Аналогичные формулы существуют для сталей с различным содержанием углерода, подверженных различным видам термообработки.
Существуют эмпирические зависимости электросопротивления от суммарного содержания легирующих элементов. Так для улучшенных низколегированных сталей при температурах до 700оС получена следующая зависимость
(4.28)
где
; Ni – содержание i-го
элемента в процентах по массе: Аi - атомная масса i –го элемента;
Т – температура отпуска.
При отпуске закаленных сталей ее электросопротивление уменьшается в связи с переходом твердого раствора в гетерогенную смесь.
Для изучения изотермического распада аустенита широко применяется метод измерения электросопротивления по схеме амперметра-вольтметра. По полученным временным кривым изменения электрического сопротивления при разных температурах можно с достаточной точностью определить основные стадии выпадения перлита или бейнита.
4.7. Сверхпроводимость металлов и сплавов
Явление скачкообразного падения электрического сопротивления практически до нулевого уровня при температуре близкой к абсолютному нулю называется сверхпроводимость. Экспериментально определенная величина электрического сопротивления в сверхпроводящем состоянии составляет порядка 10-23 Ом.см, что соответствует погрешности измерения данной величины. Температура, ниже которой металл проявляет сверхпроводящие свойства, называется критической температурой сверхпроводимости. У чистых металлов переход в сверхпроводящее состояние происходит резко, практически мгновенно, а при наличии примесей в относительно узком температурном диапазоне (рис. 4.7)
Рис. 4.7. Переход металлов в сверхпроводящее состояние:
1 – чистые металлы; 2 – при наличии примесей.
Выделяют около 30 чистых металлов и более тысячи интерметаллидов способных переходить в сверхпроводящее состояние. Характерно, что металлы подгруппы IA, IB и IIA, являющиеся при комнатной температуре хорошими проводниками, не являются сверхпроводниками, за исключением бериллия. Ферро- и антиферромагнетики также не являются сверхпроводниками.
Экспериментально установлено, что сильное внешнее или собственное магнитное поле может разрушить сверхпроводящее состояние. Для каждого металла критическое магнитное поле, нарушающее сверхпроводящее состояние, принимает свое значение, зависит от температуры и описывается выражением
(4.29)
где Но – напряженность критического поля при Т = 0оК, полностью разрушающее сверхпроводимость; Ткр – критическая температура сверхпроводимости.
Кривые зависимости Нкр(Т) одновременно являются границами фазового перехода от нормального состояния в сверхпроводящее (рис. 4.8).
Рис. 4.8. Температурная зависимость критической
напряженности магнитного поля
Б. Матиас сформулировал правила, связывающие существование сверхпроводимости с валентностью Z.
1. Сверхпроводимость существует только при 2 < Z < 8.
2. У переходных металлов, их сплавов и соединений при Z = 3, 5 или 7 наблюдаются максимальные температуры перехода в сверхпроводящее состояние.
3. Для каждого данного значения Z предпочтительны определенные кристаллические решетки, обеспечивающие максимальную температуру перехода, причем Ткр быстро растет с атомным объемом сверхпроводника и падает с увеличением массы атома.
Наиболее перспективными с точки зрения технического применения являются сверхпроводники с высокой критической температурой. Наиболее высокой критической температурой сверхпроводимости Ткр обладают сплавы и соединения переходных металлов ниобия и ванадия.
Явление сверхпроводимости сопровождается рядом дополнительных эффектов. Так, например, при переходе в сверхпроводящее состояние имеет место скачек теплоемкости, аналогичный скачку теплоемкости при переходе из неупорядоченного состояния в упорядоченное. Переход в сверхпроводящее состояние можно рассматривать как фазовый переход второго рода. У чистых металлов при переходе в сверхпроводящее состояние наблюдается падение теплопроводности.
4.8. Электрические свойства неметаллов
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.