-6.1 3.6 6.9 6.7 4.5 1.5-2.7

Shtypja (GPa) ≈ 12.0 > 14.0 2.6-7.8 > 5.0 ≈10.0 >11.0 >10.0 >0.85 >13.0 >12.0 4.3 12.0-16

Karakteristikat e materialeve superpërçuese në formë të shtresave të holla Materialet Al Be Bi Ga a- Hf In Pb V Zn Nb3Sn Nb3Al Nb3Ga Nb3Ge

Trashësia maksimale (m) 50 10 -10 (25-1000) 10 -10 300 10 -10 1000 10 -10 (125-14700) 10 -10 (10-15) 10 -10 (100-300) 10 -10 1100 10 -10 60 10 -10 (0.2-2 10 -10 (1-2) 10 -10 (1-2) 10 -10 (1-2) 10 -10

Temperatura (K) 5.8 9.6 8.0 8.5 <1.3 7.0 7.2 6.02 1.9 18.35 18.5 20.3 23.2

Materialet superpërçuese ndahen në dy grupe: - Tipi SI (zvogëlimi i ρ në temperaturë të caktuar me kërcim) Dy gjendje stabile

1. Gjendja përçuese normale 2. Gjendja superpërçuese

- Tipi SII (zvogëlimi i ρ është shkallë-shkallë) Tre gjendje stabile

12/4/2008

1. Gjendja përçuese normale 2. Gjendja superpërçuese 3. Gjendja e përzierë 20

Elementi me karakteristikat më të mira superpërçuese është Niobiumi (Nb) - Temperaturë kritike 9.4 K. Përdorimi i superpërçuesve: -për pështjelljen e elektromagneteve (elektromagneti me pështjellë nga materiali superpërçues është shumë më i vogël se ai klasik).

-për elemente komutuese (kriotrone) dhe memorie (zhdukja e gjendjes së superpërçueshmërisë në fushë magnetike)

Te kriotroni i telit të dy përçuesit janë superpërçues. Në temperaturë më të ultë se ajo kritike-të dy përçuesit janë në gjendje superpërçuese.Kur mëkëmben rrymat I1 dhe I2, fusha magnetike e I2 mund të ndikojë në rrymën I1.

-në teknikën e matjeve( për G-m shumë të

ndieshëm,amplifikatorë, modulatorë, magnetometra, detektorë të rrezatimit infra të kuq,etj.) 12/4/2008

-për kabllo, etj.

Superpërçuesit mund të përdoren edhe për kabllo për bartjen e energjisë elektrike në distanca të mëdha.

Për të zvogëluar dimensionet e makinave, magnetet e tyre ndërtohen nga materialet superpërçuese, si p.sh. te gjeneratori i rrymës alternative:

12/4/2008

Bakri (Lat. Cuprum) - Cu, numri atomik 29 -Rrallë gjendet i pastër në natyrë-bashkëdyzimeshxehesh: (halkopiriti-CuFeS; halkozina-Cu2S; kupriti-

Cu2O,etj.)

Procesi i përfitimit të bakrit ndahet në dy faza: 1. Përfitimi i bakrit të papërpunuar dhe 2. Rafinimi(pastrimi) i bakrit të papërpunuar - me metodën elektrolitike dhe shkrirëse (bakri elektrometalurgjik dhe bakri pirometalurgjik). Bakri që përdoret në elektroteknikë duhet të jetë i pastër rreth 99.5-99.9%Cu dhe të ketë sa më pak shtesa të As, Sb, P, dhe Fe. Bakri është: -metal i kuq dhe i shkëlqyer -me strukturë kristalore kubike 12/4/2008 të centruar në sipërfaqe.

-relativisht i fortë (fortësia i rritet me deformim,legurim ose farkim) -Lehtë përpunohet me cilindrim dhe tërheqje- fije ose fletëza të bakrit, me përpunim të ftoftë Fortësia sipas Brinellit

Varësia e ndryshimit të fortësisë së bakrit të butë nga temperatura(sipas Brinell-it):

-është përçues i mirë i nxehtësisë dhe i elektricitetit 12/4/2008

Varësia e koeficientit të përçueshmërisë termike, koeficientit të bymimit termik linear dhe rezistencës elektrike specifike nga temperatura është dhënë më poshtë:

12/4/2008

Varësia e rezistencës elektrike specifike nga atomet shtesë:

Veçoritë kryesore mekanike ,elektrike,fizike dhe termike të bakrit në kushte të caktuara janë paraqitur më poshtë: Parametrat

12/4/2008

Fortësia sipas Brinellit në 293 K Koeficienti i përçueshmërisë termike λ, Wm-1 K-1 (293 K) Koeficienti i bymimit linear termik, αl 106 (793-373) K Temperatura e shkrirjes (K) Temperatura e avullimit (K) Përçueshmëria specifike e Cu të standardizuar, σ, MS m-1 (293) K Rezistenca specifike elek. e Cu të standardizuar, ρ, µΩm (293) K Koeficienti termik i rezistencës (273-773) K, α, K-1 Fem. termike në platinë, mV (temper. e nynit të ftohtë, 273 K) Veçoritë magnetike të bakrit

Vlerat numerike 40 385-406 16.4 1356 2573 58 0.017241 0.00393 0.14 diamagnetik

Në elektroteknikë përdoren lloje të ndryshme të bakrit me këto simbole: EK-Cu ,EB1-Cu, EB2-Cu,ET1-Cu, ET2-Cu dhe ED-Cu. Sipas DIN Standardeve: ρCu =0.01724 µΩm për T=293K. Bakri është: -Rezistent ndaj korozionit në ambiente të thata -Në ambiente me lagështi,në sipërfaqe të bakrit formohet një shtresë e hollë ngjyrë e gjelbërt e zbehtë, e cila e mbron nga korozioni i mëtejmë. -Nuk është i qëndrueshëm ndaj acideve dhe amonijakut. -Me vështirësi saldohet me metodën elektrorezistuese (për shkak të përçueshmërisë së madhe të nxehtësisë) -Piket mirë me të gjithë ngjitësit që kanë pikën e shkrirjes më të vogël se bakri: Ag, CuZn, CuPb, PbSn.

12/4/2008

Bakri përdoret shumë në elektroteknikë –(përçueshmëria e madhe termike dhe elektrike, farkimi,fortësia relativisht e madhe në këputje, rezistenca nga korozioni,etj.)

- mbarimin e përçuesve, kabllove, zbarrave, pllakave, shiritave, llamarinave, pështjellave të transformatorëve dhe makinave rrotulluese, pjesëve përquese të aparateve, instrumenteve,etj. Në teknikën elektrovakuume: anodat e gypave elektronikë, mbajtësit e antikatodave në gypat e rëntgenit etj,. Legurat më të rëndësishme të bakrit: Bronza dhe mesingu.

12/4/2008

Disa lloje të prodhimeve nga bakri: -Përçuesit energjetikë me izolim nga masat plastike dhe elastomere -Kabllot energjetike dhe sinjalizuese për tensione 1-35kV me izolim dhe mbështjellës nga masat plastike dhe elastomere -Kabllot të cilat me vështirësi lakohen me izolim dhe mbështjellës nga elastomeri -Kabllot e telekomunikacionit me izolim nga letra dhe polietileni -Dinamoteli -Telat me llak trashësie 0.02-3mm -Prodhimet nga bakri dhe legurat e tij ( të shtypur dhe të tërhequr në formë shkopinjësh, gypash, zbarrash,etj.) 12/4/2008

Më poshtë janë dhënë vlerat për α për Cu dhe Al sipas IACS (International American Cooper Standard) Përçueshmëria siapas IACS, %

Temperatura në shkallë oC

Temperatura – T për zero absolute për re zistencë, shkallë oC

Koeficienti termik i rezistencës, α1 për shkallë oC Alumini 55

0.00392

0.00370

0.00363

0.00357

0.00351

0.00328

255.2

0.00400

0.00377

0.00370

0.00363

0.00357

0.00333

250.3

0.00407

0.00384

0.00377

0.00370

0.00363

0.00338

245.6

0.00415

0.00391

0.00383

0.00376

0.00369

0.00344

241.0

0.00423

0.00398

0.00390

0.00382

0.00375

0.00349

236.6

0.00431

0.00404

0.00396

0.00389

0.00381

0.00354

232.3

60.6

0.00435

0.00409

0.00400

0.00393

0.00385

0.00357

229.8

60.97

0.00438

0.00411

0.00403

0.00395

0.00387

0.00359

228.3

61.0

0.00438

0.00411

0.00403

0.00395

0.00387

0.00360

228.1

61.2

0.00440

0.00412

0.00404

0.00396

0.00388

0.00360

227.3

61.3

0.00441

0.00413

0.00405

0.00397

0.00389

0.00361

226.9

61.4

0.00441

0.00414

0.00406

0.00398

0.00390

0.00362

226.5

61.5

0.00442

0.00415

0.00406

0.00398

0.00390

0.00362

226.1

61.8

0.00445

0.00417

0.00408

0.00400

0.00392

0.00364

224.9

62.0

0.00446

0.00418

0.00410

0.00401

0.00393

0.00365

224.1

0.00454

0.00425

0.00416

0.00408

0.00400

0.00370

220.3

0.00462

0.00432

0.00423

0.00414

0.00406

0.00375

216.5

0.00470

0.00439

0.00429

0.00420

0.00412

0.00380

212.9

0.00403

0.00380

0.00373

0.00367

0.00360

0.00366

247.8

0.00408

0.00385

0.00377

0.00370

0.00364

0.00339

245.1

0.00413

0.00389

0.00381

0.00374

0.00367

0.00342

242.3

97.5

0.00415

0.00391

0.00383

0.00376

0.00369

0.00344

241.0

0.00417

0.00393

0.00385

0.00378

0.00371

0.00345

239.6

Bakri

12/4/2008

0.00422

0.00397

0.00389

0.00382

0.00374

0.00348

237.0

100

0.00427

0.00401

0.00393

0.00385

0.00378

0.00352

234.5

101

0.00431

0.00405

0.00397

0.00389

0.00382

0.00355

231.9

102

0.00436

0.00409

0.00401

0.00393

0.00385

0.00358

229.5

Kur nëpër përçues rrjedh rryma alternativerezistenca e përçuesit është më e madhe se sa rezistenca kur nëpër të të rrjedhë rryma e vazhduar (shpërndarja jo e njëtrajtshme e rrymës elektrike nëpër përçues)-Skin efekti - (koeficienti i Field-it-kF) . Te përçuesit me dimensione të vogla, skin efekti është i pakonsiderueshëm.Te ky efekt duhet marrë në konsiderim frekuencën e sistemit. Më poshtë është dhënë forma e realizimit të përçuesve nga alumini:

12/4/2008

K’

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

1.00000 1.00000 1.00001 1.00004 1.00013

1.00000 1.00000 1.00000 0.99998 0.99993

2.9 3.0 3.1 3.2 3.3

1.28644 1.31809 1.35102 1.38504 1.41999

0.86012 0.84517 0.82975 0.81397 0.79794

6.6 6.8 7.0 7.2 7.4

2.60313 2.67312 2.74319 2.81334 2.88355

0.42389 0.41171 0.40021 0.38933 0.37902

17.0 18.0 19.0 20.0 21.0

6.26817 6.62129 6.97446 7.32767 7.68091

0.16614 0.15694 0.14870 0.14128 0.13456

0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1.00032 1.00067 1.00124 1.00212 1.00314

0.99984 0.99966 0.99937 0.99894 0.99830

3.4 3.5 3.6 3.7 3.8

1.45570 1.49202 1.52879 1.56587 1.60314

0.78175 0.76550 0.74929 0.73320 0.71729

7.6 7.8 8.0 8.2 8.4

2.95380 3.02411 3.09445 3.16480 3.23518

0.36923 0.35992 0.35107 0.34263 0.33460

22.0 23.0 24.0 25.0 26.0

8.03418 8.38748 8.74079 9.09412 9.44748

0.12846 0.12288 0.11777 0.11307 0.10872

1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

1.00519 1.00758 1.01071 1.01470 1.01969

0.99741 0.99621 0.99465 0.99266 0.99017

3.9 4.0 4.1 4.2 4.3

1.64051 1.67787 1.71516 1.75233 1.78933

0.70165 0.68632 0.67135 0.65677 0.64262

8.6 8.8 9.0 9.2 9.4

3.30557 3.37597 3.44638 3.51680 3.58723

0.32692 0.31958 0.31257 0.30585 0.29941

28.0 30.0 32.0 34.0 36.0

10.15422 10.86101 11.56785 12.27471 12.98160

0.10096 0.09424 0.08835 0.08316 0.07854

1.5 1.6 1.7 1.8 1.9

1.02582 1.03323 1.04205 1.05240 1.06440

0.98711 0.98342 0.97904 0.97390 0.96795

4.4 4.5 4.6 4.7 4.8

1.82614 1.86275 1.89914 1.93533 1.97131

0.62890 0.61563 0.60281 0.59044 0.57852

9.6 9.8 10.0 10.5 11.0

3.65766 3.72812 3.79857 3.97477 4.15100

0.29324 0.28731 0.28162 0.26832 0.25622

38.0 40.0 42.0 44.0 46.0

13.68852 14.39545 15.10240 15.80936 16.51634

0.07441 0.07069 0.06733 0.06427 0.06148

2.0 2.1 2.2 2.3 2.4

1.07816 1.09375 1.11126 1.13069 1.15207

0.96113 0.95343 0.94482 0.93527 0.92482

4.9 5.0 5.2 5.4 5.6

2.00710 2.04272 2.11353 2.18389 2.25393

0.56703 0.55597 0.53506 0.51566 0.49764

11.5 12.0 12.5 13.0 13.5

4.32727 4.50358 4.67993 4.85631 5.03272

0.24516 0.23501 0.22567 0.21703 0.20903

48.0 50.0 60.0 70.0 80.0

17.22333 17.93032 21.46541 25.00063 28.53593

0.05892 0.05656 0.04713 0.04040 0.03535

2.5 2.6 2.7 2.8

1.17538 1.20056 1.22753 1.25620

0.91347 0.90126 0.88825 0.87451

5.8 6.0 6.2 6.4

2.32380 2.39359 2.46338 2.53321

0.48086 0.46521 0.45056 0.43682

14.0 14.5 15.0 16.0

5.20915 5.38560 5.56208 5.91509

0.20160 0.19468 0.18822 0.17649

90.0 100.0 ∞

32.07127 35.60666 ∞

0.03142 0.02828 0

x = 2πa 12/4/2008

ku:

ρ - Rezistenca elektrike specifike e bakrit f – frekuenca e sistemit a – rrezja e përçuesit të bakrit 32

Alumini (Aluminum)-Al, numrin atomik 13 -nuk gjendet i lirë në natyrë-në formë xehesh të boksitit, nefelinit,kaolinës,etj.në formë mineralesh të feldspatit dhe liskunit (që përbëjnë pjesën më të madhe të blloqeve të silikateve), dhe në formë të oksideve Al2O3 - si mineral me varietetet e ngjyrosura:rubini i kuq dhe safiri i kaltërt.

-Alumini përfitohet nga xeheja e boksitit (në të cilën ka rreth 50% alumin). Faza e parë: Nga boksiti -oksidi i aluminit (argjila) Faza e dytë: me elektrolizë- fitohet alumini i pastër. -është metal me ngjyrë argjendi në të bardhë. -ka strukturë kristalore kubike të centruar në sipërfaqe 12/4/2008

-është i butë dhe i tërheqshëm -në gjendje të ftohtë cilindrohet dhe farkohet mirë -tërhiqet në tela shumë të hollë dhe llamarina të holla-folie Varësia e koeficientit termik të bymimit linear të aluminit nga temperatura është:

12/4/2008

-Alumini është metal i lehtë -është përçues i mirë i nxehtësisë dhe elektricitetit Varësia e kapacitetit termik specifik dhe rezistencës elektrike specifike të aluminit nga temperatura:

12/4/2008

Disa nga veqoritë kryesore mekanike, termike dhe elektrike të aluminit: Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koef. Termik i përçueshmërisë, λ, Wm-1K-1, gjatë tem. 20°C (293K)

25 209

Koef. Termik i bymimit linear, αl⋅106, K-1 (20-100)°C (293-272K) Temperatura e shkrirjes (K) Temperatura e avullimit (K) Përçueshmëria specifike elektrike σ, MS m-1 (20°C), (293K) Rezistenca specifike elektrike ρ, µΩm (20°C), (293 K) Koef. Termik i rezistencës specifike α, K-1 (0-150°C), (273-423)K Temperatura e kalimit në materiale superpërçuese Tk, (K) Veçoritë magnetike

24 933 2573-2773 35.4 0.028 0.004 1.196 Paramagnetike

Klasifikimi i aluminit me simbole dhe përbërja kimike : Lloji dhe simboli

A199.8 A199.7 A199.5 A199.0 E-A199.5

12/4/2008

Përbërja ku % Al më së paku 99.8 99.7 99.5 99.0 99.5

0.15 0.25 0.40 0.80 0.30

Shtesat e lejuara më së shumti % Si Cu Zn Ti, V

0.15 0.20 0.30 0.50 0.10

0.01 0.01 0.02 0.03 0.01

0.06 0.06 0.07 0.08 0.01

0.003

Cr, Mn

0.003

Shtesat tjera maksimale

0.01 0.03 0.03 0.04 0.0005-0.005

Varësia e përçueshmërisë elektrike specifike të aluminit në funksion të sasive të shtesave:

12/4/2008

Në elektroteknikë- Alumini E-Al 99.5 ( Sipas DIN). Sipas IEC për ndërtimin e përçuesve të aluminit ρ = 0.028264 µΩm (293K) dhe α = 0.00403 K-1 (0-150°C). -Nën ndikimin e ajrit,alumini mbrohet nga korozioni-formon shtresën mbrojtëse të oksidit-Al2O3. -është rezistent ndaj acideve -shkatërrohet në ujë të njelmët -Vështirë saldohet dhe piket (për shkak të oksidit të aluminit) Saldimi -me metoda speciale elektrike, me gaze,etj. Gjatë saldimit-përdoren shkrirës special. Gjatë saldimit të aluminit përdoren materiale shtesë si alumini i pastër ose silumini (legurë e aluminit me rreth 4% Si).

12/4/2008

Metodat për pikjen e aluminit: 1.Pikja duke e mënjanuar shtresën okside mekanikisht 2.Pikja duke e mënjanuar shtresën okside me metodën e ultrazërit 3.Pikja duke e mënjanuar shtresën okside me procese kimike. Pikja e Al- shkrirës që shkrihen lehtë:Sn, Zn, Cd, etj, si dhe ngjitës të ndryshëm që vështirë shkrihen bazuar në alumin. Alumini ka përdorim të gjërë në teknikë -dendësi e vogël e metalit, përçueshmëri e madhe elektrike, soliditet i caktuar mekanik,rezistencë të mirë ndaj korozionit,etj.

Në elektroteknikë-alumini zë vendin e dytë pas bakrit. Alumini përdoret për punimin e: -përçuesve,kabllove,pjesëve të holla përçuese, -kondensatorët elektrolitikë Në teknikën elektrovakuume dhe si komponentë tek shumë legura. Në mikroelektronikë-elektrodat në qarqet integruese.

12/4/2008

Argjendi (Ag) Në natyrë gjendet: -në formë elementare -në formë bashkëdyzimesh me elemente tjera (sasi të vogla në xehet e plumbit, zinkut dhe bakrit) Xehja më e rëndësishme – argjentiti Ag2S Përfitimi i argjendit: - me metodën e cianidit - përpunimi i xeheve të plumbit, zinkut dhe bakrit Ndahet nga bakri – metoda elektrolitike nga alumini – metoda e Parkersovit 12/4/2008

-ngjyrë të shkëlqyer dhe të bardhë -Strukturë kristalore kubike të centruar në sipërfaqe -Shumë i butë (fortësia mekanike i rritet me shtimin e bakrit) -Zgjatet lehtë-tela, fletëza shumë të holla- folie -Stabil në hapësirat ajrore-materiale fisnike -Rezistent ndaj acideve -Nën ndikimin e H2S - mbulohet me një shtresë të hollë të Ag2S -Saldohet dhe piket lehtë -Ngjitja e Ag- me flakë të gazit, me metodën elektrorezistuese ,ngjitje mekanike

-Përçuesi më i mirë i elektricitetit – krahasuar me metalet tjera 12/4/2008

Varësia e rezistencës elektrike specifike ρ nga temperatura dhe nga sasia e shtesave:

Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K)

Koef. Ter. i përç. λ,

gjatë temperaturës 20°C (293K)

453

Koef. Ter. i bymimit linear αl⋅106, K-1 (20-100)°C, (293-373) K

18.6

Temperatura e shkrirjes (K), (°C)

1230 (961)

Wm-1,

K-1,

2483 (2210)

Temperatura e avullimit (K), (°C) Përçueshmëria specifike elektrike σ, MS

12/4/2008

m-1

(20°C), (293K)

70 106S/m.

Rezistenca specifike elektrike, ρ, µΩm (20°C), (293)K

0.0150

Koeficienti termik i rezistencës specifike elektrike, α,

0.0041

K-1

Fem-termike në krahasim me platinin gjatë temperaturës 100°C (lidhje të ftohtë 0°C), mV, (373-273) K

0.7400

Veçoritë magnetike

diamagnetik

Disa veçori kryesore mekanike, elektrike dhe termike të argjendit për kushte të caktuara

Përdorimi i Ag: -Fotokatodave -Mbështjellësve përçues -Legura me veti të mira mekanike dhe elektrike -Legura për pikje -Komponentë e fotoemulzioneve -Në teknikën elektrovakuume-daljet, elektrodat -Kontakte elektrike -Akumulatorë të Ag dhe Zn. 12/4/2008

Ari (Au) -Në natyrë-në formë kokërrzash ose fletëzash -në rërën dhe shkëmbinjtë e kuarcit -në xehet e sulfidit të Cu, Pb dhe Fe -ngjyrë të verdhë dhe shkëlqen -strukturë kubike të centruar në sipërfaqe -shumë i butë

-Lehtë farkohet dhe zgjatet-fletëza shumë të holla -Përçues i mirë i elektricitetit dhe nxehtësisë 12/4/2008

-shumë i qëndrueshëm ndaj korozionit-metal fisnik -rezistent ndaj acideve (përveç “ujit mbretërorë”-përzierja e acidit azotik me acidin klorhidrik në përpjesën 1:3)

-Piket lehtë- metoda elektrorezistuese ose metoda e induksionit Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C, 293K Koef. termik i përç., λ, Wm-1 K-1, gjatë temperaturës 20°C Koef. ter. i bymimit linear αl⋅106, K-1 (20-100)°C, (293-373) K Temperatura e shkrirjes në (K), (°C) Temperatura e avullimit në (K), (°C) Rezistenca specifike elektrike e arit, ρ, µΩm (20)°C, 293K Koef. termik i rezist. specifike, α, K-1 (0-150)°C, (273-423) K Fem-termike në krahasim me platinin gjatë temperaturës 100°C (në lidhje të ftohtë 0°C), mV (27-373)K

18 312 14,0 1346 (1063) 3239 (2966) 0.02250 0.00395 0.740

Veçoritë magnetike të arit

diamagnetike

Disa veçori kryesore mekanike, elektrike dhe termike të arit për kushte të caktuara

12/4/2008

Përdorimi i Arit: -kontakte elektrike -pjesë përçuese -shtresa mbrojtëse -Filtër optik -elektroda të fotorezistuesve -aparate optoelektronike -qarqe mikroelektronike-lidhja e pjesëve me tela të artë 12/4/2008

Legurat e bakrit -materiale në të cilat mbizotëron bakri (edhe legurat për ngjitje(pikje dhe saldim) Klasifikimi i legurave të bakrit: 1. Mënyrës së përpunimit 2. Përdorimit 3. Numrit të përbërësve kryesorë 4. Natyrës së elementeve Sipas natyrës së elementeve përbërëse në legura: a) Legurat pa zink (60% Cu dhe elemente tjera:Al, Sn, Pb, Ni, Mg, Si,etj)-bronza b) Legurat me zink (Cu, Zn dhe elemente tjera:Pb, Sn, Ni,etj)-mesingu 12/4/2008

Bronza -dyfishe, trefishe, e komplikuar -Bronza e aluminit,bronza e kallajit, bronza e nikelit, bronza e silicit, bronza e plumbit dhe bronza e plumbit dhe e kallajit. -rritet soliditeti mekanik dhe rezistenca elektrike specifike krahasuar me bakrin(bronza e kadmiumit dhe bronza e beriliumit)

Ndikimi i shtesave nĂŤ soliditetin mekanik te bronza 12/4/2008

Përdorimi i bronzës: -kontakte -pllaka të kolektorëve -kontakte rrëshqitëse -shtigje përçuese Legura

Gjendja

Rezistenca spec. elek. në krahasim me ρ të bakrit

Legura e kadmiumit e zharritur (0,9% Cd) e presuar në të ftohtë

95 83-90

gjer 310 gjer 730

Bronza me (0,9% Cd e zharritur 0.6% Sn) e presuar në të ftohtë

55-60 50-55

290 gjer 730

Bronza (2,5% Al, 2% e zharritur Sn) e presuar në të ftohtë

15-18 15-18

370 gjer970

Bronza e fosforit e zharritur (7%Sn; 1%P) e presuar në të ftohtë

10-15 10-15

400 1050

Bronza e beriliumit e zharritur (2,25% Be)

12/4/2008

Soliditeti mekanik në tërheqje MPa

Disa veçori të bronzës

490-600

Mesingu -Legurë dykomponentëshe-së paku 50% Cu dhe jo më pak se 44% Zn -Legurë trikomponentëshe: a)Më së shumti 50% Cu, jo më tepër se 44% Zn dhe Pb deri 4% b)Legurat e Cu, Zn dhe Ni,Mg,Fe,Al,Si dhe Sn(së bashku 7.5%) c)Legurat e Cu(më shumë se 80%) me Sn dhe Zn d) Legurat e Cu me Ni(së paku 10%) dhe Zn -Rritet soliditeti mekanik dhe rezistenca elektrike

specifike krahasuar me bakrin 12/4/2008

Mesingu përdoret për: - Tela dhe susta që e përçojnë rrymën elektrike - Lidhëse te kabllot - Pjesë instaluese në elektroteknikë,etj Lloji i legurave

CuZn 10 CuZn 30

Koef. i Rezis. Koef. Elementet bazike Dendësi Temperat Termik i përç. spec. elek. Cu Sn Pb Zn a .e termike rez. spec. ρ (µΩm) 3 4 -1 -1 Mg/m shkrirjes α⋅10 (25- λ, Wm K 100°C)K-1 °C

89-91 68.5- 71.5

CuZn38Pb1 59-63 CuZn38Sn1 95-63 0.7-1.4

8.8 8.85

1050 938

155 109

0.071

0.5-1.5 -

8.4

890

1.7

105

0.065

8.4

906

0.069

Disa veçori të mesingjeve në 20ºC 12/4/2008

Legurat e aluminit -Legurat në të cilat mbizotëron alumini (Edhe legurat që përdoren Legurat e Al ndahen sipas: për ngjitjen e aluminit,në të cilat nuk mbizotëron alumini) 1.Mënyra e përfitimit 2.Mënyra e përdorimit 3.Numri i përbërësve kryesorë 4.Natyra e elementeve përbërës Sipas natyrës së elementeve përbërës:

12/4/2008

Simboli i legurave Al-Mn Al-Mg Al-Si Al-Si-Mn Al-Cu Al-Cu-Mg Al-Cu-Si Al-Zn-Mg

Emërtimi i legurave legurat me mangan legurat me magnez legurat me silic legurat me mangan dhe silic legurat me bakër legurat me bakër dhe magnez legurat me bakër dhe silic legurat me zink dhe silic

Legura e Al që përdoret për punimin e përçuesve –aldre Përbërja kimike %

Dendësia (Mg/m3)

Mg(0.3-0.5),Si(0.4-0.7), Fe(0.2-0.3) dhe Al 2.7

Koeficienti termik i bymimit linear αl⋅106, K-1 (20-100°C), (293-373) K 23 Përçueshmëria specifike elektrike σ, Ms/m

Rezistenca specifike elektrike ρ, µΩm

0.0322

Koeficienti termik i temperaturës α⋅10+4, K-1 (i rez. Spec. elek.) 36 Koeficienti i për Çueshmërisë, λ, Wm-1 K-1

214

Disa veçori fizike dhe elektrike të aldre-it

Silumini – (5-13)%Si,pjesa tjetër alumin Duralumini – (3.5-5.5)%Cu,(0.4-0.8)%Mg,(0.5-0.8)%Mn dhe pjesa tjetër alumin 12/4/2008

Materialet me përçueshmëri specifike elektrike të vogël dhe legurat e tyre -vlera shumë e madhe e rezistencës elektrike specifike, krahasuar me atë të bakrit -Koeficient i vogël termik i rezistencës -Qëndrueshmëri e madhe ndaj korozionit Sipas temperaturës së shkrirjes: - Materiale që shkrihen lehtë (Hg,Zn,Sn,In,Co,etj) -Materiale që shkrihen vështirë (Mb,W,Ta,Cr,etj) 12/4/2008

Zinku (Zn) Në natyrë-vetëm në formë bashkëdyzimesh: Sulfidi i zinkut-sfaleriti(ZnS) dhe smitoniti(ZnCO3). Përfitimi i Zn - metoda metalurgjike Pastrimi i Zn – metoda e elektrolizës -është metal i kaltërt në të bardhë dhe shkëlqen -ka strukturë kristalore heksagonale Në temperaturë të dhomës-i thyeshëm Në temperaturë 100°C-150°C-i lakueshëm Në temperatura mbi 200°C-bëhet i thyeshëm 12/4/2008

Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K)

Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K)

113

Koef.term. i bymimit linear.

αl⋅106,

K-1

(20-100)°C

30,0

Temperatura e shkrirjes (K), (°C)

692 (419)

Temperatura e avullimit (K), (°C)

1186 (913)

Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K)

0.0592

Koef. term. i rez. spec. ele., α,

0.0041

K-1

Fem-termike në krahasim me Platinën (°C) mV

0.76

Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K

0.875

Veçoritë magnetike

diamagnetike

Veçoritë elektrike,mekanike dhe termike të Zn

Varësia e rezistencës elektrike specifike të Zn nga temperatura 12/4/2008

Llojet dhe përbërja kimike e Zn: Llojet e Zn

Shenjat

Zn 99.995

0.003

Përbërja kimike në % t ë shtesave Pb+ Fe Cd+ 0.003 0.004 0.002

Zn 99.990

0.005

0.006

0.003

0.001

0.002

Zinku i mirë

Zn 99.500

0.03

0.02

0.001

0.002

Zinku i shkrirrë

Zn 99.500

0.45

0.15

0.003

Zn 98.500

1.40

0.20

0.003

Zn 97.500

2.0

0.006

Pb Zinku i mirë

0.001

Udhëzime për përdorim Legura për ngjitje nën shtypje të pjesëve të aeroplanave. Legurim të Cu me Ni

Për zinkim galvanik të trakave të lëgurave Cu me Zn Për galvanizim dhe zinkim të nxehtë të trakave të lëgurave Cu me Zn

-rezistent ndaj korozionit -tretet me acid klorhidrik dhe sulfurik

Përdoret për: -metalimin e letrës për kondensatorë të vegjël -komponentë e shumë legurave,etj 12/4/2008

Zhiva (Hg) -I vetmi metal në gjendje të lëngët Në natyrë-në gjendje elementare si grimca të vogla në shkëmbinjë -në përbërje të më se 30 mineralevecinabariti(HgS) Zhiva e pastër fitohet nga: -fërgimi i cinabaritit në ajër dhe -kondenzimin e avujve të zhivës nëpër gypa të ftohtë. -ka strukturë rombike 12/4/2008

-përçues i nxehtësisë dhe i elektricitetit Disa veçori termike,elektrike dhe mekanike të Hg Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K)

lëngët

Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K)

7.9

Koef.term. i bymimit linear.

αl⋅106,

K-1

182

(20-100)°C

Temperatura e shkrirjes (K), (°C)

234 (-39)

Temperatura e avullimit (K), (°C)

630 (357)

Rez. Spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K)

0.958

Koef. Term. i rez. spec. ele., α, K-1

0.0009

Temper. e kalimit në mat. Superpërçues, K

4.153

Veçoritë magnetike

diamagnetike

Llojet, shenjat,përbërja kimike dhe udhëzimet për përdorimin e Hg

12/4/2008

Zhiva

Shenja

Hg më së paku %

Përbërës të patret. më së shumti

Fe max.

Pb + metale tjera më së shumti %

Udhëzime për përdorim

Zhiva 1

Hg 99.999

99.999

0.001

Për drejtues në vakum

Zhiva2

Hg 99.99

99.990

0.010

0.0003

0.0001

Për apar. kontroll. dhe matës në industrin farmaceutike kimike

Zhiva3

Hg 99.9

9.900

0,1

Në fabrikat farmaceutike dhe kimike për amalgamin e arit

Mn,Al,Zn,Sn,Pb,Cd,Pt,Au,Ar kur treten në Hglegurat e Hg-amalgamet -Zhiva është superpërçues -Cu dhe Ni vështirë treten në Hg Përdorimi i zhivës: -si katodë e lëngët te ridrejtuesit e zhivës -elektroda të zhivës dhe sonda -barometra -manometra,etj.

12/4/2008

Indiumi (In) Në natyrë-rrallë gjendet në gjendje elementare -në formë bashkëdyzimesh:CuInS2 dhe inditin FeInS4 -strukturë tetragonale me rrjet të koncentruar vëllimorë Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1 Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K Veçoritë magnetike

Vlerat numerike 0.9 72 28.4 429 (156 2297 (2024) 0.090 0.0049 3.405 diamagnetike

Disa veçori termike,mekanike dhe elektrike të indiumit

-përdoret si shtesë kundër korozionit -fotorezistorët e shtresave të holla -komponentet e legurave për pikje 12/4/2008

Kallaji (Sn) Në natyrë-rrallë gjendet i lirë -Xehet: kositeriti (SnO2) dhe stanini (Cu2FeSnS4) -ka pikë të ultë të shkrirjes-ndahet nga shtresa të lëngëta -Pastrimi i Sn - metoda e elektrolizës -ka ngjyrë argjendi në të bardhë dhe shkëlqen Ka tri modifikime kristalore: α-, β- dhe γ-Sn:

α-Sn-strukturë kristalore të diamantit - gjysmëpërçues β-Sn- strukturë tetragonale metale γ-Sn- strukturë rombike 12/4/2008

-material i butë -farkohet dhe cilindrohet –fletëza të holla(2.5µm) dhe tela shumë të hollë Veçoritë mekanike,termike dhe elektrike të Sn Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koef. i përç. Termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1 Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K Veçoritë magnetike

Vlerat numerike 5.2 63.1 23,0 504 (231) 2896 (2623) 0.11 0.0045 3.72 paramagnetike

-i qëndrueshëm ndaj ajrit dhe ujit (lagështisë) -shkrihet me acid klorhidrik dhe hidroksidet alkalike -legurat e bakrit dhe legurat për ngjitje -Foliet e kallajit(6-8µm)-kondensatorë 12/4/2008

Plumbi (Pb) Në natyrë-rrallë gjendet i lirë -xehet e galenitit (PbS) dhe ceruzitit (PbCO3) -ngjyrë të kaltërt dhe shkëlqen -strukturë kristalore kubike e centruar ne sipërfaqe -metal shumë i butë -fletëza të holla dhe tërhiqet në tela të hollë -Pb dhe legurat e tij janë helmuese -ka vlerë të madhe të rezistencës specifike elektrike

12/4/2008

Varësia e rezistencës elektrike specifike të Pb nga temperatura

Disa veçori termike,mekanike dhe elektrike të Pb Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K)

3.9

Koef. i përç. Termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K)

Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C

28.3

Temperatura e shkrirjes (K), (°C)

600.0 (327)

Temperatura e avullimit (K), (°C)

2028,0 (1745)

Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K)

0.1900

Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1

0.0042

Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K

7.200

Veçoritë magnetike

diamagnetike

Llojet ,përbërja kimike dhe përdorimi i plumbit (Standardi DIN)

12/4/2008

Llojet e Pb Emërtimi

Sasia e detyr. e Pb

Përbërja kimike % Cu Sn Sb As Ag Bi Zn Mn+Na+Ca

Pb e rafinuar

Pb 99.992

5 5

Pb i rafinuar 1

Pb 99.99

(10 10 5

Pb i rafinuar 2

Pb 99.985

(10 5 10

Pb i rafinuar 3

Udhëzime për përdorim

2)x10-4

10)x10-4

Për qelq optik, për shtr.për akumulator

100

10)x10-4

Për legura, shtresa kab.rrjeta akum.

Pb 99.95

(10 20 20 10 10 200

10)x10-4

Për indus.kimike, kabllo, rrjeta etj.

Pb i rafinuar 4

Pb 99.9

(50 20 30 10 30 200

10)x10-4

Për përfitimin e legu. për mbësht.të kabll.

Rafinimi kimik vetëm i Pb

99,9Pb PbCu+ (0.4-0.08)Cu

(50 20 30 10 30 200

10)x10-4

Për aparate kimike dhe stab.për përf. e acid.sulfurik.

-i qëndron korozionit -rezistent ndaj ujit, acidit klorhidrik dhe sulfurik -tretet në acidin azotik -vetitë mekanike të Pb përmirësohen –shtohet Sb,Fe,Cd,Cu,Sn -Pb me legurat e tij-mbështjellës të kabllove -pllaka të akumulatorëve -material mbrojtës nga rrezatimet radioaktive -legura për pikje

12/4/2008

Bizmuti (Bi) Në natyrë-i lirë ose bashkëdyzime -xehet: sulfidi i Bi (Bi2S2) Përfitimi:-nga oksidi i xeheve - reduksionin e Fe -nga xehet e sulfidit - shkrirjen bashkë me Fe -metal me ngjyrë të kuqe në të bardhë dhe shkëlqen -strukturë kristalore rombike -përçueshmëri termike të vogël -kur kalon në gjendje të lëngëti zvogëlohet rezistenca elektrike ρ 12/4/2008

Varësia e rezistencës elektrike specifike të Bi nga temperatura 67

Veçoritë mekanike,elektrike dhe termike të Bi Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1

Vlerat numerike 9.6 8.4 13.3,0 494 (271) 1830, (1557) 1.16 0.0042 diamagnetike

Veçoritë magnetike

-i qëndrueshëm ndaj ajrit -nuk tretet në ujë,acid klorhidrik dhe acid të zbutur sulfurik -tretet në acidin azotik dhe acidin e koncentruar sulfurik -legurat për ngjitje me pikë shkrirëse të vogël Metali i Roze-ut (96ºC) Metali i Wood-it (58ºC) -përfitimin e fotokatodave dhe elementeve radiacionare -përcjellës i temperaturës-reaktorët nuklearë 12/4/2008

Hekuri (Fe) Në natyrë-rrallë i lirë -bashkëdyzimesh-xehesh: magnetiti (Fe3O4) , sideriti(FeCO3) ,limoniti(Fe2O3x H2O) dhe piriti(FeS2) -Në elektroteknikë-hekuri 99.95% - me elektrolizë -ka ngjyrë të argjendët në të bardhë dhe shkëlqen -rrjet kristalor kubik (gjer 910°C-rrjet vëllimorë, 9101390°C-rrjet sipërfaqësorë, mbi 1390°C-rrjet vëllimorë)- (Tri modifikime alotropike) -është material i butë -farkohet dhe zgjatet -përçueshmëri të vogël elektrike dhe termike 12/4/2008

Varësia e rezistencës elektrike specifike nga temperatura 1.Hekuri i pastër, 2.çeliku me 4%Si,3.Ferokromi

Varësia e rezistencës elektrike specifike të hekurit nga sasia e shtesave 12/4/2008

Disa veçori të hekurit Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1 Veçoritë magnetike

Vlerat numerike 50 73.3 10.7 1813 (1540) 3145 (2872) 0.0970 0.00625 ferromagnetike

Hekuri me shtesa-hekur teknik (karbon) -çeliku(më pak se 1.7% C)- sipas sasisë së karbonit -nuk është rezistent ndaj korozionit -me rritjen e temperaturës shpejtohet korozioni -në sasi të madhe(5.1% në sipërfaqen e tokës) -soliditet të madh mekanik -çeliku i butë-përçues në linjat ajrore -përçuesit telefonik dhe telegrafik-telat e zinkuar të çelikut -binarët e tramvajeve 12/4/2008

Nikeli (Ni) Në natyrë-gjendet i lirë dhe bashkëdyzime(mbi 100 minerale) -Përfitimi- mënyrë metalurgjike -pastrimi- elektrolizë ( Elektroteknikë-Nikeli 99.5%Ni ) -ka ngjyrë të argjendët në të bardhë -strukturë kristalore kubike vëllimore të centruar -relativisht i fortë-varen nga përpunimi termik -përpunohet lehtë -rezistent ndaj korozionit -tretet në acidet e zbutura,rezistent ndaj acidit të koncentruar të azotit 12/4/2008

Varësia e ρ dhe α të Ni nga temperatura

12/4/2008

Varësia e α1 dhe λ të Ni nga temperatura

Disa veçori termike,elektrike dhe mekanike të Ni Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K)

Koef. i përç. termike, λ,

75.5

Wm-1

Koef.term. i bymimit linear.

K-1

në 20°C (293K)

αl⋅106,

K-1

(20-100)°C

Temperatura e shkrirjes (K), (°C)

1186 (913)

Temperatura e avullimit (K), (°C)

2897.0 (3170)

Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K)

0.6800

Koef. term. i rez. spec. ele., α, Veçoritë magnetike

0.0067

K-1

Varësia e ρ nga prezenca e shtesave 12/4/2008

13.2

ferromagnetike

Varësia e shpejtimit të procesit të oksidimit nga temperatura për Fe,Cu,Cr,W dhe Ni(nga ajri) 74

-përdoret në teknikën elektrovakuume -komponentë e legurave përçuese dhe magnetike -mbështjelljen elektrolite të materialeve nga Fe dhe mesingu (nikelimi) -rezistues për nxemje

Metalet që shkrihen me vështirësi -temperaturën e shkrirjes më të madhe se hekuri (1540°C ose 1813K): W,Mb,Ta,Cr,etj. Volframi (W) Në natyrë-nuk gjendet i lirë- bashkëdyzime- shelitikalciumvolframiti (CaWO4) Përfitohet nga xehet e W: Përzierjes izomorfe të W,të Fe dhe Mn(FeWO4xMnWO4) dhe shelitit - (CaWO3) 12/4/2008

-trioksidi i W (WO3) si pluhur i verdhë -me reduksionin e WO3 me H2 të pastër – furrë elektrike 700-900°C-(pluhur dimenzionesh 1-7µ)-ngjitet në shtypje 200-300MPa-përpunohet në atmosferë të H2fitohet volframi metalik.

-Volframi-metal me ngjyrë hiri -strukturë kristalore kubike vëllimore të centruar -shumë i fortë -thyhet lehtë (për shkak të strukturës kokërrzore) -Pas përpunimit termik-strukturë fijore,elastike -pas nxehjes oksidohet 12/4/2008

Varësia e ρ dhe λ të W nga temperatura

12/4/2008

Parametrat

Vlerat numerike

Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K)

262

Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K)

167

Koef. term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C

4.4

Temperatura e shkrirjes (K), (°C)

3673 (3400)

Temperatura e avullimit (K), (°C)

5367.0, (5673)

Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K)

0.055

Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1

0.005

Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K

0.12

Veçoritë magnetike

paramagnetike

Disa veçori mekanike,elektrike dhe termike të W

-nuk piket lehtë(ngjitës: Au,Cu,Cu-Ni)-së pari pastrohet -rezistent ndaj ajrit -tretet me acid klorhidrik dhe azotik -përpunohet si shkopinjë, shirita,tela,fije,etj. -për punimin e fijeve për poça elektrike -katodave,drejtuesve të tensionit të lartë,gypave të rëntgenit -kontakte elektrike,termoçifte -elektroda salduese,elektrokimike dhe të argonit -teknikën vakuume-enët për avullimin e materialeve -nxehës në furrat e H2 dhe Ar (3000°C) 12/4/2008

Molibdeni (Mb) Në natyrë-bashkëdyzime-xehesh- Minerali i Mb (MoS2) dhe vulfeniti(PbMoO4) -Përfitimi dhe përpunimi termik i Mo- i ngjashëm me atë të W -ka ngjyrë hiri të çelur -shkrihet vështirë dhe është shumë i fortë -ka strukturë kristalore kubike të centruar vëllimore -shumë i qëndrueshëm -nuk tretet në acidin klorhidrik dhe sulfurik të zbutur -tretet në acidin azotik 12/4/2008

-prodhohet në formë trakash,shkopinjësh ,telash -elektroda në aparatet elektrovakuume -material nxehës(700°C) -mbajtësve të fijeve shëndritëse te poqat elektrik -rrjetat e gypave elektronikë -çeliqet speciale me fortësi të madhe mekanike -kontakte elektrike -termoelementeve-matjen e temperaturave(2000°C) Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koef. i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. term. i rez. spec. ele., α, K-1 Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K Veçoritë magnetike

Vlerat numerike 153 150 5.3 2620.0, (2293) 4827.0, (5100) 0.05 0.0043 0.93 Paramagnetike

Disa veçori elektrike ,mekanike dhe termike të Mo 12/4/2008

Varësia e ρ dhe λ të Mo nga temperatura

Tantali (Ta) Në natyrë- tantalatit dhe niobatit izomorf -mbi 100 minerale- tantalati,mikroliti,etj -Përfitimi- mënyra metalurgjike -furrat e vakuumit -ndarja nga Niobiumi e komplikuar -Nga xeheja K2TaF7 me elektrolizë-formë pluhuri-tantali -Tantali ka ngjyrë të përhimtë -ka strukturë kristalore kubike të centruar vëllimore -i qëndrueshëm në ajër-formon shtresë të Ta2O5 -nuk tretet me acid klorhidrik,azotik ose ujë mbretëror

12/4/2008

Disa veçori elektrike,mekanike dhe termike të Ta Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koeficienti i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. term. I rez. spec. ele., α, K-1 Temper. e kalimit në mat. superpërçues, K Veçoritë magnetike

Vlerat numerike 45 50 6.6 3273 (3000) 5285.0 (5558) 0.1240 0.0038 4.5 paramagnetike

Varësia e ρ dhe λ të Ta nga temperatura

-në formë shkopinjësh, telash,llamarinash dhe gypash -anodat dhe rrjetat e gypave elektronikë -rezistorë shtresorë, elektroda të kondensatorëve 12/4/2008

Kromi (Cr) Në natyrë-bashkëdyzime(xehe)- kromiti (FeOxCr2O3) dhe krokiti (PbCrO4) -Përfitimi i Cr të pastër-kimikisht ose elektrolitikisht -Cr ka ngjyrë të argjendët në të bardhë -strukturë kristalore kubike të centruar vëllimore -metal i fortë Parametrat Fortësia sipas Brinelit në 20°C (293K) Koeficienti i përç. termike, λ, Wm-1 K-1 në 20°C (293K) Koef.term. i bymimit linear. αl⋅106, K-1 (20-100)°C Temperatura e shkrirjes (K), (°C) Temperatura e avullimit (K), (°C) Rez. spec. elektrike ρ, µΩm (20°C), (293K) Koef. Term. i rez. spec. ele., α, K-1 Veçoritë magnetike

Vlerat numerike 114 88.6 6.2 2173 (1900) 2570, (2843) 0.13 0.0024 antiferomagnetike

Disa veçori elektrike,mekanike dhe termike të Cr 12/4/2008

Varësia e ρ të Cr nga temperatura 83

-i qëndrueshëm ndaj ajrit dhe ujit -tretet me acid klorhidrik -nuk tretet me acid azotik -mbështjelljen e materialeve të hekurit (kromizimi) – mbrojtja nga korozioni -legurat për nxehëse elektrike -rezistorë shtresorë -legurat e njohura Fe+Cr-metalurgji 12/4/2008

Legurat e Ni,Cu dhe Mn Legurat Veçoritë

Alumel

Kopel

Kromel T

Krom.K

Mangan.

Konstan.

Dendësia (Mg/m3)

8.67

8.9

8.72

8.4

8.9

1430

1500

960

1270

16.0

16.8

15.6

Rez. Spec. elek. 20°C, ρ, µΩm

0.33±0,05

0.47±0,05

0.68±0,05

0.67±0,05

0.46-0.49

0.45-0.52

Koeficienti termik i rezistences spec. elek. α⋅105 , K-1 (0-100)°C

-5 deri 4

-2 deri 6

Temperatura e shkrirjes,°C Koeficienti termik i bymimit linear, K-1 (20-600)°C

αl⋅106

FTEM në krahasim me bakrin µV/K

Disa veçori të legurave të Cu,Ni dhe Mn Emri i legurës

Përbërja kimike %

Përdorimi

Alumel

1.8-2.7

mbe

1.6-2.4

0.85-1.5

Për

Kromel T

mbe

9-10

termoelemente.

Kromel K

mbe

8.5-10

Për rezistor

Kopel

mbe

0.1-1

42.5-44

me rezistencë

Konstant.

mbe

0.1-2

39-41

standarde

Manganini

mbe

11.5-13.5

2.5-3.5

Përbërja kimike e legurave të Cu,Ni dhe Mn 12/4/2008

Legurat më të rëndësishme-konstantani dhe manganini Manganini-ftem të vogël ndaj Cu -koeficienti termik i rezistencës shumë i vogël -rezistorë standard -temperatura e punës 100°C-200°C

Varësia e ρ dhe α të manganinit nga temperatura 12/4/2008

Konstantani-legurë e Cu,Ni dhe Mn-nuk ka hekur -nuk korodon -temperatura e punës 450°C-500°C -rezistorë,rezistorë ngrohës -termoelektroda dhe termoçifte Legurat e Cr,Ni,Al dhe Fe Legurat e Cr + Ni

Vërejtje

Përbërja kimike e legurave % Cr15Ni60

55-61

1.5

15-18

mbetja

Legurat e tipit

Cr20Ni80

75-78

1,5

20-23

mbetja

nikrom

Legurat e krom-aluminit Cr13A14

0.6

0.7

12-15

3.5-5.5

mbetja

Legurat e tipit

Cr25A15

0.6

0.7

23-27

4.5-6.5

mbetja

ferhal dhe Kromal

Përbërja kimike e legurave të Cr,Ni,Al dhe Fe

12/4/2008

Disa veçori të legurave të Cr,Ni,Al dhe Fe Legurat Veçoritë Dendësia (Mg/m3) Temperatura e shkrirjes, °C Koef. i bym. lin. 106 K-1 (20-1000°C) Rezistenca specifike elektrike (20°) Koef. Term. i rezis. spec. ele. ⋅104, K-1 Temperatura maksimale e punës,°C

Cr15Ni60

Cr20Ni80

Cr13A14

Cr25A15

8.2 1370-1410 16.3 1.0-1.2 1-2 1000

8.4 1390-1420 16.3 1.0-1.1 1-2 1100

7.3 1455

7,25 1500-1510 17,4 1,3-1,5 0,65 1200

1.2-1.35 1-1.2 850

-legurat nikrom -nxehëse të furrave elektrike, reshove, ujtive -CEKAS-Legura Cr20Ni80 - rezistorë shtresorë të hollë -rezistorë ngrohës-KANTAL,MEGAPIR -Rezistorë në formë teli 12/4/2008

Materialet për pikje(ngjitje) 1.Ngjitësit e butë,me soliditet të vogël 50-70 MPa dhe temperaturë të shkrirjes nën 500°C 2.Ngjitësit e fortë,me soliditet të madh 500MPa dhe temperaturë të shkrirjes mbi 500°C (ngjitës që shkrihen lehtë dhe që shkrihen vështirë) -ngjitësit e butë nga Cu dhe Sn Simboli i legurës S.Sn20 S.Sn25 S.Sn30 S.Sn33 S.Sn35 S.Sn40 S.Sn50 S.Sn60 S.Sn75

12/4/2008

Përbërja kimike % Pb Sn 20 80 25 75 30 70 33 67 35 65 40 60 50 50 60 40 75 25

Temperat ura e punës °C 275 257 249 242 237 223 200 185 185

Propozimet për shfrytëzim

Për tërheqjen dhe ngjitjen e metaleve Për ngjitje me makinë dhe në flakë Për ngjitje me lyrje të sipërf. Për ngjitje të Pb dhe shtresave të kablove Për qëllime të përgjithshme Për ngjitje të mirë dhe kallajitjen e telave në elektroteknikë Për mbështjellësit e metaleve

Përbërja kimike,shënimet dhe propozimet e përdorimit të legurave për ngjitje me bazë të Pb dhe Sn

Temperaturat e punës dhe përbërja kimike e disa legurave që shkrihen lehtë Temperatura e shkrirjes (°C) 199 183 141 145 130 96 68 58 47

Përbërja kimike % Sn 91,1 61,9 50,0 49,8 52,0 18,75 12,50 12,0 8,3

Pb 38,1 30,0 32,0 30,0 31,25 25,0 18,00 22,6

Cd 18,2 13,0 12,5 5,3

Bi 20,0 5,0 50,0 50,0 60,0 44,70

Zn, In 8,9 Zn 21,0 In 19,1 In

Ngjitësit e fortë-ngjitjen e metaleve -temperaturën e shkrirjes 600-1000°C -legurat e Cu me Zn-mesing dhe Ag-Ag ngjitësit Simbolet e legurave

Përbërja kimike % Cu Si Zn

Temperatu ra e punës °C

Shtresat për përdorim të tyre

S.Cu85Zn S.Cu63Zn

84-86 62-64

13 35

0.2-0.4 0-0.4

1020 910

Materiale prej Cu, Zn dhe Fe të farkuar Gypa të ujësjellsit, materiale për tërheqje prej

S.Cu60Zn S.Cu54Zn S.Cu48Zn S.Cu42Zn

59-61 53-55 47-49 41-43

38 44 50 56

0.2-0.4 0.2-0.4 -

900 890 870 845

Cu, çelik dhe Fe Materiale prej Cu dhe Fe të farkuar Materiale prej Cu dhe Fe të farkuar Materiale prej Ni dhe Cu

Përbërja kimike,temperatura e ngjitjes dhe të dhënat për ngjitësin e mesingut 12/4/2008

Për pikjen e Al -legura e Al me 4-13%Si-silumin, ngjitësi Al-Cu(të cilit i shtohet Sn ose Zn) Simbolet,përbërja kimike dhe temperatura e ngjitjes për ngjitësit e argjendit Përbërja kimike % Simboli S.Cu55ZnAg8 S.Cu52ZnAg12 S.Cu52ZnAg12Cd S.Cu49ZnAg15Cd S.Cu43ZnAg20Cd S.Cu43ZnAg25

Ag Cd Cu 7-9 55 11-13 52 11-13 5-9 52 14-16 8-12 49 19-21 13-17 43 24-26 43

Zn mb mb mb mb mb mb

Tem. ngji. °C 870 830 770 800 870 845

Përbërja kimike % Simboli S.Cu42ZnAg25Cd S.Cu40ZnAg27Mn S.Cu44ZnAg30Cd S.Cu36ZnAg30Cd S.Cu32ZnAg44 S.Cu19ZnAg45Cd

Ag Cd Cu Zn 24-26 12-16 42 mb 24-28 40 mb 29-31 3-7 44 mb 29-31 10-14 36 mb 43-45 32 mb 44-46 18-22 19 mb

Tem. ngji. °C 730 840* 770 700 730 620

Materialet për përfitimin e rezistorëve Materiale rezistuese-materialet me ρ=(0.2-1.5)10-10 Ωm Sipas lëmisë së përdorimit: a) Materialet për përfitimin e trupave të nxehtë b) Materialet për përfitimin e rezistorëve teknikë c)12/4/2008 Materialet për përfitimin e rezistorëve matës

Sipas strukturës së tyre: a)Materialet dhe legurat rezistuese në formë telash dhe shiritash b)Rezistorët shtresorë c)Rezistorët masivë Legurat rezistuese-legurat e metaleve të pastërta -ndodh deformimi i rrjetit kristalorë-trupi i papastër (marrin pjesë metale të ndryshme) -ndryshime të vogla të rezistencës me temperaturën -nuk i nënshtrohen korozionit -lehtë piken, përpunohen mekanikisht 12/4/2008

Legurat për trupa të nxehtë -puna në temperatura të larta -temperaturë të shkrirjes shumë të lartë -rezistent ndaj korozionit -çmimi i arsyeshëm -Legurat e Fe,Ni,Al,Mg me sasi të vogla të Si,Mn,Sn -Legurat e Ni dhe Cr me shtim të Fe -temperaturë pune 1100-1300°C

Legurat për rezistorë teknikë -rezistent ndaj veprimit të gazrave agresivë,ajrit të njelmët 12/4/2008

-legurat me përbërje Cu dhe legurat e Ag -Legurat e Cu me sasi të Ag ose të Ni konstantani(54%Cu,45%Ni dhe 1%Mn) -koeficient termik të rezistencës negative -kompensimin e temperaturës te rezistorët e instrumenteve rregullues dhe matës-Mn

Legurat për rezistorë matës a) Të kenë α sa më të vogël-saktësia e instrumenteve matëse mos të varet nga temperatura b) Vlerë të vogël të forcës termoelektromotore c) Të mos ndryshojë vlera e rezistencës me kohën -legurat e Cu,Ni dhe Mn dhe legurat e Cu,Ni dhe Cr 12/4/2008 94 -manganini-vlerë të vogël të α -meteorologji

Rezistorët shtresorë -Shtresa rezistuese ka trashësi 10µm-1mm-masë bartëse nga qeramika ose qelqi -Shtresat rezistuese nga metali,karboni-veti specifike -Përfitimi:mënyra e avullimit të metaleve dhe legurave në vakuum-legurat e Ni dhe Cr -Për tu mbrojtur nga ndikimet e jashtme-vendosen në gypa qelqi Materialet Rezistorët në formë teli Rezistorët shtresorë metalikë Rezistorët shtresorë karbonikë Rezistorët shtresorë të përbërë

Koef. i rezistencës (K-1)

Rezistenca maksimale (Ω)

=5 ± 5 ±10 ± 10 ±100 ± 100 -500 - 500

107 108 107 1014

Raportet e disa veçorive të rezistorëve në formë teli dhe në formë shtresash 12/4/2008

Rezistorët masiv -rezistorët me përzierje të metaleve(okside metalesh) dhe rrëshirash izoluese si material mbushës -trupat e nxehtë -temperaturë të punës-1450°C-1600°C Materialet për fitimin e kontakteve elektrike -kontakte elektrike-materialet për pjesët për kyçjen,çkyqjen dhe mbajtjen mbyllur të qarkut elektrik -fenomenet fizike-zgjedhja e formës,materialit 12/4/2008

-rezistenca kalimtare(transiente) - forma dhe madhësia e kontaktit - lloji i materialit të përdorur - forca e shtypjes që vepron në mes të kontakteve - gjendja e sipërfaqes së përpunuar mekanikisht të kontaktit - ndikimi i korozionit në sipërfaqet kontaktuese - kushtet e punës në të cilat gjendet kontakti,etj 97

Sipërfaqet kontaktuese -kalimi i rrymës mes kontakteve- rryma vendoset nëpër pika të caktuara Detaj i dy sipërfaqeve kontaktuese

-Vendet prekëse- ura përçuese F S = σ -Madhësia e sipërfaqeve prekëse: -Rezistenca kalimtare e kontakteve elektrike: k

Rk = ρ ⋅ σ 0 ⋅

k Fn

-ρ ka rëndësi për zgjedhjen e materialit për kontakte elektrike(ρ sa më e vogël)

Soliditeti kufitar -i vogël tek shumë kontakte elektrike(shtypje të vogla-deformimi i kontakteve) Detyrë themelore-hapja dhe mbyllja e kontakteve elektrike dhe mbajtja mbyllë e kontakteve për një kohë të gjatë Ndikimet në kontaktet elektrike: -faktori klimatik (ndikimi i oksigjenit-oksidimi; lagështia-shpejton procesin e oksidimit; ndotjazhvillohen reaksione kimike në sipërfaqet kontaktuese) Kontaktet- λ të madhe (metalet e pastërta: Ag,Pt, Au ose materialet rezistete ndaj ndikimeve të jashtme:W,Ni,Mo dhe Cu) 99

Veçori të mira: përzierjet e metaleve-legurat e tyre që zhyten në Cu ose Ag Në elektroteknikë, sipas ngarkesës kontaktet elektrike ndahen në: -Kontaktet për ngarkesa të vogla -Kontaktet për ngarkesa mesatare -Kontaktet për ngarkesa të mëdha Sipas funksionit të tyre: -Kontaktet e përhershme -Kontaktet rrëshqitëse-potenciometrike -Kontaktet shkëputëse-ndarëse 100

Funksioni normal i kontakteve varet nga: -gjendja elektrike,mekanike dhe termike -materiali i kontakteve Kontaktet për ngarkesa të vogla-teknikën e rrymave të dobëta-instrumentet regulluese dhe matëse, rele të aparateve telekomunikuese. Tensionet e tyre (12-22V) - nën vlerën e tensionit ku paraqitet harku elektrik- Ag, Pt Kontaktet për ngarkesa të mesme- (deri 600V dhe 20A), legurat e Ag me W ose Mo, legurat e Pd. -janë kontakte rrëshqitëse 101

Kontaktet për ngarkesa të mëdha –(tensione të larta dhe rryma mbi 20A), legurat e Ag me W dhe legurat e W. Kontaktet e përhershme – -vendi ku vazhdohet përçuesi ose -ku ngjiten dy pjesë të aparateve elektrike Nuk duhet lejuar nxehja e tyre mbi temperaturat e lejuara- dimensionimi i mirë i kontakteve -nga ndikimi i kushteve atmosferike-kontaktet ndryshken-rritet rezistenca kalimtare-Cu i pastër ose Cu i mbrojtur me shtresë të hollë Ag 102

Kontaktet rrëshqitëse- potenciometrat e ndryshëm,makinat rrotulluese, rezistorët e ndryshueshëm-reostatet,makinat në NEM -mundësojnë lidhjen galvanike të pjesëve lëvizëse -paraqiten shkarkime të vogla,por jo hark elektrik (Cu dhe disa lloje të bronzës) -për shpejtësi të mëdha lëvizëse- C -për shpejtësi të vogla- brusha të forta (koksi)përmirësohet komutimi Brushat me fortësi mesatare -makinat rrotulluese me shpejtësi të madhe(alternative dhe të vazhduar) -elektrografiti (metalizimi i brushave) 103

Brushat e buta - makinat e mëdha elektrike Kohët e fundit-kontaktet rrëshqitëse të lëngëta nga zhiva-rezultate të mira Kontaktet shkëputëse –mbyllja dhe hapja e qarkut elektrik-kur nëpër to ende rrjedh rrymë më e vogël se 1A e deri te disa dhjetëra kA. Pas shkëputjes-paraqitet harku elektrik në mes kontakteve-paraqiten temperatura të larta-pjesët shkrihen Gjatë rrymës së vazhduar -bartja e grimcave pozitive kah ato negative te elementet kontaktuese Gjatë rrymës alternative -erozioni i dy pjesëve kontaktuese 104

Dimensionimi i kontakteve rrëshqitëse - për ngarkesa të vogla,të mesme dhe të mëdha -shumë rezistente ndaj reaksioneve kimike gjatë harkut elektrik dhe temperaturave të larta (Cu dhe Ag të mveshur me shtresa të metaleve fisnike; Au me Pt, Pt me Ir, legura e Au,Ag dhe Ni)

-Forma dhe konstruksioni i kontakteve –me rëndësi -sipërfaqet kontaktuese të vogla

Kontaktet shkëputëse për ngarkesa të vogla

105

Format e kontakteve shkëputëse a)Ngarkesa të mesme b)Ngarkesa të mëdha

Aparati më i vjetër dhe më i thjeshtë mbrojtës në qarqet elektrike- siguresa shkrirëse (mbingarkesa ose lidhje të shkurtëra) -shkrihet elementi shkrirës –hapet qarku elektrik Reagimi i siguresave shkrirëse: a)Nxehet elementi shkrirës deri në temperaturën e shkrirjes b)Shkrihet dhe avullohet elementi shkrirës 106

c) Shfaqet dhe shuhet harku elektrik dhe vendosen kushtet izoluese në hapësirën ku ka qenë i vendosur elementi shkrirës -konstruksioni dhe materiali i siguresës (nxehtësia specifike,temperatura e shkrirjes dhe rezistenca specifike elektrike)

Karakteristika mbrojtëse e siguresave elektrike

107

ndikon në kohën për shkrirjen e përçuesit ngushtë e lidhur me intensitetin e rrymës së vendosur Materiali më i përshtatshëm për siguresaAg,Cu dhe legurat e tij. -reagim më i shpejtë ose më i ngadalshëm -siguresa të shpejta (reagojnë shumë shpejt edhe për ngarkesa të vogla- Ag) -siguresa të ngadalshme - inerte (durojnë ngarkesat e mëdha për një kohë të caktuar dhe reagojnë kur mbingarkesat të kenë ekzistuar për një kohë më të gjatë se koha e lejuar)lëshimi i elektromotorit në punë 108

-elementi shkrirës me seksione të ndryshme

Elementet e ngrohta për siguresa të ndryshme të tensionit të ulët, të reagimit të shpejtë apo të ngadalshëm

Materialet për bimetaleBimetalet –lidhje të forta mekanike në mes dy metaleve ose legurave te të cilat koeficienti i bymimit termik është veqanërisht i ndryshueshëm -me ndryshimin e temperaturës ndaj temperaturës në të cilën janë realizuar bimetalet-pjesët e bimetaleve zgjaten ose tkurren në mënyra të ndryshme 109

Kur temperatura ngritet - bimetalet lakohen kah ana e metalit me koeficient termik të bymimit linear më të vogël Kur temperatura zvogëlohet - në anën e kundërt Nxehja e bimetalit - me zhytjen e bimetalit në medium të nxehtë apo me vendosjen e rrymës nëpër bimetal Bimetali- rregullimin e temperaturës - element mbrojtës -legurat e Fe dhe Ni(rreth 36%Ni); Cu, konstantani, Ni, legura Cu-Ni, Fe-Ni-Mn. -shirita me trashësi 0.1-0.2 mm2, dhe gjërësi 2-250mm 110

Lidhja bimetalike

Termoçiftet-qark nga dy materiale të ndryshme

Nëse skajet e materialeve janë në temperatura të ndryshme-në qark paraqitet ftem dhe vendoset rryma elektrike Ftem varet nga - lloji i materialit të termoçiftit -ndryshimi i temperaturës në skajet lidhëse 111

-maten temperatura prej -250°C - 3000°C Sipas materialit nga i cili përfitohen,termoçiftet ndahen në: -Termoçiftet e materialeve jofisnike - Cukonstantan,Fe-konstantan,Kromel-alumel,Cukopel,kromel-kopel,nikelkrom-nikel (nën 1200°C) -Termoçiftet e materialeve fisnike – Pt dhe legurat e Pt-Rh(90%Pt +10%Rh ose 87%Pt+13Rh) - 1600°C -Termoçiftet e tipeve speciale - W dhe Mo(75%W+25%Mo) - 3000°C 112

Varësia e ftem nga ndryshimi i temperaturës së lidhjeve të termoçifteve e dhënë për materialet që përdoren më shpesh

Shqyrtojmë një mostër materiali përçues në të cilën nën veprimin e fushës elektrike E=Exi (Ex>0), vendoset rryma I.

113

Mostra:a) e formës së paralelopipedit kënddrejtë të materialit që ka shpërndarje kontinuale të rrymës nëpër prerjen tërthore paralele me boshtin y0z b) Është material i njëjtë i vendosur në fushën homogjene magnetike të orientuar në kahje të boshtit 0z c) Me rastin e ndarjes së elektrizimeve negative dhe pozitive në mostër paraqitet fusha e Hall-it 114

Nëse marrim se rryma shpërndahet njëtrajtësisht nëpër tërë prerjet e mostrës paralele me rrafshin y0z: J = Jx =

I a ⋅b

Kur mostra vendoset në fushën homogjene me induksion B,të orientuar kah boshti 0z mbi elektronet e lira do të veprojë forca magnetike: F = − e ( v e xB )

Elektronet lëvizin kah anët A1, A2 , A3 , A4.elektrizohen negativisht. Jonet mbesin në anët A1’, A2’ , A3’ , A4’.-elektrizohen pozitivisht. Kjo ndarje e elektrizimeve në mostër krijon fushë elektrike EH dhe në elektrone tash vepron edhe forca elektrike F=-e·EH . Me ekuilibrimin e këtyre dy forcave,përfundon procesi i grumbullimit të elektrizimeve negative dhe pozitive: 115

− e( v e xB ) − e ⋅ E H = 0

E = −( v xB ) Ose Paraqitja e fushës EH në mostër së bashku me rrymën e fushës magnetike-efekti i Hall-it. J = −e ⋅ n ⋅ v e Pasi që: H

EH =

1 JxB e⋅n

Kjo fushë shkakton ndryshimin e potencialit ndërmjet pikave A1, A2 , A3 , A4 dhe A1’, A2’ , A3’ , A4’ U P1P 2 = ϕ P1 − ϕ P 2 = E H ⋅ P1 P2 U P1P 2 =

1 ( JxB ) ⋅ P1 P2 e⋅n

116

U P1P 2 =

1 J ⋅ Ba e⋅n

U P1P 2 =

EH = −

1 I B e⋅n b

Tensioni i Hall-it

1 ( BxJ ) = RH ( BxJ ) e⋅n

RH – konstanta e Hall-it-varet nga temperatura, llojet e shtesave në materiale R ⋅σ = µ lëvizshmëri e Hall-it H

Metalet Ag Al Au Cu Li Na

1010⋅RH (m3/C) -0.84 -0.30 -0.72 -0.55 -1.70 -2.50

µH (m2/Vs) 0.0056 0.0012 0.0030 0.0032 0.0018 0.0053

Konstantat e Hall-it dhe të lëvizshmërisë së elektroneve në disa metale për T=20ºC

117

Gjatë përcaktimit eksperimental të lëvizshmërisë dhe koncentrimit të bartësve: 1.Vendosja e rrymës së përhershme në mostër,e cila duhet të futet në fushën magnetike të induksionit B 2.Matja e intensitetit të rrymës në mostër, intensiteti i induksionit magnetik dhe tensioni i çfarëdo pike P1 dhe P2. 3.Llogaritja e konstantës së Hall-it 4.Llogaritja e lëvizshmërisë së ngarkesave të Hall-it: IB U P1P 2 = RH ⋅

118

Caktimi i tipit të bartësve të elektricitetit: 1.Me voltmetër caktohet cila pikë P1 ose P2 është në potencial më të lartë dhe caktohet kahje e vektorit EH 2.Për drejtime dhe kahje të njohura të B dhe J,përcaktohet kahja e vektorëve BxJ. Kur vektorët EH dhe JxB janë të kundërtbartës të ngarkesave janë elektronet. Kur vektorët EH dhe JxB janë të njëjtëbartësit janë me elektricitet pozitiv. 119

Materialet gjysmëpërçuese ideale – materialet e ngurta me strukturë monokristalore, dimensionesh të pakufizuara ,pa shtesa dhe pa defekte,që janë të mbrojtura nga ndikimet e fushave të jashtme elektrike dhe magnetike. -materialet te të cilat energjia e zonës së ndaluar më e vogël se 3eV. Materialet

Gjërësia e zonës së ndaluar energjetike në disa materiale gjysmëpërçuese në temperaturën 20ºC

Si Ge Se Te α-Sn Cu2O Ag2S AlAs AlSb GaP GaAs GaSb InP InAs InSb GaSe GaTe

Gjerësia e zonës së ndaluar energjetike 1,12 0,68 2,1 0,34 0,08 2,0 0,9 2,16 1,6 2,26 1,43 0,70 1,35 0,36 0,18 2,0 1,5

Materialet

InSe In2Se3 In2Te3 ZnSe ZnTe CdS CdSe Hfs CdTe SnS PbS PbSe PbTe ZnGeP2 GdSnP2 GdIn2Te4 HgIn2Se4

Gjerësia e zonës së ndaluar energjetike 1,2 1,2 1,0 2,7 2,2 2,4 1,8 2,0 1,45 1,08 0,41 0,29 0,32 2,2 1,2 0,9 0,6

120

- përçueshmëria specifike elektrike e materialeve ideale gjysmëpërçuese është baras me zero. Karakteristikat e përgjithshme të materialeve gjysmëpërçuese: a) σ rritet gadi për çdo temperaturë b) σ varet nga deformimi i kristaleve, koncentrimi dhe llojet e shtesave në material shumë më tepër se te metalet c) σ varet shumë nga faktorët e jashtëm: temperaturës,shtypjes,intensitetit të dritës,fushës elektrike dhe magnetike,etj

121

Paraqitja e ngarkesave të lira në materialet gjysmëpërquese të pastërta-Si i pastër (14 elektrone) - 4 elektrone valente Bërthama dhe 10 elektronet tjera-mbetja atomike Qdo atom në kristalin e Si- i rrethuar me 4 atome tjera Qelia elementare e kristalit të Si

Paraqitja skematike e shpërndarjes së atomeve dhe e elektroneve valente në kristalin e Si

122

Ndërmjet dy atomeve të afërta të Si- lidhja kovalente Në zeron absolute te kristali ideal i Sielektronet të lidhur për atomet amë Nuk ka elektrone të lira-nuk mund të mëkëmbet rryma elektrike nën ndikim të fushës elektrike Mëkëmbja e rrymës elektrike në kristaleekzistimi i elektroneve të lira- gjenerimi, kur kristalit i shtohet energji termike e dritës ose energji tjetër 123

Gjenerimi i elektroneve të lira në kristalin e Si: a)Në llogari të energjisë termike dhe b)Në llogari të energjisë së absorbimit të dritës

Gjenerimi i çdo elektroni të lirë-lind një lidhje jo e plotë kovalente – zbrazëtirë Në kristalet e pastërta-numri i elektroneve të lira i njëjtë me numrin e zbrazëtive Material vetiak apo i pastër gjysëmpërçuesmateriali gjysmëpërques i cili ka numër të njëjtë të elektroneve të lira dhe zbrazëtive edhe në temperatura të ulta 124

Koncentrimi i elektroneve të lira dhe zbrazëtive te Si i pastër - 1010cm-3. Kur rritet temperatura- rritet numri i lidhjeve të shkëputura kovalente-rritet koncentrimi i elektroneve të lira dhe i zbrazëtive Elektronet e lira- lëvizje kaotike(zigzage) në mungesë të fushës elektrike Gjatë lëvizjes termike elektronet e lira marrin ndonjë nga lidhjet e shkëputura kovalente-zhduket një elektron dhe një zbrazëtirë- rekombinim

Gjenerimi dhe rekombinimi i elektroneve dhe zbrazëtive te materialet vetiake 125 gjysmëpërçuese

Zbrazëtitë,mund të mbushen me ndonjë elektron valent të atomeve të afërta-zbrazëtira paraqitet në vendin e elektronit valent.

Paraqitja skematike e lëvizjes kaotike të elektroneve të lira dhe me kuazilidhje të Si të pastër

126

Zbrazëtitë kalojnë nga një atom në tjetrin-lëvizje kaotike Elektronet me kuazilidhje -energji që i përket vetëm zonës valente Kur materiali gjysëmpërçues vendoset në fushën elektrike E,atëherë: J n = σ n ⋅ E n = e ⋅ µ n ⋅ n ⋅ E Edhe elektronet e lidhura do të lëvizin në mënyrë të orientuar

Paraqitja skematike e lëvizjes së elektroneve të lira, zbrazëtive dhe elektroneve me kuazilidhje(vijat e këputura) nën veprimin e fushës së jashtme elektrike 127

Mëkëmbja e rrymës - elektronet e lira dhe elektronet me kuazilidhje Lëvizja e zbrazëtive- kahje të njëjtë me atë të fushës së jashtme elektrike Për elektronet me kuazilidhje kemi: J n ' = e ⋅ µ n '⋅n'⋅E Vektori i dendësisë së rrymës elektrike është: J = J n + J n ' = ( µ n ⋅ n + µ n '⋅n' ) ⋅ e ⋅ E

Vrimat - grimca me elektrizim të barabartë me vlerën absolute të elektrizimit të elektroneve, J n ' = e ⋅ µ n '⋅n'⋅E = e ⋅ µ p ⋅ p ⋅ E = J p

a) Në çdo material gjysëmpërçues- dy lloje bartësish të ngarkesave: elektronet e lira dhe elektronet me kuazilidhje (elektronet valente) 128

b) Lëvizja e elektroneve me kuazilidhje-lëvizje e gropëzave (ngarkesa pozitive) Tek materialet gjysëmpërçuese jo të pastërta (materiale me shtesa) ,si te Si te i cili një atom zëvendësohet me një atom të As ose ndonjë atom tjetër(nga grupi i pestë):

Paraqitja skematike e kristalit të Si në të cilin një atom është zëvendësuar me a) Atom të As dhe b) atom të B 129

Në kristalin e Si, 4 nga 5 elektronet valente të As formojnë lidhje kovalente me elektronet valente të atomeve më të afërta të Si. Elektroni i 5 i As nuk mund të merr pjesë në lidhje kovalente - në të vepron edhe atomi i Sirreth atomit të As (T=0) Me rritjen e temperaturës, ky elektron e lëshon atomin e vet - atomi i As bëhet jon elektropozitiv i njëfishtë “+”. Elektroni që lëviz rreth atomit të As, është në ambient të Si me permitivitet dielektrik εr=12. 130

Atomet me shtesa të As lirojnë elektrone të lira – shtesa donore (atome donore me shtesa)-jonizohen-Niveli energjetik donor Ed. Paraqitja e elektronit të lirë te kristali i Siparaqitja e zbrazëtisë në zonën valente. Numri i elektroneve të lira që paraqiten si rezultat i jonizimit të atomeve donore është shumë më i madh se sa numri i elektroneve (zbrazëtive) të lira që paraqiten te atomet amë (n»p). Formimi i rrymës elektrikeGjysëmpërçues i tipit n elektronet e lira-rol dominant-bartës kryesorë Zbrazëtirat-bartës sekondarë 131

Kur një atom i Si,zëvendësohet me një atom të B(ose ndonjë elementi tjetër të grupit të tretë). Bori është trevalent. Elektronet valente të B formojnë lidhje kovalente me elektronet valente të tri atomeve të Si.Lidhja e katërt- nga disa elektrone valente më larg atomit të Si. Atomi i B-jon i elektrizuar negativisht,”-”. Nga vendi ku ka ardhë elektroni mbetet zbrazëti, e cila lëvizë nëpër material gjysmëpërçues. - atomet shtesë akceptore - Niveli akceptorë energjetik Ea (p»n). Rryma elektrike te materialet gjysmëpërçuese me shtesa akceptore- zbrazëtitë-gjysmëpërçues të tipit p. 132

Klasifikimi i materialeve gjysëmpërçuese -në bazë të strukturës kristalore -madhësisë së zonës së ndaluar energjetike -lidhjeve kimike -përdorimit të tyre,etj. a) Materiale gjysëmpërçuese elementare -12 materiale elementare

Renditja e elementeve gjysmëpërçuese në sistemin periodik të elementeve 133

Dy grupet e para -nuk kanë elemente gjysmëpërçuese Grupi i tretë - vetëm Bori element gjysmëpërques Grupi i katërt - C, Si, Ge dhe Sn (α-modifikimi) Dy modifikimet alotropike të karbonit (grafiti dhe diamanti) kanë veti gjysëmpërçuese. Grupi i pestë - P, As dhe Sb Grupi i gjashtë - S, Se dhe Te Grupi i shtatë - J. Karboni (C)-Element i grupit të katërt Në natyrë-në formë bashkëdyzimesh:karbonatin e kalciumit(CaCO3), magnezit(MgCO3),dollomit(CaCO3· MgCO3) dhe siderit(FeCO3). 134

Modifikimet alotropike të C: grafiti dhe diamanti (Ndryshimi për shkak Grafiti: - material i butë të strukturës kristalore) -Zona e ndaluar energjetike e ngushtë -Përçueshmëri elektrike specifike të madhe -Atomet e C të renditura në bazat e gjashtëkëndëshit të rregullt -Intensiteti i lidhjeve është i madh -Forca të dobëta të Van Der Valsit -Dendësi të vogël -Lehtë copëtohet -Anizotrop -Material për fitimin e trupave të ngrohtë, elektrodave,brushave, rezistorëve, etj.

135

Diamanti: - fortësi të madhe -Zonë ndaluese të gjërë -Përdoret për njehsorë kristalorë të rrezatimeve dhe grimcave të jonizuara Veçoritë Përçueshmëria specifike elektrike gjatë temperaturës 300 K (Ωcm)-1 Gjerësia e zonës së ndaluar, eV, ∆Eg/∆T (eV) Lëvizshmëria gjatë 300 K (cm2/Vs) elektroneve gropëzave

Modifikimet diamanti

grafiti

10-8 5,6 (OK) -1,2⋅10-4 1800 1200

1⋅103 0,1 (300 K)

Disa veçori të grafitit dhe diamantit

Silici (Si) - element i grupit të katërt -shumë i përhapur në natyrë -Përfitimi: nga rëra e kuarcit (SiO2)-në furrat elektrike(1500-1750°C)me reduksionin e koksit -fitohet legura e Si dhe Fe(ferosilici)-rërës së kuarcit dhe C i shtohet edhe Fe 136

Formohen bashkëdyzimet:SiCl4, SiHCl3 dhe SiH4me procese kimike-Si polikristalorë(i pa pastër)-Si pastrohet-Si i pastërt. -ngjyrë të përhimët të mbyllur.Pjesët e fërkuara kanë shkëlqim çeliku. -thyhet lehtë -strukturë kristalore të diamantit -Lidhja kovalente e fortë -Zona e ndaluar e gjërë-varet nga temperatura -temperatura e shkrirjes relativisht e lartë 137

Veçoritë Mikrofortësia [kg/mm2] Temperatura e shkrirëjes [°C] Koeficienti i përçueshmërisë termike [W/mK] në 300K Gjerësia e zonës së ndaluar [eV] gjatë: 300K 0K Koncentrimi vetjak [cm-3] gjatë temperaturës prej 300K Lëvizshmëria [cm2/Vs] gjatë temperaturës prej 300K e: elektroneve zbraztësirave Permitiviteti relativ statik Fortësia dielektrike [MV/m]

Vlerat numerike 7 (M)* 1421 145 1,12 1,16 1,6 ⋅ 1010 1500 600 11,9 30

Disa veqori të Si në kushte të caktuara

Duke e rritur temperaturën - zvogëlohet gjërësia e zonës së ndaluar: Eg=1.21-3.6·10 -4 ·T

Varësia e gjërësisë së zonës së ndaluar nga temperatura te Si i pastër 138

Rezistenca elektrike specifike,në zeron absolute: 103Ωm

Varësia e përçueshmërisë specifike elektrike nga temperatura për Si Varësia e koncentrimit vetiak të ngarkesës nga temperatura për Si 139

Nivelet donore dhe akceptore të shtesave të ndryshme në përbërjen e Si

Varësia e tretshmërisë së elementeve në Si nga temperatura

As,P dhe B kanë tretshmëri më të madhe. Shtesa donore

Shtesë akceptore 140

Elementet e grupit I,II,VI dhe VIII në Si- shtesa të thella (nivelet energjetike donore janë shumë larg kufirit të zonës përçuese dhe niveli akceptor shumë larg kufirit të sipërm të zonës valente). Këto elemente mund të jenë-akceptore ose donore në Si si shtesa; të jonizuara njëfish ose shumëfish.

a) Varësia e koncentrimit të zbrazëtive në Si nga temperatura b) Varësia e lëvizshmërisë së Hall-it të zbrazëtive të Si nga temperatura c) Varësia e përçueshmërisë elektrike specifike të Si nga temperatura.Shtesa në Si janë atomet e Borit me koncentrime të ndryshme 141

Kur përqëndrimi i shtesave është i madh – σ e Si mbetet konstante. Kur rritet temperatura-rritet edhe σ e Si,i cili tani vepron si përçues

a) Varësia e koncentrimit të elektroneve në Si nga temperatura b) Varësia e lëvizshmërisë së Hall-it të elektroneve në Si nga temperatura c) Varësia e përçueshmërisë elektrike specifike të Si nga temperatura.Shtesat në Si janë atomet e As me koncentrime të ndryshme 142

Si kristalor- shumë inert. Si amorf –më shumë afinitet. -Nuk tretet në acide -Tretet mirë në baza të zbutura dhe të përçëndruara -Tretet mirë në përzierjen HNO3 + NF. -Nuk hyn direkt në reaksion kimik me H2 - me metoda speciale kimike-silane(monosilani-SiH4). -Monosilani-pangjyrë dhe stabil,pa prezencën e ajrit -Zbërthehet në Si dhe H2,kur arrin temperaturën 400°C -Si bashkëdyzohet me elemente halogjene(SiCl4– tetrokloridi i silicit, tetrajoditi i Si-SiJ4)

143

Tetrakloridi i silicit - gjysmëprodhimi më i rëndësishëm gjatë fitimit të Si të pastër. Si me O formon dy bashkëdyzime: Silicmonoksidin(SiO) dhe Silicdioksidin(SiO2)materiale dielektrike Me azotin: nitrit silicin(Si3N4)-material dielektrik Me fosforin: monofosfidi i Si(SiP). Si - materiali kryesor gjysëmpërçues(transistorë dioda dhe qarqe integruese) Komponentet nga Si-temperaturën e punës deri 200°C. -bateri të diellit,etj. 144

Germaniumi (Ge) - element i grupit të katërt -Prani të madhe në tokë-shumë i shpërndarë -Mineralet:germaniti(Cu3GeS4), argiroditi (4Ag2S·GeS2), plumbogermaniti(PbGe)2(OH)2 SO4·2H2O). -Xehet sulfide të Zn dhe Pb dhe gurët e thëngjillit -Ge ka shkëlqim metalik -Mjaft i fortë,por thehet lehtë -Strukturë kristalore diamanti -Gjërësia e zonës së ndaluar e vogël-varet nga temperatura -Temperatura e shkrirjes e vogël 145

Disa veçori të Ge gjatë kushteve të caktuara Veçoritë e Ge Mikrofortësia (kg/mm2) Tem.e shkrirjes (°C) Koef.i përçuesh.term.gjatë tem. 300 K (W)/mK) Gjerësia e zon.së ndaluar (eV) për kalim direkt gjatë 300 K gjatë 0 K koncent.vetjak, cm-3, për 300 K Lëvizshmëria (cm2/Vs), për 300 K të elektroneve të zbraztirave Permetiviteti relativ statik Fortësia dielektrike (MV/m)

Vlerat numerike 6 (M) 937 64 0,803 0,890 2,5 ⋅ 1013 3900 1900 15,0 10

Rezistenca specifike elektrike e Ge: 47Ωcm. Pastërtia e Ge është 99.9999999%

Varësia e gjërësisë së zonës së ndaluar nga temperatura te Ge i pastër 146

Varësia e përçueshmërisë specifike të Ge nga temperatura

Varësia e koncentrimit të ngarkesave në Ge në funksion të temperaturës

Në Ge ka shtesa-varësisht nga përbërja kimike-shtesa donore ose akceptore

Nivelet donore dhe akceptore të shtresave të ndryshme në Ge 147

a) Varësia e koncentrimit të elektroneve në Ge nga temperatura b) Varësia e lëvizshmërisë së Hall-it të elektroneve nga temperatura te Ge c) Varësia e përçueshmërisë specifike elektrike të Ge nga temperatura.Shtesat në Ge janë atomet e As me koncentrime të ndryshme

- Ge i pastër nuk reagon ndaj hidrogjenit - Ge me oksigjenin: oksidi i Ge(GeO) dhe dioksidi i Ge(GeO2) -Tretja e ujit në GeO2 –përçues i mirë i rrymës elektrike 148

- Në ajër të thatë-Ge mbulohet me shtresë oksidi -Në ajë me lagështi-Ge errësohet ngadalë - Oksidimi i Ge – mbi 150°C(423K) -Tretet me peroksid hidrogjeni -Gjatë nxehjes(250°C) reagon me elemente halogjene-tetrakloridi i Ge(GeCl4) - me Sulfurin - GeS dhe GeS2 - me N:Ge3N2 -Me P:Germanium monofosfidi 149

Ge dhe Si-tretje të forta-gjeneratorë termoelektrikë Më 1945-dioda e parë nga Ge,më 1948-transistori i parë

Seleni (Se) - element i grupit të gjashtë Në natyrë-bashkëdyzime:piriti,halkopiriti dhe sfaleriti Përfitimi i Se-nga mbeturinat nga komorat e plumbit Se-formë amorfe dhe dy modifikime kristalore(α, β) - strukturë heksagonale - Se ka veti të materialit fotopërçues - Ndërtimi i ridrejtuesve -Shtresa mbrojtëse dhe filtra Struktura kristalore e Se 150

B) Bashkëdyzimet gjysmëpërçuese Sipas numrit të elementeve: -bashkëdyzime gjysëmpërçuese të njëfishta, të dyfishta(binare) dhe të shumëfishta AIIBVI, AIIBV, AIIIBV, AIVBIV, A2IIIB3VI, A2VB3VI,etj

Skema e formimit të bashkëdyzimeve gjysmëpërçuese inorganike

151

Në bashkëdyzimet e grupeve II dhe IV: oksidet,sulfidet, selenidet dhe teluridet e Be,Cd,Zn dhe Hg. Bashkëdyzimet Veçoritë Struk. kristalore Temp. e shkrirjes, (°C)

ZnS

ZnSe

ZnTe

CdS

CdSe

CdTe

S,V,R 1830

S,V 1515

S,V 1295

S,V 1750 për 100 at 4,81 -

S,V 1250

S 1098

5,82 90

5,86 60

2,4 -4,9 240 50

1,8 -4,6 800

1,45 -4,1 76 60

2,0 >0 -

0,6 104 -

0,02-0,4 (1-1,7)⋅104 -

10-109

102-103

109-1910

30,7 1,2

5,6⋅102 25,6 1,2

6⋅102 48,0 3,4,5

Dendësia (Mg/m3) 4,1 5,26 5,7 Mikrofortës. (kp/mm2) 178 135 100 Gjerësia e zonës së ndaluar (eV) për 300K 3,6 2,7 2,2 -5,3 -7,2 (∆Es/∆T)⋅104 (eV/K) Lëvizsh. e elektroneve 165 100 (për 300K (e/Vs)) Lëvizsh. zbrazëtirë 105-107 108-1010 ρ (Ωm), gjatë 300 K Koef. përç. termike (W/mK) 3,4⋅103 5,75 8,26 εs /ε0 8 8,1 10,18 ε00 /ε0 Mënyra e përfitimit 2,3 1,2,3,4 1

7-9 2,3

1,1⋅103 7,6 9,7-10,7 11 2,3,4 1,2,4

HgS

HgSe

S S 145 800 për 100 at 8,26 25 (M)

Disa veçori të bashkëdyzimeve gjysmëpërçuese të grupeve II dhe VI të elementeve

HgTe S 670 8,42 35

-mbarimin e fotorezistorëve(CdS, CdSe, ZnS,ZnSe, CDTe, ZnTe) -laserëve gjysëmpërçues(ZnS, CdS,CdSe,CdTe) -stabilimenteve piezoelektrike(CdS, CdSe) 152

Bashkëdyzimet e grupeve III dhe V: GaS dhe InSb Bashkëdyzimet Veçoritë Struk. kristalore Temp. e shkrirjes, (°C) Dendësia (Mg/m3) Mikrofortës. (kp/mm2) Gjerësia e zonës së ndaluar (eV) për 300K (∆Es/∆T)⋅104 (eV/K) Lëvizsh. e elektroneve (për 300K (e/Vs)) Lëvizsh. zbrazëtirë Koef. përç. termike (W/mK) εs /ε0 ε00 /ε0 Mënyra e përfitimit

AlP

AlAs

AlSb

GaP

GaAs GaSb

InP

InAs

InSb

S 2273 2,37 5,5(M

S 2013 3,60 5,2

S 1330 4,28 4

S 1740 4,07 9,5

S 1510 5,32 7,6

S 985 5,65 4,7

S 1333 4,78 4,4

S 1215 5,67 3,3

S 798 5,78 2,35

2,45 -2,6 80 30

2,16 -4,0 280 -

1,60 -3,5 200 550

2,26 -4,7 190 120

1,43 -4,0 9500 450

0,70 -3,6 4000 1400

1,35 -2,8 4600 150

0,36 -3,5 33000 460

0,18 -3,0 78000 750

92,1 10,9 8,5 1,2

84 14,4 10,24 1,2

58,6 11,12 9,09 1,2

75,3 12,53 10,9 1,2

46 15,63 14,44 1,2

33,5

67 12,35 9,52 1,2

26,8 14,55 11,8 1,2

16,7 17,72 15,7 1,2

12 1,2

Disa veçori të bashkëdyzimeve gjysëmpërçuese të grupit III-V

-për fitimin e fotodiodave,lasereve gjysmëpërçuese,tunel dodave, transistorëve, detektorëve të rrezatimit ifrakuq, baterive solare,etj.

Bashkëdyzimet e grupeve IV dhe VI: halogenidet e Ge, Sn dhe Pb (SnS,SnSe,GeS,GeSe)-rrjet rombik -lidhje jonike-kovalente

153

Bashkëdyzimet Veçoritë Rrjeta kristalore Temperat. e shkrirjes, (°C) Dendësia (Mg/m3) Gjerësia e zonës së ndaluar energj. (eV) gjatë 300K Elektronet Lëvizshmëria e (eV) 300 K Zbraztirat εs /ε0 ε00 /ε0 Mënyra e përfitimit

GeS

GeSe

GeTe

SnS

SnSe

SnTe

romb 655 4,01

romb 670 5,52

kubike 725 6,19

romb 881 5,08

romb 880 6,12

kubike kubike kubuke kubike 806 1114 1065 917 6,45 7,5 8,3 8,2

1,8 -

1,53 70

0,5-1,0 100

1,08 95

0,90 800 110

1,2

PbS

PbSe

PbTe

0,26 500 400

0,41 610 620

0,29 1200 1000

0,32 1800 900

1,2

172 17 1,2

206 24 1,2

380 33 1,2

Disa veçori fizike të bashkëdyzimeve gjysmëpërçuese të grupit IV dhe VI

- për ndërtimin e gjeneratorëve termoelektrikë (300600°C) - Detektorëve të rrezatimit infrakuq -lasereve gjysmëpërçues -elementeve memorike laserike Bashkëdyzimet e grupeve V dhe VI: sulfidet, selenidet, teluridi i antimonit dhe arsenit - veti termoelektrike 154

Bashkëdyzimet Veçoritë

As2S3

As2Se3

As2Te3

Sb2S3

Sb2Se3

Sb2Tbe3

Bi2S3

Be2Te3

Struktura kristalore Dendësia (Mρ/cm3)

M 3.43

M -

M 6.1

R 4.64

R 5.81

Rb 6.57

Rb 6.73

Rb 7.40

Rb 7.86

Temperatura e shkrirjes (oC)

325

360

362

546

612

621

750

706

585

Gjerësia e zonës së ndaluar energjetike (eV) gjatë 300K

2.5

1.6

1.0

1.64

1.0-1.2

0.2-0.3

1.3

0.28

0.13-0.15

170

-5.7 -

-7 100

2 600

-0.95 1250

360

200

515

6.6

2.0

2.3

0.7-1.5

(∆Es/∆T) 104(eV/K) ELEKTRONEVE lëvizshmëria (cm2/Vs) gjatë 300K ZBRAZTËSIRA Koef. i përçueshmërisë termike (W/mK) gjatë 300K Koeficienti i forcës termoelektromotore (µV/K) Mënyra e përfitimit**

1.2

-1000

+1200

+100

-700

-300

+230

1.2

Disa veçori të bashkëdyzimeve gjysmëpërçuese të grupeve V dhe VI

-gjeneratorë termoelektrikë -ftohës të ndryshëm 155

Përcaktimi eksperimental i koncentrimit dhe i lëvizshmërisë së bartësve të ngarkesave elektrike -te gjysmëpërçuesit e tipit p: σp=e⋅p⋅µp (pak shtesa)

Konstanta e Hall-it:

R pH

1 = e⋅ p

R pH =

r e⋅ p

r-shpërndarja e bartësve për shkak të vibracioneve termike të atomeve, r-faktori i Hall-it µ = R pH dhe p = r p

σp

e ⋅ R pH

156

Pasi që |RH|σ =µH , tek materialet gjysmëpërçuese të tipit p,kemi: µ pH = r ⋅ µ p Te materialet gjysmëpërçuese të tipit n: RnH = −

r dhe σ n = e ⋅ nµ n e⋅ p

r n = 1− e ⋅ RnH

dhe

µn =

σ n RnH r

157

Ju faleminderit!

158