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 повышают ρ, 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 в ρост. Например, увеличение точечных дефектов в меди на 1 ат.% увеличивает ρост в среднем на 0,01 мкОм·м. Чем выше плотность дефектов, тем больше удельное сопротивление.
На удельное сопротивление металлических материалов влияет термообработка. Так, при закалке 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. При отжиге металлов и сплавов создается термодинамически устойчивая равновесная структура, внутренние напряжения исчезают, плотность дефектов уменьшается до минимума (в 2 раза и более), поэтому ρост 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.
- 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ С ОСОБЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
- 1.1. Классификация материалов по применению
- Вопросы для самоконтроля
- 2.1.3.Влияние примесей и дефектов структуры на удельное сопротивление металлов
- 2.2.Материалы высокой проводимости
- 2.2.1. Проводниковая медь и ее сплавы
- 2.2.2. Проводниковый алюминий
- 2.2.4.Тугоплавкие металлы
- 2.3.Неметаллические проводники
- 2.3.1.Материалы на основе графита
- 2.4. Материалы для электрических контактов
- 2.4.1. Неподвижные контакты
- 2.4.3.Скользящие контакты
- 2.5.Материалы высокого удельного сопротивления
- 3.1. Основные электрические свойства диэлектриков
- 3.1.1. Поляризация диэлектриков
- 3.3. Жидкие диэлектрики
- 3.3.1. Нефтяные масла
- 3.4. Неорганические твердые диэлектрики
- 3.4.3. Ситаллы
- 3.4.5. Оксидная изоляция
- 3.5. Органические твердые диэлектрики на основе полимеров
- 3.5.1. Строение и свойства полимеров
- 3.5.3.Низкочастотные линейные полимеры (полярные термопласты)
- 3.5.5. Электроизоляционные компаунды. Лаки
- Вопросы для самоконтроля
- 4.4. Элементарные полупроводники
- 4.5. Полупроводниковые химические соединения
- 4.5.1. Полупроводниковые соединения АIVВIV
- 5. МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- 5.1. Классификация материалов по магнитным свойствам
- 5.4.Процессы намагничивания и перемагничивания ферромагнетиков
- Этапы намагничивания
- 5.7.Магнитомягкие материалы
- 5.7.1.Основные характеристики магнитомягких материалов
- 5.7.2.Низкочастотные магнитомягкие материалы
- 5.7.3.Высокочастотные магнитомягкие материалы
- 5.7.4. Магнитные материалы специального назначения
- 5.8. Магнитотвердые материалы
- 5.8.1.Основные характеристики магнитотвердых материалов
- 5.8.2.Основные группы магнитотвердых материалов
- Магнитотвердые сплавы на основе редкоземельных металлов
- Вопросы для самоконтроля
- 6.2. Сплавы с особыми упругими свойствами
- Литература