(1)材料的电阻温度特性曲线,其曲线斜率决定正负热敏材料(PTC、NTC)特性。
金属电阻取决于离子的热振动。当温度高于德拜温度Θ时,纯金属的电阻和温度成正比:
ρt =ρ0(1+αΔT) (6-3-4) 式中,α为电阻温度系数,过渡族金属,特别是铁磁金属α值较大,约为10-2数量级,其它金属α值均为10-3数量级;(ρt --ρ0)表示温度变化ΔT时产的变化。 (2)材料的超导电性。
一般金属,当温度接近OK时,仍有一定的电阻,即残留电阻。但如Ti、V、Nb、Zr、Al等,当温度低于某临界值时电阻下降为零,它们被称为超导金属。 (3)应力与导电性
应力使原子间距增大,点阵的动畸变增大,由此导致电阻增大。电阻率与应力间关系: ρT =ρ0(1+αTζT) (6-3-5)
式中,ρT 为受拉应力作用下的电阻率;ρ0为未加负荷时的电阻率;αT为应力系数;
ζT为拉应力。如铁在室温下的应力系数αT约为2.12×10-11Pa-1。
压应力对电阻的影响与拉应力相反。多数金属在三向压力(≤1200MPa)的作用下,电阻率都下降。ρP =ρV (1+θζP) ,式中ρP 为三向压力下的电阻率;ρV为真空下的电阻率;
ζP为压应力;θ
为压力系数,为负数。如铁的压力系数θ=-2.7×10-11Pa。
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(4)材质成分、相结构和显微组织对导电性的本质影响
当溶质浓度较小时,固溶体的电阻率ρ符合马基申(Matthiesen)定律
ρS =ρ
式中,ρ
S1 +ρS2 =ρS1 + rC ξ (6-3-6)
为溶质的电阻率,它等于溶质C的量比rC×每百分
S1为溶剂的电阻率,ρS2
之一溶质量比的附加电阻率ξ。这个定律指出,合金电阻由溶剂电阻和溶质附加电阻组成,前者随着温度升高而增大;后者与温度无关,只与溶质原子的浓度有关。
电阻是组织结构敏感的性能。通电方向一致的两相合金的电导率有加法规律 ζ = θAζA+θBζB (6-3-7) 式中,θ、ζ分别为组成相的体积分数和电导率。 若组织均与电流方向垂直,则上式为电阻率。对无序排布组织,则介于上述两种之间。
对单相合金,电阻率ρ与晶粒度d成反比,有广义霍尔-佩奇(Hall-Patch)方程
图6-3-6 Cu3Au合金有序-无序转变
ρS =ρO+Kd -1/2 (6-3-8)
式中,ρO、K 对同一材料为常量。 (5)研究合金的有序-无序转变
由于有序相的电阻比无序相的电阻低,故当转变时电阻便有明显的变化,利用电阻分析有序一无序转变简便有效。如图6-3-6 Cu3Au合金有序-无序转变。曲线1在室温为无序状态合金,曲线2在室温下有序,曲线3在室温下部分有序。
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