金屬材料的電導率概述
關鍵詞:金屬材料、電導率
電導率
電導率(electrical conductivity)。電導率是物體傳導電流的能力。電導率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板,放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(通常為正弦波電壓),然后測量極板間流過的電流。根據歐姆定律,電導率(G)--電阻(R)的倒數,是由電壓和電流決定的。
電導率的基本單位是西門子(S),原來被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數之意。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,標準的測量中用單位電導率S/m來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導率(G)與電導池常數(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。
(1)定義或解釋 電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ
(2)單位:在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米,即S/m。
(3)說明 電導率的物理意義是表示物質導電的性能。
電導率越大則導電性能越強,反之越小。
電導率的說明
1)跟電阻率一樣,電導率與溫度比較相關。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。半導體的電導率隨著溫度的增高而增高。
2)在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,我們必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時常可以表達為,電導率對上溫度線圖的斜率,用方程寫為
最常見的水的溫度補償斜率大約為 2%/°C 。但是,它可以在 (1 ~3)%/°C 值域之間。這數值與地球化學有關,可以很容易地在實驗室里測量出來。
水的電導率和電阻率之間的測量方法
1.水的電阻率是指某一溫度下,邊長為1cm正方體的相對兩側間的電阻,單位為Ω.cm或MΩ.cm。電導率為電阻率的倒數,單位為S/cm(或μs/cm)。水的電阻率(或電導率)反映了水中含鹽量的多少。是水的純度的一個重要指標,水的純度越高,含鹽量越低,水的電阻率越大(電導率越小)。
2.水的電阻率(或電導率)受水的純度、溫度及測量中各種因素的影響,純水電阻率(或電導率)的測量是選擇動態測量方式,并采用溫度補償的方法將測量值換算成25℃的電阻率,以便于進行計量和比較。
影響金屬材料電導率的因素有
(1)溫度:電導率與溫度具有很大相關性。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時常可以表達為,電導率對上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。
(3)各向異性:有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率,需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)
現階段,隨著我國工業的迅速發展,金屬材料在許多方面得到了廣泛的應用。而電導率作為金屬材料的一個重要特性,對其精確的測定在一定程度上有利于金屬材料的進一步發展。不同金屬材料有不同的理化性質,因而其電導率的檢測也有不同的方法,同時高溫金屬電導率的測量較為復雜。所以,在實際的測定過程中,我們一定要尊重客觀的條件,實事求是,從資金設備或實驗員的專業素質等因素出發選擇最適合的測量方法。
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