金屬材料的電導(dǎo)率概述
關(guān)鍵詞:金屬材料、電導(dǎo)率
電導(dǎo)率
電導(dǎo)率(electrical conductivity)。電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板,放到被測(cè)溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(shì)(通常為正弦波電壓),然后測(cè)量極板間流過(guò)的電流。根據(jù)歐姆定律,電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù),是由電壓和電流決定的。
電導(dǎo)率的基本單位是西門(mén)子(S),原來(lái)被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值,標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中用單位電導(dǎo)率S/m來(lái)表示,以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率(C)簡(jiǎn)單的說(shuō)是所測(cè)電導(dǎo)率(G)與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長(zhǎng)度,A為極板的面積。
(1)定義或解釋 電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率。σ=1/ρ
(2)單位:在國(guó)際單位制中,電導(dǎo)率的單位是西門(mén)子/米,即S/m。
(3)說(shuō)明 電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。
電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng),反之越小。
電導(dǎo)率的說(shuō)明
1)跟電阻率一樣,電導(dǎo)率與溫度比較相關(guān)。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。
2)在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,我們必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)??梢员磉_(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率,用方程寫(xiě)為
最常見(jiàn)的水的溫度補(bǔ)償斜率大約為 2%/°C 。但是,它可以在 (1 ~3)%/°C 值域之間。這數(shù)值與地球化學(xué)有關(guān),可以很容易地在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量出來(lái)。
水的電導(dǎo)率和電阻率之間的測(cè)量方法
1.水的電阻率是指某一溫度下,邊長(zhǎng)為1cm正方體的相對(duì)兩側(cè)間的電阻,單位為Ω.cm或MΩ.cm。電導(dǎo)率為電阻率的倒數(shù),單位為S/cm(或μs/cm)。水的電阻率(或電導(dǎo)率)反映了水中含鹽量的多少。是水的純度的一個(gè)重要指標(biāo),水的純度越高,含鹽量越低,水的電阻率越大(電導(dǎo)率越小)。
2.水的電阻率(或電導(dǎo)率)受水的純度、溫度及測(cè)量中各種因素的影響,純水電阻率(或電導(dǎo)率)的測(cè)量是選擇動(dòng)態(tài)測(cè)量方式,并采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y(cè)量值換算成25℃的電阻率,以便于進(jìn)行計(jì)量和比較。
影響金屬材料電導(dǎo)率的因素有
(1)溫度:電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)??梢员磉_(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成高電導(dǎo)率。
(3)各向異性:有些物質(zhì)會(huì)有異向性 (anisotropic) 的電導(dǎo)率,需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),第二階張量,通常是對(duì)稱的)
現(xiàn)階段,隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展,金屬材料在許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。而電導(dǎo)率作為金屬材料的一個(gè)重要特性,對(duì)其精確的測(cè)定在一定程度上有利于金屬材料的進(jìn)一步發(fā)展。不同金屬材料有不同的理化性質(zhì),因而其電導(dǎo)率的檢測(cè)也有不同的方法,同時(shí)高溫金屬電導(dǎo)率的測(cè)量較為復(fù)雜。所以,在實(shí)際的測(cè)定過(guò)程中,我們一定要尊重客觀的條件,實(shí)事求是,從資金設(shè)備或?qū)嶒?yàn)員的專業(yè)素質(zhì)等因素出發(fā)選擇最適合的測(cè)量方法。
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