電導(dǎo)率(electrical conductivity)。電導(dǎo)率是物體傳導(dǎo)電流的能力。電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理是將兩塊平行的極板,放到被測(cè)溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(shì)(通常為正弦波電壓),然后測(cè)量極板間流過(guò)的電流。根據(jù)歐姆定律,電導(dǎo)率(G)--電阻(R)的倒數(shù),是由電壓和電流決定的。
電導(dǎo)率的基本單位是西門子(S),原來(lái)被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數(shù)之意。因?yàn)殡妼?dǎo)池的幾何形狀影響電導(dǎo)率值,標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量中用單位電導(dǎo)率S/m來(lái)表示,以補(bǔ)償各種電極尺寸造成的差別。單位電導(dǎo)率(C)簡(jiǎn)單的說(shuō)是所測(cè)電導(dǎo)率(G)與電導(dǎo)池常數(shù)(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長(zhǎng)度,A為極板的面積。
(1)定義或解釋 電阻率的倒數(shù)為電導(dǎo)率。σ=1/ρ
(2)單位:在國(guó)際單位制中,電導(dǎo)率的單位是西門子/米,即S/m。
(3)說(shuō)明 電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能。
電導(dǎo)率越大則導(dǎo)電性能越強(qiáng),反之越小。
1)跟電阻率一樣,電導(dǎo)率與溫度比較相關(guān)。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。半導(dǎo)體的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而增高。
2)在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,我們必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)常可以表達(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率,用方程寫為
最常見(jiàn)的水的溫度補(bǔ)償斜率大約為 2%/°C 。但是,它可以在 (1 ~3)%/°C 值域之間。這數(shù)值與地球化學(xué)有關(guān),可以很容易地在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量出來(lái)。
1.水的電阻率是指某一溫度下,邊長(zhǎng)為1cm正方體的相對(duì)兩側(cè)間的電阻,單位為Ω.cm或MΩ.cm。電導(dǎo)率為電阻率的倒數(shù),單位為S/cm(或μs/cm)。水的電阻率(或電導(dǎo)率)反映了水中含鹽量的多少。是水的純度的一個(gè)重要指標(biāo),水的純度越高,含鹽量越低,水的電阻率越大(電導(dǎo)率越小)。
2.水的電阻率(或電導(dǎo)率)受水的純度、溫度及測(cè)量中各種因素的影響,純水電阻率(或電導(dǎo)率)的測(cè)量是選擇動(dòng)態(tài)測(cè)量方式,并采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▽y(cè)量值換算成25℃的電阻率,以便于進(jìn)行計(jì)量和比較。
(1)溫度:電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)常可以表達(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成高電導(dǎo)率。
(3)各向異性:有些物質(zhì)會(huì)有異向性 (anisotropic) 的電導(dǎo)率,需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),第二階張量,通常是對(duì)稱的)
現(xiàn)階段,隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展,金屬材料在許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。而電導(dǎo)率作為金屬材料的一個(gè)重要特性,對(duì)其精確的測(cè)定在一定程度上有利于金屬材料的進(jìn)一步發(fā)展。不同金屬材料有不同的理化性質(zhì),因而其電導(dǎo)率的檢測(cè)也有不同的方法,同時(shí)高溫金屬電導(dǎo)率的測(cè)量較為復(fù)雜。所以,在實(shí)際的測(cè)定過(guò)程中,我們一定要尊重客觀的條件,實(shí)事求是,從資金設(shè)備或?qū)嶒?yàn)員的專業(yè)素質(zhì)等因素出發(fā)選擇最適合的測(cè)量方法。
導(dǎo)體是否容易導(dǎo)電?主要體現(xiàn)在“電的傳導(dǎo)率”或“導(dǎo)電率”。下表是常用金屬的導(dǎo)電率(金屬的導(dǎo)電率越大越容易導(dǎo)電).
序號(hào) | 金屬 | 導(dǎo)電率(X10 6S/M) | 備注 |
---|---|---|---|
1 | 銀 Ag | 62.9 | |
2 | 銅 Cu | 59.5 | |
3 | 金 Au | 45.2 | |
4 | 鋁 AI | 37.7 | |
5 | 鎂 Mg | 22.6 | |
6 | 鎢 W | 18.9 | |
7 | 鉬 Mo | 17.5 | |
8 | 鋅 Zn | 16.6 | |
9 | 鈷 Co | 15.7 | |
10 | 鎳 Ni | 14.3 | |
11 | 鉀 K | 13.9 | |
12 | 鋰 Li | 10.8 | |
13 | 鐵 Fe | 10.0 | |
14 | 鉑 Pt | 9.6 | |
15 | 錫 Sn | 9.2 | |
16 | 鉻 Cr | 7.8 | |
17 | 鉛 Pb | 9.6 | |
18 | 鈦 Ti | 2.3 | |
19 | 錳 Mn | 2.1 | |
5. 碳鋼的導(dǎo)電性能
一、碳鋼的導(dǎo)電性能
碳鋼作為一種含碳量較高的鐵合金材料,其導(dǎo)電性能較差,但并不是完全沒(méi)有導(dǎo)電能力。根據(jù)相關(guān)研究,碳鋼的電導(dǎo)率通常在10^-6至10^-7 S/m之間,相對(duì)于銅等良好導(dǎo)體來(lái)說(shuō)較低。
碳鋼的導(dǎo)電性能與其化學(xué)組成、晶體結(jié)構(gòu)、織構(gòu)和溫度等因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō),碳鋼中的雜質(zhì)元素會(huì)影響其導(dǎo)電性能,如硅、錳等元素會(huì)降低其電導(dǎo)率。此外,碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)和織構(gòu)也會(huì)影響導(dǎo)電性能,晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜或存在晶界,會(huì)導(dǎo)致電阻增加,進(jìn)而降低導(dǎo)電性能。
二、碳鋼導(dǎo)電性能的應(yīng)用
盡管碳鋼的導(dǎo)電性能較差,但在某些特定應(yīng)用中仍然有其價(jià)值。例如,由于碳鋼的磁性,它可以用于制造電動(dòng)機(jī)和變壓器等電力設(shè)備的磁芯。此外,在一些低電壓電氣設(shè)備中,碳鋼也可以用作接地線。
三、結(jié)論
總之,碳鋼是一種不理想的導(dǎo)體,但其導(dǎo)電性能并非完全為零。在實(shí)際應(yīng)用中,我們需要根據(jù)具體情況綜合考慮其導(dǎo)電性能及其他性能指標(biāo),選擇合適的材料。
6. 碳鋼 20#鋼 的電導(dǎo)率/導(dǎo)電性能
碳鋼的典型鋼號(hào):20號(hào)鋼,也被稱為低碳鋼,是一種常見(jiàn)的金屬材料,在許多工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。它的電導(dǎo)率是衡量其導(dǎo)電性能的重要指標(biāo)之一。20號(hào)鋼的電導(dǎo)率,以及它在工程和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,并對(duì)如何有效提高20號(hào)鋼的電導(dǎo)率提出一些建議。
20號(hào)鋼的電導(dǎo)率是什么。電導(dǎo)率是指材料導(dǎo)電能力的度量,單位是西門子/米(S/m)。
20號(hào)鋼的電導(dǎo)率相對(duì)較低,約為56萬(wàn)S/m。這是因?yàn)?0號(hào)鋼主要由鐵和一些碳、硅、錳等元素組成,這些元素對(duì)電流的傳導(dǎo)能力有一定的抑制作用。?
然而,20號(hào)鋼仍然被廣泛應(yīng)用于電力工程、建筑和汽車行業(yè)等領(lǐng)域。在電力工程中,20號(hào)鋼常用于制造輸電線路和變壓器,雖然它的電導(dǎo)率不如銅或鋁,但具有較高的強(qiáng)度和耐磨性。在建筑領(lǐng)域,20號(hào)鋼被用于梁、柱等結(jié)構(gòu)材料,其導(dǎo)電能力足以滿足大多數(shù)建筑電氣設(shè)備的要求。在汽車行業(yè),20號(hào)鋼被廣泛用于制造車身和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件,以其強(qiáng)度和耐腐蝕性能受到贊譽(yù)。?
雖然20號(hào)鋼的電導(dǎo)率較低,但我們可以采取一些措施來(lái)提高其導(dǎo)電性能。首先,可以通過(guò)增加導(dǎo)電性元素的含量來(lái)提升電導(dǎo)率,例如添加鋁、銅等。其次,可以通過(guò)氧化熱處理等工藝來(lái)改善晶界結(jié)構(gòu),減少電流的阻礙。此外,提高20號(hào)鋼的純度,減少雜質(zhì)含量也有助于提升導(dǎo)電能力。
7. 金屬電導(dǎo)率與導(dǎo)電率的區(qū)別及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)
電導(dǎo)率σ,全稱體積電導(dǎo)率,是體積電阻率的倒數(shù),也稱為電導(dǎo)系數(shù),單位為西門子/米(S/m)或者兆西門子/米(MS/m)。
導(dǎo)電率是指該試樣的電導(dǎo)率與某一標(biāo)準(zhǔn)值比值的百分?jǐn)?shù)。1913年,國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)確定:采用密度為8.89g/cm3、長(zhǎng)度為1m、重量為1g、電阻為0.15328Ω的退火銅線作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。在20℃溫度下,上述退火銅線的電阻系數(shù)為0.017241Ω·mm2/m(或電導(dǎo)率為58.0MS/s)時(shí)確定為100%IASC(國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)),其他任何材料的電導(dǎo)率(%IACS)可用公式計(jì)算:
導(dǎo)電率(%IACS)= 0.017241/ρ×100%
或:
導(dǎo)電率(%IACS)= σ/58.0×100%
其中,ρ為體積電阻率(電阻系數(shù)),體積電阻率是指單位橫截面積、單位長(zhǎng)度金屬導(dǎo)體的電阻值,單位為Ω·mm2/m(或Ω·m)
影響金屬材料電導(dǎo)率的因素有
(1)溫度:電導(dǎo)率與溫度具有很大相關(guān)性。金屬的電導(dǎo)率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內(nèi),電導(dǎo)率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質(zhì)在不同溫度狀況的電導(dǎo)率,必須設(shè)定一個(gè)共同的參考溫度。電導(dǎo)率與溫度的相關(guān)性,時(shí)常可以表達(dá)為,電導(dǎo)率對(duì)上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態(tài)半導(dǎo)體的摻雜程度會(huì)造成電導(dǎo)率很大的變化。增加摻雜程度會(huì)造成高電導(dǎo)率。
(3)各向異性:有些物質(zhì)會(huì)有異向性 (anisotropic) 的電導(dǎo)率,需用 3 X 3 矩陣來(lái)表達(dá)(使用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ),第二階張量,通常是對(duì)稱的)
體積電阻率常用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):
《金屬材料電阻系數(shù)測(cè)量方法》GB/T 351
《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗(yàn)方法》GB/T 1410
《電工鋼片(帶)的密度、電阻率和疊裝系數(shù)的測(cè)量方法》GB/T 19289
《圓線同心絞架空導(dǎo)線》 GB/T1179 5.6.5
《鋼芯鋁絞線用稀土鋅鋁合金鍍層鋼絲》YB/T184 4.8
《鋁包鋼絲電阻率鋁包鋼絲》 YB/T123 6.5
現(xiàn)階段,隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展,金屬材料在許多方面得到了廣泛的應(yīng)用。而電導(dǎo)率作為金屬材料的一個(gè)重要特性,對(duì)其精確的測(cè)定在一定程度上有利于金屬材料的進(jìn)一步發(fā)展。不同金屬材料有不同的理化性質(zhì),因而其電導(dǎo)率的檢測(cè)也有不同的方法,同時(shí)高溫金屬電導(dǎo)率的測(cè)量較為復(fù)雜。在電導(dǎo)率和導(dǎo)電率的測(cè)試過(guò)程中,一定要本著實(shí)事求是的態(tài)度,尊重客觀條件,嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、追求細(xì)節(jié),將誤差降到最低。