Электропроводность сплавов и металлов: ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ МЕТАЛЛОВ. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ МЕТАЛЛОВ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ МЕТАЛЛОВ. ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ МЕТАЛЛОВ

Электропроводность чистых металлов зависит от структуры их кристаллической решетки и температуры окружающей среды. Плотность тока в проводниковом материале (закон Ома в дифференциальной форме) определяется формулой:

, [ ],

где — удельная объемная проводимость проводника, [ ],

Е – напряженность электрического поля, [ ].

В соответствии с законом Ома удельная объемная проводимость металлических проводников не зависит от напряженности электрического поля при изменении последней в весьма широких пределах, т.е. .

Согласно классической электронной теории металлов их удельная объемная проводимость может быть выражена следующим образом:

,

где е= — заряд электрона,

n₀– концентрация электронов в единице объема металла, [ ]= ,

l — средняя длина свободного пробега электрона в металле (между двумя соударениями с узлами его кристаллической решетки), [ ]=м,

— масса электрона,

— скорость хаотического теплового движения электронов в металле, [ ]= .

При увеличении температуры наблюдается усиление колебаний узлов кристаллической решетки металла, что приводит к снижению . Рост температуры не приводит к росту концентрации электронов в единице объема металла, а также практически не влияет на . В общем случае изменение удельного сопротивления r (изменение удельной проводимости g) проводникового материала при изменении температуры характеризуется температурным коэффициентом удельного сопротивления:

, [ ]= .

В частном случае (в узком интервале рабочих температур ) справедлива кусочно-линейная аппроксимация зависимости :

,

где — удельное сопротивление проводникового материала, соответствующее начальной температуре, Ом*м,

— удельное сопротивление проводникового материала, соответствующее конечной температуре, Ом*м,

— начальная температура, К,

— конечная температура, К.

В связи с тем, что у чистых металлов с ростом температуры удельная объемная проводимость снижается, а удельное объемное сопротивление увеличивается, у них >0.

В сплавах металлов температурный коэффициент удельного сопротивления может быть:

· <0;

· >0;

· =0.

Кроме того, что у чистых металлов всегда положителен, он во всех случаях больше значения сплавов:

.

Структура кристаллической решетки сплавов металлов существенно отличается от относительно правильной кристаллической решетки чистых металлов. У сплавов металлов она зависит от способа их получения – горячего (несколько металлов расплавляются в одной форме, в которой затем совместно охлаждаются и кристаллизуются) или холодного (электролизного) (например, к ванне с раствором медного купороса подводится напряжение и сквозь нее протягивается стальная проволока, которая равномерно по всей поверхности покрывается осаждающейся на ней медью).

Большое влияние на структуру решетки сплава металлов оказывает горячий способ его получения. В этом случае атомы одного металла глубоко проникают в кристаллическую решетку другого металла и при остывании и затвердевании образуют очень прочное соединение. У большинства сплавов >0. Это объясняется тем, что кристаллическая решетка сплавов имеет дефекты, сдвиги, дислокации, микротрещины и не является симметричной. В результате, как и у чистых металлов, в таких сплавах наблюдается уменьшение средней длины свободного пробега электронов l с ростом температуры Т. Однако в сплавах металлов в отличие от чистых металлов при увеличении температуры Т наблюдается некоторое увеличение концентрации электронов в единице объема . Это объясняется различной степенью электроотрицательности металлов, входящих в сплав, а также различием между их работами выхода. Металл с меньшей электроотрицательностью будет отдавать валентные электроны со своей внешней электронной оболочки, которые могут переходить к более электроотрицательному металлу, увеличивая таким образом значение , но поскольку уменьшается быстрее, чем увеличивается , то >0. Когда снижение полностью компенсируется возрастанием =0. Классическая электронная теория металлов не позволяет объяснить, почему в некоторых сплавах металлов <0. С точки зрения квантовой механики электроны рассматриваются как электронная волна. В связи с этим при увеличении температуры и коллективном усилении колебаний узлов кристаллической решетки сплава металлов (фононов) наблюдается некоторое возрастание длины свободного пробега электронов l за счет их волновой природы и степени уменьшения их рассеяния на фононах. Таким образом, за счет возрастания l с ростом температуры Т в таких сплавах наблюдается рост (уменьшение ), что приводит к <0.

На величину сплавов металлов влияет количество металлов, входящих в сплав, степень их электроотрицательности, а также процентное соотношение между ними. Так, например, для медно-никелевого сплава при концентрации никеля менее 20% и более 60% наблюдается >0. Если эта концентрация находится в пределах 20-60%, то .

При плавлении большинство металлов увеличивает свой объем, т.е. уменьшают свою плотность (например, медь – температура плавления около 1100 ). При переходе меди в расплавленное состояние наблюдается скачкообразное увеличение ее удельного сопротивления. У редкоземельных металлов (сурьма, висмут, галлий), которые с ростом температуры при плавлении уменьшают свой объем и увеличивают плотность, наблюдается уменьшение удельного сопротивления.

2.5. Электропроводность металлических сплавов

Идеальная
решётка
металла
имеет
строго
периодический
потенциал
(рис.
2.2,
а).

Если
часть
атомов
меди
беспорядочно
замещена
атомами
другого
элемента,
то
поле
вблизи
примесных
атомов
не
такое,
как вблизи
собственных.
Потенциал
решётки
становится
непериодическим
(рис.
2.2,
б).
Он
нарушается
беспорядочно
распределёнными
примесями,
что
приводит
к
рассеянию
носителей
и
дополнительному
электрическому
сопротивлению.

Рис.
2.2.
Электропроводность
сплавов:

а
–
строго
периодический
потенциал
идеальной
решётки
металла;

б
–
нарушение
периодичности
потенциала
решётки
неравномерно
распределёнными
атомами
примеси;
в
–
периодичное
распределение
потенциала
при
равномерном
распределении
примеси

В
сплавах
примеси
вызывают
более
сильное
нарушение
периодичности
потенциала
решётки,
чем
тепловые
колебания.
Поэтому
сопротивление
сплава
ρ_сплзначительно
больше
сопротивления
ρ
чистых
металлов
и
определяется
в основном
рассеянием
носителей
на
примесях.

Как

показал

Нордгейм,

подвижность

для

бинарных

сплавов,

обусловленная

рассеянием

их

на

нарушениях
периодичности
потенциала
решётки,
определяется
следующим
приближённым
соотношением

где

p
и
1

p
–
относительные
доли
металлов,
образующих
сплав.

Подставим
в
выражение

соотношение
для
подвижности
сплава,
учитывая,
что
_{получимвыражение}
удельного
сопротивления
для
бинарного
(двойного)
сплава:

где

–
коэффициент
пропорциональности.

Функция
имеет

максимум

при
р=0,5_{,т.е.
при
равном
содержании
в
сплаве
обоих
компонентов.
Если}
сплавляемые
металлы
при
определённом
соотношении
компонентов
образуют
соединение
с
упорядоченной
внутренней
структурой,
то
периодичность
решётки
восстанавливается
(рис.
2.2,
в)
и
сопротивление,
обусловленное
рассеянием
на
примесях,
практически
полностью
исчезает.

Этот

факт

является

подтверждением

квантовой

теории

электропроводности,

согласно

которой
причиной
электрического
сопротивления
твёрдых
материалов
является
не
столкновение
свободных
электронов
с
атомами
решётки,
а
рассеяние
их
на
дефектах
решётки,
вызывающих
нарушение
периодичности
потенциала.

Идеально
правильная,
бездефектная
решётка,
имеющая
строго
периодический
потенциал,
не
способна
рассеивать
свободные
носители
заряда
и
поэтому
должна
обладать
нулевым
сопротивлением.
Это
не
явление
сверхпроводимости,
а
естественное
поведение
всех
абсолютно
чистых
металлов
при
предельно
низких
температурах,
вытекающее
из
квантовой
природы
их
электрического
сопротивления.

Сопротивление,
определяемое
рассеянием
на
примеси,
не
зависит
от
температуры
и
сохраняется
при
абсолютном
нуле.

Поэтому
его
называют
остаточным
сопротивлением
_ост.

При
температуре,
отличной
от
абсолютного
нуля,
к
остаточному
сопротивлению
_ост
прибавляется
сопротивление

_т,
обусловленное
рассеянием
на
тепловых
колебаниях
решётки,
и
общее
сопротивление
проводника

 
_ост
_т.

Так
как
для
сплавов
_ост
обычно
много
больше
_т,
то
вплоть
до
высоких
температур
их
удельное

сопротивление
меняется
с

температурой

значительно

слабее,

чем

у

чистых

металлов,

и

температурный

коэффициент

сопротивления
сплавов,
как
правило,
значительно
ниже
температурного
коэффициента
сопротивления
чистых
металлов.

Электропроводность металлов и сплавов — Студопедия

В металлах концентрация электронного газа максимальна и поэтому практически не зависит от температуры. Вследствие этого температурная зависимость электропроводности металлов определяется температурной зависимостью подвижности электронов вырожденного электронного газа (п.5.2). В достаточно чистом металле, где концентрация примесей невелика, подвижность, вплоть до весьма низких температур, определяется электрон-фононным рассеянием.

Подставив (5.24) в выражение (5.15), получим зависимость

σ ~ 1/Т, (5.60)

или для удельного сопротивления

ρ = 1/σ = αТ, (5.61)

где α – температурный коэффициент сопротивления.

В области низких температурконцентрация фононного газа пропорциональна Т³, поэтому длина свободного пробега

λ ~ Т^-3, (5.62)

а средний импульс фононов оказывается гораздо меньше импульса электрона.

В итоге эффективная длина свободного пробега электрона оказывается в сто раз меньше, а уточненные зависимости для ρ и σ примут вид

σ ~ Т ^-5, ρ ~ Т ⁵. (5.63)

В области температур, близких к абсолютному нулю, необходимо учитывать рассеяние электронов на примесных атомах. В этом случае, согласно (5.23), подвижность электронов не зависит от температуры и называется остаточным сопротивлением ρ₀

ρ = ρ_Т + ρ₀, (5.64)

где ρ_Т – доля температурнозависимого удельного сопротивления.

Последнее выражение называют правилом Матиссена, его график представлен на рис. 5.7, а.

а) б)

Рис. 5.7. Удельное сопротивление: а – металлы; б – сплавы;

1 – неотожженный состав; 2 – CuAu; 3 – Cu₃Au

Картина удельного сопротивления для сплавов оказывается гораздо более сложной, чем для чистых металлов. Она определяется химическим взаимодействием между компонентами сплава. Если химическое взаимодействие компонентов отсутствует, то примесные атомы создают дополнительные центры рассеяния электронов, искажая кристаллическую решетку металла. В этом случае удельное сопротивление сплава значительно выше, чем у чистых металлов. Для удельного сопротивления бинарных сплавов можно привести соотношение Нордгейма

ρ_спл = β[ω(1-ω)], (5.65)

где β – коэффициент пропорциональности;

ω, 1-ω – доли металлов, образующих сплав.

Очевидно, что ρ_спл имеет максимум при ω = ½ (рис. 5.7, б, график 1).

Однако, если атомы сплавов могут вступать в реакцию и образовывать интерметаллические соединения, то появляются области с пониженным удельным сопротивлением (рис. 5.7, б, 2, 3). Данный эффект объясняется упорядочением структуры сплава в этих областях и, как следствие, возрастанием длины свободного пробега электрона.

Самый электропроводный металл в мире

Ценность металлов напрямую определяется их химическими и физическими свойствами. В случае с таким показателем, как электропроводимость, эта связь не так прямолинейна. Самый электропроводный металл, если измерять данный показатель при комнатной температуре (+20 °C), — серебро.

Но высокая стоимость ограничивает применение деталей из серебра в электротехнике и микроэлектронике. Серебряные элементы в таких приборах применяются только в случае экономической целесообразности.

Физический смысл проводимости

Использование металлических проводников имеет давнишнюю историю. Ученые и инженеры, работающие в областях науки и техники, использующих электроэнергию, давно определились с материалами для проводов, клемм, контактов, печатных плат и т. д. Определить самый электропроводный металл в мире помогает физическая величина, называемая электрической проводимостью.

Понятие проводимости обратно электрическому сопротивлению. Количественное выражение проводимости связано с единицей сопротивления, которое в международной системе единиц (СИ) измеряется в Омах. Единица электрической проводимости в системе СИ – сименс. Русское обозначение этой единицы – См, интернациональное – S. Электрической проводимостью в 1 См обладает участок электрической сети с сопротивлением в 1 Ом.

Удельная проводимость

Мера способности вещества проводить электроток называется удельной электропроводностью. Самым высоким подобным показателем обладает самый электропроводный металл. Эта характеристика может быть определена для любого вещества или среды инструментально и имеет числовое выражение. Удельная электропроводность цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения связана с удельным сопротивлением данного проводника.

Системной единицей удельной проводимости является сименс на метр – См/м. Чтобы выяснить, какой из металлов самый электропроводный металл в мире, достаточно сравнить их удельную проводимость, определенную экспериментально. Можно определить удельное сопротивление при помощи специального прибора – микроомметра. Эти характеристики являются обратнозависимыми.

Проводимость металлов

Само понятие электрического тока как направленного потока заряженных частиц кажется более гармоничным для веществ, основанных на кристаллических решетках свойственных металлам. Носителями зарядов при возникновении электрического тока в металлах являются свободные электроны, а не ионы, как это бывает в жидких средах. Экспериментально установлено, что при возникновении тока в металлах не происходит переноса частиц вещества между проводниками.

Металлические вещества отличаются от других более свободными связями на атомарном уровне. Внутреннее устройство металлов отличается присутствием большого числа «одиноких» электронов. которые при малейшем воздействии электромагнитных сил образуют направленный поток. Поэтому не зря именно металлы являются лучшими проводниками электрического тока, и именно такие молекулярные взаимодействия отличают самый электропроводный металл. На особенностях структуры кристаллической решетки металлов основано еще одно их специфическое свойство — высокая теплопроводность.

Топ лучших проводников — металлов

4 металла, имеющие практическое значение для их применения в качестве электропроводников распределяются в следующем порядке относительно величины удельной проводимости, измеряемой в См/м:

1. Серебро — 62 500 000.
2. Медь – 59 500 000.
3. Золото – 45 500 000.
4. Алюминий — 38 000 000.

Видно, что самый электропроводный металл – серебро. Но подобно золоту, оно используется для организации электрической сети лишь в особых специфических случаях. Причина – высокая стоимость.

Зато медь и алюминий – самый распространенный вариант для электроприборов и кабельной продукции благодаря низкому сопротивлению электрическому току и ценовой доступности. Другие металлы применяются в качестве проводников редко.

Факторы, влияющие на проводимость металлов

Даже самый электропроводный металл снижает свою проводимость, если в нём присутствуют другие добавки и примеси. У сплавов иная, чем у «чистых» металлов, структура кристаллической решетки. Она отличается нарушением в симметрии, трещинами и другими дефектами. Снижается проводимость и при повышении температуры окружающей среды.

Повышенное сопротивление, присущее сплавам, находит применение в нагревательных элементах. Неслучайно для изготовления рабочих элементов электропечей, обогревателей применяют нихром, фехраль и другие сплавы.

Самый электропроводный металл — это драгоценное серебро, больше используемое ювелирами, для чеканки монет и т. д. Но и в технике и приборостроении его особые химические и физические свойства находят широкое применение. Например, кроме использования в узлах и агрегатах с пониженным сопротивлением, серебряное напыление предохраняет контактные группы от окисления. Уникальные свойства серебра и сплавов на его основе часто делают его применение оправданным, несмотря на высокую стоимость.

Электропроводность металлов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электрический ток передается в металлах движением электронов, образующих электронный газ. При отсутствии внешнего электрического поля электроны движутся во всех направлениях, и это движение электронов проводимости носит неупорядоченный характер. Под влиянием же разности потенциалов, приложенной к металлу извне, появляется направленное движение электронов. Движение электронов и осуществляет передачу электричества. Чем слабее электроны связаны с атомами, тем больше будет электропроводность металла.  [c.10]










Металлы относятся к проводникам первого ряда для них характерно прохождение тока, не сопровождающееся химическим изменением материала. В отличие от растворов электролитов, электропроводность металла не связана с переносом вещества и носит название электронной или металлической.  [c.10]

В главе о дисперсии. Действительно, взяв для меди, например, статическое значение электропроводности о = 5,14 10 с , найдем для желтого света, т. е. для V = 5 10 с , что о/у = 1000, тогда как = 1,67. Точно так же произведение для ртути значительно больше, чем для натрия, тогда как обычная электропроводность натрия несравненно больше, чем для ртути. Однако проверка указанных соотношений возможна, если определять д и х для более низких частот (инфракрасных), где и для оптических свойств металлов главную роль играют свободные электроны. Так, например, для X = 12 мкм требуемая теорией связь между оптическими константами и коэффициентом электропроводности металла хорошо оправдывается на опыте.  [c.494]

К ионным кристаллам относятся большинство диэлектриков с высокими значениями удельного электрического сопротивления. Электропроводность ионных кристаллов при комнатной температуре более чем на двадцать порядков меньше электропроводности металлов. Электропроводность в ионных кристаллах осуществляется, в основном, ионами.  [c.71]

Металлические твердые тела в отличие от других типов твердых тел, обладают рядом интересных особенностей. К этим особенностям следует отнести высокую электропроводность, металлический блеск, связанный с большими коэффициентами отражения электромагнитных волн, высокую пластичность (ковкость) и др. Удельная электропроводность металлов при комнатных температурах составляет 10 —10 Ом -м-, тогда как типичные неметаллы, например кварц, проводят электрический ток примерно в 10 раз хул е типичного металла серебра. Для металлов характерно возрастание электропроводности с понижением температуры. Из 103 элементов таблицы Менделеева 19 не являются металлами.  [c.82]

ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ  [c.255]

Соотношение между величинами потоков отраженной и поглощенной энергии должно зависеть от электропроводности металла. Опыт показывает, что чем больше электропроводность металла, тем выше его отражающая способность (например, благородные и щелочные металлы являются хорошими отражателями). Металлы с худшей электропроводностью (например, железо) имеют более низкий коэффициент отражения.  [c.25]

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ )  [c.153]

Действительно, огромное чпсло экспериментальных исследований, которые велись в течение по крайней мере столетия, еще не привели пас к полному пониманию природы электрического сопротивления металлов, однако вместе с тем такого обилия полезных сведений, которое получено при изучении электропроводности металлов, вероятно, нельзя было бы иметь с помощью каких-либо других измерений.  [c.153]

Л. III. Д- МАКДОНАЛЬД. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ  [c.168]

В случаях электропроводности металлов или теплопроводности неметаллов поле (или температурный градиент) приводит к постоянному возрастанию J, которое должно быть уравновешено процессами, в которых J не сохраняется. В случае теплопроводности металлов возрастание J уравновешивается термоэлектрическим полем, возникающим прп наложении условия, заключающегося в том, что электрический ток должен обращаться в нуль.  [c.286]

Дуговая плазменная струя — интенсивный источник теплоты с Бшроким диапазоном технологических свойств. Ее можно исполь зовать для нагрева, сварки или резки как электропроводных металлов (обе схемы рис. 53), так и неэлектропроводпых материалов, таких как стекло, керамика и др. (плазменная струя косвенного действия, рис. 53, б). Тепловая эффективность дуговой плазмониой струи зависит от величины сварочного тока и напряжения, состава, расхода и скорости истечения плазмообразующего газа, расстояния от сопла до поверхности изделия, скорости  [c.65]

Металлическая связь возникает при образовании из внешних (относительно слабо связанных с ядром) электронов отрицательно заряженного элек-тронного газа , в результате чего положительно заряженные ионы создают плотную, но пластичную кристаллическую решетку. Электроны, свободно перемещаясь между атомами, обеспечивают высокую электропроводность металлов. Металлическая связь усиливается при повышении концентрации электронного газа .  [c.6]

Металлические связи образуют структуры путем взаимодействия положительных ионов решетки (атомных остатков) и делока-лизированных, обобществленных электронов. Эти связи являются гомеополярными. Они по существу не относятся к химическим, и понятие металлические связи можно считать качественным, так как металлы не имеют молекулярного строения, а их атомы соединяются в кристаллические образования. Этот вид связи и обусловливает высокую прочность, пластичность и электропроводность металлов. Энергия связи — около Ю Дж/моль. Прочная металлическая связь наблюдается при образовании интер-металлидов и некоторых твердых растворов. Одна из ее особенностей — отсутствие насыщения, определяемого валентностью соответствующих атомов.  [c.10]

Взаимодействие света с металлом приводит к возникновению вынужденных колебаний свободных электронов, находящихся внутри металлов. Такие колебания вызывают вторичные волны, приводящие к сильному отражению света от металлической поверхности и сравнительно слабой волне, идущей внут])ь металла. Чем больше электропроводность металлов, тем сильнее происходит отражение света от нх поверхности. В идеальном проводнике, для которого а -> оо, поглощение полностью отсутствует н весь падающий на его поверхность свет отражается. Поэтому заметный слой металла является непрозрачным для видимого света. Сильное поглощение проникающей внутрь металла световой волны обусловлено превращением энергии волны в джоулево тепло благодаря взаимодействию почти свободных электро1Юв, испытываюидих вынужденные колебания под действием световой волны.  [c.61]

Таким образом, характерная особенность металла, состоящая в его высокой отражательной способности и проявляющаяся в наличии особого металлического блеска чистой (не покрытой окислами) поверхности металлов, связана с электропроводностью металла. Чем больще коэффициент электропроводности, тем, вообще говоря, выше отражательная способность металлов.  [c.489]

Подвижность носителей. Подвижность носителей заряда определяется согласно (7.124) временем релаксации т. Время релаксации было введено в модели свободных электронов Друде для объяснения теплопроводности и электропроводности металлов. Предполагалось, что за единичнре время любой электрон испытывает столкновение с вероятностью, равной 1/т, т. е. считалось, что результат столкновения не зависит от состояния электронов в момент рассеяния. Такое упрощение является чрезмерным. Частота столкновений электрона сильно зависит, например, от распределения других электронов, так как в силу принципа Паули электроны после столкновений могут переходить только на свободные уровни. Кроме того, в твердом теле существуют различные механизмы рассеяния. Поэтому при таком описании столкновений от приближения времени релаксации отказываются. Вместо введения времени релаксации предполагают существование некоторой вероятности того, что за единичное время электрон из зоны п с волновым вектором к в результате столкновения перейдет в зону с волновым вектором ki. Эту вероятность находят с помощью соответствующих микроскопических расчетов. Такой подход, однако, очень сильно осложняет рассмотрение.  [c.249]

В предыдущей главе при обсуждении вклада электронов проводимости в теплопроводность и теплоемкость металлов было установлено, что электронный газ в металлах является сильно вырожденным. Поскольку в этом случае концентрация электронов от температуры практически не зависит, температурная зависимость электропроводности металла o=e/ip, определяется зависимостьк> подвижности от Т. В области высоких. температур в металлах, так же как и в полупроводниках, доминирует рассеяние электронов на фононах. Выше было показано, что для вырожденного электронного газа подвижность, обусловленная рассеянием на фононах, обратно пропорциональна температуре (7.164).  [c.255]

В 1911, г., проводя эксперименты по исследованию влияния примесей на остаточное соаротивление металлов, голландский физик Г. Камерлинг-Оннес обнаружил новое явление, получившее название сверхпроводимости. Изучая зависимость сопротивления ртути от температуры, он установил, что при очень низких температурах сопротивление образца исчезало, причем самым неожиданным образом. При температуре 4,2 К удельное электрическое сопротивление резко обращалось в нуль (рис. 7.31). Изложенная выше теория электропроводности металлов предсказывает, что в образцах без примесей и дефектов удельное f сопротивление должно стремиться к нулю при  [c.262]

4.2.2. Электропроводность сплавов

Как известно, причинами рассеяния
электронных волн в металле являются не
только тепловые колебания узлов решетки,
но и статические дефекты структуры,
которые также нарушают периодичность
потенциального поля кристалла. Наиболее
существенный вклад в уменьшение
электропроводности металлов вносят
рассеяния на примесях, которые всегда
присутствуют в реальном проводнике
либо в виде загрязнения, либо в виде
легирующего (преднамеренно вводимого)
элемента. Следует заметить, что любая
примесная добавка приводит к повышению
удельного электросопротивления, даже
если она обладает повышенной проводимостью
по сравнению с основным металлом.

4.2.3. Влияние механических воздействий на электропроводность

металлов и сплавов

Большое влияние на электропроводность
металлов и сплавов оказывают механические
воздействия. При всестороннем сжатии
у большинства металлов удельное
сопротивление уменьшается. Это объясняется
сближением атомов и уменьшением амплитуды
тепловых колебаний решетки.

При упругом растяжении и
кручении межатомные расстояния
увеличиваются. Это сопровождается
усилением рассеяния электронов и
возрастанием удельного электросопротивления.
Влияние упругого растяжения или сжатия
при условии пропускания тока вдоль
действующей силы учитывается формулой
[2]

(1φσ),

где ρ — удельное
электросопротивление образца при
механическом воздействии; ρ₀
— удельное электросопротивление образца
при отсутствии механического воздействия;
φ — коэффициент удельного электросопротивления
по давлению; σ — механическое напряжение
в сечении образца.

4.2.4. Влияние термообработки на электропроводность металлов и сплавов

Термическая закалка приводит к повышению
удельного электросопротивления, что
связано с искажениями кристаллической
решетки, появлением внутренних напряжений.
При рекристаллизации путем термической
обработки (отжига) удельное
электросопротивление может быть снижено
до первоначального значения, поскольку
происходит “залечивание” дефектов и
снятие внутренних напряжений.

4.2.5. Мостовой метод измерения малых сопротивлений

Основная погрешность мостов
постоянного тока определяется его
чувствительностью, погрешностью значений
сопротивлений плеч, сопротивлений
монтажных проводов и контактов.
Дополнительная погрешность возникает
при изменении температуры и за счет
сопротивлений внешних проводов и
контактов, при помощи которых присоединяется
резистор с неизвестным сопротивлением.
Для уменьшения погрешности величину
сопротивления соединительных проводов
и контактов измеряют этим же мостом
отдельно и вычитают из полученного
результата. Для уменьшения погрешности
измерения сопротивлений соединительных
проводов и контактов при измерении
сопротивлений, меньших одного Ома,
разработаны так называемые двойные
мосты. На рис. 4.1
показана схема двойного моста.

В этой схеме один контакт
гальванометра Г присоединен к добавочной
цепи, в которую введены два значительных
по сравнению с Х
и N
сопротивления R₂
и R₄.

Сопротивления R₁
и R₃
также велики по сравнению с R_Х
и R_N.
В такой схеме влияние сопротивления
соединительных проводов и зажимов
практически исключается.

Действительно, благодаря
наличию значительных сопротивлений
R₁,
R₂,
R₃,
R₄,
сила тока в них мала по сравнению с силой
тока в R_Х
и R_N.
Следовательно, падение напряжения на
соединительных проводах на всех участках
мало. Если мост сбалансирован, то через
гальванометр ток не идет. Тогда через
сопротивления R₁
и R₃
идет одинаковый ток I₁,
через сопротивления R₂
и R₄
ток I₂,
а через сопротивления R_Х
и R_N
ток I₀.
По закону
Кирхгофа

R_N
I₀+R₂I₂
= R₃I₁;
R_Х
I₀+R₄I₂=
R₁I₁.

Откуда получим

.

Подбираем резисторы так,
чтобы выполнялось условие R₂/R₃=
R₄/R₁.

Тогда получим R_N/R_Х= R₃/R₁;
R_Х
= R_N
R₁/R₃.

Откуда для удельного электросопротивления
имеем

.
(4.8)

Сплавы для проводников и элементов сопротивления :: Технология металлов

Проводниковые материалы должны изготовляться из возможно чистых металлов, а материалы высокого сопротивления — из сплавов, структура которых пред­ставляет твердый раствор.

Основными проводниковыми материалами являются медь и алюминий. Понятие «чистого» металла условно, так как чистота получаемых металлов повы­шается из года в год по мере роста технических средств в производстве и в лабораториях. С другой стороны, электрическое сопротивление чистых металлов резко возрастает при наличии малых количеств растворенных примесей. Из рис.  видно, как значительно падает проводимость меди при введении в ее состав таких примесей, как кремний, железо, мышьяк, бериллий в количествах <0,2%. Для проводниковой техники разработан интернациональный стан­дарт технически чистой отожженной меди (1913 г.), удельное сопротивление которой при 20° С равно 1,7241 мкОм-см. С тех пор добились дальнейшего очи­щения меди и повышения ее проводимости.

Для повышения прочности медного провода в его состав вводят примеси Cd, Sn, Αl, Ρ, Cr, Be. Электропроводность при этом, естественно, понижается.

Рис. 1. Влияние примесей на электропроводность меди

Наиболее распространенной является так называемая кадмиевая бронза (0,9% Cd, остальное медь), которая в твердотянутом состоянии обладает проводимостью до 90% от проводимости меди при временном сопротивлении при растяжении, в 2—2,5 раза большем, чем у меди. В табл. 25 приведены составы и свойства медных проводниковых материалов.

Проводниковый алюминий имеет электропроводность, равную 65% от про­водимости меди. Однако ввиду малой плотности алюминия его проводимость, рассчитанная на 1 кг проводника, составляет 214% от таковой для меди. Это позволяет облегчить конструкцию опор на линиях передач с алюминиевыми про­водами. Для повышения прочности алюминиевых проводов в их состав вводят магний и кремний (совместно), которые образуют соединение Mg₂Si, очень мало растворимое в алюминии при комнатной температуре (меньше 0,25%). Путем закалки и старения удается повысить временное сопротивление такого сплава в 2 раза при электропроводности 90% от проводимости чистого алюминия. Сплавы такого типа (альдрей и альмелек) содержат 0,4 и 0,7% Mg, 0,5—0,6% Si и до 0,3% Fe. Альдрей (0,4% Mg, 0,6% Si и 0,3% Fe) имеет температурный коэф­фициент электрического спротивления, равный 3,6 * 10^-4, т. е. весьма близкий к температурному коэффициенту чистого алюминия (4,0 * 10^-4). Это еще раз свидетельствует о том, что при обработке путем дисперсионного твердения Mg₂Si выделяется из раствора почти нацело.

Для реостатов в нагревательных приборах, а также там, где необходимо высокое электрическое сопротивление и малый температурный коэффициент, применяют сплавы железа с примесями, образующими твердые растворы. В табл. 2 приводятся типичные железные сплавы, а также для сравнения сплавы на никелевой основе.

Эти сплавы являются не только сплавами высокого сопротивления, но и жаростойкими. Для придания жаростойкости в железные сплавы вводятся хром и алюминий. Железные сплавы дешевле никелевых, однако они не только не яв­ляются заменителями, но имеют также и более высокую рабочую температуру.

В качестве элементов сопротивления применяются  медноникелевые сплавы— константан и никелин. Рабочая температура константана до 400° С, никелина — до 200° С.

Таблица 1

Медные  проводниковые  сплавы

Таблица 2

Сплавы  для   реостатов  и  нагревательных  приборов

Таблица 3.

Влияние   различных  элементов   на  удельное электросопротивление  железа

Источник:
Лившиц Б.Г., Крапошин В.С, Липецкий Я.Л. «Физические свойства металлов и сплавов». М. «Металлургия», 1980.

Электропроводность металлов, отсортированных по удельному сопротивлению

 Исходный код:
 1 - CSNDT
 2 - Руководство по вихретоковым испытаниям методом вихретокового контроля
 3 - Журнал NDT, сентябрь / октябрь 1955 г., статья Косгроув

СОПРОТИВЛЯТЬСЯ. КОНД. ИСТОЧНИК
Ом-м КОД SIEMENS / м% МАТЕРИАЛ IACS
-------------------------------------------------- --------------------------------
1.591E-08 6.287E + 07 108.40 1 Серебро, чистое
1.642E-08 6.090E + 07 105.00 2 Серебро, чистое
1.664E-08 6.009E + 07103.60 1 Медь, чистая
1.707E-08 5.858E + 07 101.00 1 Медь, электролитический вязкий пек (отожженный)
1.724E-08 5.800E + 07 100.00 2 Медь, чистая
2.028E-08 4.930E + 07 85.00 1 Медь раскисленная (отожженная)
2.349E-08 4.257E + 07 73.40 1 Золото
2.463E-08 4.060E + 07 70.00 2 Золото, чистое
2.655E-08 3.767E + 07 64.94 1 Алюминий, 99.99%
2,826E-08 3,538E + 07 61,00 2 Алюминий чистый
2.871E-08 3.483E + 07 60.00 - 60.10 3 Алюминиевый сплав, 7072
2.903E-08 3.445E + 07 57.00 - 61.80 3 Алюминиевый сплав, 1100
2.922E-08 3.422E + 07 59.00 1 Алюминий, 2S Конд. «0»
3.025E-08 3.306E + 07 57.00 1 Алюминий, 2S Конд. h28
3.073E-08 3.254E + 07 55.70 - 56.50 3 Алюминиевый сплав, 6951-0
3.079E-08 3.248E + 07 56.00 1 Позолоченный металл (отожженный)
3.135E-08 3.190E + 07 55.00 1 Алюминий, A51S Cond. «0»
3.184E-08 3.141E + 07 53.30 - 55.00 3 Алюминиевый сплав, 6151-0
3.235E-08 3.091E + 07 52.30 - 54.30 3 Алюминиевый сплав, 4043-F
3.250E-08 3.077E + 07 53.00 - 53.10 3 Алюминиевый сплав, 6951-F
3.281E-08 3.048E + 07 52.30 - 52.80 3 Алюминиевый сплав, 5005
3.435E-08 2.912E + 07 50.10 - 50.30 3 Алюминиевый сплав, X3005-0
3.448E-08 2.900E + 07 50.00 1 Алюминий, 24S Конд.«0»
3.448E-08 2.900E + 07 50.00 1 Алюминий, 3S Cond. «0»
3.448E-08 2.900E + 07 50.00 1 Алюминий, 18S Конд. «0»
3.448E-08 2.900E + 07 50.00 1 Алюминий, 14S Конд. «0»
3.473E-08 2.880E + 07 48,60 - 50,70 3 Алюминиевый сплав, 2014-F и -0
3.490E-08 2.865E + 07 49.30 - 49.50 3 Алюминиевый сплав, 2017-F
3.515E-08 2.845E + 07 48.30 - 49.80 3 Алюминиевый сплав, 5050
3.519E-08 2.842E + 07 47.00 - 51.00 3 Алюминиевый сплав, 6062-F
3.540E-08 2.825E + 07 48.70 1 Кальций
3.592E-08 2.784E + 07 48.00 1 Bronze Phos., 1,25% Phos. Оценка E
3.592E-08 2.784E + 07 48.00 1 Phos. Бронза, 1,25% Phos. Оценка E
3.618E-08 2.764E + 07 46.80 - 48.50 3 Алюминиевый сплав, 2024-F
3.649E-08 2.741E + 07 44.70 - 49.80 3 Алюминиевый сплав, 3003-0
3.661E-08 2.732E + 07 44.70 - 49.50 3 Алюминиевый сплав, 6062-T6
3.736E-08 2.677E + 07 44,50 - 47,80 3 Алюминиевый сплав, 7075-F
3.769E-08 2.654E + 07 45.50 - 46.00 3 Алюминиевый сплав, X7178-F и -0
3.798E-08 2.633E + 07 42.30 - 48.50 3 Алюминиевый сплав, 6061-F и -0
3.831E-08 2.610E + 07 45.00 1 Алюминий, 17S Конд. «0»
3.831E-08 2.610E + 07 45.00 1 Алюминий, 53S Конд. «0»
3.831E-08 2.610E + 07 45.00 1 Алюминий, 61S Cond. «0»
3.831E-08 2.610E + 07 45.00 1 Алюминий, A51S Cond.Т4 и Т6
3.831E-08 2.610E + 07 45.00 1 Алюминиевый сплав, 750
3.861E-08 2.590E + 07 42.30 - 47.00 3 Алюминиевый сплав, 5357
3.861E-08 2.590E + 07 37.80 - 51.50 3 Алюминиевый сплав, 3003-h24 и -h22
3.879E-08 2.578E + 07 43.90 - 45.00 3 Алюминиевый сплав, 6151-T6
3.918E-08 2.552E + 07 44.00 1 бронза, коммерческая (отожженная)
3.918E-08 2.552E + 07 44.00 1 Алюминиевый сплав, 142 Sand Cond. T21
3.941E-08 2.538E + 07 43.50 - 44.00 3 Алюминиевый сплав, 6062-T4
3.950E-08 2.532E + 07 39.30 - 48.00 3 Алюминиевый сплав, 6053
4.000E-08 2.500E + 07 43.10 1 Бериллий
4.010E-08 2.494E + 07 43.00 1 Алюминиевый сплав, 355 Sand Cond. T51
4.010E-08 2.494E + 07 43.00 1 Алюминиевый сплав, 356 Sand Cond. T51
4.043E-08 2.474E + 07 37.80 - 47.50 3 Алюминиевый сплав, 3003-h34 и -h38
4.066E-08 2.459E + 07 40.00 - 44.80 3 Алюминиевый сплав, 6061-T6 и -T9
4.066E-08 2.459E + 07 41.50 - 43.30 3 Алюминиевый сплав, 6151-T4
4.081E-08 2.451E + 07 42.10 - 42.40 3 Алюминиевый сплав, 2127-T4
4.105E-08 2.436E + 07 42.00 1 Алюминиевый сплав, 355 Sand Cond. T7
4.105E-08 2.436E + 07 42.00 1 Алюминиевый сплав, 43 (отожженный)
4.105E-08 2.436E + 07 42.00 1 Алюминий, 3S Cond. H 12
4.105E-08 2.436E + 07 42.00 1 Бронза, коммерческий свинец
4.105E-08 2.436E + 07 42.00 1 Коммерческая бронза с содержанием свинца
4.160E-08 2.404E + 07 39.40 - 43.50 3 Алюминиевый сплав, 3004
4.205E-08 2.378E + 07 41.00 1 Алюминий, 3S Cond. H 14
4.205E-08 2.378E + 07 41.00 1 Алюминиевый сплав, 122 Sand Cond. Т2
4.289E-08 2.332E + 07 40.20 3 Алюминиевый сплав, 2618
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 24S Конд. T6
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 18S Конд. T61
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 11S Конд.Т3
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 14S Конд. T6
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 3S Cond. H 18
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 32S Конд. «0»
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 53S Конд. Т4 и Т6
4.310E-08 2.320E + 07 40.00 1 Алюминий, 61S Cond. Т4 и Т6
4.415E-08 2.265E + 07 37.60 - 40.50 3 Алюминиевый сплав, 6061-T4
4.421E-08 2.262E + 07 39.00 1 Алюминиевый сплав, 356 Sand Cond.T6
4.421E-08 2.262E + 07 39.00 1 Алюминиевый сплав, 355 Пермь. Mold Cond. T6
4.421E-08 2.262E + 07 39.00 1 Алюминиевый сплав, 13
4.432E-08 2.256E + 07 38.90 1 Бериллий
4.438E-08 2.253E + 07 38.00 - 39.70 3 Алюминиевый сплав, 2014-T6
4.467E-08 2.239E + 07 38.60 1 Магний чистый
4.490E-08 2.227E + 07 38.40 1 Родий
4.610E-08 2.169E + 07 37.40 3 Алюминиевый сплав, 2218-T61
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Алюминиевый сплав, 142 Sand Cond. T77
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Алюминиевый сплав, 195 конд. T62
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 2 Магний
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Алюминиевый сплав, 360
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Алюминиевый сплав, 355 Sand Cond. T61
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Алюминиевый сплав, 43 литой
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Алюминиевый сплав, A 108
4.660E-08 2.146E + 07 37.00 1 Латунь, красная (отожженная)
4.756E-08 2.103E + 07 36.00 - 36.50 3 Алюминиевый сплав, 2011-T3
4.789E-08 2.088E + 07 36.00 1 Алюминиевый сплав, B 195 Cond. T6
4.789E-08 2.088E + 07 36.00 1 Цельнолитой алюминий, конд. Sol. H.T. И стресс
4.789E-08 2.088E + 07 36.00 1 Алюминиевый сплав, 355 Sand Cond. T6
4.816E-08 2.076E + 07 35.30 - 36.30 3 Алюминиевый сплав, 4032-T6
4.843E-08 2.065E + 07 33.60 - 37,60 3 Алюминиевый сплав, 5052
4.926E-08 2.030E + 07 35.00 1 Алюминиевый сплав, 195 конд. Т4
4.926E-08 2.030E + 07 35.00 1 Алюминиевый сплав, 214
4.926E-08 2.030E + 07 35.00 1 Алюминиевый сплав, 40E
4.926E-08 2.030E + 07 35.00 1 Алюминий, 52S Конд. «0» и H 38
4.926E-08 2.030E + 07 35.00 1 Алюминий, 32S Конд. T6
4.926E-08 2.030E + 07 35.00 1 Алюминиевый сплав, B 195 Cond. Т4
4.998E-08 2.001E + 07 34.50 1 Магний (деформируемые сплавы)
5.071E-08 1.972E + 07 34.00 1 Алюминиевый сплав, 142 Sand Cond. T571
5.071E-08 1.972E + 07 34.00 1 Алюминиевый сплав, 122 Пермь. Форма как литая
5.124E-08 1.952E + 07 32.50 - 34.80 3 Алюминиевый сплав, 2014-T3 и -T4
5.209E-08 1.920E + 07 31.40 - 34.80 3 Алюминиевый сплав, 7075-T6
5.225E-08 1.914E + 07 33.00 1 Молибден
5.225E-08 1.914E + 07 33.00 1 Алюминиевый сплав, 122 Sand Cond.T61
5.225E-08 1.914E + 07 33.00 1 Алюминиевый сплав, A214
5.289E-08 1.891E + 07 32.60 1 Иридий
5.330E-08 1.876E + 07 28.60 - 36.10 3 Алюминиевый сплав, 2024-T3
5.388E-08 1.856E + 07 32.00 1 Латунь, низкая (отожженная)
5.388E-08 1.856E + 07 32.00 1 Алюминиевый сплав, 142 Пермь. Mold Cond. T61
5.388E-08 1.856E + 07 27.00 - 37.00 3 Алюминиевый сплав, 7075-W
5.388E-08 1.856E + 07 32.00 2 Алюминиевый сплав, 7075-T6
5.448E-08 1,836E + 07 30,50 - 32,80 3 Алюминиевый сплав, 5154
5.491E-08 1.821E + 07 31.40 1 Вольфрам
5.562E-08 1.798E + 07 31.00 1 Алюминиевый сплав, 108
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Алюминий, 24S Конд. Т4
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Алюминий Allcast, Sol H.T. и в возрасте
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Алюминий, 17S Конд. Т4
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Алюминиевый сплав, 113
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Алюминиевый сплав, R 317
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Алюминий, 75S Конд. T6
5.747E-08 1.740E + 07 30.00 1 Цельнолитой алюминий со снятым напряжением
5.766E-08 1.734E + 07 28.80 - 31.00 3 Алюминиевый сплав, 2024-T4
5.805E-08 1.723E + 07 26.80 - 32.60 3 Алюминиевый сплав, X7178-W и T6
5.884E-08 1.699E + 07 29.10 - 29.50 3 Алюминиевый сплав, 2024-T36
5.945E-08 1.682E + 07 29.00 1 Алюминиевый сплав, A 132 Cond.T551
5.945E-08 1.682E + 07 29.00 1 Алюминий, красный X-8 Cond. Снятие стресса
5.945E-08 1.682E + 07 29.00 1 Алюминий, 56S Конд. «0»
5.945E-08 1.682E + 07 29.00 2 Цинк
5.956E-08 1.679E + 07 28.10 - 29.80 3 Алюминиевый сплав, 5056
6.158E-08 1.624E + 07 28.00 1 Цинк, товарный прокат
6.158E-08 1.624E + 07 28.00 1 Алюминиевый сплав, 319 Пермь. Форма
6.158E-08 1.624E + 07 28.00 1 Картридж латунь (отожженный)
6.158E-08 1.624E + 07 28.00 1 Muntz Metal (отожженный)
6.158E-08 1.624E + 07 28.00 1 Алюминиевый сплав, 85
6.158E-08 1.624E + 07 28.00 1 Латунь, картридж (отожженный)
6.247E-08 1.601E + 07 27.60 1 Кобальт
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Алюминиевый сплав, C113
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Цинк, литье под давлением
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Алюминий, 56S Конд. H 38
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Алюминий Цельнолитой, литой
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Алюминиевый сплав, 319 Песок
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Латунь, желтая (отожженная)
6.386E-08 1.566E + 07 27.00 1 Алюминиевый сплав, 380
6.631E-08 1.508E + 07 26.00 1 Латунь с низким содержанием свинца (отожженная)
6.631E-08 1.508E + 07 26.00 1 Латунь, свинцовая морская (отожженная)
6.631E-08 1.508E + 07 26.00 1 Латунь, морская (отожженная)
6.631E-08 1.508E + 07 26.00 1 Алюминиевый сплав, красный X-8 в литом виде
6.842E-08 1.462E + 07 25.20 1 Кадмий
6.842E-08 1.462E + 07 25.20 1 Никель, чистый (электролитический)
6.897E-08 1.450E + 07 25.00 1 Желтая латунь с свинцом
6.897E-08 1.450E + 07 25.00 1 Цинк, литье под давлением
6.897E-08 1.450E + 07 25.00 1 Латунь, желтый свинец
7.009E-08 1.427E + 07 24.60 1 Admiralty Metal (отожженный)
7.184E-08 1.392E + 07 24.00 2 Латунь, Адмиралтейство
7.184E-08 1.392E + 07 24.00 1 Алюминиевый сплав, 218
7.184E-08 1.392E + 07 24.00 1 Марганцевая бронза (отожженная)
7.184E-08 1.392E + 07 24.00 2 Адмиралтейство Латунь
7.184E-08 1.392E + 07 24.00 1 Марганцевая бронза (отожженная)
7.496E-08 1.334E + 07 23.00 1 Латунь, алюминий (отожженный)
7.496E-08 1.334E + 07 23.00 1 Алюминиевая латунь (отожженная)
7.595E-08 1.317E + 07 22.70 1 Рутений
8.210E-08 1.218E + 07 21.00 1 Алюминиевый сплав, 220
8.210E-08 1.218E + 07 21.00 1 Бериллиевая медь, конд. В
8.210E-08 1.218E + 07 21.00 1 Медь бериллий, конд. В
8.535E-08 1.172E + 07 20.20 1 Литий
9.473E-08 1.056E + 07 18.20 1 Осмий
9.579E-08 1.044E + 07 18.00 1 Никель "А"
9.579E-08 1.044E + 07 18.00 1 Phos. Бронза, 5% Phos. Оценка отлично
9.579E-08 1.044E + 07 18.00 2 Утюг
9.579E-08 1.044E + 07 18.00 1 латунь, полукрасный свинец
9.579E-08 1.044E + 07 18.00 1 Полукрасная латунь с свинцом
9.579E-08 1.044E + 07 18.00 1 Bronze Phos., 5% Phos. Оценка отлично
9.852E-08 1.015E + 07 17.50 1 бронзовый алюминий, 5% алюминия (отожженный)
9.852E-08 1.015E + 07 17.50 1 Алюминий - бронза, 5% алюминия (отожженный)
1.002E-07 9.976E + 06 17.20 1 Магний, A231
1.014E-07 9.860E + 06 17.00 1 Бериллиевая медь, конд.А
1.014E-07 9.860E + 06 17.00 1 Медь Бериллий, Конд. "А"
1.039E-07 9.628E + 06 16.60 1 Серебро, оловянный припой
1.039E-07 9.628E + 06 16.60 1 Олово, серебряный припой
1.039E-07 9.628E + 06 16.60 1 Припой, олово серебро
1.059E-07 9.442E + 06 16.28 1 Платина
1.078E-07 9.280E + 06 16.00 1 Палладий
1.105E-07 9.048E + 06 15.60 1 Игнот железа (99,9% Fe)
1.105E-07 9.048E + 06 15.60 1 слиток железа (99,9% Fe)
1.149E-07 8.700E + 06 15.00 1 Олово, чистое
1.149E-07 8.700E + 06 15.00 1 Магниевые сплавы (литые)
1.181E-07 8.468E + 06 14.60 1 Магний, A2 80
1.197E-07 8.352E + 06 14.40 1 Селен
1.232E-07 8.120E + 06 14.00 1 Бронза, свинцовое олово
1.232E-07 8.120E + 06 14.00 1 Оловянная бронза с содержанием свинца
1.232E-07 8.120E + 06 14.00 1 Олово (свинец), бронза
1.232E-07 8.120E + 06 14.00 1 Алюминий - бронза
1.232E-07 8.120E + 06 14.00 1 бронза алюминий
1.240E-07 8.062E + 06 13.90 1 Тантал
1.268E-07 7.888E + 06 13.60 1 Никель-платиновые сплавы
1.268E-07 7.888E + 06 13.60 1 Платина - никелевые сплавы
1.306E-07 7.656E + 06 13.20 1 Columbium
1.326E-07 7.540E + 06 13.00 1 Phos. Бронза, 8% Phos. Оценка C
1.326E-07 7.540E + 06 13.00 1 Бронза Phos., 8% Phos. Оценка C
1.347E-07 7.424E + 06 12.80 1 Магний, A251
1.368E-07 7.308E + 06 12.60 1 Алюминий - бронза, 10% алюминия (отожженный)
1.368E-07 7.308E + 06 12.60 1 бронзовый алюминий, 10% алюминия (отожженный)
1.379E-07 7.250E + 06 12.50 1 Магний, T454
1.402E-07 7.134E + 06 12.30 1 Магний, A261
1.437E-07 6.960E + 06 12.00 1 Бронза, кремний типа B (отожженный)
1.437E-07 6.960E + 06 12.00 1 Кремниевая бронза, тип B (отожженная)
1.437E-07 6.960E + 06 12.00 1 Латунь, высокопрочная желтая
1.449E-07 6.902E + 06 11.90 1 оловянный припой на сурьме
1.449E-07 6.902E + 06 11.90 1 оловянный припой (сурьма)
1.449E-07 6.902E + 06 11.90 1 Припой, сурьмяное олово
1.486E-07 6.728E + 06 11.60 1 Платина, коммерческая
1.553E-07 6.438E + 06 11.10 1 Белый металл
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 1 Phos.Бронза, 10% Phos. Оценка D
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 1 Подшипник из олова из бронзы и свинца
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 2 Бронза, Phos.
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 1 Bronze Phos., 10% Phos. Оценка D
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 2 Phos. Бронза
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 1 Оловянный подшипник с свинцом, бронза
1.567E-07 6.380E + 06 11.00 1 припой, 50-50 мягкий
1.596E-07 6.264E + 06 10.80 1 Магний, AZ80BTA
1.611E-07 6.206E + 06 10.70 1 Сталь, литая
1.759E-07 5.684E + 06 9.80 1 припой, 20-80 мягкий
1.771E-07 5.647E + 06 9.74 4 Медь 90%, никель 10%
1.895E-07 5.278E + 06 9.10 1 Платино-иридиевые сплавы
1.895E-07 5.278E + 06 9.10 1 Иридий-платиновые сплавы
1.916E-07 5.220E + 06 9.00 1 Магниевые литейные сплавы
1.959E-07 5.104E + 06 8.80 1 припой, 5-95 мягкий
1.959E-07 5.104E + 06 8.80 1 Хром
2.053E-07 4.872E + 06 8.40 2 свинца
2.077E-07 4.814E + 06 8.30 1 Свинец, Корродин
2.077E-07 4.814E + 06 8.30 1 Корродин Свинец
2.188E-07 4.570E + 06 7.88 1 Свинец, 1% сурьмы (закаленная и выдержанная)
2.188E-07 4.570E + 06 7.88 1 Сурьма Свинец, 1% (закаленная и выдержанная)
2.239E-07 4.466E + 06 7.70 1 Свинец, твердый (закаленный и выдержанный)
2.330E-07 4.292E + 06 7.40 1 Никель-платиновые сплавы
2.330E-07 4.292E + 06 7.40 1 Платина - никелевые сплавы
2.463E-07 4.060E + 06 7.00 1 Силиконовая бронза, тип A (отожженная)
2.463E-07 4.060E + 06 7.00 1 Бронза, кремний типа A (отожженный)
2,612E-07 3,828E + 06 6,60 1 Ванадий
2.874E-07 3.480E + 06 6.00 1 Серебро, 18% никель, сплав A
2.874E-07 3.480E + 06 6.00 1 Уран
2.874E-07 3.480E + 06 6.00 1 Никель, 18% никель Sil
2.874E-07 3.480E + 06 6.00 1 Баббит, свинцовая база
3.135E-07 3.190E + 06 5.50 1 Платина - рутений (ювелирного качества)
3.135E-07 3.190E + 06 5.50 1 Рутений - Платина (ювелирного качества)
3.316E-07 3.016E + 06 5.20 1 Сплавы платина-иридий, 18% никеля
3.316E-07 3.016E + 06 5.20 1 Иридий-платиновые сплавы, 18% никелевого серебра
3.748E-07 2.668E + 06 4.60 1 Никель 30% - Купро
3.748E-07 2.668E + 06 4.60 1 Купро - Никель 30%
3.831E-07 2.610E + 06 4.50 2 Никель 30%, медь 70%
3.831E-07 2.610E + 06 4.50 2 Медь 70%, никель 30%
3.918E-07 2.552E + 06 4.40 1 Сурьма
4.105E-07 2.436E + 06 4.20 1 Олово, фольга
4.105E-07 2.436E + 06 4.20 1 Цирконий
4.310E-07 2.320E + 06 4.00 1 Рутений-платина (контактная степень)
4.310E-07 2.320E + 06 4.00 1 Платина - рутений (контактная степень)
4.789E-07 2.088E + 06 3.60 2 Монель
4.816E-07 2.076E + 06 3.58 1 Монель
4.898E-07 2.042E + 06 3.52 1 Константан
5.071E-07 1.972E + 06 3.40 2 Цирконий
5.562E-07 1.798E + 06 3.10 2 Титан
5.945E-07 1.682E + 06 2.90 1 Сталь высоколегированная
6.897E-07 1.450E + 06 2.50 1 Сталь, нержавеющая сталь 304
6.897E-07 1.450E + 06 2.50 2 Сталь, нержавеющая сталь 304
7.184E-07 1.392E + 06 2.40 1 сталь, 347 нержавеющая сталь
7.184E-07 1.392E + 06 2.40 2 Циркалой - 2
7.496E-07 1.334E + 06 2.30 1 Сталь, нержавеющая сталь 316
7.837E-07 1.276E + 06 2.20 1 Титан
9.579E-07 1.044E + 06 1.80 1 Меркурий
9.796E-07 1.021E + 06 1.76 1 Инконель
1.014E-06 9.860E + 05 1.70 2 Инконель 600
1.149E-06 8.700E + 05 1.50 1 Хастеллой "D"
1.149E-06 8.700E + 05 1.50 2 Хастеллой "X"
1.232E-06 8.120E + 05 1.40 2 Waspaloy
1.232E-06 8.120E + 05 1.40 1 Хастеллой "A"
1.326E-06 7.540E + 05 1.30 1 Хастеллой "B" и "C"
1.724E-06 5.800E + 05 1.00 2 Титан, 6AL-4V
7.837E-06 1.276E + 05 0.22 1 Графит 

.

Какой металл лучше всего проводит электричество?

Электропроводность — это движение электрически заряженных частиц. Все металлы в определенной степени проводят электричество, но некоторые металлы обладают большей проводимостью. Металлы с самой высокой проводимостью — это серебро, медь и золото.

Медь, например, обладает высокой проводимостью и обычно используется в металлической проводке. Латунь, с другой стороны, содержит медь, но другие материалы в ее составе снижают проводимость.Чистое серебро — самый проводящий из всех металлов.

В этом списке показан порядок проводимости некоторых обычно используемых металлов и сплавов при одинаковых размерах.

1. Чистое серебро
2. Чистая медь
3. Чистое золото
4. Алюминий
5. Цинк
6. Никель
7. Латунь
8. бронза
9. Утюг
10. Платина
11. Сталь
12. Свинец
13. Нержавеющая сталь

Почему серебро занимает первое место в списке? Наличие валентных электронов определяет проводимость металла.Валентные электроны — это «свободные электроны», которые позволяют металлам проводить электрический ток. Свободные электроны движутся сквозь металл, как бильярдные шары, передавая энергию при столкновении друг с другом. Серебро и медь — это металлы с одиночными свободно движущимися валентными электронами. Балдахин перемещается по металлу с небольшим сопротивлением, делая эти металлы более проводящими.

Полупроводниковые металлы имеют несколько валентных электронов, что снижает реакцию отталкивания. Подумайте об этом восьмерке снова: когда он ударяет по одному мячу, он ударяет его дальше, чем если бы он мягко сталкивался с несколькими шарами.Однако полупроводники могут стать более эффективными электрическими проводниками при нагревании или в сочетании с другими элементами. Сопротивление полупроводников зависит от наличия примесей в металле. Помимо примесей, другие факторы, которые могут повлиять на то, как металл проводит электричество, включают частоту, электромагнитные поля и температуру.

Серебро имеет самую высокую проводимость среди всех металлов, но также имеет высокую цену и может потускнеть, что сделает поверхность менее проводящей.Золото более устойчиво к коррозии. Высокая проводимость и доступность меди делают ее более привлекательным выбором.

.

Влияние легирующих элементов на свойства медных сплавов

В металлы часто добавляют небольшие количества легирующих элементов для улучшения определенных характеристик металла.
Легирование может увеличить или уменьшить прочность, твердость, электрическую и теплопроводность, коррозионную стойкость или
изменить цвет металла. Добавление вещества для улучшения одного свойства может иметь непреднамеренный эффект на
другие свойства. На этой странице описывается влияние различных легирующих элементов на медь и медные сплавы, такие как
как латунь, так и бронза.

Чтобы получить более общую информацию о более чем 2500 конкретных технических паспортах меди, латуни и бронзовых сплавов, выберите одну из следующих ссылок или воспользуйтесь одним из наших методов поиска для поиска конкретных продуктов. MatWeb имеет полный список механических, электрических и термических свойств и спецификаций состава для сплавов на основе меди.

.