image001

       Популярное материаловедение        t-d-10

 

Материаловедение для всех

 

  

 

Проводники

 

Проводниками электрического тока могут служить твердые тела, жидкости, а при соответствующих условиях и газы.

Твердыми проводниками являются металлы, металлические сплавы и некоторые модификации углерода.

К металлам относят пластичные вещества с характерным для них блеском, которые хорошо проводят электрический ток и теплоту. Среди материалов электронной техники металлы занимают одно из важнейших мест.

К жидким проводникам относятся расплавленные металлы и различные электролиты. Как правило, температура плавления металлов высока, за исключением ртути, у которой она составляет —39°С. Поэтому при нормальной температуре в качестве жидкого металлического проводника может быть применена только ртуть. Температуру плавления, близкую к нормальной (29,8°С), имеет еще галлий. Другие металлы являются жидкими проводниками лишь при повышенных или высоких температурах.

Механизм прохождения тока по металлам в твердом и жидком состояниях обусловлен движением свободных электронов, вследствие чего их называют проводниками с электронной электропроводностью или проводниками первого рода.

Электролитами, или проводниками второго рода, являются растворы (в основном водные) кислот, щелочей и солей, а также расплавы ионных соединений. Прохождение тока через такие проводники связано с переносом вместе с электрическими зарядами частей молекул (ионов), в результате чего состав электролита постепенно изменяется, а на электродах выделяются продукты электролиза.

Все газы и пары, в том числе и пары металлов, при низких напряженностях электрического поля не являются проводниками. Однако, если напряженность поля выше некоторого критического значения, обеспечивающего начало ударной и фотоионизации, то газ может стать проводником, обладающим электронной и ионной электропроводностями. Сильно ионизированный газ при равенстве числа электронов и положительных ионов в единице объема представляет собой особую равновесную проводящую среду, называемую плазмой.

Распределение электронов в частично заполненной зоне (а) и функция  вероятности заполнения электронами уровней (б): I — уровни, почти заполненные; II — интервал размывания;  III — уровни, почти полностью свободные

 

Распределение электронов по энергиям в металле: 1Т=0 K; 2Т>0 K

 

Распределение электронов в металле по скоростям: а – в отсутствие электрического поля; б – при воздействии поля

 

 

Зависимость удельного сопротивления металлического проводника от температуры в широком диапазоне температур: a, б, в варианты изменения удельного сопротивления у различных расплавленных металлов

 

Зависимости удельного сопротивления от температуры в широком интервале температур для меди (а) и при низких температурах для меди и алюминия (б)

 

 

 

 

 

Зависимость удельного сопротивления (1) и температурного коэффициента удельного сопротивления (2) медно-никелевых сплавов от процентного содержания компонентов

 

Зависимости удельного сопротивления (a) и температурного коэффициента удельного сопротивления (б) тонкой металлической пленки от ее толщины

 

Основные свойства сплавов высокого сопротивления

 

Магнанин

(86%Cu,12%Mn, 2%Ni)

 

Константан

(60%Cu,40%Ni)

 

Нихром Х15Н60

(55-61%Ni,15-18%Cr, 1.5%Mn, остальное Fe)

 

 

Удельное сопротивление, мкОм×м

 

0.42-0.48

 

0.48-0.52

 

1.0-1.2

 

Температурный коэффициент удельного сопротивления, ar×106, К-1

 

5-30

 

-(5-25)

 

100-200

 

Терм-э.д.с. относительно меди, мкВ/К

 

1-2

 

40-50

 

--

 

Предельная рабочая температура, 0С

 

100-200

 

450-500

 

1000

 

 

По материалам сайта www.ftemk.mpi.ac.ru

Введение

 в химию

материалов

 

Материалы

от древности

до наших дней

 

Материаловедение

для всех

МИР МАТЕРИАЛОВ

@ неорганические

материалы

@ органические

материалы

@ композиционные

материалы

@ функциональные

материалы

@ умные материалы

@ наноматериалы и

низкоразмерные системы

 

МИР ВЕЩЕЙ

 

Материалы вокруг нас

 

 

 

Словарь