Cable de molibdeno sólido es un material de metal raro con alto punto de fusión, alta resistencia y excelentes propiedades termoeléctricas. Se usa ampliamente en muchos campos técnicos de alta gama, como la fabricación de semiconductores, el recubrimiento de vacío, la iluminación, los sistemas de campo térmico, etc. En estas aplicaciones, las propiedades físicas del cable de molibdeno determinan directamente su eficiencia y estabilidad de trabajo. Uno de los factores clave que afectan las propiedades físicas del cable de molibdeno es su pureza. Los ligeros cambios en la pureza del alambre de molibdeno pueden causar diferencias significativas en sus propiedades físicas, como conductividad, conductividad térmica, coeficiente de expansión térmica y densidad.
Cambios en la conductividad
La conductividad del cable de molibdeno tiene un impacto directo en su rendimiento en los sistemas electrónicos, electrotermales y de energía. El molibdeno de alta pureza tiene una excelente conductividad eléctrica, y su resistividad está cerca de 4.8 × 10^-8 Ω · m. Con el aumento del contenido de impurezas, especialmente la presencia de impurezas como el oxígeno, el carbono, el hierro y el silicio, se generarán centros de dispersión de electrones en la estructura de la red, obstaculizando el movimiento de electrones libres y reduciendo significativamente la conductividad del alambre de molibdeno.
En escenarios de control de electrodos de alta frecuencia, alta frecuencia o precisión, como la soldadura del haz de electrones, el mecanizado de electropark (EDM) o los dispositivos de dopaje de semiconductores, la disminución de la conductividad conducirá directamente a un aumento del consumo de energía del sistema, una mayor generación de calor, desagradable de resistencia y la precisión de control de control. Mejorar la pureza del cable de molibdeno puede suprimir efectivamente el fenómeno del aumento de la resistencia, extender la vida útil y mejorar la estabilidad del rendimiento eléctrico.
Influencia de la conductividad térmica
El molibdeno tiene una excelente conductividad térmica, y su conductividad térmica es de aproximadamente 138 w/(m · k) a temperatura ambiente. El tamaño de la conductividad térmica afecta directamente la eficiencia de distribución de calor del cable de molibdeno en los sistemas de campo térmico, los calentadores de vacío y las fuentes de luz eléctrica. Cuanto mayor sea la pureza del alambre de molibdeno, menos impurezas se distribuyen en la red, más ordenado es la vibración térmica de la red, y más eficiente es la conducción de energía térmica.
Debido a la diferencia de masa entre los átomos de impureza y los átomos de molibdeno y el desajuste de la red, el cable de molibdeno de baja pureza forma una fuente de dispersión de resistencia térmica dentro del cristal, lo que resulta en obstrucción de la transmisión de energía térmica, reduciendo así la conductividad térmica. Especialmente en situaciones en las que se requiere la disipación de calor rápido o la estabilidad de alta temperatura, la pureza insuficiente causará un sobrecalentamiento local, lo que lleva a la ablación por componentes, la deformación o la falla. El uso de alambre de molibdeno de alta pureza puede mejorar significativamente las capacidades de gestión de la energía térmica y la uniformidad del campo térmico.
Fluctuación del coeficiente de expansión térmica
El coeficiente de expansión térmica lineal del material de molibdeno es de aproximadamente 4.8 × 10^-6/k en el rango de la temperatura ambiente a 1000 ° C. Esta característica determina su estabilidad dimensional durante el ciclo térmico. Cuando el cable de molibdeno se usa para el control de desplazamiento de precisión o el soporte de componentes estructurales en condiciones de diferencia de temperatura extrema, la estabilidad del coeficiente de expansión térmica es extremadamente alta.
Cuando el cable de molibdeno contiene elementos de impureza como oxígeno, nitrógeno y carbono, es fácil formar estructuras de segunda fase como óxidos y carburos en límites de grano o granos internos. Estas estructuras tienen diferentes comportamientos de expansión térmica del cuerpo del molibdeno, lo que resulta en coeficientes de expansión térmica desiguales del material en su conjunto, lo que finalmente conduce a problemas como una mayor deformación térmica del dispositivo, desajuste dimensional y pelea de interfaz. El cable de molibdeno de alta pureza puede mantener una mejor estabilidad dimensional térmica debido a su estructura de cristal único y sin interferencia de impureza.
Densidad y densidad estructural
La densidad teórica del molibdeno es de 10.2 g/cm³. En condiciones de alta pureza, los cristales dentro del alambre de molibdeno están densamente dispuestos, con pocos defectos y baja porosidad, que está más cerca de la densidad teórica. Por el contrario, debido a la presencia de defectos estructurales, como las inclusiones de impureza, los poros y las capas internos, la densidad real del cable de molibdeno de baja pureza disminuye, la estructura está floja y su resistencia mecánica general y estabilidad térmica se ven afectadas.
La reducción en la densidad también provocará efectos secundarios como la distribución desigual de la capacidad de calor específica, la concentración de estrés e interrupción de las rutas de conducción de calor. Durante los cambios repentinos en la carga térmica o la operación de alta potencia, el cable de molibdeno de baja densidad es más propenso a las grietas de fatiga térmica o fracturas locales. Por lo tanto, el cable de molibdeno de alta pureza es más estable y confiable en el campo de la fabricación de alta gama debido a su fuerte densidad estructural y alta previsibilidad de los parámetros físicos.
Influencia del magnetismo y comportamiento electrónico
El molibdeno en sí es un metal no magnético, pero algunas impurezas de metales de transición (como el hierro, el níquel y el cobalto) tienen cierto magnetismo, que introducirá momentos magnéticos locales, destruirá la simetría de las órbitas de electrones y afectará la precisión de la respuesta del cable de molibdonum en sistemas de control magnético o las rutas de haz de electrones. El uso de alambre de molibdeno de alta pureza en equipos de control magnético puede mejorar significativamente la capacidad de control y la repetibilidad del sistema.
Además, la pureza también afecta la estabilidad del cable de molibdeno en el comportamiento electrónico cuántico, como la distribución de la carga superficial, las características de emisión de campo, el coeficiente de emisión de electrones secundarios, etc., que afecta indirectamente su rendimiento en fuentes de iones, electrodos y dispositivos microelectrónicos.
