ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термоэлектрические, галь из "Металловедение и термическая обработка стали Т1 " Размерность р — Ом-м, размерность о — См/м (сименс на метр). В табл. 17.8 приведены величины удельного сопротивления металлов. [c.292] Перенос электрического заряда в металлах осуществляется в основном валентными электронами. Основываясь на модели свободных электронов, где валентные электроны не взаимодействуют ни между собой, ни с ионами решетки, а представляют идеальный газ, подчиняющийся классической статистике, теория Друде—Лоренца дает аналитическое выражение закона Ома в виде / = е ЫтЕ) т. [c.293] В общем случае гп — тензор второго ранга. [c.294] Тронных ВОЛН в результате отражения электронных волн от плоскостей кристаллической решетки в соответствии с законом Вульфа— Брэггов пХ = 2d sin 0, где d — межплОскостное расстояние 0 — угол падения электронной волны X — длина волны электрона. [c.294] Таким образом, в энергетическом спектре электронов возникают зоны допустимых и запрещенных значений энергии, связанные с периодичностью кристаллической решетки. [c.294] Зонная теория позволяет объяснить большие различия (на десятки порядков) значений электрической проводимости различных веществ (парафин 10 Ом-м, железо 10 Ом-м). В металлах верхняя зона разрешенных энергий не занята полностью и имеются свободные энергетические уровни, на которые могут перейти электроны проводимости. У изоляторов валентные электроны полностью заполняют верхнюю разрешенную зону, а следующая незанятая разрешенная зона отделена широкой запрещенной зоной (7—10 эВ). В полупроводниках с собственной проводимостью запрещенная зона узкая (0,1—1,0 эВ) и под действием теплового возбуждения некоторые электроны могут приобрести энергию, достаточную для перехода в свободную зону. [c.294] Учитывая вышесказанное, следует пересмотреть физический смысл величин, входящих в выражение для а. [c.294] Ускоряющему действию приложенного поля подвергаются все электроны. Однако в случае распределения Ферми—Дирака основную роль в процессе рассеяния играют электроны с энергией, близкой к энергии Ферми. Это означает, что т определяется временем релаксации электронов, находящихся вблизи поверхности Ферми t( f). [c.294] Эффективная масса электрона может быть больше и меньше массы свободного электрона и даже отрицательной. В случае узкой разрешенной зоны электрон не может значительно ускориться и формально его эффективная масса т т — массы свободного электрона (например, электроны в ( -зоне переходного металла группы Ре) [10]. [c.294] Когда электрон находится близко к верхней границе разрешенной зоны, т. е. когда начинает выполняться условие отражения, и электрон в конечном счете теряет больший импульс, чем приобретает, то он как бы обладает отрицательной массой. [c.294] Таким образом, выражение для а следует записать в виде а= (е-М/т )т Ер). [c.294] При низких температурах (7 С0в) сопротивление увеличивается пропорционально при высоких (Г -1,5 0в)—пропорционально Т. [c.294] По мере понижения температуры удельное сопротивление металлов и сплавов стремится к некоторому постоянному значению — остаточному удельному сопротивлению ро. Оно сильно зависит от концентрации дефектов решетки (повышается с увеличением концентрации). Остаточное удельное сопротивление практически не зависит от температуры, так что р = р(Т)-Еро, где р(Т)—зависящая от температуры составляющая удельного сопротивления бездефектного (чистого) металла (правило Маттиссена). [c.295] Пластическая деформация увеличивает удельное сопротивление на 2—6 % из-за искажения пространственной решетки кристаллов при наклепе. Увеличение концентрации вакансий и дислоцированных атомов также приводит к увеличению удельного сопротивления. При комнатной температуре прирост удельного сопротивления Др за счет вакансий и дислоцированных атомов согласно [22] составляет на 1% (ат.) соответственно (1,0-5-1,5) 10 и (0,5-5-1,0)-10- Ом-м. [c.296] При образовании твердых растворов удельное сопротивление растет. Это общее правило, не зависящее от удельного сопротивления растворителя и растворенного металла. Максимальное значение удельного сопротивления достигается обычно при концентрациях 50 % (ат.). Для твердых растворов переходного металла в простом максимум сопротивления может соответствовать концентрации, отличной от 50 % (ат.). Для разбавленных твердых растворов простых металлов удельное остаточное сопротивление ро, связанное с легированием (по правилу Нордгейма) ро= с(1—с)5, где с — атомная доля растворенного вещества — коэффициент, характеризующий рассеивающее действие примеси. [c.296] При больших концентрациях растворенного вещества приведенное соотношение необходимо дополнить эмпирической поправкой X ро = = с(1—Я с) (значения Я и для твердых растворов на основе Си, А , Аи, А1 и Ре приведены в табл. 17.9 [13]). [c.296] Коэффициент пропорционален квадрату разностей валентности растворителя и примеси AZ (правило Линде) t = о-+Ь (AZ) , где а и Ь — константы. [c.296] Температурный коэффициент сопротивления твердого раствора приблизительно определяется соотношением ф/ Г = Ор р(Т )-ЬОр Ро, где р(Т) и Цр —удельное сопротивление и температурный коэффициент сопротивления растворителя ро и р —остаточное удельное сопротивление и его температурный коэффициент (табл. 17.10). [c.296] Удельное сопротивление двухфазных структур зависит от количественного соотношения фаз и от морфологии структуры. [c.296] Если пренебречь рассеянием электронов на дефектах структуры и предположить, что размеры зерен значительно превышают длину волны электрона, то электрическую проводимость можно рассматривать как аддитивное свойство и для двухфазного сплава о = сг1У(г(-4-02(1—УО, где 01 и 02 — электрические проводимости фаз У[ — объемная доля первой фазы. [c.296] Вернуться к основной статье