Электрическое сопротивление металлов. Сверхпроводимость. Электросопротивление металлов

Электрическое сопротивление - металл - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Электрическое сопротивление - металл

Cтраница 1

Электрическое сопротивление металла зависит в некоторой степени от его состояния. Обычно холодная протяжка увеличивает, а отжиг уменьшает электрическое сопротивление. Наматывание проволоки на катушку увеличивает ее электрическое сопротивление. Для чистых металлов электрическое сопротивление приблизительно пропорционально абсолютной температуре. Для сплавов эта зависимость не выполняется. [1]

Электрическое сопротивление металлов и их сплавов существенно изменяется в зависимости от температуры. Это свойство чистых металлов и положено в основу измерения температуры электрическими термометрами сопротивления. Изменение сопротивления проводника в зависимости от температуры фиксируется прибором, работающим по той или иной электрической схеме и имеющим температурную шкалу. Термометры сопротивления применяются в довольно широких пределах: от - 200 до 00 С. Тештовоспринимающая часть, или чувствительный элемент, термометра сопротивления представляет собой тонкую проволоку, намотанную на жесткий каркас из изоляционного материала. Длина чувствительного элемента термометра сопротивления составляет обычно несколько сантиметров ( вместо точечного спая рабочего конца термопары), поэтому при наличии перепада температур в среде термометр сопротивления измеряет некоторую среднюю температуру слоев, в которых расположен чувствительный элемент. [2]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов измеряют при помощи двойного моста Томсона или потенциометрическим методом на проволочных образцах. [3]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов необходимо учитывать при плавке в индукционных пе -, чах. При достижении температуры плавления электросопротивление большинства металлов увеличивается в 2 - 10 раз по сравнению с сопротивлением при комнатной температуре. [4]

Электрическое сопротивление металлов и сплавов зависит от температуры. [5]

Электрическое сопротивление металла можно повысить, сплавляя его с другими металлами. [6]

Электрическое сопротивление металлов, а также некото-фых сплавов удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к термометрическому параметру. В самом деле, сопротивление R и его температурная зависимость хорошо воспроизводимы и легко могут быть сделаны независимыми от других факторов, кроме температуры. [8]

Электрическое сопротивление металлов широко используется в качестве термометрического параметра, но, как мы увидим, для топ же цели можно с успехом применять электросопротивление материалов другого класса - полупроводников. Прежде чем описывать термометры, изготовленные из полупроводников, рассмотрим природу температурной зависимости электросопротивления металлов и полупроводников. [9]

Электрическое сопротивление металлов прямо зависит от температуры; с увеличением последней сопротивление возрастает, а с уменьшением - убывает. [10]

Поскольку электрическое сопротивление металла обусловлено рассеянием электронов, находящихся на поверхности Ферми, рассмотрим пару электронов с энергиями ЕР. [11]

Анализ электрического сопротивления металлов, произведенный Друде, можно непосредственно сопоставить с элементарной кинетической теорией газов. [12]

Изменение электрического сопротивления металла при нагревании может служить косвенным методом определения его жаростойкости. Этот метод применяется часто при испытании нагревательных элементов. Испытываемая проволока нагревается до заданной температуры и выдерживается определенное время; при этом непрерывно фиксируется величина электрического сопротивления. [13]

Анализ электрического сопротивления металлов, произведенный Друде, можно непосредственно сопоставить с элементарной кинетической теорией газов. [14]

Увеличение электрического сопротивления металлов можно объяснить прежде всего тем, что при наклепе искажается пространственная решетка кристаллов. На значение электрического сопротивления влияет также и изменение межатомных связей, вызванных наклепом. Это изменение приводит также к увеличению межатомных расстояний. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Электрическое сопротивление металлов - FizikaKlass.ru

Лучшими проводниками являются металлы. В атомах металлов внешние электроны слабо связаны со своими атомами и поэтому отрываются от них и «обобществляются», становясь принадлежностью всего образца, то есть свободными электронами.

Свободные электроны образуют «электронный газ», окружающий кристаллическую решетку из положительных ионов металла.

Ученые предположили, что электрическое сопротивление металлов обусловлено столкновениями свободных электронов с ионами кристаллической решетки.

Однако это предположение не соответствовало опыту: измеренное сопротивление оказалось в тысячи раз меньше расчетного. Малое удельное сопротивление металлов указывало на то, что свободные электроны движутся сквозь металл почти без столкновений, как бы «не замечая» кристаллической решетки. Другими словами, свободные электроны оказались гораздо более «свободными», чем предполагалось.

Такое поведение свободных электронов больше напоминало движение волн, чем движение частиц: электроны как бы плавно «обтекали» ионы кристаллической решетки. И дальнейшее изучение показало, что такое «волновое» поведение электронов не случайно - выяснилось, что им объясняется также строение атома (более подробно мы расскажем об этом в § 29. Квантовая механика).

Расчеты, выполненные с учетом волновых свойств электронов, привели к настолько необычному предсказанию, что в него трудно было поверить. Согласно этим расчетам получалось, что если бы кристаллическая решетка металла была идеально периодической, электронная волна проходила бы сквозь кристалл, вообще не отклоняясь от своего направления - как сквозь пустоту. А в таком случае электрическое сопротивление металла должно было бы равняться нулю. И такое, равное нулю, сопротивление действительно было обнаружено на опыте! Об этом мы расскажем чуть позже.

В реальном кристалле кристаллическая решетка не является идеально периодической: периодичность нарушают примеси и дефекты решетки, а также отклонения ионов от своих равновесных положений вследствие тепловых колебаний.

Из-за наличия «нерегулярностей» решетки электронная волна рассеивается, то есть направление ее движения изменяется. Расчеты, сделанные в предположении, что это и является причиной электрического сопротивления металлов, оказались в согласии с опытом.

Статьи энциклопедии

fizikaklass.ru

Электрическое сопротивление металлов. Сверхпроводимость.

1. Электрическое сопротивление металлов. Квантовая теория электропроводности металлов сводится к следующему:

а. В случае идеальной кристаллической решетки электроны проводимости при своем движении не должны испытывать никакого сопротивления. Сопротивление возникает тогда, когда в решетке появляются дефекты структуры, то есть, нарушается периодичность решетки.

б. В реальных кристаллах есть два механизма нарушения структуры: примесный и тепловой. Соответственно различают примесное удельное сопротивление rn и тепловое (колебательное) rТ. Согласно правилу аддитивности сопротивлений полное сопротивление металла r равно их сумме,

r=rn+rТ. (13.1)

в. Примесное сопротивление rn обусловлено наличием инородных атомов в решетке (атомов примеси). Если металл достаточно чистый и концентрация атомов примеси невелика, то примесное сопротивление при обычной температуре также относительно невелико. Оно практически не зависит от температуры и становиться заметным лишь вблизи абсолютного нуля. Благодаря примеси удельное сопротивление металла не должно обращаться в нуль даже при Т =0К.

г. Тепловое сопротивление rТ возникает благодаря рассеянию электронов проводимости на флуктуациях плотности узлов кристаллической решетки, возникающих при тепловом колебательном движении узлов. В квантовой теории тепловое колебательное движение атомов решетки трактуется как система стоячих звуковых волн в кристалле - фононов. Поэтому говорят о рассеянии электронов проводимости на фононах.

В отличие от классической теории электропроводности металлов Друде - Лоренца, прогнозирующей зависимость сопротивления от температуры вида r ~ , квантовая теория дает правильный прогноз линейной зависимости r ~Т. При температурах металла Т ³ 50К

r =r0aТ, что соответствует эмпирической формуле r =r0 (1+a t). В квантовой теории получается, что при Т®0 полное удельное сопротивление металла r должно стремиться к примесному rn. На рис.90 показана опытная зависимость удельного сопротивления чистого натрия от температуры. При Т®0К r®rn=4·10-11Ом·м, что составляет примерно 0,4% от сопротивления при Т=273К. Уже при температурах Т ³ 20К зависимость r(Т) становится практически линейной.

д. Электрический ток толкуется в квантовой теории как дрейф электронов в периодическом поле кристалла. Этот дрейф происходит под действием постоянной электрической силы еЕ, где Е - напряженность электрического поля, создающего ток. Оказалось, что скорость дрейфа электронов зависит от глубины их положения в зоне проводимости. Эта зависимость выражается через эффективную массу mэф электрона. В отличие от массы покоя mе свободного электрона эффективная масса электрона в зоне проводимости металла – величина переменная, зависящая от ширины зоны.

Вблизи дна зоны эффективная масса электронов положительна. Направление дрейфа соответствует вектору плотности тока. По мере подъема к верхней границе зоны эффективная масса принимает бесконечно большое значение mэф=¥, а затем становится отрицательной. Соответственно и скорость дрейфа электронов, имея правильное направление у дна зоны, постепенно проходит через нуль и принимает отрицательные (“неправильное”) значения у верхней границы зоны.

Соотношения, полученные в приближении свободных электронов в теории Друде – Лоренца, оказываются справедливыми для электронов, движущихся в периодическом поле решетки, если в них заменить массу покоя электрона mе на эффективную mэф.

2. Сверхпроводимость. В 1911 году Камерлинг – Оннес, измеряя сопротивление ртути в области низких температур, обнаружил, что при Т =4,2К сопротивление ртути практически падало до нуля. Это явление стали называть сверхпроводимостью.

На рис. 91 показаны опытные кривые зависимости удельного сопротивления некоторых чистых металлов от температуры вблизи абсолютного нуля. Очевидно, что явление не сводится к нормальному падению удельного сопротивления бездефектного кристалла, когда rn=0, и rТ . Переход в сверхпроводящее состояние происходит не плавно, а скачкообразно при некоторой температуре Ткр, которую называют критической температурой перехода.

В таблице 13.1 приведены значения Ткр для некоторых чистых элементов и химических соединений, изученных раньше других. Сейчас известно около 30 сверхпроводящих химических элементов и свыше 500 сверхпроводящих материалов.

Эффекты сверхпроводимости.

а. Электрический ток, возбужденный в сверхпроводящем кольце, может циркулировать в нем годами.

б. Эффект Мейснера. В 1933 году Вольтер Мейсснер и Р. Оксенфельд обнаружили, что вещество, помещенное в магнитное поле (рис. 92 слева), при переходе в сверхпроводящее состояние не замораживает находящееся в нем магнитное поле, как это должно было быть при простом переходе вещества в состояние с нулевым сопротивлением, а выталкивает его из своего объема. Это присуще идеальным диамагнетикам с нулевой магнитной проницаемостью m=0.

Вещество в сверхпроводящем состоянии приобретает два не связанные друг с другом фундаментальные свойства: идеальную проводимость и идеальный диамагнетизм.

Эффект Мейснера позволяет устойчиво подвешивать сверхпроводящие тела в магнитном поле (рис.93). Из того, что магнитное поле не проникает в сверхпроводник, следует, что электрический ток может течь лишь по поверхности сверхпроводника. Ведь если бы ток мог протекать в толще сверхпроводника, то вокруг него в толще сверхпроводника было бы магнитное поле. И действительно, опыт показывает, что электрический ток течет в сверхпроводнике в поверхностном слое толщиной l=10¸100нм. На эту глубину в сверхпроводник проникает и магнитное поле, убывая с расстоянием x от поверхности по экспоненциальному закону

В=В0 exp(-x/l), (13.2)

где В0 – индукция на поверхности.

в. Эффект критического магнитного поля. Он состоит в том, что при достижении магнитным полем, в котором находится сверхпроводник, некоторого предельного значения индукции Вкр »10-2¸101Тл, сверхпроводимость исчезает.

На рис.94 показана зависимость Вкр от температуры для свинца (верхняя кривая) и для олова (нижняя кривая). При критической температуре Т=Ткр критическое поле равно нулю, Вкр=0, а с понижением температуры Вкр увеличивается.

Если усиливать ток, идущий по сверхпроводнику, то при некотором его критическом значении Iкр сверхпроводящее состояние разрушается. Поскольку магнитное поле В пропорционально току I, то зависимость Iкр от температуры аналогична зависимости Вкр(Т).

Эффект критического магнитного поля усложняет технику получения сверхсильных магнитных полей с помощью сверхпроводящих контуров. Расчет критического тока должен учитывать, что ток течет в приповерхностном слое. Например, у проводника диаметром 1мм при l=35нм сечение приповерхностного слоя, по которому течет ток, около 10-4мм2. Это составляет около 0,01% всего сечения проводника.

г. Эффект Джозефсона. В 1962 году Брайан Джозефсон теоретически предсказал два эффекта, суть которых в следующем.

Подсоединим к сверхпроводнику (на рис.95а он изображен в виде бруска) амперметр А с источником постоянного тока e и вольтметр V. При замыкании ключа Кл в цепи возникает постоянный ток, регистрируемый амперметром. Так как сопротивление сверхпроводника равно нулю, то вольтметр показывает нуль.

Разрежем сверхпроводник на две части и раздвинем их так, чтобы между ними возник диэлектрический зазор толщиной d»1нм. Как предсказал Джозефсон, при включении такого сверхпроводника в цепь может наблюдаться один из следующих двух эффектов.

Стационарный эффект Джозефсона. Через сверхпроводник по-прежнему протекает постоянный ток. Оказывается, ток может течь без сопротивления не только через сверхпроводник, но и через щель в нем, если она достаточно узка (рис.95б).

Нестационарный эффект Джозефсона. На концах сверхпроводника со щелью может возникнуть постоянная разность потенциалов. В этом случае из щели излучается высокочастотная электромагнитная волна (рис.95в). Через сверхпроводник течет не только постоянный, но и высокочастотный переменный ток.

В настоящее время эффекты Джозефсона не только подтверждены экспериментально, но и используются в микроэлектронике.

4. Теория сверхпроводимости. Ее построили в 1957 году Джон Бардин, Леон Кулер и Джон Шриффер. По первым буквам их фамилий ее назвали БКШ – теорией. В основе БКШ - теории лежит представление, что между электронами проводимости металла могут действовать силы притяжения, возникающие вследствие поляризации ими кристаллической решетки.

Электрон, движущийся в решетке, притягивает к себе положительно заряженные ионы, несколько сближая их, и тем самым создает вдоль пути своего следования избыточный положительный заряд поляризованной решетки, к которому могут быть притянуты другие электроны. Это эквивалентно возникновению силы притяжения между электронами, только действующей не непосредственно, а через поляризованную решетку.

Можно предположить, что сверхпроводимость следует ожидать прежде всего у тех металлов, у которых имеет место сильное взаимодействие электронного газа с решеткой, приводящее в обычных условиях к высокому удельному сопротивлению. И действительно, из чистых металлов лучшими сверхпроводниками оказались наиболее высокоомные - свинец Рb, ниобий Nb, олово Sn, ртуть Hg. В то же время у таких низкоомных металлов, как медь Cu и серебро Ag, у которых электронный газ имеет высокую подвижность, сверхпроводимости не наблюдается.

Как показал Леон Купер, при Т<Ткр, самые верхние электроны, расположенные на уровне Ферми, могут спариваться. При этом их суммарная энергия оказывается меньше суммы энергий отдельных электронов. Выделяющаяся энергия должна отводиться от кристалла охлаждением. Понижение энергии куперовских пар приводит к понижению верхнего занятого электронами уровня. В результате между уровнями куперовских пар и ближайшими свободными уровнями возникает запрещенная зона шириной 2D (рис.96 слева). Эта возникшая энергетическая щель не позволяет куперовским парам электронов принимать малую энергию. Они могут принять лишь энергию не менее 2D, которая позволит электронам перепрыгнуть через эту щель. Поэтому при Т<Ткр куперовские пары оказываются весьма устойчивыми.

При Т<Ткр спариваются не все электроны. При каждой температуре устанавливается некоторое равновесное соотношение между концентрациями нормальных и спаренных электронов. Оказывается, что ширина 2D энергетической щели в сверхпроводнике зависит от количества неспаренных электронов. Их концентрация понижается с уменьшением температуры и соответственно растет ширина щели (рис.96 справа).

Электроны, образующие куперовские пары, имеют противоположные спины. Поэтому спин пары равен нулю, и она представляет собой бозон. Бозоны могут накапливаться в основном энергетическом состоянии, из которого их трудно перевести в возбужденное состояние. Поэтому куперовские пары в состоянии согласованного движения могут оставаться неопределенно долго. Такое согласованное движение пар и есть ток сверхпроводимости.

Расстояние между электронами пары велико. Оно составляет примерно 1000 нм, что около 5000 поперечников атомов. Примерно 1000 пар перекрываются, занимая общий объем.

5. Объяснение БКШ – теорией эффекта критического тока. У известных сверхпроводников величина энергетической щели составляет в среднем 2D=3мэВ»

3·10-3·1,6·10-19Дж»5·10-22Дж. Для разрушения куперовской пары один из электронов пары должен уменьшить энергию своего движения, по крайней мере, на величину 2D.

Предположим, что электрон отдает эту энергию при лобовом столкновении с узлом решетки так, что после столкновения он отскакивает с той же скоростью дрейфа uд в обратном направлении. Энергия электрона до соударения Ек1=me(uф+ uд)2/2, энергия после соударения Ек2=me(uф - uд)2/2. Здесь uф – тепловая скорость электронов на уровне Ферми (»106м/с), uд – скорость дрейфа электронов в электрическом поле, она не превышает 1м/с.

Убыль кинетической энергии электрона должна быть по крайней мере равной 2D. Так что

DЕк= =2meuф·uд=2D. (13.3)

Отсюда, минимальная скорость дрейфа uд, необходимая для разрушения куперовской пары, есть uд = . (13.4)

Плотность электронного тока проводимости есть j = e·n·uд, (13.5)

где n – концентрация электронов проводимости в металле. Представив критическую скорость дрейфа из (13.4), получаем критическую плотность тока jкр.

jкр = enuд = e·n . (13.6)

У типичных сверхпроводников n = 3·1028м-3, uф = 106м/с, 2D = 3мэВ. Подставляем.

jкр = =1012 . Это соответствует току 106А через проводник сечением 1мм2. Но в реальном сверхпроводнике ток течет лишь в тонком приповерхностном слое толщиной около 35 нм, что соответствует сечению s =10-4мм2. Поэтому критический ток в сверхпроводнике толщиной около 1мм составляет всего лишь iкр= jкр·s=106А/мм2·10-4мм2=100А. Это вполне соответствует эксперименту.

6. Объяснение БКШ - теорией критического магнитного поля. При помещении сверхпроводника в магнитное поле В в поверхностном слое сверхпроводника наводится незатухающий ток. Этот незатухающий ток имеет такие величину и направление, что его магнитное поле внутри сверхпроводника полностью компенсирует внешнее поле В. При увеличении поля В плотность компенсирующего тока в сверхпроводнике растет. Если внешнее поле В будет на столько больше, что плотность наведенного им индукционного тока достигнет критического значения, сверхпроводимость разрушается.

Все выше сказанное относится к сверхпроводникам 1-го рода, в которых электрический ток существует только в приповерхностном слое. Несколько позже были открыты и изучены сверхпроводники 2-го рода. В них возникающие во внешнем магнитном поле В сверхпроводящие токи текут не только по поверхности, но и проникают в толщу проводника. У сверхпроводников 1-го рода критичное магнитное поле Вкр не превышает 0,1Тл, а у сверхпроводников 2-го рода достигает величины Вкр»20Тл.

7. Эффекты Джозефсона объясняются БКШ - теорией как результат туннелирования куперовских пар из одного сверхпроводника в другой через узкую щель, разделяющую эти куски. Как следует из теории, частота n переменного сверхпроводящего тока, определяется выражением: n = , (13.7)

где V – напряжение на щели. При V=1мВ n =485ГГц, что соответствует длине волны ЭМ излучения l= с/n = 0,6мм.

8. Реактивное сопротивление сверхпроводника. При любой температуре Т<Ткр сверхпроводник практически всегда содержит как сверхпроводящие с концентрацией nc, так и нормальные (nн) электроны. Если поместить сверхпроводник в высокочастотное поле, то в этом переменном электрическом поле ускоряются не только куперовские пары, но и нормальные электроны. Поэтому ток имеет как сверхпроводящую, так и нормальную составляющую.

Те и другие электроны обладают массой, вследствие их инерции ток отстает по фазе от напряженности ВЧ – поля. Куперовские пары движутся в проводнике как бы без трения. Согласно классической механике, скорость частиц в этом случае отстает по фазе от действующей на них периодической силы на p /2. Поэтому сверхпроводящая составляющая высокочастотного тока отстает от напряженности поля на p /2. Это значит, что куперовские пары создают чисто реактивное сопротивление.

Нормальные электроны движутся как бы с трением. Поэтому они создают как реактивное, так и активное сопротивление.

infopedia.su

Сопротивление удельное металлов - Справочник химика 21

Сплавы облада от большим остаточным сопротивлением, причем для многих (нержавеющая сталь, монель, мельхиор и др.) р яа Ро и слабо зависит от температуры (табл. 3.14). Упругая и пластическая дефор-ма 1ия заметно изменяют удельное электрическое сопротивление чистых металлов (рис. 3.16) и практически не влияют на сопротивление сплавов. Это свойство чистых метал- [c.235]

Удельное электрическое сопротивление чистых металлов при значительном наклепе возрастает приблизительно на 2-6 %. Увеличение электрического сопротивления металлов можно объяснить прежде всего тем, что при наклепе искажается пространственная решетка кристаллов. На значение электрического сопротивления влияет также и изменение межатомных связей, вызванных наклепом. Эго изменение приводит также к увеличению межатомных расстояний. [c.57]

ВАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ [c.932]

Печи сопротивления. Нагрев металла сопротивлением осуществляется прохождением электрического тока через металл. Печи сопротивления обычно применяются для тугоплавких металлов. Электрооборудование этих печей дешевле, чем индукционных. Греющий элемент должен иметь возможно большее удельное сопротивление. Греющими элементами могут служить уголь, графит, криптол (зернистый уголь), карборунд, тугоплавкие металлы. В таких печах можно [c.341]

Для практического осуществления электронагревания пользуются или проводниками из материалов с большим удельным сопротивлением (некоторые металлы, уголь и т. п.) или электрической дугой, которая по существу есть тоже проводник с очень большим сопротивлением. Электрическая дуга позволяет получать большое падение потенциала, а следователыю, и весьма высокую температуру на очень коротком участке цепи. [c.25]

Магнитная восприимчивость и удельное сопротивление некоторых металлов [c.453]

Электрические свойства карбида кремния определяются тем, что он относится к группе электронных полупроводников. Этим обстоятельством, в частности, объясняется то, что электрическое сопротивление карбида кремния характеризуется цифрами, промежуточными между значениями сопротивления типичных металлов (проводников) и типичных изоляторов. Удельное электрическое сопротивление 51С лежит в пределах от 1 до 10 ом см, см ) [13, 14, 15]. Приведенные цифры характеризуют линейную (или приближенно линейную) проводимость [c.130]

ЗАВИСИМОСТЬ УДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЬ [c.933]

Значения удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления для ряда материалов приведены в табл. 1, а на рнс. 12 показан характер изменения удельного сопротивления некоторых металлов в зависимости от температуры. [c.35]

П1-2- Удельное сопротивление р металлов и сплавов, применяемых в нагревательных устройствах [c.41]

Удельное электрич. сопротивление токопроводящего металла кабеля Рк Р 1 Ом мм /м ( [c.34]

Величину К можно рассчитать теоретически, но для этого надо знать эмиссионную способность и удельное сопротивление данного металла. Чаще величину К определяют на экспериментальном аппарате, в котором можно найти зависимость между У и / и изготовить регулирующие приборы, которые будут поддерживать постоянство величины и, таким образом, обеспечат устойчивую температуру. Так были созданы специальные автоматические регулирующие устройства — так называемые БАУ (блоки автоматического управления), широко используемые Б технологии титана и циркония. [c.322]

Величину К можно рассчитать теоретически, но для этого надо знать эмиссионную способность и удельное сопротивление данного металла Чаще величину К определяют на экспериментальном аппарате, в котором можно найти зависимость между [c.322]

Зависимость удельного электрического сопротивления чистых металлов (а) слюды (б) от температуры i — свинец г — железо 3 — медь. [c.765]

Удельное сопротивление металлических слоев, полученных методом катодного распыления, значительно больше, чем удельное сопротивление массивного металла, однако, благодаря чрезвычайно хорошему охлаждению металла в тонких слоях, последние могут выдерживать чрезмерные плотности тока при -затяжке. [c.75]

Удельное сопротивление чистых металлов в области высоких температур примерно пропорционально температуре, т. е. изменение удельного сопротивления на один градус почти постоянно. В области низких температур скорость изменения удельного сопротивления снижается, а при самых низких температурах удельное сопротивление металла приближается к постоянной величине. Поэтому термометр сопротивления из металла является плохим термометром при температурах жидкого гелия. В термометрах сопротивления иногда используют сплавы [55, 87, 121. [c.299]

Удельное сопротивление некоторых металлов при комнатной [c.136]

Поверхность металлов обычно покрыта окислами, удельное сопротивление которых намного больше сопротивления самого металла это сопротивление, однако, тем меньше, чем выше температура. В точках соприкосновения при прохождении тока развивается тепло, здесь-то и переходит ток с одной поверхности на другую. В контактах металл — металл число точек соприкосновения обычно больше, чем в контактах металл—графит при повышении плотности тока в отдельных точках этого контакта быстро повышается температура, углерод выгорает и контакт портится. С увеличением давления на поверхность контакта сопротивление его падает. [c.71]

Электролиты проводят ток значительно хуже, чем металлы, т. е. обладают при тех же размерах большим сопротивлением. Удельное сопротивление электролита р определяют по таблицам или по кривым, приведенным в книгах по гальваностегии и соответствующих справочниках. Ниже для примера приведено удельное [c.12]

Электромагнитные насосы, являющиеся электрическими машинами, имеют все же более низкий к. п. д., чем электрические вращающиеся машины соответствующей мощности. Это объясняется, прежде всего, более высоким удельным сопротивлением жидких металлов по сравнению, например, с медью, неизбежной [c.28]

При выборе соотношения сечений термоэлектродов для данной термопары следует учитывать, что коэффициент теплопроводности и удельные сопротивления разных металлов и сплавов существенно различны, поэтому оптимальное сечение термоэлектродов в одних и тех же условиях также должно быть различным. Сечения термоэлектродов термопары рекомендуется выбирать такими, чтобы они были пропорциональны квадратным корням их удельных сопротивлений и обратно пропорциональны квадратным корням их коэффициентов теплопроводности. Из этих соображений в случае, например, термопары медь — константан медную проволоку лучше брать значительно меньшего сечения, чем константа-новую. [c.154]

Путем катодного распыления удается получать пленки тугоплавких металлов. Для получения нитридов тугоплавких металлов применяется разряд в смеси аргона с азотом, для получения карбидов — смесь аргона с метаном или аргона с окисью углерода. Поскольку такие металлы, как титан, тантал, цирконий и ниобий, являются хорошими газопоглотителями, то даже при распылении в атмосфере аргона без специальной добавки ре-а 1(тивного газа образуются пленки, удельное электрическое сопротивление которых больше, чем удельное сопротивление распыляемого металла. Эти пленки имеют такую же структуру, как и сам распыляемый металл, а растворенные в них атомы газов, не вытесняя атомов металла из кристаллической решетки, располагаются в промежутках между ее узлами. [c.21]

Под толщиной металлической пленки в данном случае понимают ту толщину, которую имел бы слой, если бы его сопротивление было равно удельному сопротивлению массивного металла. На самом деле лишь для некоторых пленок их проводимость мало отличается от проводимости исходного материала. [c.255]

Устройство для индукционного нагрева металлов в самом общем виде представляет собой обмотку, питаемую переменным током, В переменном магнитном поле, создаваемом этой обмоткой, называемой индуктором, помещается нагреваемое металлическое тело. Переменный магнитный поток возбуждает в металлическом теле переменную э. д. с. ц вихревые токи, которые и нагревают тело. Таким образом, теплота, выделяющаяся в теле, зависит, помимо других факторов, от удельного сопротивления нагреваемого металла. В частности, в непроводниках ток проводимости не возникает и джоулево тепло не выделяется, что позволяет при индукционном нагреве выделять энергию исключительно в нагреваемом металле. [c.8]

Как видно из выражений (1-16д), (1-16е) и др., выделение энергии в металле тем меньше, чем меньше его удельное сопротивление. Поэтому металлы с малым удельным сопротивлением иногда (ч. И) выплавляют в тиглях из графита или металлов с достаточно большим удельным сопротивлением, например из стали. [c.32]

При образовании твердого раствора электропроводность металла снижается. При размещении в пространственной решетке растворителя чуждых атомов растворенного вещества электрическое поле решетки растворителя искажается, и рассеяние элеюронов увеличивается. Электрические свойства твердого раствора обусловлены также химическим взаимодействием компонентов. При наклепе удельное электрическое сопротивление твердых растворов, так же как и чистых металлов, повьш1ается, а при отжиге понижается. При наклепе и отжиге твердых растворов, даже слабо-концентрирюванных, их электрическое сопротивление изменяется в большей степени, чем сопротивление чистых металлов в тех же условиях. [c.58]

Физические свойства. Металлический ванадий — блестящий металл серо-стального цвета. Ванадий — один из наиболее твердых металлов, тверже стали и кварца. Он хорошо шлифуется и полируется, причем его отполированная поверхность долгое время сохраняет блеск. Наиболее чистые образцы V достаточно ковки, тягучи, но после нагревания с водородом становятся хрупкими. Металлический ванадий поддается намагничиванию, Удельное сопротивление холодного металла 26 10 ом1смР см удельная теплоемкость 0,120 кал град- г (в интервале 20—100° С). Ванадий в расплавленном состоянии не обладает заметной летучестью даже в высоком вакууме. [c.305]

В табл. 19.1 представлены значения удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления чистых металлов, а также, в некоторых случаях, отношение удельного сопротивления при температуре жидкого гелия к удельному сопротивлению при нормальных условиях, р4,2 >к/р273°к, характеризующее достигнутую степень чистоты материала. В тех случаях, когда для данного металла приводятся более подробные данные, соответствующее указание дается в первом столбце таблицы. Металлы в таблице расположены в порядке возрастания массового числа. [c.304]

При частотах 10 гц (и выше) удельное сопротивление некоторых металлов, используемых в качестве вводов (ковар),становится недопустимо высоким. Для снижения удельного сопротивления коваровые вводы, работающие в области высоких частот, обязательно покрывают медью или золотом. [c.274]

Интересны цифры, характеризующие удельное электросопротивление гексаборидов они, как правило, меньше, чем сопротивление чистых металлов (см. табл. 29). Г. В Самсонов и Ю. Б. Падерно [743] объясняют это тем, что электроны бсра восполняют пробелы в недостроенной оболочке лантанида и тем самым снижают его электросопротивление. [c.283]

Окклюзия газов металлами является важным разделом в новом учении О материалах. Окклюдированные газы могут существенно влиять на механические, физические и коррозионные свойства металлов. В течение последних пятнадцати лет стало очевидным, что пластичными можно получить сплавы, например сплавы Т1, Nb, Сг, Мо и , только при малом остаточном содержании газа. При большом содержании газов у этих и других металлов IV, V и VI групп изменяются такие физические свойства как магнитная восприимчивость, электрическое сопротивление, удельная теплоемкость и сверхпроводимость. Для сплавов 2г сопротивляемость коррозии в воде при повышенных температурах изменяется при ок-клюдировании даже небольшого количества водорода, образующегося в результате окисления металла водой. Наличие окклюдированных газов в металлах по-разному влияет на их рабочие характеристики. Поэтому для правильного использования металлов в промышленности необходимо не только знать, каким образом в разных условиях изменяются свойства металлов, содержащих окклюдированные газы, по и ясно понимать процесс окклюзии. [c.202]

Эти обстоятельства (необходимость достаточно высокого удельного электрического сопротивления расплавляемого металла и наличие в большинстве случаев конденсаторной батареи и преобразователей частоты) ограничивают области применения индукционных печей без сердечника в этих печах рационально плавить или специальные сорта стали, которые невозможно или неэкономично (из-за сложности технологического процесса) плавить в дуговых печах, или такие металлы или сплавьи, высокая стоимость которых позволяет пренебречь пониженным электрическим к. п. д. этих печей (если экономия на угаре ценного металла в индукционных печах компенсирует понижение [c.177]

chem21.info

Электросопротивление - металл - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Электросопротивление - металл

Cтраница 1

Электросопротивление металлов находится в прямой зависимости от температуры. [1]

Электросопротивление металлов с увеличением температуры возрастает. [2]

Электросопротивление металлов растет при повышении температуры. [3]

Электросопротивление металла измеряют различными методами в зависимости от его абсолютной величины и той точности, которая должна быть достигнута. [4]

Электросопротивление металлов линейно уменьшается с понижением температуры и устанавливается на значении, обычно называемом остаточным сопротивлением. Определение остаточного сопротивления является чувствительным методом изучения степени совершенства кристаллического строения металла, так как точка остаточного сопротивления определяется рассеянием электронов из-за примесей и дефектов в кристаллах. [5]

Электросопротивление металлов при комнатных температурах обусловлено в основном столкновениями электронов пр01водимо - сти с колебаниями решетки ( фононами), а при низких температурах ( 4 К) - столкновениями с примесными атомами и механическими дефектами решетки. [6]

Почему электросопротивление металлов растет с ростом температуры. [7]

Изменение электросопротивления металла вызывается изменением фактического живого сечения образца. В большинстве случаев такого пересчета не делают и принимают данные о разности электросопротивления образца, отнесенные к определенному времени испытания, как косвенную меру коррозии. [8]

При этом электросопротивление металла и его изменение вследствие облучения играют важную роль. Если опыты проводятся при достаточно низких температурах, чтобы предотвратить отжиг дефектов, то можно предположить, что увеличение электросопротивления будет пропорционально числу дефектов, введенных в металл. Необходимо поддерживать общую концентрацию дефектов на достаточно низком уровне, чтобы предотвратить взаимное влияние различных дефектов, которое может само вызвать увеличение электросопротивления. Облучение меди, серебра и золота [21] при 10 К нейтронами энергией 12 Мэв показало, что изменение электросопротивления почти линейно зависит от числа частиц, бомбардирующих материал. Отклонение от линейного закона связано, по-видимому, с явлениями отжига. Подобные опыты проведены Б левит-том и др. [41] на большом количестве материалов, облученных в реакторе при 17 К. Результаты этих двух работ сведены в табл. 5.15. Интерпретация изменения удельного электросопротивления была бы проста, - если бы был известен коэффициент пропорциональности, связывающий это изменение с концентрацией дефектов. Неизвестное значение поперечного сечения рассеяния электронов проводимости на таких дефектах затрудняет точные вычисления, и величины, соответствующие различным дефектам, весьма спорны. [9]

Значительная доля электросопротивления металла и коэрцитивной силы также обусловлена разупорядочением кристаллической структуры у границ зерен. [11]

Явление изменения электросопротивления металлов в магнитном поле относится также к гальваномагнитным эффектам. Впервые это явление было обнаружено Томсоном [18] в ферромагнитных металлах. В отличие от диа - и парамагнитных металлов, в ферромагнетиках гальваномагнитный эффект имеет ряд качественных особенностей, которые связаны с наличием спонтанной намагниченности. [12]

Изучение зависимости электросопротивления металлов от содержания примесей помогает понять физическую природу возникновения примесного электросопротивления в жидких металлах. [13]

Для определения электросопротивления металла применяют различные методы измерения в зависимости прежде всего от величины измеряемого сопротивления и той точности, которая должна быть при этом достигнута. [14]

При теоретическом расчете электросопротивления металлов на основе электронно-фононных представлений используют, в частности, длину свободного пробега электрона. Однако методов вычисления этой длины нет. Обычно опытные данные о длине пробега обрабатывают статистически с использованием доверительных пределов. [15]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

2.1.3. Влияние примесей и дефектов структуры на удельное сопротивление металлов

Примеси вносят наиболее существенный вклад в величину остаточного сопротивления. Атомы любого примесного элемента повышаютρ, даже если сама примесь обладает большей электропроводностью.

Рассеяние электронов проводимости на атомах примеси тем сильнее, чем больше разница в валентности примесного элемента и металла - растворителя ∆Z:ρост ~ ∆Z2. Так что металлоидные примеси на снижение проводимости оказывают более сильное влияние, чем металлические элементы.

Дефекты структуры - вакансии, атомы в междоузлии, дислокации, границы зерен и субзерен, прочие несовершенства кристаллического строения вносят определенный вклад вρост. Например, увеличение точечных дефектов в меди на 1 ат.% увеличиваетρост в среднем на 0,01 мкОм·м. Чем выше плотность дефектов, тем больше удельное сопротивление.

На удельное сопротивление металлических материалов влияет термообработка. Так, призакалке стали образуется неравновесная структура с большими искажениями кристаллической решетки и внутренними напряжениями. Плотность дефектов по всему объему кристалла резко возрастает, что приводит к значительному росту удельного сопротивления. Приотжиге металлов и сплавов создается термодинамически устойчивая равновесная структура, внутренние напряжения исчезают, плотность дефектов уменьшается до минимума (в 2 раза и более), поэтомуρост резко снижается.

Пластическая деформация вызывает увеличение плотности дефектов и снижение проводимости. Для чистых металлов это снижение составляет несколько процентов, для них пластическую деформацию можно использовать как способ упрочнения без существенных потерь в электропроводности. Для металлических сплавов снижение электропроводности в результате наклепа может составлять до 25%. Для восстановления электропроводности после пластической деформации проводят рекристаллизационный отжиг.

2.1.4. Удельное сопротивление металлических сплавов

Электрическое сопротивление сплава всегда выше, чем сопротивление любого его компонента. Характер изменения электропроводности сплава зависит от фаз и структур в сплаве, что определяется диаграммой состояния.

В сплавах со структурой твердых растворовρост может значительно превосходить тепловую составляющую ρт. Для большинства твердых растворов с неограниченной растворимостью (AuAg, Ag-Cu, Cu-Au и др.) изменение остаточного сопротивления в зависимости от состава сплава хорошо описывается параболической функцией в соответствии с законом Нордгейма (рис. 4):

ρост = c xA xB = c xA(1− xA ),

(2.11)

где хА,хВ - атомные доли компонентов в сплаве;с - постоянная, зависящая от природы сплава.

Рис. 4. Диаграмма состояния Cu-Au(а) и зависимостиρ иαρ

от состава сплава (б)

Если ни один из компонентов не является переходным металлом, то ρmax иαρmin соответствует50%-номусоотношению компонентовхА = хВ = 0,5 (рис. 4). Если один из компонентов относится к металлам переходных групп, как, например, в сплавахCu-Ni,то характер измененияρ и αρ имеет некоторые особенности (рис. 5):

•ρmax существенно выше, чем в системе с непереходными металлами, что связано с переходом части валентных электронов на незаполненные уровни внутреннейd-оболочкипереходного

металла и уменьшением концентрации электронов проводимости;

•ρmax и αρmin не соответствуют50%-номусоотношению компонентов;

•αρ достигает в некоторых сплавах нулевых и даже отрицатель-

ных значений.

Сплавы со структурой твердых растворов используют как проводниковые материалы высокого удельного сопротивления для изготовления резисторов и нагревательных элементов.

Рис. 5. Диаграмма состояния Cu-Ni(а) и зависимостиρ иαρ

от состава сплава (б)

В сплавах с гетерофазной структурой- при образовании эвтектик, эвтектоидов, включений вторичных фаз удельное сопротивление, согласно правилу Н.С.Курнакова, в первом приближении линейно изменяется с изменением состава сплава. Такие сплавы сохраняют высокую электрическую проводимость, близкую к проводимости чистых металлов, но по сравнению с чистыми металлами могут обладать более высокими механическими и технологическими свойствами. Так, сплавы с выделениями дисперсных фаз имеют повышенную твердость, а эвтектические сплавы - высокую жидкотекучесть и литейные свойства. У многих сплавов часто наблюдаются отклонения от линейной зависимости ρ из-за структурной неоднородности.

При образовании в сплаве промежуточных фаз илихимических соединений удельное сопротивление резко изменяется. Химические соединения с металлическим типом связи (интерметаллидные электронные соединения, фазы внедрения) достаточно

электропроводны. При упорядоченном расположении атомов проводимость резко возрастает, так как восстанавливается периодичность кристаллической решетки и увеличивается длина свободного пробега электронов. В химических соединениях с ионной и ковалентной связью удельное сопротивление возрастает из-задефектности структуры.

2.1.5. Электросопротивление тонких металлических пленок

Металлические пленки, наносимые на диэлектрическую или полупроводниковую подложку, широко используются в микроэлектронике. По выполняемым функциям различают резистивные пленки (тонкопленочные резисторы) и высокопроводящие пленки (контактные площадки, межэлементные соединения, обкладки конденсаторов).

Методы получения тонких пленок:

•термическое испарение металла с последующей конденсацией на подложку;

•испарение электронным лучом;

•катодное или ионно-плазменноеосаждение;

•эпитаксиальное наращивание.

Современные технологии позволяют получать пленки толщиной

от десятых долей микрометра до нескольких десятков нанометров. В зависимости от условий осаждения (конденсации) может сформироваться различная структура пленки от аморфного состояния до монокристаллического строения. Размерный и структурный факторы обусловливают существенные отличия электрических свойств тонких пленок от свойств объемных металлов. Особенно сильно проявляется размерный эффект в том случае, когда толщина пленки соизмерима с длиной свободного пробега электронов.

На рис. 6 показаны зависимости электрических характеристик от толщины пленки, где можно выделить три области:

I - Малой толщине пленки (δ = 10-3…10-2мкм)соответствует высокое значениеρ и отрицательное значение αρ. Это объясняется тем, что на ранних стадиях конденсации пленка имеет островковую структуру, т.е. она не сплошная. Сопротивление такой пленки во многом определяется поверхностным сопротивлением участков ди-

электрической подложки. Для таких пленок характерно понижение ρ с увеличением температуры (αρ < 0), как у диэлектриков.

Рис. 6. Зависимости ρ иαρ от толщины тонкой металлической пленки

II - При толщине пленки δ = 10-2…10-1 мкм диэлектрические промежутки между островками осажденного металла исчезают, пленка становится сплошной, аαρ уже выше нуля. Однако удельное электросопротивление пленки еще великоиз-завысокой концентрации дефектов, образующихся в процессе роста пленки (вакансии, дислокации, границы зерен и примесные атомы), поглощаемых из газовой среды при конденсации металла.

III - При δ > 0,1 мкм сопротивление пленки близко к сопротивлению массивного образца, структура пленки и размерный эффект уже не оказывают значительного влияния на электрические свойства.

Для оценки проводящих свойств тонких пленок пользуются параметром удельного поверхностного сопротивления или сопро-

тивления квадрата R□, Ом.

где ρδ - удельное сопротивление пленки толщиной δ.

Сопротивление квадрата часто используют для определения сопротивления тонкопленочного резистора

studfiles.net

Металлы электросопротивление, изменение - Справочник химика 21

Изменение электросопротивления металла вызывается изменением фактического живого сечения образца. Метод является косвенным, хотя и позволяет производить пересчет полученных данных в проницаемость после вычисления Fo — Fi из уравнения (13). В большинстве случаев такого пересчета не делают и принимают данные о разности электросопротивления образца, отнесенные к определенному времени испытания, как косвенную меру коррозии. Результаты измерения за время t обычно выражаются в процентах [c.39]

Физические свойства определяются видом щелочного металла. Электропроводность МСС выше, чем у применяемого для этого синтеза графита, по оси а в 10 раз, по оси с в 200 раз. Температурный коэффициент электросопротивления положительный, т. е. носит металлический характер. Аналогичные изменения наблюдаются у МСС щелочной металл (Аг)-графит. [c.273]

Испытания показали, что структура покрытия не изменилась в результате воздействия на нее сульфатредуцирующих бактерий. В инфракрасных спектрах покрытия изменений не было. С начала до конца опыта электросопротивление пленки составляло 70-90 МОм-м . Продукты жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, в том числе сероводорода, в пределах точности измерения не воздействовали на физические свойства и химический состав материала покрытия. Сплошность и адгезия покрытия к металлу сохранились. Однако после снятия покрытия с образцов клеевой слой и праймер покрытия, подвергшегося воздействию сульфатредуцирующих бактерий, издавали слабый запах сероводорода. Качественный химический анализ показал, что в этом подклеивающем слое и праймере больше ионов 8", чем в соответствующих частях покрытия контрольного образца, [c.28]

В ряде случаев склонность металла в МКК после пребывания образцов в агрессивной среде оценивают следующими методами по степени потери металлического звука при бросании образца с некоторой высоты на мраморную плиту по потере массы образца вследствие межкристаллитной коррозии и по степени изменения электросопротивления образца. Однако существенные различия в показателях потери металлического звука, массы и изменения электросопротивления между склонными и несклонными к межкристаллитной коррозии металлами иногда появляются только после длительного срока испытаний. Поэтому слабую склонность металла к МКК можно и не обнаружить. [c.103]

Электрическое сопротивление нагревателя изменяется со временем. В результате окисления, ползучести, возгонки компонентов сплава уменьшатся токопроводящее сечение нагревателя, изменяется химический состав и структура металла. Допустимая норма изменения исходного электросопротивления нагревателей, установленная в практике электротермии, составляет 20 % [c.8]

При растворении железа в окиси хрома, окисляемость ( испарение ) последней в атмосфере воздуха заметно снижается. Число зон внутреннего окисления и скорость продвижения фронта внутреннего окисления в глубь металла отражается на ходе кривых изменения электрического сопротивления во времени. Так, образование значительного числа дефектных участков на первой стадии окисления приводит к заметному росту электросопротивления нагревателей уже на этой стадии (рис. 41, кривые 1, 2). [c.79]

Физико-химические свойства сплавов в большой степени определяются их структурой. Н. С. Курнаков установил закономерности изменения многих физических свойств в двойных равновесных системах. Он нашел, что образование твердых растворов металлов, как правило, приводит к увеличению твердости, прочности и электросопротивления по сравнению с их значениями для исходных компонентов. При образовании металлического соединения твердость и электросопротивление также возрастают. Металлические соединения имеют гораздо более высокие значения твердости и электросопротивления, чем образовавшие их металлы. В сплавах-смесях физико-химические свойства изменяются аддитивно. [c.11]

Для этой же цели можно использовать точки резкого изменения электросопротивления некоторых металлов с давлением (табл. 28). [c.159]

В других работах [61] исследовалось изменение электросопротивления свободных тонких пленок металлов при адсорбции газов. Было показано, что свободные пленки серебра, полученные конденсацией в вакууме и имеющие толщину от 200 до 1000 ммк, увеличивают свое сопротивление под влиянием кислорода и водорода при 0°С, причем даже за два часа насыщение еще не достигается. Гелий совсем не оказывает влияния. Относительная величина возрастания сопротивления ЛЯ/Р обратно пропорциональна толщине пленки. После обратной эвакуации сопротивление не уменьшается. Возрастание сопротивления за несколько десятков минут соответствует уменьшению толщины пленки примерно по одному атомному слою с каждой стороны пленки. В водороде эффект несколько меньше, но через 20 час. достигается такое же уменьшение сопротивления. Аналогичные результаты были получены с пленками меди и золота. Здесь также гелий не оказывает заметного влияния. Адсорбция кислорода и водорода при давлении около 0,1 мм рт. ст. при 0°С увеличивает сопротивление медной пленки вначале внезапно на 0,8, а через час на 1,3 (толщина пленки была здесь 255 ммк). Пленка золота толщиной 182 ммк ведет себя аналогичным образом. Однако здесь начальное возрастание давления очень мало, ио [c.154]

Если легирующий элемент образует с алюминием твердый раствор, то удельное электрическое сопротивление с увеличением концентрации этого элемента увеличивается линейно р=ро(1+ас), где ро —удельное электросопротивление чистого металла с — концентрация растворенного элемента в твердом растворе, % (по массе) а — изменение удельного электрического сопротивления, % от ро иа 1 % (по массе) растворенного элемента. [c.159]

Эффекты, обусловленные изменением фононного спектра. Ю.М. Каган и А. П. Жернов [136], рассматривая фононное электросопротивление металлов на основе микроскопической теории, показали, что в достаточно общем [c.76]

Данный метод исследования газовой коррозии можно принять только в том случае, когда сопротивление увеличивается исключительно вследствие уменьшения поперечного сечения образцов и не связано с нагревом металла. Применение метода еще затрудняет неравномерное окисление структурных составляющих ряда сплавов. Поэтому им пользуются только при достаточно малых изменениях электросопротивления в зависимости от состава сплава. Несмотря на приведенные ограничения, метод измерения электросопротивления оправдал себя при проведении ряда работ по изучению газовой коррозии [102— 105]. Неприемлемым оказался этот метод при определении скорости окисления хромоникелевых сплавов в связи с тем, что термообработка влияет на их электросопротивление [106]. [c.92]

Недостаток этого метода состоит в том, что он применим лишь тогда, когда межкристаллитное разрушение поражает образцы целиком или в значительной степени. При незначительном (начальном) или местном разрушении металла этот метод неприменим. Метод сугубо качественный. Кроме того, он в значительной мере субъективен. О склонности сталей к межкристаллитной коррозии можно в ряде случаев судить количественно [35], сравнивая электросопротивление образцов до и после обработки в соответствующем растворе. Для измерения электросопротивления образцов можно использовать методику, описанную выше (стр. 39). Отмечается [35], что точность определения склонности стали к межкристаллитной коррозии в азотной кислоте весовым методом может быть существенно повышена, если параллельно производить измерения омического сопротивления образцов. В тех случаях, когда межкристаллитная коррозия отсутствует, глубина проникновения после кипячения, рассчитанная из данных по потере веса и по изменению электросопротивления, будет примерно совпадать (расхождение связано с точностью измерений). Если имеет место межкристаллитная коррозия, то глубина проникновения, рассчитанная по увеличению электросопротивления, будет больше, чем рассчитанная по потере веса. За показатель характера коррозии берут отношение глубин проникновения, высчитанных по изменению электросопротивления и по потере веса. При равномерной поверхности коррозии это отношение мало, при наличии межкристаллитной коррозии оно сравнительно велико (табл. 9) [35]. [c.100]

Поэтому наибольшую чувствительность метод дает при изучении коррозии тонких листовых материалов и проволоки. Для выбора размеров образцов из различных металлов при оценке коррозии по изменению электросопротивления можно пользоваться кривыми, представленными на рис. 61 [17]. Размеры об- [c.113]

Для карбидов и нитридов переходных металлов характерны типично металлические электрические и магнитные свойства, во многом подобные свойствам соответствующих металлов. А величины некоторых параметров, таких, как электросопротивление, коэффициент Холла, магнитная восприимчивость, даже сравнимы со значениями их у многих металлов и сплавов. В данной главе мы сначала рассмотрим эти характеристики, а затем некоторые простейшие корреляции их с электронной концентрацией. Эти корреляции позволяют рассматривать карбиды и нитриды примерно стехиометрического состава как изоэлектронные соединения. Изменение же свойств с электронной концентрацией можно приближенно объяснить смещением уровня Ферми в предполагаемой жесткой полосе. Ниже мы попытаемся критически оценить эти корреляции и установить возможные границы их применимости. В гл. 8, посвященной вопросам химической связи и электронной зонной структуры, будет проведено дальнейшее обсуждение подобных корреляций. [c.177]

Такая особенность поведения удельного электрического сопротивления объясняется тем, что повреждения решетки, соответствующие изменению твердости, оказывают незначительное (влияние на электросопротивление. На это указывает также небольшое различие в удельном сопротивлении между мягким и упрочненным при низкой температуре состоянием в то время как твердость металлов, упрочненных при низкой температуре, во много раз превосходит твердость полностью отожженных металлов, сопротивление в этом случае повышается лишь на незначительную величину. [c.98]

К оптическим методам по своей сущности примыкает метод поверхностной проводимости, который был развит в последние годы в работах X. Шимизу, Дж. Бокриса, В. Андерсена и В. Хансена, Т. Куваны и особенно детально в работах Г. Н. Мансурова, О. А. Петрия и сотр. В этом методе измеряют электрическое сопротивление тонких металлических пленок (толщиной не более 500 А, а обычно 100—200 А), нанесенных на непроводящую основу (стекло, ситал, полимерные пленки и т. п.). Из-за небольшой толщины пленок вклад электронов поверхности в их проводимость оказывается значительным. Молекулы адсорбата вступают в до-норно-акцепторное взаимодействие с электронами поверхности металла, что приводит к изменению электросопротивления пленки. Изменение сопротивления пленки может быть связано также с тем, что молекулы адсорбата образуют на поверхности центры кезеркального рассеивания электронов, так что скорость их перемещения вдоль пленки изменяется. Достоинством метода поверхностной проводимости является то, что он позволяет получить информацию о характере взаимодействия частиц адсорбата с металлом. Его применение для количественного изучения адсорбции основано на экспериментально установленном факте наличия прямой пропорциональности между величиной адсорбции и величиной изменения электрического сопротивления. [c.36]

Применение марганца и рения. Марганец в виде ферромарганца применяется для раскисления стали при ее плавке, т. е. для удаления из нее кислорода. Кроме того, он связывает серу, что также улучшает свойства сталей. Введение до 12% Мп в сталь, иногда в сочетании с другими легирующими металлами, сильно упрочняет сталь, делает ее твердой и сопротивляющейся износу и ударам. Такая сталь используется для изготовления шаровых мельниц, землеройных и камнедробильных машин и т. д. В зеркальный чугун вводится до 20% Мп. Сплав 83% Си, 13% Мп и 4% N1 (манганин) обладает высоким электросопротивлением, мало изменяющимся с изменением температуры. Поэтому его применяют для изготовления реостатов и пр. Марганец вводят в бронзы и латуни. Диоксид марганца используется как катализатор и наряду с другими соединениями (КМПО4 и т. п.) как окислитель. [c.343]

Зонд позволяет определять в комплексе до извлечения датчика скорость коррозии методом электросопротивления количество диффузионно-подвижного водорода и его параметры по аналогии с датчиком определения диффузионноподвижного водорода и после извлечения датчика скорость коррозии гравиметрическим методом наличие язвенной или питтинговой коррозии и глубины поражения изменение механических свойств вследствие наводороживания содержание водорода в металле. Кроме того, датчик может быть подвергнут металлографическим исследованиям. [c.98]

Остаточное электросопротивление бериллия при температурах О—30 °К практически постоянно, равно 0,3— 0,4 мком см и определяется в основном суммарным содержанием растворенных в металле примесей и наличием дефектов структуры [26]. Указывается, что прирост электросопротивления бериллия после облучения обусловлен главным образом накоплением в решетке металла атомов гелия. При этом изменение удельного электросопротивления составляет 10—12 мком-см на 1% ядер гелия. Восстановление электросопротивления облученного дозами 3-10 ° и 6-102° нейтр/см2 бериллия происходит после изохрональных отжигов в течение 1 час при температурах 800 и 1000 °С [25]. [c.12]

Температурный коэффициент электрического сопротивления (т.к.с.) характеризует степень изменения сопротивления материала с ростом температуры в соответствии с формулой. Л, — Лм (1 " а/ At), где - электрическое сопротивление мат иапа при комнатной температуре- Д Г - перепад температур (( - 20)°С. У металлов и сплавов значения Т.К.С. сильно различаются (см. табл. 1). Для массовой электротермии допустимое изменение электросопротивления нагревателей в процессе эксплуатации желательно иметь не более 20 %. Тогда, согласно приведенной формуле, допустимая величина температурного коэффициента получается не более 2 Ю" К . Более высокие значения т.к.с. обусловливают сильный пусковой толчок тока при включении холодной печи. [c.8]

Для оценки давления в камере синтеза широко применяется метод калибровки при комнатной температуре, основанный на сопоставлении усилия пресса и давления полиморфного превращения в реперном веществе. В качестве реперов при давлении до 10 ГПа используются чистые металлы Се, В1, Т1, Ва, УЬ, для которых значения давления превращений согласно Международной шкале 1968 г. составляют Се = 0,7 В1 I—П = 2,55 В1 II—П1 = 2,69 Т 11—111 = 3,67 УЬ 1—11 = 4,0 Ва 1—11 = 5,9 В1 V—УП = 8,9 ГПа и халькогениды Сс15е = 3,03 Сс1Те = 3,53 2пТе = 4,01 РЬ 5е = 4,23 РЬТе = 4,97 ГПа. Полиморфные превращения в указанных веществах фиксируются по изменению их электропроводности. Датчик давления, состоящий из изолирующих прокладок, между которыми в контакте с проводящими элементами сжимаемого объема находится реперное вещество, помещается чаще всего непосредственно в реакционное пространство (рис. 106). Давление в гидросистеме пресса, соответствующее началу полиморфного превращения, регистрируется в момент начала изменения электросопротивления датчика. Схема калибровки (рис. 107, а) разработки ВНИИСИМС, входящая в комплекс электрооборудования установки для кристаллизации алмаза, позволяет без разъединения 21 323 [c.323]

Известно, что чистые, гладкие поверхности обладают лучшими отражательными свойствами, однако наилучшие отражатели света не являются таковыми для излучения в инфракрасной области спектра. Так, механически отполнрованная медь хуже отражает тепловое излучение, чем электрополированная. Это происходит вследствие изменения структуры поверхностного слоя металла, что, в свою очередь, увеличивает электросопротивление р и соответ- [c.186]

Принцип действия термометра э.1ек 1росопп1)Тив.,1елия оснозаи на свойстве металлов изменять свое сопротивление электрическому току при изменении температуры среды. Термометр состоит из датчика, проводов, соединяющих прибор с источником тока, и 13-мерительного прибора. Датчик термометра представляет собой электросопротивление, помещенное в защитный чехол. [c.55]

В гексаборидах двухвалентных металлов (например Са, 8г, Ва), по данным [19], электросопротивление падает с ростом температуры по экспоненциальному закону, типичному для полупроводников. При этом, как показали Джонсон и Дан [19], ширина запрещенной зоны АЯ в ряду исследованных ими гексаборидов убывает по мере возрастания атомного номера металла. Для ближайшего к р. з. э. гексаборида бария АЕ = 0,12 эв. Если учесть, что по нашим данным (см. рис. 1) в гексабориде двухвалентного иттербия зависимость электросопротивления от температуры носит такой же характер, как и для металлов, то можно думать, что в 5тВе величина А должна быть также очень небольшой и во всяком случае меньшей, чем 0,1 эв. Именно этим, по-видимому, можно объяснить тот факт, что в гексабориде самария изменение знака температурной зависимости электросопротивления имеет место (см. рис. 1) уже при сравнительно невысоких температурах ( 400—500° С). [c.49]

Проведенные исследования показали, что коррозия вакуумных конденсатов протекает по электрохимическои у механизму с предпочтительным растворением более активного металла - алвзминия. Однако имеется ряд особенностей, связанных с отличием структуры литых сплавов Сц-А1 и аналогичных коцценсированных материалов. При содержании алюминия в медной матрице до система представляет собой однофазный твердый раствор, коррозия протекает медленно, на уровне чистой меди. С повышением содержания алюминия в конденсатах (выше 6 ) система становится неравновесной и происходит выделение 4 -фазы, обогащенной алюминием. Процессы коррозионного разрушения в этом случае протекают более интенсивно. На рисунке представлены ми1фофото11)афии образцов после коррозионных испытаний, на которых видна зона обеднения алюминием для системы ОиВ%А1. Наиболее интенсивно коррозия протекает в первые 30 часов после начала испытаний. Затем наблюдается стабилизация процессов, о чем свидетельствуют постоянное значение электросопротивления и отсутствие весовых изменений у образцов, контактирующих со средой в течение 100 часов. [c.15]

Коррозионная активность почвы зависит [327] от многих факторов удельного электросопротивления почвы, влажности и способности почвы удерживать влагу во времени, кислотности, значения pH, солевого состава, воздухопроницаемости, наличия микроорганизмов и т. д. Отмечается [327], что до последнего времени не установлено определенное однозначное соотношение между коррозионной активностью почвы и каким-либо одним из ее физико-химических свойств, что объясняется игнорированием исследователями раздельной оценки микро- и макрокоррози-онных пар при коррозии металлической конструкции в почве. Данное обстоятельство необходимо учитывать при проведении испытаний Б почве. Следует иметь в виду, что для малых подземных конструкций основное значение имеет работа микропар. В этом случае коррозионная активность почвы не зависит от электросопротивления почвы ц характеризуется преимущественно катодной и анодной поляризуемостью металла. В этой связи коррозионные испытания, проведенные в почве на отдельных образцах, не могут дать правильного суждения об интенсивности коррозии протяженных конструкций, проходящих через те же участки почвы. По отношению к протяженным конструкциям правильно говорить не о коррозионной активности почвы, а о коррозионной активности участка трассы. Определение коррозионной активности данного участка трассы может быть сделано на основании степени изменения кислородной проницаемости (или величины, пропорциональной ей, — катодной поляризуемости) вдоль по трассе и среднего омического сопротивления данного участка. Определение коррозионной активности почвы в отношении малых объектов может быть сделано на основании определения поляризационных характеристик (катодной и анодной) в данных условиях. [c.218]

Имеются и некоторые технические различия, обусловленные тем, что электросопротивление металлов и промежуточных продуктов на много порядков величины меньше, чем электросопротивление бескислородных керамических материалов. Поэтому частота источника электропитания металлургического реактора намного ниже, чем это нужно для реакторов установок Плутон . Приемники расплавленного металла выполняются в типично металлургическом исполпепии слив расплава в изложницу или вытяжка слитка. Часто синтезированные керамические материалы предпочтительно выгружать в нерасплавленном состоянии при плавке могут иметь место распад карбида или борида, появление других фаз, выделение графитовых прослоек, изменение стехиометрического состава. [c.689]

Значительное изменение электропроводности тантала при поглощении им водорода, по мнению Сивертса и Брюнинга, вряд ли может быть результатом только окклюзии. Очевидно, это также связано с существенным изменением структуры, на чем настаивали также Шодрон, Портевен и Моро [357]. Смит [8, стр. 175] объясняет значительное возрастание электросопротивления при гидрировании тантала не только растворением водорода в металле, но и его ионизацией в системе микротрещин. [c.106]

При анодной поляризации титандвуокисномарганцевых анодов (ТДМА) кроме описайного выше изменения состава и свойств диоксида происходит окисление металла подложки, которое сопровождается ростом переходного электросопротивления на границе Т1—МпОг и ростом потенциала анода. Особенно сильно возрастают потенциалы анодов, полученных электрохимическим способом, при котором пассивирующие оксидные слои на титане образуются в процессе формирования активного слоя. В подтверждение этого авторы [26] приводят стационарные потенциалы нового ТДМА, полученного электрохимически —2,22 В, а через 40 сут. электролиза —2,7 В полученного пиролизом —1,82 В, а через 60 сут. электролиза —1,9 В. Для снижения переходного сопротивления ТДМА предложено перед нанесением диоксида снимать [c.19]

Применение. Основное применение П. — это приборы, в к-рых используются специфич. свойства П.— изменение электрич. характеристик под влиянием внешних воздействий, а также при введении определенного рода примесей. Современные полупроводниковые приборы пспользуют термич., фотоэлектрич., оптич., магнитные и др. свойства полупроводниковых материалов. Сильная зависимость величины электросопротивления от темп-ры, характерная для нек-рых П., используется в технике для создания нелинейных сопротивлений, наз. термосопротивлениями, или т е р-м и с т о р а м и (ТС). Термисторы служат для централизованного и дистанционного измерения и регулирования темп-ры, для теплового контроля машин и механизмов, измерения вакуума и т. д. Пх готовят из твердых ноликристаллич. П., на основе порошков окислов переходных металлов (NiO, МпО и др.). Термисторы на основе спрессованных порошков Si и MoSij являются нагревательными элементами высо-котс-.шературных нечей, где они выгодно используются вместо металлич. нагревателей, т. к. в нагретом состоянии потребляют малые мощности. [c.125]

Низкоомные образцы (1—100 ом-см) при температурах от 60 до 240° С имеют температурную зависимость электросопротивления, характерную для металлов, а более высокоомные образцы имеют полупроводниковую зависимость электросопротивления от температуры. Из данных эффекта Холла такая зависимость электросопротивления от температуры обусловлена в основном изменением концентрации носителей тока. Собственная проводимость TlSe дырочного типа, концентрация дырок от 6-10 до 6,5-10 слг" при соотношении эффективных масс электронов и дырок tnjnip = 0,33. Коэффициент термо-э.д.с. криста.ллов TlSe [c.159]

chem21.info