filebar
Методические пособия по сварочным работам

Удельное электрическое сопротивление поверхностных слоев контактирующих деталей (1)

В формулу (36), определяющую внутреннее сопротивление контакта идеально чистых металлических поверхностей, входит величина удельного сопротивления рд. Простой подсчет показы-вает, что значения рд может в сотни и даже в тысячи раз превосходить величины удельных сопротивлений металлов для его макроскопических масштабов. Рассмотрим это подробнее. Прежде всего отметим, что по закону Матйссена, удельное сопротивление всякого вещества сложной неоднородной структуры определяется равенством
Рд = Ро + р мд-    (50)

Первый член суммы р0 характеризует отражение волн проводи-мости за счет теплового колебания частиц кристаллической решетки. Второй член рм9 обусловливает отражение волн проводимости всеми микродефектами (дислокации, вакансии, междуузельные и примесные атомы и др.)- Для полупроводниковых материалов установлено, что.

Здесь р„ — удельное сопротивление металла при комнатной тем-, пературе; Е — энергия, необходимая для перевода свободных электронов с основного уровня на уровень проводимости. Численно эта величина в модели потенциального ящика отображает ширину запрещенных зон.

Имеются основания полагать, что металлическая поверхность в контакте при его деформациях структурно значительно ближе подходит к полупроводниковому веществу, чем к металлу в его глубинных слоях. Поверхность металла не только в самой крайней степени насыщается различными микродефектами, но и перемешивается с раздробленными частицами оксидных пленок и продуктами распада адсорбционных наслоений. Для полупроводников, в формуле (51), энергия Е пропорциональна количеству микродефектов, в частности количеству посторонних примесных атомов. При холодной деформации поверхностного слоя контактируемых деталей вполне уместно предположить, что вместо энергии Е может быть использована величина действующего давления а. Такое предположение основано на том, что действующее давление прямо пропорционально той механической энергии, которую мы в холодном контакте концентрируем на контактных поверхностях созданием множества дислокаций и точечных микродефектов. Если же в числителе экспоненты мы считаем 0 действующим давлением, то знаменатель экспоненты вместо kQ в формуле (51) должен быть принят равным пределу текучести.

Следовательно, в формуле (51) мы используем экспоненту.

Формула (51) показывает, что при полном отсутствии микродефектов удельное сопротивление полупроводника величина постоянная. Для случая поверхностных слоев контакта это не так. Дело в том, что сама микрогеометрия поверхности уже обусловливает совершенно особые явления в тех контактных мостиках, которые оказываются на данный момент проводящими. Здесь имеют место и туннельный эффект, и явление фриттинга. Туннельный эффект — это свойство электронов проходить через потенциальный барьер, превышающий их среднюю энергию. Туннельный эффект наиболее вероятен при толщине оксидных («изолирующих») пленок не более 5-10"7 см.

Яндекс.Метрика