(4.21)
где γ – обобщенная электропроводность сплава; γ0 – электропроводность матричной фазы; γ1 – электропроводность включенной фазы; с – объемное содержание включенной и (1 - с) – объемное содержание матричной фаз.
Большое влияние на электропроводность оказывают размеры зерен фаз. Наибольшее повышение электросопротивления наблюдается при такой дисперсности зерен, когда их размеры соизмеримы с длиной электронной волны. При таком соотношении размеров зерен и длины волны происходит значительное рассеивание электронов, а, следовательно, и резкое повышение электросопротивления. Максимальный эффект рассеивания электронной волны при размерах зерен включенной фазы ~0,001 мкм (~10 Å). При такой величине зерна электросопротивление может возрасти на 10…15%.
Зависимость электросопротивления от фазового и структурного состава состояния гомогенных и гетерогенных сплавов позволяет решать ряд практических и научных задач, связанных с определением линий ограниченной растворимости в сплавах, анализировать диаграммы состояния, изучать превращения при закалке, отпуске, деформационном упрочнении, полиморфных превращения и т.п.
4.4. Влияние деформированного состояния металлов на
его электрические свойства
На электрическое сопротивление большое влияния оказывают искажения, вызванные напряженным состоянием. Степень влияния этого фактора определяется характером напряжений. При всестороннем упругом сжатии у большинства металлов сопротивление уменьшается вследствие сближения атомов и уменьшения рассеивания электронов. В этом случае сопротивление подчиняется следующей закономерности
(4.22)
где р – давление; fсж = 10-5…10-6 – коэффициент давления; ρ0 - электросопротивление при нормальном давлении в вакууме.
Исключением является вольфрам, электрическое сопротивление которого при большом сжатии возрастает на десятки процентов.
При упругом растяжении и кручении межатомное расстояние увеличивается, поэтому этот вид деформации приводит к увеличению электросопротивления. Влияние упругого растяжения при условии пропускании тока вдоль вектора деформации учитывается формулой
(4.23)
где σ – напряжения растяжения; αр – коэффициент напряжений.
Пластическая деформация и наклеп также повышают электрическое сопротивление металлов и сплавов. Однако это повышение даже при значительном наклепе чистых металлов не превышает 2…6%. С понижением температуры электрическое сопротивление наклепанного металла снижается, но не достигает нуля при 0оК, принимая конкретное значение, которое называется остаточным сопротивлением.
Закалка приводит к повышению электросопротивления, что также связано с искажением кристаллической решетки появлением внутренних напряжений. Отжиг наклепанного или закаленного металла или сплава понижает электросопротивление.
4.5. Методы измерения электрического сопротивления
Наиболее простым способом измерения электрического сопротивления является метод амперметра-вольтметра, схема которого представлена на рис.4.3.
Образец Х присоединяется к источнику постоянного тока (ИПТ). Последовательно с ним подключается амперметр А и регулировочное сопротивлениеR, а параллельно – вольтметр U. На основе показаний обоих приборов подсчитывается сопротивление по закону Ома
(4.24)
где UВС – разность потенциалов на участке ВС; I – сила тока.
Рис. 4.3. Схема амперметра-вольтметра
Способ вполне пригоден для измерения малых сопротивлений в статических и динамических схемах. Его можно использовать при анализе структурных процессов отпуска, распада аустенита и т.п. Точность измерения определяется внутренним сопротивлением вольтметра, чем оно выше, тем точнее измерение. Существенным недостатком схемы является невозможность учета электрических сопротивлений соединительных проводов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.