Съпротивление на сплавите

Има много метали и много повече сплави от няколко метала.

Най-ранните изкуствени сплави от металургични опити от човека са създадени (въз основа на археологически останки) от около 3000 до 2500 г. пр. Н. Е.

Това е предимно бронз, тъй като металите, от които е съставен (мед и калай), присъстват (в изобилие) в родното си състояние и не изискват извличане от рудата.

Златото и среброто са метали, които се срещат в изобилие в природата и поради тази причина те са известни от V хилядолетие пр. Н. Е., Така че те също много често се смесват, по -специално за промяна на цвета или твърдостта на златото.

На теория има безкраен брой сплави. Основният процес е прост: достатъчно е да нагреете два или повече метала, докато достигнат подходящата точка на топене, след това да ги смесите според точните дози и да започнете да ги охлаждате.

По този начин е достатъчно дори леко да се промени дозата на съставките, за да се създаде нова сплав, която да има уникални свойства. Освен това условията за производство на новата сплав също са от решаващо значение: достатъчно е например да се променят точката на топене, условията на изпичане или дори времето за охлаждане.

Зависимостта на съпротивлението на сплавите от техния състав има много различен характер. В някои случаи сплавта е колекция от много малки кристали от двата метала, които съставляват сплавта. Всеки метал кристализира независимо един от друг, след което техните кристали са равномерно и доста произволно смесени в сплавта.

Това са олово, калай, цинк и кадмий, които се смесват по всякакъв начин. Съпротивлението на такива сплави при различни концентрации се намира между екстремните стойности на съпротивлението на чистите метали, тоест винаги е по -малко от по -големия от тях и повече от по -малкото.

Подробности за съпротивлението на металите: Какво определя съпротивлението на проводника

Още една полезна статия: Основни свойства на метали и сплави

Фигурата по-долу показва графично зависимостта на съпротивлението на сплав цинк-калай от обемната концентрация на двата метала.

Абсцисата показва обемите на калай като процент от обемната единица на сплавта, т.е. абсцисата 60 означава, че единичният обем на сплавта съдържа 0,6 обема калай и 0,4 обема цинк. Ординатата показва стойностите на съпротивлението на сплавта, умножено по 106.

Тъй като чистите метали температурни коефициенти на съпротивление са количества от същия ред, близки до коефициента на разширяване на газовете, очевидно е, че сплавите на разглежданата група имат коефициенти от същия ред.

В много други случаи сплавите на двата метала са хомогенна маса, съставена от малки кристали, съставени от атоми на двата метала.

Понякога такива смесени кристали могат да се образуват от атоми на двата метала във всяко съотношение, понякога такива образувания са възможни само в определени области на концентрация.

Извън тези области сплавите са подобни на тези от първата група, която току -що беше разгледана, с тази разлика, че те са смес от кристали от чист метал и кристали от смесен тип, съставени от атоми от двата вида.

Съпротивлението на сплави от този тип обикновено е по -голямо от съпротивлението на двата метала.

Фигурата по -долу показва графично зависимостта от концентрацията на съпротивлението на сплав от злато и сребро, образувайки смесени кристали във всяка концентрация. Методът за изграждане на кривата е същият като кривата на предишната фигура.

Съпротивлението на чисто сребро на графиката е 1,5 * 10-6, чисто злато 2.0 * 10-8… Сплавяйки равни обеми от двата метала (50%), получаваме сплав с съпротивление 10,4 * 10-6.

Температурните коефициенти на съпротивление за сплави от тази група обикновено са по -ниски, отколкото за всеки от металите, които съставляват сплавта.

Фигурата по -долу показва графично зависимостта на температурния коефициент на сплав от злато и сребро от концентрацията на злато.

В диапазона на концентрации от 15% до 75%, температурният коефициент на съпротивление не надвишава една четвърт от същия коефициент на чистите метали.

Някои сплави от три метала имат техническо значение.

Първата от тези сплави, манганинът, когато е правилно обработен, има температурен коефициент нула, в резултат на което манганиновата тел се използва за направата на магазини за прецизна устойчивост.

Сплав от никел, хром, с добавки от манган, силиций, желязо, алуминий (нихром) е най -разпространеният материал за производството на различни нагревателни елементи.

Повече подробности за този вид сплави: Нихроми: сортове, състав, свойства и характеристики

Останалите сплави (константан, никелин, никелово сребро) се използват за производството на регулиращи реостати, тъй като те имат значително съпротивление и са относително малко окислени във въздуха при онези доста високи температури, които често имат реостатните проводници.

За повече подробности относно трикомпонентните сплави, най-често използвани в електрическата промишленост, вижте тук:Материали с висока устойчивост, сплави с високо съпротивление

Най -добре е да потърсите конкретни стойности на съпротивлението на различни сплави в специални справочници или да определите експериментално, тъй като те могат да варират в широки граници.

Като пример даваме стойностите на електрическото съпротивление и топлопроводимостта на сплави Mg-Al и Mg-Zn:

В тази работа се изследва електрическото съпротивление и топлопроводимостта на бинарни сплави Mg — Al и Mg — Zn в температурния диапазон от 298 K до 448 K и се анализира връзката между съответната електропроводимост и топлопроводимостта на сплавите.

Вижте също: Най -често срещаните проводящи материали в електрическите инсталации