- •1.Введение. Предмет дисциплины, цель изучения, основные определения
- •2.Металлы и сплавы, общие сведения. Строение металлов.
- •3.Электрофизические характеристики металлов.
- •4.Проводимость жидкостей и электролитов. Жидкости.
- •5.Классификация материалов.
- •6.Виды химической связи.
- •7.Строение реальных металлов, диффузионные процессы в металле, кристаллизация металлов.
- •8.Конструкционные стали.
- •12.Испытания конструкционных металлов. Микроскопический анализ.
- •13.Механические свойства материалов и методы их определения.
- •14.Метод Бринелля.
- •15.Метод Роквелла.
- •16.Метод Виккерса.
- •18.Метод Шора.
- •19.Испытание на усталость.
- •20.Испытание на ползучесть.
- •21.Определение ударной вязкости.
- •22. Порог хладноломкости. Определение трещиностойкости.
- •23.Электротехнические материалы, классификация и область применения.
- •24.Особенности зонно-энергетической структуры металлов.
- •25.Физическая природа электропроводности металлов
- •26.Факторы, влияющие на удельное сопротивление металлов
- •27.Электрические свойства металлических сплавов
- •28.Сопротивление проводников на высоких частотах
- •29.Электрофизические свойства тонких металлических пленок
- •31.Классификация проводниковых материалов по функциональному значению.
- •32.Контактные материалы
- •37.Криопроводники.
- •39.Магнитные материалы. Общие сведения о магнетизме
- •40.Классификация веществ по магнитным свойствам
- •41.Техническая кривая намагничивания
- •42.Петля гистерезиса
- •43.Магнитная проницаемость
- •44. Магнитострикция.
- •45. Намагничивание переменным полем.
- •46. Классификация магнитных материалов.
- •48. Магнитомягкие материалы.
- •49. Магнитомягкие высокочастотные материалы
- •50. Магнитотвердые материалы
- •51. Магнитные материалы специального назначения. Ферриты и металлические сплавы с ппг.
- •52. Ферриты для устройств свч.
- •53. Цилиндрические магнитные домены
- •54. Диэлектрики. Поляризация диэлектриков
- •55. Электропроводность диэлектриков. Особенности электропроводности диэлектриков.
- •56. Электропроводность твердых диэлектриков
- •57. Поверхностная электропроводность твердых диэлектриков.
- •58. Электропроводность жидких диэлектриков
- •59. Электропроводность газов.
- •60. Диэлектрические потери.
- •61. Пробой диэлектриков. Основные понятия.
- •62. Пробой твердых диэлектриков
- •63. Электроизоляционные материалы. Высоко полимерные твердые материалы.
- •64. Синтетические лаки, эмали и компаунды.
- •65. Бумаги и картоны
- •66. Слоистые пластмассы – материалы для печатных плат.
- •67. Слюдяные материалы
- •68. Электроизоляционная керамика
- •69. Активные диэлектрики
- •70. Пьезоэлектрики
- •71. Пироэлектрики
- •72. Электреты
- •73. Материалы для твердотельных лазеров
- •74. Жидкие кристаллы
- •75. Полупроводниковые материалы.
- •76. Электропроводность полупроводников.
- •77. Собственные и примесные полупроводники. Основные и не основные носители заряда.
- •78. Основные характеристики и свойства полупроводниковых материалов.
- •79. Конецентрация носителей заряда.
- •80. Подвижность носителей тока.
- •81. Теплопроводность полупроводников.
- •82. Зависимость концентрации носителей заряда от температуры. Элементы статистики электронов.
- •83. Фотопроводимость.
26.Факторы, влияющие на удельное сопротивление металлов
Температурный коэффициент (ТК) какого-либо параметра z материала - это логарифмическая производная этого параметра по температуре: TKz=(1/z)*(dz/dT)=(d/dT)*lnz [К-1]. Удельное сопротивление металлов при повышении температуры возрастает. Следовательно, температурный коэффициент удельного сопротивления С понижением температуры могут уменьшаться частоты колебаний. Поэтому в области низких температур рассеяние электронов тепловыми колебаниями узлов кристаллической решетки становится не эффективным. Взаимодействие электрона с колеблющимися атомами лишь незначительно изменяет импульс электрона. В теории колебаний атомов решетки температуру оценивают относительно некоторой характеристической температуры, которую называют температурой Дебая (ѲД). Температура Дебая определят максимальную частоту тепловых колебаний, которые могут возбуждаться в кристалле ѲД = hvmax/k. Эта температура зависит от сил связи между узлами кристаллической решетки и является важным параметром твердого тела. При Т > ѲД удельное сопротивление металлов изменяется линейно с температурой ρ = ВТ. Примеси и другие структурные дефекты. Дефекты структуры подразделяют на динамические (временные) и статические (постоянные). Динамические дефекты возникают при механических, тепловых или электромагнитных, воздействиях на Кристалл, При прохождении через него потока частиц высокой энергии и т. п. Наиболее распространенным видом динамические дефектов являются фононы - временные искажения регулярности решетки, вызванные тепловым движением атомов. Среди статических дефектов различают атомные (точечные) и протяженные несовершенства. Атомные дефекты могут проявляться в виде незанятых узлов решетки — вакансий, в виде смещений атома из узла в междоузлие, в виде внедрения в решетку чужеродного атома или иона. К протяженным дефектам относятся дислокации, трещины, поры, границы зерен, микровключения другой фазы Причинами рассеяния электронных волн в металле являются и статические дефекты структуры, которые также нарушают периодичность потенциального поля кристалла. Поэтому при приближении температуры к абсолютному нулю сопротивление реальных кристаллов стремится к некоторому постоянному значению, называемому остаточным сопротивлением. Отсюда вытекает правило Маттиссена об аддитивности удельного сопротивления ρ = ρТ + ρОСТ, Исключение из этого правила составляют сверхпроводящие металлы, в которых сопротивление исчезает ниже некоторой критической температуры. Любая примесная добавка приводит к повышению ρ, даже если она обладает повышенной проводимостью по сравнению с основным металлом. Примесное рассеяние ограничивает длину свободного пробега электронов, которая в реальном проводнике определяется соотношением: 1/lср= 1/lсрт + 1/lсрп. Чем выше потенциал, тем сильнее различаются валентности примесных атомов и металла-растворителя (основы). Помимо есть собственные дефекты структуры – вакансии, атомы внедрения, дислокации, границы зерен. Концентрация точечных дефектов экспоненциально возрастает с температурой и может достигать высоких значений вблизи точки плавления. Кроме того, вакансии и междоузельные атомы легко возникают в материале при его облучении частицами высокой энергий, например, нейтронами из реактора или ионами из ускорителя. По измеренному значению сопротивления можно судить о степени радиационного повреждения решетки. Таким же образом можно проследить и за восстановлением (отжигом) облученного образца = ρ300/ρ4,2. Деформация ρ = ρ0(1 s), изменение ρ при упругих деформациях объясняется изменением амплитуды колебаний узлов кристаллической решетки металла. При растяжении эти амплитуды увеличиваются» при сжатии – уменьшаются. Увеличение амплитуды колебаний узлов обуславливает уменьшение подвижности носителей зарядов и, как следствие, возрастание ρ. Уменьшение амплитуды колебаний, наоборот, приводит к уменьшению ρ.Пластическая деформация, как правило, повышает ρ металлов в результате искажения кристаллической решетки. При рекристаллизации путем термической обработки (отжига) ρ может быть вновь снижено до первоначального значения. Иногда наблюдающееся при деформациях сжатия уменьшение удельного сопротивления объясняется вторичными явлениями – уплотнением металла, разрушением оксидных пленок и т.д. При воздействии высоких гидростатических давлений характер изменения ρ у различных металлов может быть весьма различным: при этом могут наблюдаться повышения, понижения и обусловленные полиморфическими переходами (изменениями кристаллической структуры вещества) скачкообразные изменения ρ. Такие скачки ρ (висмута, бария, таллия, свинца и др.) при изменении гидростатического давления используют в качестве реперных точек при измерениях высоких давлений.