Alaşımların direnci
Birçok metal ve birkaç metalin daha birçok alaşımı vardır.
İnsan metalurjik deneylerinden elde edilen en eski yapay alaşımlar (arkeolojik kalıntılara dayanarak) yaklaşık MÖ 3000 ila 2500 arasında yaratıldı.
Öncelikle bronzdur, çünkü onu oluşturan metaller (bakır ve kalay) kendi doğal hallerinde (bol miktarda) bulunur ve cevherden ekstraksiyon gerektirmez.
Altın ve gümüş doğada bol miktarda bulunan metallerdir ve bu nedenle M.Ö.
Teorik olarak sonsuz sayıda alaşım vardır. Temel işlem basittir: iki veya daha fazla metali uygun erime noktasına ulaşana kadar ısıtın, ardından doğru dozajlara göre karıştırın ve soğutmaya başlayın.
Bu nedenle, benzersiz özelliklere sahip yeni bir alaşım oluşturmak için bileşenlerin dozajını biraz değiştirmek bile yeterlidir.Ek olarak, yeni alaşımın üretim koşulları da çok önemlidir: örneğin erime noktasını, pişirme koşullarını ve hatta soğuma süresini değiştirmek yeterlidir.
Alaşımların direncinin bileşimlerine bağımlılığı çok farklı bir karaktere sahiptir. Bazı durumlarda alaşım, alaşımı oluşturan iki metalin çok küçük kristallerinin bir koleksiyonudur. Her metal birbirinden bağımsız olarak kristalleşir, ardından kristalleri alaşım içinde düzgün ve oldukça rastgele karışır.
Bunlar herhangi bir şekilde karıştırılan kurşun, kalay, çinko ve kadmiyumdur. Bu tür alaşımların farklı konsantrasyonlardaki direnci, saf metallerin direncinin uç değerleri arasında yer alır, yani her zaman daha büyüğünden daha az ve daha küçüğünden daha fazladır.
Metal Direnç Detayları: Bir iletkenin direncini ne belirler
Başka bir yararlı makale: Metallerin ve alaşımların temel özellikleri
Aşağıdaki şekil, bir çinko-kalay alaşımının özdirencinin iki metalin hacim konsantrasyonuna bağımlılığını grafiksel olarak göstermektedir.
Apsis kalay hacimlerini alaşım birim hacminin yüzdesi olarak gösterir, yani apsis 60, bir birim hacim alaşımın 0,6 hacim kalay ve 0,4 hacim çinko içerdiği anlamına gelir. Ordinat, 106 ile çarpılan alaşım özdirenç değerlerini gösterir.
Saf metaller olduğundan sıcaklık direnci katsayıları gazların genleşme katsayısına yakın aynı mertebedeki miktarlardır, dikkate alınan grubun alaşımlarının aynı mertebede katsayılara sahip olduğu açıktır.
Diğer birçok durumda, iki metalin alaşımları, iki metalin atomlarından oluşan küçük kristallerden oluşan homojen bir kütledir.
Bazen bu tür karışık kristaller, iki metalin atomlarından herhangi bir oranda oluşturulabilir, bazen bu tür oluşumlar ancak belirli konsantrasyon alanlarında mümkündür.
Bu bölgelerin dışında alaşımlar, saf metal kristallerinin ve her iki türden atomlardan oluşan karışık türdeki kristallerin bir karışımı olmaları dışında, az önce ele alınan birinci grubunkilere benzer.
Bu tip alaşımların özdirenci genellikle iki metalin özdirencinden daha büyüktür.
Aşağıdaki şekil, her konsantrasyonda karışık kristaller oluşturan bir altın ve gümüş alaşımının özdirencinin konsantrasyon bağımlılığını grafiksel olarak göstermektedir. Eğriyi oluşturma yöntemi, önceki şekildeki eğri ile aynıdır.
Grafikteki saf gümüşün direnci 1,5*10-6, saf altının 2,0*10-8... İki metali eşit hacimlerde (%50) alaşımlandırarak 10,4*10- dirençli bir alaşım elde ederiz. 6.
Bu grubun alaşımları için sıcaklık direnci katsayıları genellikle alaşımı oluşturan metallerin her birine göre daha düşüktür.
Aşağıdaki şekil, bir altın ve gümüş alaşımının sıcaklık katsayısının altın konsantrasyonuna bağımlılığını grafiksel olarak göstermektedir.
% 15 ila% 75 arasındaki konsantrasyon aralığında, sıcaklık direnci katsayısı, aynı saf metal katsayısının dörtte birini geçmez.
Üç metalin bazı alaşımları teknik öneme sahiptir.
Bu alaşımlardan ilki olan manganin, uygun şekilde işlendiğinde sıfır sıcaklık katsayısına sahiptir, bunun sonucunda manganin teli hassas dirençli şarjörler yapmak için kullanılır.
Manganez, silikon, demir, alüminyum (nikrom) ilaveli bir nikel, krom alaşımı, çeşitli ısıtma elemanlarının üretimi için en yaygın malzemedir.
Bu tür alaşımlar hakkında daha fazla ayrıntı: Nikromlar: çeşitleri, bileşimi, özellikleri ve özellikleri
Geri kalan alaşımlar (konstantan, nikelin, nikel gümüşü), reostat tellerinin genellikle sahip olduğu oldukça yüksek sıcaklıklarda, önemli bir dirence sahip oldukları ve havada nispeten az oksitlendikleri için düzenleyici reostaların imalatında kullanılır.
Elektrik endüstrisinde en yaygın olarak kullanılan üçlü alaşımlar hakkında daha fazla ayrıntı için buraya bakın:Yüksek dirençli malzemeler, yüksek dirençli alaşımlar
Çeşitli alaşımların belirli direnç değerlerine özel referans kitaplarında bakmak veya deneysel olarak belirlemek en iyisidir, çünkü bunlar büyük ölçüde değişebilir.
Örnek olarak Mg-Al ve Mg-Zn alaşımlarının elektriksel direnç ve termal iletkenlik değerlerini veriyoruz:
Bu çalışmada, 298 K ila 448 K sıcaklık aralığında Mg — Al ve Mg — Zn ikili alaşımlarının elektriksel direnci ve termal iletkenliği incelenmiş ve alaşımların karşılık gelen elektriksel iletkenliği ile termal iletkenliği arasındaki ilişki analiz edilmiştir.
Ayrıca bakınız: Elektrik tesisatlarında en yaygın iletken malzemeler