Зависимость электропроводности металлов от температуры и примеры
В чистых металлах единственной причиной ограничивающей (длину свободного пробега электронов) является тепловые колебания атомов в узлах кристаллической решетки. С ростом температуры растёт амплитуда тепловых колебаний атомов. Это усиливает рассеяние электронов и повышает электрическое сопротивление металла .
,
где - коэффициент упругой связи, которая стремится вернуть атом в положение равновесия. При низких температурах это соотношение не выполняется, т.к. понижается ещё и частота колебаний атомов.
На температурной зависимости сопротивления металлов можно выделить несколько участков:
I – в пределах нескольких градусов К в зависимости от вида металла
1 – до 0 для металлов с совершенной структурой,
2 – несовершенная структура металла,
3 – сверхпроводники.
II – температурный интервал действия закона Блоха – Грюнайзена , граничной температурой при которой называют температурой Дебая. Для большинства металлов =400÷450К.
III – линейная зависимость от Т (практически до ), исключение - ферромагнетики
IV – отступление от линейности у ряда металлов
V – для температуры плавления повышается в 1,5 – 2 раза у большинства металлов. Для Bi, Ga наоборот из-за их сложной кристаллической структуры.
Основное влияние на оказывает упорядоченность структуры.
Относительное изменение при изменении Т на 1°К называют температурным коэффициентом удельного сопротивления ( ).
Для большинства металлов при комнатной температуре = 0,004 К-1.
Согласно правила Матиссена об аддитивности
,
где - вклад за счет рассеяния электронов на тепловых колебаниях решетки, - остаточное сопротивление.
определяет вклад за счет рассеяния электронов на статистических дефектах структуры. Основной вклад в вносят примеси. Любая примесь , даже если она более проводящая, чем основной металл. Так примесь серебра в меди повышает ее сопротивление.
Для одновалентных металлов известно правило Линде, согласно которому , где, а, в – const, зависящие от природы металла и положения примесного металла в Периодической системе Менделеева, - разность валентностей основного и примесного атомов.
Для Cu при содержании 1 атм % примеси теллура сопротивление может возрасти в 10 раз.
Пластические деформации на несколько %. Термическая закалка также , т.к. при такой обработке искажается кристаллическая решётка. Рекристаллизация (отжиг) до исходного уровня.
- Оглавление
- Классификация мэт
- Проводниковые материалы
- Физическая природа электропроводности металлов
- Зависимость электропроводности металлов от температуры и примеры
- Электрические свойства металлических сплавов
- Сопротивление проводников на высоких частотах
- Сопротивление тонких металлических плёнок. Размерный эффект
- Контактные явления в металлах
- Материалы высокой проводимости. Медь
- Алюминий
- Сверхпроводящие металлы и сплавы
- Специальные сплавы
- Сплавы для термопар
- Сплавы для корпусов приборов
- Тугоплавкие металлы
- Благородные металлы
- Неметаллические проводящие материалы
- Полупроводники. Классификация полупроводниковых материалов
- Собственные и примесные полупроводники
- Температурная зависимость концентрации носителей заряда.
- Подвижность носителей заряда в полупроводниках
- Электрофизические явления в полупроводниках.
- Кремний
- Физико-химические и электрические свойства Si
- Марки кремния.
- Германий
- Физико-химические и электрические свойства германия
- Карбид кремния (SiC)
- Полупроводниковые соединения аiii вv
- Твердые растворы на основе аiii вv
- Полупроводниковые соединения aiibvi и трз на их основе
- Полупроводниковые соединения aivbvi и трз на их основе
- Диэлектрики, классификация, основные свойства
- Электропроводность диэлектриков
- Потери в диэлектриках
- Пробой диэлектриков
- Полимеры в электронной технике
- Композиционные пластмассы и пластики
- Электроизоляционные компаунды
- Неорганические стекла
- Ситаллы
- Керамики
- Активные диэлектрики
- Сегнетоэлектрики
- Пьезоэлектрики
- Пироэлектрики
- Электреты
- Жидкие кристаллы
- Материалы для твердотельных лазеров
- Магнитные материалы. Их классификация
- Магнитомягкие материалы
- Магнитотвердые материалы
- Технология получения материалов электронной техники Методы получения тонких пленок
- Вакуумные методы. Термическое вакуумное напыление.
- Кинетика процесса конденсации. Роль подложки
- Создание вакуума в вакуумных установках
- Измерение вакуума
- Вакуумные установки термического напыления
- Катодное вакуумное распыление (диодное)
- Ионно - плазменное распыление
- Эпитаксиальные процессы в технологии материалов электронной техники
- Механизм процесса эпитаксии
- Автоэпитаксия кремния
- Гетероэпитаксия кремния
- Эпитаксия полупроводниковых соединений аiiibv и трз на их основе
- Температурно - временной режим эпитаксии
- Эпитаксия SiC
- Оборудование для наращивания эпитаксиальных слоев
- Элионные технологии
- Ионно-лучевые установки
- Механическая обработка полупроводниковых материалов
- Шлифование и полирование пластин
- Химическая обработка поверхности полупроводника
- Методы отчистки поверхности
- Фотолитография (операции, материалы)
- Нанотехнология, определения и понятия
- Инструменты для измерения наноструктур
- Наноструктуры и наноустройства
- Методы нанотехнологий