Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бабичев А.Н. -> "Физические величины" -> 261

Физические величины - Бабичев А.Н.

Бабичев А.Н., Бабушкина Н.А. Физические величины — M.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 c.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка): fizicheskievelechini1991.djvu
Предыдущая << 1 .. 255 256 257 258 259 260 < 261 > 262 263 264 265 266 267 .. 561 >> Следующая


4. Мак-Даниель И., Мэзон Э. Подвижность и диффузия ионов в газах: Пер. с англ. M.: Мир. 1976.

5. Linuma К. е. a.//J. Chem. Phys. 1983. Vol. 79. P. 3893—3904.

6. Lamm D. R. e. a.//Ibid. P. 1965—1973.

7. Bohringer H., Durup-Ferguson M , Fahey D. W.// J. Chem. Phys. 1983. Vol. 79. P. 1974—1981.

8. Елецкий А. В., Палкина Jl. А., Смирнов Б. М. Явления переноса в слабоионизованном газе. M.: Атомиздат. 1975.

9. Палкина Jl. А., Смирнов Б. М./Теплофизика высоких температур. 1974. Т. 12. С. 3—10.

10. Ролин Н. М./Инж.-физ. журн. 1978. Т. 34. С. 444—454.

11. Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. M.: Физматгиз, 1972.

Глава 21 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

В. С. Егоров, И. Н. Хлюстиков

21.1. ВВЕДЕНИЕ

К металлам относятся вещества, в которых при абсолютном нуле имеется одна или несколько не полностью заполненных электронами энергетических зон. Поверхность в конфигурационном (импульсном) пространстве, разграничивающая занятые и пустые состояния, носит название поверхности Ферми (ПФ). Наличием ПФ металлы отличаются от всех прочих веществ, а ее формой— друг от друга.

Сопротивление металлов электрическому току связано с процессами рассеяния электронов проводимости. Выражение для удельного сопротивления р имеет вид

mv ф Ne2 I

(21.1)

где m, е — масса и заряд электрона; N — эффективная плотность электронов; Va, — скорость электрона на поверхности Ферми; т — среднее время жизни электрона

между двумя актами рассеяния; I — соответствующая средняя длина пробега.

Существуют два основных механизма рассеяния: 1) столкновение электронов с локальными неподвижными центрами — примесями, дефектами и пр.; 2) рассеяние тепловыми колебаниями решетки — фононами.

В меру независимости этих процессов эффективная частота соударений равна сумме частот соударений первого И второго процессов, Т. е. 1/Тэф=1/Тприм+1/Тфон. Это приводит к правилу Матиссена

Рполн = Рост + Рид (T) ,

(21.2)

где рост — не зависящее от температуры T остаточное сопротивление, связанное с технологией данного образца металла и тем меньшее, чем совершеннее образец; ри„ (Г)—сопротивление идеальной решетки данного металла, обусловленное рассеянием на фононах и сильно зависящее от температуры, которое описывается форму-

437. лой Блоха—Грюнайзена: Є/7-

кт» C _ш- ,„.

Рид= ^J ( е6— 1 )(1 — ' ( )

где K — постоянная, связанная с удельным объемом металла; M — атомная масса; 6 — характеристическая температура Дебая — параметр металла, характеризующий максимальную частоту колебаний решетки (/i<omaxsM). Для высоких температур Т/6^,1

P= KT/4М62, (21.4)

т. е. сопротивление растет с увеличением температуры линейно; для низких температур T/О 1

P= 124,4/(7»/М66. (21.5)

Для металлов с ПФ, близкой к сферической, закон рсоТ5 начинает выполняться при Г^0,16. Для металлов со сложной ПФ этот закон начинает выполняться при гораздо более низких температурах, когда значение импульса тепловых фононов становится меньше всех характерных размеров поверхности Фермн. (Так, для висмута Т<0.1 К).

Наличие некоторых примесей может заметно влиять иа рИд (T), это является причиной отклонения от правила Матиссена.

Рассеяние на магн-нтных примесях приводит к логарифмически возрастающей с уменьшением температуры добавке к сопротивлению — эффекту Кондо, что используется в термометрии. Некоторые металлы при низких температурах переходят в сверхпроводящее состояние. Минимально возможная длина пробега (порядка межатомных расстояний) определяет максимальное металлическое удельное сопротивление P^ax ~ Oh2Ie2 — 0.2- Ю-3 Ом-см (с — межатомное расстояние).

В этой главе значительное место уделено металлам и сплавам, находящим разнообразное применение в технике. В связи с этим приведены также характеристики некоторых неэлектрических свойств этих материалов, связанные с их электротехническим применением.

21.2. ЧИСТЫЕ МЕТАЛЛЫ

Значения удельного сопротивления р0, Ю-6 Ом-см, и температурного коэффициента сопротивления Ct0= = l/po(dp/'dT), IO-5 °С, при OcC представлены в табл. L 1.1 IlJ. Li четвертом столбце приведены значения характеристической температуры 0, полученные из измерений теплоемкости [2]. Из выражения (21.3) следует, что для любого металла приведенное сопротивление г=рт/рв должно быть универсальной функцией приведенной температуры Т/в:

гт = 1,056 (776) F (6/Т). (21.6)

Пользуясь табл. 21.1, можно получить значения удельного сопротивления в широком диапазоне температур

Pr = Po гт/гв, (21.7)

где Po н г0 — значення удельного и приведенного сопротивлений при О °С, а значения функции F (6/Т) даны в табл. 21.2 [3]. В табл. 21.3 [4, 5] приведено удельное сопротивление анизотропных монокристаллов вдоль и поперек главной оси. Данные для графита [6—8] соответствуют как монокристаллам природного происхождения графнта-1, так и искусственно выращенным монокристаллам пиролитического графита-2. В табл. 21.4 [9] приведены соотношения между сопротивлением н длиной про-

Таблица 21.1. Удельное сопротивление р0,
Предыдущая << 1 .. 255 256 257 258 259 260 < 261 > 262 263 264 265 266 267 .. 561 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed