Реферат: Физические процессы в проводниках и их свойства

В области линейной зависимости r(T) справедливо выражение:

r = r0(1+ ar(T-T0)),

где r0 - удельное сопротивление при температуре T0,

- температурный коэффициент удельного сопротивления.

Для большинства чистых металлов при комнатной температуре ar = 1/273 » 0/004 K-1.

3 Влияние примесей и дефектов кристаллической структуры на удельное сопротивление металлов

Рассеяние электронов на статических дефектах кристаллической структуры не зависит от температуры. Поэтому, при Т = 0 К сопротивление реальных металлов стремится к некоторому постоянному значению, называемому остаточным сопротивлением rост. Отсюда вытекает правило

r = rт + r ост,

где rт - сопротивление обусловленное рассеянием электронов на тепловых колебаниях узлов кристаллической решетки.

Исключением из этого правила являются сверхпроводящие металлы. Наиболее существенный вклад в остаточное сопротивление вносит рассеяние на примесях, которые присутствуют или в виде загрязнения или в виде легирующего элемента.

В технике широко применяются металлические сплавы, имеющие структуру неупорядоченного твердого раствора. В твердом растворе сохраняется решетка металла растворителя, но меняется ее период, величина которого подвержена флуктуациям. Это приводит к сильному рассеянию электронов. Сопротивление сплава можно выразить в виде:

rспл = rт + rост ,

где rт - сопротивление, обусловленное рассеянием электронов на тепловых колебаниях решетки;

rост - добавочное (остаточное) сопротивление, связанное с рассеянием электронов на неоднородностях структуры сплава.

В твердом растворе очень часто rост >>rт.

Для многих бинарных сплавов изменение в зависимости от состава описывается параболической зависимостью вида:

rост = С×ХА×ХВ = С×ХВ×(1 - ХВ),

где С - константа, зависящая от природы сплава;

ХА и ХВ - атомные доли компонентов в сплаве.

Остаточное сопротивление достигает своего максимума при ХА = ХВ = 0.5.

Чем больше rост, тем меньше его величина as. Это связано, с тем, что в твердых растворах rост >>rт и не зависит от температуры.

Поэтому

На этом основано получение термостабильных проводящих материалов.

Большое влияние на удельное сопротивление металлов и сплавов оказывают искажения, вызванные напряженным состоянием. Влияние упругого растяжения или сжатия при условии пропускания тока вдоль действующей силы учитывается формулой:

r = r0 (1 ±j×s),

где j - коэффициент удельного сопротивления по давлению;

s - механическое напряжение в сечении образца.

Знак плюс соответствует деформации при растяжении, а знак минус - при сжатии.