Исследование проводниковых материалов. Медведев С.П - 12 стр.

               T ,C                                                          того металла. На этом основано получение термостабильных проводящих
              1600       1539
                                                                             материалов. Во многих случаях температурная зависимость удельного




                                                             Нелинейный
                                1392          ( )
              1400                                                           сопротивления сплавов оказывается более сложной, чем та, которая выте-
              1200                                                           кает из простой аддитивной закономерности. Температурный коэффици-
                                        911                                  ент удельного сопротивления сплавов может быть существенно меньше,
              1000
                                                       ( )                   чем предсказывает соотношение (19). Отмеченные аномалии отчетливо
               800                            768
                                                                             проявляются в медно-никелевых сплавах (рисунок 9). В некоторых спла-




                                                             Магнитный
               600                                                           вах при определенных соотношениях компонентов наблюдается отрица-
               400                                                           тельный αρ (у константа).
                                                                                 Такое изменение ρ и αρ от процентного содержания компонентов спла-
               200                                                           ва, по-видимому, можно объяснить тем, что при более сложных составе и
                                                        Fe                   структурах по сравнению с чистыми металлами сплавы нельзя рассматри-
               Рисунок 5 – Аллотропические модификации железа                вать как классические металлы, т.е. изменение проводимости их обуслав-
                                                                             ливается не только изменением длины пробега свободных электронов, но
              8. Твердые растворы, химические соединения                     в некоторых случаях и частичным возрастанием концентрации носителей
   Сплав – вещество, полученное сплавление двух и более компонентов.         заряда при повышении температуры. Сплав, у которого уменьшение дли-
Если в твердом состоянии между компонентами нет химического взаимо-          ны свободного пробега с увеличением температуры компенсируется воз-
действия, тогда по строению сплав – механическая смесь. Если состав-         растанием концентрации носителей заряда, имеет нулевой температурный
ляющие сплав вещества вступают в химическое взаимодействие, то обра-         коэффициент удельного сопротивления.
зуются химические соединения, например, двухкомпонентные An ⋅ Bm.                В разбавленных растворах, когда один из компонентов (например, ком-
Если происходит растворение компонент, то имеем дело с твердым рас-          понент В) характеризуется очень низкой концентрацией и его можно
твором (таблица 1).                                                          рассматривать как примесь, в формуле (17) без ущерба для точности мож-
   Таблица 1                                                                 но положить (1-xв)≈1. Тогда приходим к линейной зависимости между
Механическая смесь Химическое соединение         Твердый раствор             остаточным сопротивлением и концентрацией примесных атомов в метал-
нет взаимного рас-    образуется специфическая      химический анализ по-    ле: ρ о с т = C x В ,
творения,   имеются   кристаллическая решетка с     кажет наличие обеих          где константа C характеризует изменения остаточного сопротивления
две подрешетки        упорядоченным расположе-      компонент. Тип решетки   Δρост на 1 ат.% примеси.
                      нием атомов компонент         один существует в ин-
                                                                                 Некоторые сплавы имеют тенденцию образовывать упорядоченные
                                                    тервале концентраций
                                                                             структуры, если при их изготовлении выдержаны определенные пропор-
   Твердые растворы – фазы, в которых один из компонентов сохраняет
                                                                             ции в составе. Причина упорядочения заключается в более сильном хими-
свою кристаллическую решетку, а атомы других компонентов располага-
                                                                             ческом взаимодействии разнородных атомов по сравнению с атомами од-
ются в решетке первого компонента, изменяя ее размеры.
                                                                             ного сорта. Упорядочение структуры происходит ниже некоторой харак-
                                                                             теристической температуры Tкр, называемой критической (или температу-
          8.1 Твердые растворы на основе чистых компонентов
                                                                             рой Курнакова). Например, сплав, содержащий 50 ат. % Cu и 50 ат. % Zn
   Они бывают двух типов:
                                                                             (β – латунь) обладает объемоцентрированной кубической структурой. При
   – растворы замещения (рисунок 6);
   – растворы внедрения (рисунок 7);                                         T > 360°C атомы меди и цинка распределены по узлам решетки случай-
                                                                             ным образом, статистически.
                                                                                 Причиной электрического сопротивления твердых тел является не
                                                                             столкновение свободных электронов с атомами решетки, а рассеяние их
                                                                             на дефектах структуры, ответственных за нарушение трансляционной
                                                                             симметрии. При упорядочении твердого раствора восстанавливается пе-
                                                                             риодичность электростатического поля атомного состава решетки, благо-
          Рисунок 6 – Схематичное         Рисунок 7 – Схематичное            даря чему увеличивается длина свободного пробега электронов и практи-
      изображение раствора замещения       изображение твердого
                                            раствора внедрения
                                                                             чески полностью исчезает добавочное сопротивление, обусловленное рас-
           (• – замещенный атом)                                             сеянием на микронеоднородностях сплава.

                                  12                                                                           21