Характеристика электропроводности: Электропроводность — Что такое Электропроводность?

Содержание

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ЭЛЕКТРОЛИТОВ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 35. Москва, 2017, стр. 331

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: Е. П. Агеев, Н. Н. Матушкина

ЭЛЕКТРОПРОВО́ДНОСТЬ ЭЛЕК­ТРО­ЛИ́ТОВ, спо­соб­ность рас­тво­ров или рас­пла­вов элек­тро­ли­тов про­во­дить элек­трич. ток (про­во­ди­мость элек­три­че­ская) при при­ло­же­нии элек­трич. на­пря­же­ния. Обу­слов­ле­на дви­же­ни­ем ка­тио­нов и ани­о­нов, об­ра­зую­щих­ся в ре­зуль­та­те элек­тро­ли­ти­че­ской дис­со­циа­ции. Э. э. со­про­во­ж­да­ет­ся пе­ре­но­сом ве­ще­ст­ва к элек­тро­дам и об­ра­зо­ва­ни­ем вбли­зи них но­вых со­еди­не­ний (элек­тро­лиз).

Ко­ли­че­ст­вен­ные ха­рак­те­ри­сти­ки Э. э. – удель­ная и эк­ви­ва­лент­ная элек­тро­про­вод­но­сти. Удель­ная элек­тро­про­вод­ность χ ха­рак­те­ри­зу­ет элек­тро­про­вод­ность объ­ё­ма рас­тво­ра, за­клю­чён­но­го ме­ж­ду дву­мя па­рал­лель­ны­ми элек­тро­да­ми, пло­ща­дью 1 м2 и рас­по­ло­жен­ны­ми на рас­стоя­нии 1 м друг от дру­га. Эк­ви­ва­лент­ная элек­тро­про­вод­ность $λ$ ха­рак­те­ри­зу­ет элек­тро­про­вод­ность объ­ё­ма рас­тво­ра, со­дер­жа­ще­го 1 моль рас­тво­рён­но­го ве­ще­ст­ва, при ус­ло­вии, что элек­тро­ды на­хо­дят­ся на рас­стоя­нии 1 м друг от дру­га; $λ=χ/(z_{+}ν_{+}c)=χ/(z_{-}ν_{-}c)$, где $c$ – кон­цен­тра­ция элек­тро­ли­та в моль/м3, $ν_{+}$ и $ν_{-}$ – чис­ло ка­тио­нов и чис­ло анио­нов в фор­муль­ной еди­ни­це элек­тро­ли­та, $z_{+}$ и $z_{-}$ – за­ряд ка­тио­нов и анио­нов. Раз­мер­ность эк­ви­ва­лент­ной элек­тро­про­вод­но­сти См·м

2/моль.0-k\sqrt{c}$($k$ – кон­стан­та), что фор­маль­но от­ли­ча­ет их от сла­бых элек­тро­ли­тов.

В рас­тво­рах сла­бых элек­тро­ли­тов эк­ви­ва­лент­ная элек­тро­про­вод­ность умень­ша­ет­ся с уве­ли­че­ни­ем кон­цен­тра­ции в осн. из-за умень­ше­ния сте­пе­ни дис­со­циа­ции и со­от­вет­ст­вую­ще­го умень­ше­ния ко­ли­че­ст­ва ио­нов. Умень­ше­ние эк­ви­ва­лент­ной элек­тро­про­вод­но­сти в рас­тво­рах силь­ных элек­тро­ли­тов с уве­ли­че­ни­ем кон­цен­тра­ции свя­за­но с элек­тро­фо­ре­тич. и ре­лак­сац. эф­фек­та­ми. Элек­тро­фо­ре­тич. эф­фект обу­слов­лен тем, что дви­же­ние ио­на тор­мо­зит­ся ион­ной ат­мо­сфе­рой, ко­то­рая под влия­ни­ем внеш­не­го по­ля дви­жет­ся в на­прав­ле­нии, про­ти­во­по­лож­ном пе­ре­ме­ще­нию ио­на. Ре­лак­сац. эф­фект свя­зан с тем, что при пе­ре­ме­ще­нии ио­на под дей­ст­ви­ем внеш­не­го по­ля его ион­ная ат­мо­сфе­ра де­фор­ми­ру­ет­ся и воз­ни­каю­щее в ре­зуль­та­те на­ру­ше­ния сим­мет­рии элек­трич. по­ле ос­лаб­ля­ет внеш­нее по­ле. В об­лас­ти при­ме­ни­мо­сти тео­рии Де­бая – Хюк­ке­ля (см.0)\sqrt{c}$ ($b_Э$ и $b_P$ – функ­ции темп-ры, вяз­ко­сти, ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти рас­тво­ри­те­ля). Вклад элек­тро­фо­ре­тич. эф­фек­та со­став­ля­ет ок.

2/3 об­ще­го по­ни­же­ния элек­тро­про­вод­но­сти. При кон­цен­тра­ци­ях вы­ше 10–3 моль/л на­блю­да­ет­ся от­кло­не­ние экс­пе­рим. дан­ных от урав­не­ния Он­са­ге­ра. В не­ко­то­ром ин­тер­ва­ле кон­цен­тра­ций та­кие от­кло­не­ния мо­гут быть уст­ра­не­ны с учё­том собств. раз­ме­ров ио­нов в рам­ках вто­ро­го при­бли­же­ния тео­рии Де­бая и Хюк­ке­ля (урав­не­ние Он­са­ге­ра – Фу­ос­са).

В не­вод­ных рас­тво­ри­те­лях на­блю­да­ют­ся экс­тре­му­мы на кри­вых за­ви­си­мо­сти эк­ви­ва­лент­ной элек­тро­про­вод­но­сти от кон­цен­тра­ции. Свя­за­но это с низ­ким зна­че­ни­ем ди­элек­трич. про­ни­цае­мо­сти рас­тво­ри­те­ля и вы­со­кой энер­ги­ей ку­ло­нов­ско­го взаи­мо­дей­ст­вия ио­нов по срав­не­нию с энер­ги­ей те­п­ло­во­го дви­же­ния.

На из­ме­ре­нии элек­тро­про­вод­но­сти рас­тво­ров элек­тро­ли­тов ос­но­ва­ны ме­то­ды оп­ре­де­ле­ния сте­пе­ни дис­со­циа­ции, кон­стан­ты рав­но­ве­сия, ко­эф­фи­ци­ен­тов диф­фу­зии, рас­тво­ри­мо­сти со­лей и т. д.; этот раз­дел элек­тро­хи­мии на­зы­ва­ет­ся кон­дук­то­мет­рия.

Электропроводность, характеристики носителей тока, диэлектрическая проницаемость и структура растворов электролитов. I.Измерение электропроводности и диэлектрической проницаемости методом выделения составляющих импеданса Текст научной статьи по специальности «Физика»

Электропроводность, характеристики носителей тока, диэлектрическая проницаемость и структура растворов

электролитов. I. Измерение электропроводности и диэлектрической проницаемости методом выделения составляющих

импеданса

Фенин А. А .(fmk [email protected]), Фенин С.А., Ермаков В.И.

Российский Химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

Введение

Основным и общим свойством всех растворов электролитов является их электропроводность. Из пяти наиболее известных подходов к объяснению явления электропроводности, а именно электрохимического, электронного, протонного, активационного и поляризационного, чаще других принимают во внимание первый. Однако электрохимическая точка зрения, в основе которой лежит концепция ионных подвижностей, в последнее время в значительной степени исчерпала свои возможности в плане описания экспериментальных результатов. Это относится, в первую очередь, к результатам измерений электрической проводимости на высоких и сверхвысоких частотах, когда нельзя пренебречь электрической релаксацией в растворах [1.2]. На основе ионных подвижностей не удается также выяснить природу объективно существующей связи электропроводности со структурой растворов, природой носителей тока и диэлектрической проницаемостью растворов.

Вместе с тем определение электрических характеристик — электропроводности (ЭП) и диэлектрической проницаемости (ДП) растворов электролитов и, вообще веществ, являющихся плохими диэлектриками или плохими проводниками, представляет собой трудную задачу, которая не имеет удовлетворительного решения и до настоящего времени. Причина такого положения заключается в необходимости корректного разделения токов проводимости и токов смещения [3, с.265; 4, с. 10-12]. Особенно сложной эта задача оказывается при использовании методов измерения, когда электромагнитное поле, воздействующее на исследуемый образец, создается с помощью электродов, располагающихся в измеряемой среде. Это создает проблемы при измерениях с помощью традиционных мостов — кондуктометров и импедометров вследствие затруднений при их амплитудно-фазовых регулировках и исключает применение колебательного контура в качестве контролируемой меры (эталона сравнения) из-за резкого уширения его резонансной кривой.

Ниже описывается использованный нами метод определения электрических характеристик растворов электролитов, который реализуется с помощью бесконтактных измерительных ячеек и представляет собой способ измерения путем выделения составляющих импеданса измерительной ячейки с исследуемым раствором. Приводятся результаты измерения ЭП водных растворов KCl в интервале концентраций 10-5- 10-3 м/л и при температурах 18-29°C, которые сопоставляются со справочными данными. В настоящей работе рассматривается методологический аспект выполненных измерений. Следующая публикация посвящена физико-химической стороне обсуждаемого вопроса.

Теория метода измерений ЭП и ДП

Указанная выше ситуация при измерениях ЭП и ДП проводящих растворов несколько упрощается в случае так называемых бесконтактных методов измерения [5], которые разработаны с целью гальванического разделения электродов и исследуемого образца. Электрическая эквивалентная схема такой системы — измерительной ячейки емкостного (С-типа) представлена на рис. 1а [5, с.37]. В простейшем случае такая схема содержит три элемента: емкость стенок ячейки С2, емкость С1 и сопротивление Я1 раствора. Последние (С1 и Я1), в свою очередь, включают в себя искомые относительную диэлектрическую проницаемость (размерность [в] = [0]), удельную электропроводность раствора [х] = [См/см] и константу ячейки [а] = [см]:

С1 = ав/11.3 [пФ], Л = ах = Я1-1 [Ом-1].

(1) (2)

Импеданс Ъ и полная проводимость У измерительной ячейки согласно схеме, рис.1 а, являются комплексными величинами:

Ъ = Я + ]Х,

У = О + ]Б,

(3)

(4)

1

=Р С1

4= С2

Я1

Ъ

ЯЧ

а

б

в

Рис. 42 , (7)

R- 2 +®2 (C1 + C 2))

R~ 2®C 2 +®3(C1C22 + C2C_)

B = -1-2—1—(8)

R1-2 + m2(C + C 2)2

Однако реальная схема измерительной С-ячейки оказывается значительной сложнее, и схема, рис. 1а, может быть принята лишь в качестве начального приближения. Это не позволяет корректно производить расчеты искомых Я1 и С1, а, следовательно, — в и х. Как показали наши эксперименты, первым приближением, рис,1б, оказывается учет паразитной емкости С3, «включенной» параллельно клеммам ячейки, и импеданса связи 2св ячейки и измерительного прибора. Этот импеданс образован сопротивлением и индуктивностью Ь соединительных проводов, рис.1 б и 1 в.

Полная проводимость ячейки согласно схеме, рис.1 в, описывается уравнением:

(

Y =

яч

(G + J -®C)

+ ■

J®C

2

— ■

+ J®C3

1

Y

1

+ R + J®L

s J

(9)

Таким образом, для нахождения искомых величин диэлектрической проницаемости в и удельной электропроводности х раствора необходимо вначале определить константу ячейки а, импеданс связи 2СВ = + ] юЬ, паразитную емкость С3 и емкость стенок сосуда ячейки С2, а затем рассчитать соответственно емкость раствора С1 и его проводимость Л = Я1-1 (см. ур. 1 и 2). Последние могут быть получены решением уравнения полной проводимости (9) относительно суммы (Я1- + ]шС1):

-1

Yр-ра = R1 + J®C1 =

(G + J®C) 1 — Z

1

1

-1

-Y

-Z

2

(10)

где:

ZCe = Rs + J®L, Y3 = j®C3, Z 2 = j® . (11)

Калибровка ячейки

Значения импеданса связи ZdB получают путем закорачивания внешних электродов ячейки. Затем производят калибровку ячейки, которая проводится в два этапа. Первый этап калибровки.

Определяют константу ячейки а, паразитную емкость С3 и емкость стенок С2, которые находят по эталонным жидкостям с малой электропроводностью из зависимости Собщ — в. В этом случае схема рис.1 б без учета импеданса связи преобразуется к виду, рис.2, причем общая емкость такой схемы:

V 1

(

C

общ

1

+ —

1

аее о С

2;

3

(12)

¿гг

-C3

Рис. 2. Эквивалентная схема ячейки с веществом обладающим малым значением электропроводности.

В дальнейшем подбираются параметры а, С2, С3, которые наилучшим образом описывают зависимость Собщ — в. Критерием оптимальности подбора этих параметров служит минимум остаточного отклонения, вычисляемого модифицированным МНК [6] согласно выражению:

F (a, C 2, C 3) = £

( (

ln

>-1

,2

11.3

■ +

1

as

C

2

+ C

— ln C

C)

(13)

Для нахождения этого минимума можно воспользоваться численным методом оптимизации, например, ортогональным композиционным планированием второго порядка [6]. Искомые величины а, С2 и С3 будут отвечать минимуму функции (13). Для проведения указанных расчетов была разработана программа в среде Windows 95.

Второй этап калибровки. Расчеты согласно (13) показали, что использованная нами C-ячейки имела следующие характеристики: a = 14.54 см, C2 = 39.4 пФ, С3 = 5.4 пФ, L = 0.18 мкГн, Rs = 0.021 Ом. Рассмотрим в качестве примера результаты измерения с помощью этой ячейки составляющих полной проводимости (Y) (емкости C и проводимости G) водных растворов KCl в интервале концентраций 0.00001 — 0.001 м/л и при температуре 18.0оС:

Таблица 1.

Значения емкости C и проводимости G водных растворов KCl при температуре 18.0oC по

Концентрация моль/л 1-10-5 5-10-5 1-10-4 5-10-4 1-10-3

С, пФ 34,12 34,19 34,64 40,11 43,52

G, мкСм 6,0 9,9 16,3 36,7 29,0

Электропроводность х, См/см 5,6-10-6 9,2-10-6 1,6-10-5 7,0-10-5 1,4-10-4

Диэлектрическая проницаемость s 86,0 85,2 85,4 74,8 41,1

Сопоставляя в и х со справочными данными [7,8], замечаем, что, в частности, для 0.001 М раствора KCl полученное нами значениех’ = 1.351-10-4 завышено по сравнению со

справочным значением х» =1.273 10-4, а диэлектрическая проницаемость s(1) = 86.0 для самого разбавленного раствора (0.00001 М), которая, по-видимому, весьма близка к диэлектрической проницаемости воды, также существенно ее превышает (при 18о С в(2)воды = 81.048). Это требует проведения соответствующей коррекции — второго этапа калибровки. С этой целью несколько изменим значение константы ячейки а так, чтобы значения величин х’ и X ‘ ‘ оказались максимально близкими друг другу. В результате было принято значение а = 15.43 см. Совпадение величин s(1) и s(2) достигается путем введения поправки А в значение реактивной проводимости раствора, определяемой из мнимой части выражения (10):

B = Im[(Z)-1] + А . (14)

Тогда взаимное равенство диэлектрических проницаемостей s(1) и s(2), соответствующее данной коррекции, будет иметь место при А = 0.3623 10-4 См, что отвечает поправке А/ю в значение C1, равное 5.77 пФ. Таким образом, для дальнейших расчетов примем следующие значения параметров измерительной ячейки и ее элементов связи:

а = 15.43 см, C2 = 39.4 пФ, Сэ = 5.4 пФ, L = 0.18 мкГн, Rs = 0.021 Ом . (15)

Результаты эксперимента и обсуждение

С учетом значений параметров измерительной ячейки и ее элементов связи (15) по уравнениям (1), (2) и (10) были рассчитаны удельная проводимость и диэлектрическая проница емость исследованных растворов, табл. 2. При обсуждении этих результатов будем рассматривать два аспекта: методологический и физико-химический; первый их них анализируется ниже, а второй — физико-химический является предметом следующей публикации.

Табл.2.

Значения удельной электропроводности х и диэлектрической проницаемости s водных растворов KCl в интервале концентраций 0.00001-0.001 м/л и температурах 18 — 29о С

toC C’10″5, моль/л

1 5 10 50 100

Х10-6 / s

18 5.254 / 81.0 8.664 / 80.3 14.93 / 80.5 65.86 / 70.4 127.3 / 38.8

18.5 5.311 / 80.7 8.783 / 79.9 14.98 / 80.3 66.70 / 69.8 129.4 / 36.9

19 5.387 / 80.6 9.328 / 79.4 15.32 / 79.7 67.37 / 69.5 130.6 / 36.4

19.5 5.442 / 80.3 8.982 / 79.5 15.45 / 79.5 68.04 / 69.1 132.3 / 34.4

20 5.516 / 80.2 9.130 / 79.3 15.61 / 79.3 68.83 / 68.7 133.5 / 33.8

20.5 5.665 / 79.9 9.178/ 79.1 15.73 / 79.1 69.46 / 68.1 134.9 / 32.7

21 5.728 / 79.7 9.324/ 78.9 15.89 / 78.9 70.14 / 67.7 136.4 / 31.4

21.5 5.790 / 79.5 9.452 / 78.6 16.12 / 78.7 70.82 / 67.3 137.8 / 30.2

22 5.831 / 79.1 9.515 / 78.5 16.24 / 78.4 71.51 / 66.9 139.2 / 28.9

22.5 5.903 / 78.9 9.641 / 78.2 16.33 / 78.1 72.27 / 66.8 141.2 / 27.8

23 6.046 / 78.7 9.703 / 78.0 16.45 / 77.8 73.67 / 65.8 142.5 / 26.9

24 6.106 / 78.5 9.844 / 77.8 16.78 / 77.6 74.49 / 65.2 145.4 / 24.4

27 6.188 / 78.4 9.949 / 77.5 17.77 / 76.2 79.55 / 62.3 153.8 / 15.8

29 6.305 / 78.0 10.17 / 77.2 18.13 / 75.5 82.08 / 60.7 159.9 / 9.9

Методологический анализ.

Сопоставим характеристические кривые О = Г(с) и В = :Г(с), полученные по результатам эксперимента (табл.1) и построенные в соответствии с расчетом по уравнениям (1), (2), (7), (8), исходя из значений в и х, табл.1. Для этого заменим в выражениях (7), (8) величины

Я1 и С1 соответственно на Я1 = х*а и С1 =

а’ в 11.3

•10

-12

Здесь х и в полученные нами данные по удельной ЭП диэлектрической проницаемости для рассматриваемых растворов с концентрацией 0.00001 — 0.001 м/л при температуре 18о С, табл.2, и а/ — исправленное значение константы ячейки (а = 15.43 см, -выражения (15)). Результат сопоставления названных характеристических кривых представлен на рис.3. Мы видим, что для активной составляющей полной проводимости (рис.3А) наблюдается идеальное совпадение экспериментальной и теоретически рассчитанной кривых, тогда как взаимное наложение характеристических кривых для реактивной составляющей полной проводимости обнаруживается только при учете емкости С3 (рис. 2, Ох Ю —

1,5×10 —

|

1 ,ОхЮ —

5,ОхЮ —

—1—Измеренное значение

— +— Расчет

—I—

-5.0

-4.5 -4.0 -3,5

логарифм концентрации

-з,о

Рис.3. Характеристические кривые измерительной емкостной ячейки, заполненной водными растворами с концентрацией 0.00001 — 0.001 м/л при температуре 18оС.

Литература

1. Ермаков В.И., Атанасянц А.Г., Щербаков В.В., Чембай В.М. Общее, специфическое и индивидуальное в явлениях электропроводности и электрической релаксации в растворах электролитов. Ж. Общей химии. 1995, Т.65, Вып. 11, с.1773-1784.

2. Ермаков В.И. Исследования растворов электролитов методами электрической, магнитной релаксаций и радиоспектроскопии. Дисс. докт. хим. наук. МХТИ им. Д.И. Менделеева. М. — 1975. С. 486 с.

3. Парселл Э. Электричество и магнетизм. Берклеевский курс физики. Т. 2. Наука. М-1971. 448 с.

4. Никольский В.В.Теория электромагнитного поля. Изд.3. Высшая шк. М.- 1964. 384 с.

5. Заринский В. А., Ермаков В.И. Высокочастотный химический анализ. Наука. М.-1970. 200 с.

6. Ахназарова С. Л., Кафаров В.В Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М.-1978. Высшая шк. 319 с.

7. Справочник химика. Т.3. с.664. Химия. М.-Л. — 1964. 1005 с.

8. Ахадов Я.Ю. Диэлектрические свойства чистых жидкостей. с. 52,59. Изд-во стандар тов. М.- 1972. 412 с.

Электропроводность свойства — Энциклопедия по машиностроению XXL

Электропроводность — свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток.  [c.117]

Модели из электропроводной бумаги, обеспечивая достаточную точность (погрешность 2—5 %) и наглядность решения при приемлемой трудоемкости, обладают рядом недостатков, наиболее важными из которых являются сложность обеспечения и изменения граничных условий (особенно II и III рода), а также изменение во времени из-за старения электропроводных свойств бумаги и используемого при монтаже модели клея. От этих недостатков свободны электрические модели, создаваемые из сеток электрических сопротивлений.  [c.81]


Применять алюминий как конструкционный материал нз-за низкой прочности совершенно нецелесообразно, однако некоторые его свойства — высокая пластичность, коррозионная стойкость и электропроводность — позволяют весьма эффективно его использовать.1 Таким образом имеются три направления применения технического алюминия  [c.566]

Действие излучения на металлы состоит в нарушении их кристаллической решетки при упругих столкновениях с ядрами атомов тяжелых металлов и при термических преобразованиях, что приводит к изменению ряда свойств понижению пластичности и возрастанию сопротивления пластической деформации, росту электропроводности, ускорению процессов диффузии, инициированию фазовых превращений в металле.  [c.369]

Общие свойства меди и ее сплавов. Медь, помимо широкого применения в технике по причине ее высокой электропроводности, используется в химическом машиностроении в качестве конструкционного материала для изготовления разнообразной химической аппаратуры и в особенности теплообменной аппаратуры (выпарные аппараты,теплообменники,конденсаторы, испарители, змеевики и т. п.). Объясняется это высокой теплопроводностью меди и ее сплавов, их благоприятными физико-механическими свойствами при достаточно высокой  [c.245]

Полиморфное превращение сопровождается скачкообразным изменением свойств металлов или сплавов удельного объема, теплоемкости, теплопроводности, электропроводности, магнитных свойств механических и химических свойств и т. д.  [c.41]

Связь между свойствами и диаграммой состояния. В сплавах с ограниченной растворимостью свойства при концентрациях, отвечающих однофазному твердому раствору, изменяются по криволинейной зависимости, а в двухфазной области по прямой (см. рис. 60), Крайние точки на прямой отвечают свойствам предельно насыщенных твердых растворов. При образовании гетерогенной структуры [например, (а + Р)-фаз I, некоторые свойства (твердость, прочность, электропроводность и др,) изменяются по правилу аддитивности.  [c.100]

Медь — химический элемент 1 группы Периодической системы элементов, порядковый номер 29, атомная масса 63,54. Медь — металл красного, в изломе розового цвета. Температура плавления 1083 » С. Кристаллическая г. ц. к. решетка с периодом а = 0,36074 нм. Плотность меди 8,94 г/см Медь обладает наибольшей (после серебра) электропроводностью и теплопроводностью Удельное электросопротивление меди составляет 0,0178 мкОм-м. В зависимости от чистоты медь поставляют следующих марок МОО (99,99 % Си), МО (99,95 % Си), Ml (99,9 % Си), М2 (99,7 % Си), М3 (99,5 % Си) и М4 (99,0 % uV Присутствующие в меди примеси оказывают большое влияние на ее свойства.  [c.342]


Чистые металлы, как правило, не отвечают необходимым требованиям, предъявляемым к материалам для деталей современных машин. Поэтому наибольшее применение в технике получили не чистые металлы, а их сплавы. Однако наряду с увеличением количества сплавов и усложнением их состава для атомной, электронной и других отраслей новой техники особое значение приобретают металлы высокой чистоты. Сплавы по сравнению с металлами отличаются более высокой прочностью. Но они обладают меньшими пластичностью, электропроводностью и другими физическими свойствами.  [c.29]

На диаграммах состав — свойство ось абсцисс характеризует состав, а ось ординат — свойства при постоянной температуре (например, твердость, электропроводность, плотность и др.).  [c.50]

Основные свойства чистого Си следующие плотность 8,9 г см , температура плавления 1083 С, электропроводность 0,65 (мком-м) . Си обладает кристаллической решеткой К12 с параметром 0,36 нм (рис.  [c.289]

В1, РЬ, 8 и др. незначительно влияют на электропроводность Си, но резко ухудшают механические свойства и являются вредными примесями. В1 и РЬ почти нерастворимы в Си и образуют легкоплавкие эвтектики (рис. 16.3).  [c.289]

Участок и начинается после точки Л, когда диаграмма становится криволинейной. Однако до точки В деформации остаются упругими, т. е. при разгрузке образец восстанавливает свою первоначальную форму и размеры. При дальнейшем увеличении нагрузки за точкой В появляются неупругие деформации. В точке С начинается процесс деформации детали без увеличения внешней нагрузки. Этот процесс называется процессом текучести материала. В зоне текучести у стальных образцов существенно меняются электропроводность и магнитные свойства. Поверхность полированного образца покрывается линиями, наклоненными к его оси (линии Чернова).  [c.133]

Основные свойства упругих элементов. Требования, предъявляемые к упругим элементами, зависят от их назначения, условий работы и точности механизмов. Однако упругие элементы разного назначения обладают рядом общих свойств. Точность работы механизмов во многом зависит от стабильности упругих характеристик пружин, достигаемой за счет использования высококачественных материалов при их изготовлении. Кроме того, упругие элементы приборов должны обладать достаточной прочностью и выносливостью, а в ряде случаев электропроводностью и устойчивостью к агрессивным средам.  [c.460]

Начало пластической деформации соответствует наступлению некоторого критического состояния металла, которое можно обнаружить не только по остаточным деформациям, но и по другим признакам. При пластической деформации повышается температура образца у стали изменяются электропроводность и магнитные свойства на полированной поверхности образцов, особенно плоских, заметно потускнение, являющееся результатом появления густой сетки линий, носящих название линий Чернова (линий Людерса). Последние наклонены к оси образца приблизительно под углом 45 (рис. 101, а) и представляют собой микроскопические неровности, возникающие вследствие сдвигов в тех плоскостях кристаллов, где действуют наибольшие касательные напряжения. В результате сдвигов по наклонным плоскостям образец получает остаточные деформации. Механизм образования их упрощенно показан на рис. 101, 6.  [c.93]

Латуни характеризуются хорошим сопротивлением коррозии, электропроводностью, достаточной прочностью и особо хорошими технологическими свойствами. Применяют литейные латуни, обладающие высокими литейными качествами, и латуни, обрабатываемые давлением, допускающие обработку в холодном состоянии и  [c.35]

В главе о дисперсии. Действительно, взяв для меди, например, статическое значение электропроводности о = 5,14 10 с , найдем для желтого света, т. е. для V = 5 10 с , что о/у = 1000, тогда как = 1,67. Точно так же произведение для ртути значительно больше, чем для натрия, тогда как обычная электропроводность натрия несравненно больше, чем для ртути. Однако проверка указанных соотношений возможна, если определять д и х для более низких частот (инфракрасных), где и для оптических свойств металлов главную роль играют свободные электроны. Так, например, для X = 12 мкм требуемая теорией связь между оптическими константами и коэффициентом электропроводности металла хорошо оправдывается на опыте.  [c.494]


В первоначальное состояние она определяется в основном свойствами этой молекулы (атома) и сравнительно мало зависит от внешних условий (температуры, окружающих молекул и т. д.). Сюда относится в первую очередь люминесценция газов и жидкостей. Другой тип наиболее ясно представлен люминесцирующими кристаллами или кристаллическими порошками. При возбуждении таких веществ электрон нередко совершенно удаляется от своего положения в кристаллической решётке, благодаря чему повышается электропроводность кристаллов и возникает фосфоресценция, сопровождающая возвращение на старое место отделившегося электрона или какого-либо другого.  [c.760]

Систему материальных точек в том случае, когда число их очень велико и они расположены плотно друг по отношению к другу, можно приближенно заменить моделью сплошной среды, с непрерывным распределением вещества, его физических свойств (плотности, вязкости, тепло- и электропроводности и др.), а также общих механических характеристик движения среды (перемещений, скоростей, ускорений, сил и др.).  [c.103]

Такой вывод подкрепляется данными изучения физических свойств и рентгеноструктурного анализа устойчивость искажений II рода, вызванных вЬлочением металла, выше при малых степенях обжатия, чем при больших изменение магнитных и электрических (электропроводность) свойств образцов, обжатых до 25%, испытывает аномалию, по-видимому, связанную с перераспределением дислокаций в ячеистую (или сеточную) структуру.  [c.76]

Введением в пластмассовые детали армирующих элементов (арматуры) можно значительно повысить их механическую прочность и износостойкость, а также придать электропроводные свойства, изменить и улучшить внешний вид и т. д. Однако при этом могут возникнуть внутренние напряжения, приводящие к короблению детали и к ее местному растрескиванию (особенно резко это проявляется при тепло-сменах), а также технологические трудности, связанные с укладкой арматуры, с необходимостью установки в прессформах специальных фиксаторов, закрепляющих положение армирующих элементов, и т. д. Армированные детали изготовляют методом литьевого прессования (с несколько удлиненным режимом).  [c.88]

Лолу чение электропроводного подслоя. Придание поверхности диэлектрика электропроводных свойств с целью последующего нанесения гальванических покрытий достигают раз-ны.ми способами химическим восста-нов.тением металла из раствора его соли, электрохимическим восстановлением металла из окислов, введенных в состав поверхностного слоя диэлектрика или промежуточного покрытия, образованием электропроводных соединений (фосфидов, сульфидов и др.), ианесение.м электропроводных эмалей или металлических покрытий конденсационным способом и т. д. Из них самое широкое промышленное применение нашел способ хими-  [c.30]

Прочность эпоксидных покрытий при горячем отверждении выше, чем при холодном. Однако горячее отверждение трубет сложного технологи Чвокаго оборудования, не всегда примени.мого при громоздких, тяжелых конструкциях, а также удорожает стоимость покрытий. Учитывая электропроводные свойства эпоксидных компаундов, наполненных металлическими и графитовыми порошками, интенсифицировали процесс их отверждения разогревом при пропускании электрического тока. К склеиваемым чугунным стандартным грибкам подводили электрический ток промышленной частоты напряжением 1 в и силой 15 а в течение 4 часов. Температура соединения (адгезивО М являлся рецепт № 1) 80 5°С. Прочность оклеек при электропрогреве на 40% выше, чем при отверждении их в термошкафу при той же температуре и времени, и на 80% выше, чем у отвержденных при комнатной температуре. Следовательно, при электропрогреве происходят более сложные физико-химические процессы, чем при простом нагревании.  [c.144]

Дуговая плазменная струя — интенсивный источник теплоты с Бшроким диапазоном технологических свойств. Ее можно исполь зовать для нагрева, сварки или резки как электропроводных металлов (обе схемы рис. 53), так и неэлектропроводпых материалов, таких как стекло, керамика и др. (плазменная струя косвенного действия, рис. 53, б). Тепловая эффективность дуговой плазмониой струи зависит от величины сварочного тока и напряжения, состава, расхода и скорости истечения плазмообразующего газа, расстояния от сопла до поверхности изделия, скорости  [c.65]

Флюс, используемый для сварки и подкладки перед сваркой, доля сн быть прокален цри температуре 300—400° С. При использовании для сварки присадочной медной проволоки состав металла шва и его свойства незначительно отличаются от свойств основного металла. Легирование металла шва раскислителямп при сварке с использованием присадочного металла из бронз сильно снижает его тенло- и электропроводность.  [c.348]

Сварку ведут электродами диаметром 4—6 мм короткой дугой без поперечных колебаний на постоянном токе обратной полярности. Сила сварочного тока I = (50 60) d . Сварка нокрытымп электродами позволяет получить швы с хорошими прочностными свойствами, но ввиду применения раскислителей нроисходяш,ее легирование металла шва ухудшает его теплофизическне и элект-рпческие свойства (электропроводность шва составляет 20—25% электропроводности основного металла).  [c.349]

Так как коррозионные процессы в большинстве случаев протекают по электрохимическому механизму, то большое значение для этих процессов имеют свойства растворов электролитов. Электролитами называются проводники второго рода, электропроводность которых обусловлена передвижением ионов в электрическом поле (ионная проводимость) положительно заряженных катионов и отрицательно заряженных анионов. Проводниками второго рода обычно являются водные растворы солей, кислот и оснований, а также эти вещества в расплавленном состоянии. Электролитами могут быть и некоторые неводные растворы. Наряду с сильными электролитами, полностью диссоциирующими в растворах на ионы, некоторые вещества, например органические кислоты, лишь частично распадаются на ионы их принято называть слабыми электролитами.  [c.11]


Характерными свойствами коррозионно-активных грунтов являются хорошая воздухопроницаемость, высокая кислотность, хорошая электропроводность и достаточная влажность. Влажность является существенным фактором грунтовой коррозии металлов. Для того чтобы электрохимический коррозионный процесс мог протекать беспрелятстпешю, необходим определенный минимум воды. Если грунт  [c.186]

Простая модель электронного газа, созданная Друде в 1900 г., успещно предсказала законы Ома и Видемана — Франца. Однако она не объяснила зависимость электропроводности от температуры, а также магнитные свойства и малую величину электронной теплоемкости по сравнению с классическим значением 3/ . В настоящее время ясно, почему удельное сопротивление особо чистых металлов падает от типичного для комнатных температур значения 10 мкОм см до значения менее 10 з мкОм -см при температуре жидкого гелия в то время как удельное сопротивление концентрированного сплава падает всего в два раза в том же диапазоне температур. Поведение полупроводников также хорошо понято удельное сопротивление экспоненциально возрастает при уменьшении температуры, и при очень низких температурах чистые полупроводники становятся хорошими диэлектриками. Добавка в образец полупроводника небольшого количества примесей чаще всего существенно уменьшает удельное сопротивление (в противоположность чистым металлам, в которых наличие примесей ведет к увеличению удельного сопротивления).  [c.187]

Р существенно снижает электропроводность и теплопроводность Си, однако положительно влияет на технологические свойства (жид-котекучесть и свариваемость).  [c.290]

А1А , А18Ь, ОаР, ОаАз, ОаЗЬ, 1пР, 1пА5, 1п5Ь. По ряду свойств эти химические соединения близки к полупроводниковым материалам — Ое и 51. Так, подвижность носителей заряда в них достигает больших значений ширина запрещенной зоны также велика, а вводимые примеси изменяют механизм электропроводности, поскольку некоторые атомы II группы (2п, Сс1) являются акцепторными, а VI группы (5е, Те) — донорными примесями.  [c.390]

Материалы. Моментные пружины являются ответственными деталями механизмов, поэтому к их материалам предъявляется ряд особых требований а) постоянство упругих свойств во времени и в заданном градиенте температур б) минимальная величина остаточных деформаций в) строгая пропорциональность между создаваемым противодействующим моментом и углом закручивания г) антимагнитность, антикоррозионность и электропроводность (для специальных приборов). Для выполнения требований по пунктам а), б), в) принимают большие запасы прочности, т. е. отношение предела прочности материала к максимальным напряжениям  [c.475]

Для электрошлаковой сварки используют обычные флюсы (например, АН-348А, ФЦ-7), а также специальные флюсы, образующие электропроводный расплав с заданными технологическими свойствами вязкостью, электропроводностью, температурой плавления и т. д. (АН-8, АН-22 и др.).  [c.53]

Наряду с отмеченными имеются еще трудности и особенности, которые необходимо учитывать при сварке прежде всего обеспечение требуемых эксплуатационных свойств сварных соединений, например коррозионной. стойкости, обеспечение электропроводности, равной с основным металлом и др. Дополнительными технологическими трудностями при сварке меди являются высокая теплопроводность, высокий коэффициент линейного расширения, жидкоте-кучесть.  [c.136]

Семейство d-металлов или переходных металлов, заполняющих электронами подуровень d, образует многочисленные карбиды, имеющие важное промышленное значение. Особенно устойчивы карбиды d-металлов, не имеющих парных электронов в подуровне d. Они обладают высокой твердостью (Ti Zr Nb СгдзСв МоС W ), близкой к твердости алмаза, электропроводностью — электронной или полупроводниковой. Растворяясь в жидких металлах, они образуют сложные диаграммы плавкости и могут становиться упрочняющими фазами в зависимости от их термообработки. Термодинамическая устойчивость карбидов различна ЛЯ их образования и другие их свойства приведены в табл. 9.3.  [c.339]

Для сварки легированных сталей, содержащих легкоокисляю-щиеся компоненты, используют флюсы с минимальной окислительной способностью. Такие флюсы строятся на основе флюорита СаРг, к которому добавляют для понижения электропроводности АЬОз и СаО. Эти флюсы также активно понижают содержание серы. Длительное пребывание жидкого металла в контакте с синтетическим шлаком дает возможность подавать в шлаковую ванну электродные проволоки или пластины различного состава для их переплава, а это создает условия для улучшения свойств полученного металлического слитка (снижение содержания серы  [c.378]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность.  [c.167]

Наличие в металлах металлической связи придает им ряд характерных свойств высокую тепло- и электропроводность, термоэлектрическую эмиссию, т.е. способность испускать электроны при нагреве, хорошую отражательную способность, т.е. обладают мета11лическим блеском и непрозрачны положительный температурный коэффициент электросопротивления, i.e. с повышением температуры электросопротивление увеличивается.  [c.273]


Электропроводность — это… Что такое Электропроводность?

Синонимы:
  • Электропроводник
  • Электропроводность (физич.)

Полезное


Смотреть что такое «Электропроводность» в других словарях:

  • электропроводность — электропроводность …   Орфографический словарь-справочник

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — (s), Величина, характеризующая способность веществ проводить электрический ток. Определяется наличием в них подвижных заряженных частиц (носителей заряда) электронов, ионов и др. Измеряется в (Ом?м) 1. Величина 1/s называется удельным… …   Современная энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — (электрическая проводимость, проводимость), способность тела пропускать электрич. ток под воздействием электрич. поля, а также физ. величина, количественно характеризующая эту способность. Проводники всегда содержат свободные (или квазисвободные) …   Физическая энциклопедия

  • Электропроводность — (s), величина, характеризующая способность веществ проводить электрический ток. Определяется наличием в них подвижных заряженных частиц (носителей заряда) электронов, ионов и др. Измеряется в (Ом´м) 1. Величина 1/s называется удельным… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — (проводимость) способность веществ проводить электрический ток, обусловленная наличием в них подвижных заряженных частиц (носителей заряда) электроионов, ионов и др., а также физическая Величина (v), количественно характеризующая эту способность …   Большой Энциклопедический словарь

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, электропроводности, мн. нет, жен. (физ.). Способность проводить, пропускать электричество. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 …   Толковый словарь Ушакова

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, и, ж. Способность тела проводить электрический ток. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • электропроводность — сущ., кол во синонимов: 1 • проводность (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — свойство вещества переносить электрические заряды (в г. п., м лах) под действием внешнего электрического поля. Удельная Э. величина, обратная сопротивлению электрическому удельному. Единицей измерения удельной Э. в СГС служит Мом/см; в СИ… …   Геологическая энциклопедия

  • Электропроводность — свойство вещества проводить под действием не изменяющегося во времени электрического поля не изменяющийся во времени электрический ток… Источник: ЭЛЕКТРОТЕХНИКА . ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ. ГОСТ Р 52002 2003 (утв. Постановлением… …   Официальная терминология

  • ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ — ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ, способность проводить электричество. По своей способности проводить электрический ток все тела делятся на две группы проводники первого и второго рода. Проводники 1 го рода, представленные металлами и потому называемые также… …   Большая медицинская энциклопедия


Электропроводность и термодинамические характеристики ассоциации двух ионных жидкостей в ацетонитриле и диметилсульфоксиде и закономерности нагрева растворов микроволновым излучением — диссертация

Аннотация:

1. Впервые в широком интервале концентраций и температур определена электропроводность и термодинамические характеристики ассоциации растворов тригексилтетрадецилфосфоний бис{(трифторметил)}сульфо-нил}имида и 1-бутил-3-метилпиридиний хлорида в ацетонитриле и диметилсульфоксиде. Установлено, что ионные жидкости являются слабоассоциированными электролитами в растворах. Показано, что при повышении температуры удельная и молярная электропроводность разбавленных растворов исследованных ионных жидкостей возрастает прямо пропорционально предельной высокочастотной электропроводности растворителя. 2. Обобщены концентрационная и температурная зависимости удельной электропроводности концентрированных растворов исследованных ионных жидкостей в ацетонитриле и диметилсульфоксиде. Показано, что во всем исследованном интервале температур на единую кривую в координатах /max – c/cmax укладываются значения приведенной электропроводности рассматриваемых растворов ионных жидкостей. Получены аналитические зависимости, позволяющие с погрешностью, не превышающей 5 %, оценивать проводимость этих растворов. 3. На основе диэлектрических характеристик водных растворов электролитов и неэлектролитов определена их предельная высокочастотная электропроводность и высокочастотная электропроводность на частоте 2455 15 МГц. Показано, что добавление к воде электролитов и неэлектролитов приводит к снижению предельной высокочастотной электропроводности раствора. Высокочастотная электропроводность концентрированных водных растворов электролитов на частоте 2455 МГц уменьшается с ростом концентрации, а неэлектролитов проходит через максимум. 4. Впервые исследовано поглощение микроволнового излучения растворами исследованных ионных жидкостей в ацетонитриле и диметилсульфоксиде и рассчитаны скорости высокочастотного нагревания данных растворов, а также некоторых водных растворов электролитов и неэлектролитов на частоте 2455 МГц. 5. Установлено, что при увеличении концентрации 1-бутил-3-метилпиридиний хлорида и неэлектролитов в растворе скорость высокочастотного нагревания на частоте 2455 МГц проходит через максимум, положение которого совпадает с концентрационным максимумом электропроводности, а концентрированных растворов электролитов – уменьшается. 6. Показано, что скорость микроволнового нагрева исследованных растворов электролитов и неэлектролитов максимальна в растворах, обладающих наибольшей высокочастотной электропроводностью. Определены оптимальные условия высокочастотного облучения растворов.

лекции по курсу Электротехнические материалы

      Электропроводность присуща всем материалам, без исключения. Дело в том, что заряды присутствуют в любых, даже самых идеальных диэлектриках, не говоря уже о металлах и полупроводниках. В этой лекции будут рассмотрены следующие вопросы:

2.1. Основное уравнение электропроводности.

2.2. Электропроводность проводников, полупроводников и диэлектриков

2.3. Проводимость жидких диэлектриков и электролитов. 


2.1. Основное уравнение электропроводности. 

в начало лекции


      Способность любых материалов проводить электрический ток определяется наличием зарядов в нем и возможностью их движения. Можно написать наиболее общую формулу, для плотности тока j верную для любых сред, 

j = S ni·qi·V                                                                                (2.1) 

      Здесь i — тип или cорт заряда, (например электроны, ионы различных молекул, молионы, заряженные частицы и т.п.), ni — концентрация зарядов i-cорта, qi — значение заряда, Vi — скорость носителей заряда. 

     Чтобы разобраться с электропроводностью разных материалов, необходимо понять, какие в них плотности (концентрации) заряда, как они появляются и от чего они зависят, какие величины зарядов, с какими скоростями могут двигаться. Все это главные вопросы в изучении электропроводности. 

    Для всех сред, за исключением вакуума, скорость носителей пропорциональна напряженности поля 

Vi = bi·E                                                                                           (2.2),

 где bi — подвижность носителей заряда. 

Подвижностью носителей заряда называется коэффициент пропорциональности между скоростью носителей заряда Vi и напряженностью поля E. 
     Размерность подвижности —  м2/(В с). Фактически подвижность численно равна скорости носителей заряда при напряженности поля 1 В/м. 

     Типы носителей заряда и их подвижность могут быть разными в различных средах. Подвижность носителей также сильно зависит от среды. Выражение (2.1) можно переписать, используя другие термины

 j = s·E,  s = S·ni·qi·mi                                                                   (2.3) 

Здесь s — удельная электропроводность. Еще один вариант записи выражения (2.3) 

j = E/r                                                                                            (2.4) 

где r — удельное сопротивление. 

      Нетрудно убедиться, что это все разные способы записи закона Ома в дифференциальной форме, для локальных параметров электрической цепи. Вы знаете, что для участка цепи закон Ома можно записать в виде I = U/R. Нетрудно убедиться, что для участка цепи, используя (2.4), площадь сечения участка S, длину l несложно получить классическое выражение для закона Ома. Для этого обе части в (2.4) умножаем на S, затем в правой части числитель и знаменатель умножаем на l. Получим в левой части ток, в числителе правой части напряжение, а если S перенести в знаменатель, то в знаменателе получим сопротивление. Таким образом мы доказали идентичность закона Ома в дифференциальной форме и в классической форме. 


2.2. Электропроводность проводников, полупроводников и диэлектриков.

в начало лекции


       Анализ выражений (2.2 — 2.4) проведем с учетом природы и поведения носителей заряда в различных средах. В первую очередь необходимо выяснить механизмы появления и исчезновения зарядов. 

       Сначала необходимо рассмотреть электронное строение разных сред. 
       В газах электроны находятся на орбитах, принадлежащих конкретным атомам, или молекулам. Согласно квантовой модели атома, электрон может находиться только на определенных орбитах, которым соответствуют определенные, квантованные уровни энергии. На каждом уровне может находиться только один электрон. Электрон, находящийся на уровне, соответствующем самой дальней орбите, имеет самую слабую связь с ядром. Поэтому он легче всего ионизируется, т.е отрывается от ядра. 

Энергия, которую надо сообщить электрону, находящемуся в основном состоянии, для отрыва от «материнского» иона называется энергией ионизации W. 

       Чтобы оторвать второй электрон, надо сообщить ему гораздо больше энергии. Это второй уровень ионизации. Существует несколько уровней возбуждения, т.е. если сообщить электрону, энергию меньшую, чем энергия ионизации, то электрон перейдет на какой-либо уровень возбуждения. Все уровни дискретны. Их можно схематически изобразить на рисунке. 

       При сближении, допустим, двух атомов с одинаковыми энергетическими уровнями до расстояния, когда орбиты перекрываются, произойдет объединение электронных систем, причем каждый уровень разделится на два, которые чуть-чуть отличаются один от другого. Дело в том, что согласно законам квантовой физики, в принципе в любой системе не может быть двух одинаковых уровней. Этот принцип называется принципом Паули. Когда объединятся три атома — будет три расщепленных уровня. Когда образуется кристалл — будет из каждого уровня образована некоторая область разрешенных энергий, которая называется зона. В принципе в зоне уровни практически сливаются и можно говорить о сплошном спектре. При этом верхняя часть зоны располагается выше, чем начальный уровень в одиночном атоме. Нижняя часть зоны располагается ниже, чем начальный уровень. 

      Могут возникнуть ситуации, когда из-за этого сдвига, зоны, соответствующие разным уровням, будут перекрываться. Здесь наиболее интересен случай, когда перекрывается зона, занятая электронами и зона, которая появилась из расщепленного возбужденного уровня. Именно этот случай соответствует металлам. Когда эти зоны не перекрываются, между ними существует область запрещенных энергий, т.н. запрещенная зона. В зависимости от ширины этой зоны можно говорить о полупроводниках и диэлектриках. 

    Для металлов зоны перекрываются и электроны могут свободно перемещаться по образцу. Ширина запрещенной зоны равна нулю. Поэтому подвижные электроны всегда существуют в металлах в большом количестве. 

Можно посмотреть на это с других позиций. Дело в том, что в атомах металлов электроны достаточно слабо связаны с ионными остатками. Поэтому при образовании из атомов собственно материала металла эти электроны от разных атомов как — бы обобществляются и могут свободно передвигаться по всему объему металла. Они и являются носителями заряда. Примерное количество электронов в металле составляет около 1022 шт/см3. Их подвижность также велика. Оценки дают значения bi примерно 10-2-10-1 м2/(В ·с). Значения удельного сопротивления у металлов обычно находятся в диапазоне 0.01 мк·Ом·м до 1 мк·Ом·м. 

      При протекании тока в металле электрическое поле невелико. Можно сделать простую оценку по выражению (2.2). Если взять медный провод сечением 2 мм2 и пропустить ток 5 А, то при удельном сопротивлении меди =1.7 10-8 Ом·м, получим E = j· r = 4·10-2 В/м, или E = 40 мВ/м. Если таким проводом протянуть питание на 1 км, то получим на нем падение напряжения 40 В. 

      В диэлектриках и полупроводниках, зонная структура такова, что существует запрещенная зона определенной ширины. 

В полупроводниках ширина зоны составляет примерно от доли электрон-вольта до 3 электрон-вольт, в диэлектриках ширина зоны составляет примерно от 3 электрон-вольт до 10 электрон-вольт. 

Для того, чтобы возникла электропроводность в этих веществах, заряды должны попасть из валентной, занятой электронами зоны, в зону проводимости, т.е. любой свободный носитель заряда появится, если только ему сообщить энергию, не меньшую, чем ширина запрещенной зоны. 

      Под действием не очень сильных электрических полей, заряды появляются, в первую очередь, путем термоионизации молекул основного вещества или примесей, либо за счет появления из электродов. Последний способ называется эмиссией носителей заряда. При всех способах в диэлектрике появляются, в основном, электроны и ионы. Оценку их концентрации ni можно сделать из общих энергетических соображений. Изменение концентрации носителей заряда определяется в соответствии с обычным законом Аррениуса

dni/dt ~ n·n·e-W/kT                                                                            (2.5) 

где n — плотность молекул, — частота колебаний электрона в молекуле (~10141/сек), W — энергия ионизации (ширина запрещенной зоны), k- постоянная Больцмана, Т — температура. При комнатной температуре kT~1/40 эВ. 

       Здесь важно учесть не только появление носителей заряда, но и их исчезновение. Механизмы исчезновения зарядов — рекомбинация электрона с ионом, уход на поверхности и электроды. Для рекомбинации можно воспользоваться выражением

 dni/dt = — Krni 2                                                                                    (2.6) 

где Kr — коэффициент рекомбинации. В равновесии количество носителей не меняется со временем, складывая (2.5) и (2.6) и приравнивая сумму нулю получим окончательное выражение. 

ni = (N /Kr)1/2 ·e-W/2kT                                                                     (2.7) 

         Оценим проводимость по (2.3) с учетом (2.7): 

Твердые диэлектрики. Здесь носителями заряда могут быть электроны и дырки. Ионы «вморожены» и практически не имеют возможности движения bi ~10-23 м2/(В ·с). Подвижность электронов и дырок достаточно высока и может достигать be~10-3 м2/(В·c). Количество электронов и дырок определяется шириной запрещенной зоны W~5-10 эВ, тепловой энергией kT~1/40 эВ, плотностью молекул n~1027 шт/м3 и составляет пренебрежимо малую величину. Оценить ее ничтожность для диэлектриков можно с помощью выражения (2.5) 

dni/dt ~ 1027e-200 ·1014 ~ 104120-67~10412-6710-67 ~ 104110-2010-67~10-46 шт/(м3·сек). Образование свободных носителей заряда в разумном количестве, характерном для хороших диэлектриков, практически невероятно. Рекомбинация носителей заряда в твердых телах не затруднена. Ясно, что по этому механизму проводимость твердых диэлектриков практически отсутствует, т.к. заметное изменение концентрации возможно лишь за времена, сопоставимые с геологическими периодами. Поскольку основную роль в выражениях (2.7), (2.5) играет экспоненциальный множитель, то лишь наличие примесей с энергетическими уровнями внутри запрещенной зоны, вблизи от краев зоны с W~1 эВ, дает возможность проводимости твердых тел. Поскольку таких примесей обычно немного, электропроводность диэлектриков обычно мала. 

Таким образом, электропроводность диэлектриков определяется наличием примесей, уровни энергии которых, близки к уровням краев зоны проводимости или запрещенной зоны.

       Полупроводники. Для полупроводников с малой шириной запрещенной зоны существенный вклад в электропроводность может дать термоионизация молекул вещества. Однако гораздо более сильную роль играют специальные, т.н. «легирующие» добавки. Дело в том, что если в полупроводник ввести примеси, энергетические уровни которых будут попадать в запрещенную зону основного вещества, то ионизация этих уровней, если они заняты и энергетически близки к зоне проводимости приведет к появлению зарядов в зоне проводимости. Если уровни не заняты, но энергетически близки к валентной зоне, то электроны могут выйти из валентной зоны и осесть на этих уровнях. Тогда в валентной зоне появятся подвижные положительно заряженные объекты, т.н. дырки. 

        Газообразные диэлектрики. Рекомбинация носителей не затруднена, т.к. заряды разного знака могут беспрепятственно сближаться на близкое расстояние. В оценке считаем n ~ 1025 шт/м3, энергию ионизации W~10-20 эВ, подвижность электронов be~10-3 м2/(В·c), ионов bi~10-4 м2/(В·c), заряд e  = 1.6 10-19 Кл. Определяющим фактором является экспоненциальный множитель e-W/kT 

  dni/dt ~ 1025e-400 ·1014 ~ 103920-133 ~ 10392-13310-133 ~ 103910-4010-133 ~ 10-136 шт/(м3·сек), что дает пренебрежимо малую проводимость. 

На самом деле фактором, определяющим проводимость газов, является космическое излучение. Обычно в воздухе образуется порядка 1000 шт. электронов и ионов в 1 см3 за 1 сек. Часть электронов и ионов быстро рекомбинирует, часть прилипает к нейтральным молекулам, образуя долгоживущие отрицательные ионы. В равновесии в объеме газа обычно находится до 109 ионов/м3. Отсюда проводимость воздуха за счет естественной ионизации составит ~10-14 Cм/м. Отметим, что если искусственно создавать носители заряда,  то в газе можно получить высокую проводимость. 

 


2.3. Проводимость жидкостей и электролитов. 

в начало лекции


           Жидкости. Современные представления о проводимости диэлектрических жидкостей состоят в следующем. Здесь носителями заряда являются ионы, т.к. электроны легко прилипают к нейтральным молекулам жидкости и не могут существовать в свободном состоянии. Кроме того, в жидкости заряды могут переноситься молионами, частицами и даже пузырьками. Ионизация облегчена по сравнению с газами за счет большей диэлектрической проницаемости, ибо высота потенциального барьера (энергия ионизации) понижена в e раз. Это можно показать рассматривая кулоновскую энергию взаимодействия двух зарядов +e и -e, разошедшихся на расстояние r   W = e2/(4pe0er). Рекомбинация носителей заряда в жидкости затруднена, поскольку заряды взаимодействуют со средой, а именно, легко окружаются соседними молекулами, ориентированными соответствующими концами постоянных или индуцированных диполей к ионам. 

Эффект взаимодействия со средой называется сольватацией.      Ионизироваться могут молекулы основной жидкости, или примесей, если они являются ионофорами, т.е. имеющими преимущественно ионную связь между частями молекулы. Характерный пример ионофора — молекула NaCl, которую можно представить состоящей из ионов Na+ и Cl-. В жидкости молекула NaCl может растворяться и существовать сразу в виде ионов, либо ионных пар (Na+Cl). Превращение молекулы в пару ионов называется диссоциацией. Помимо ионофоров, в жидкости могут существовать ионогены, т.е. вещества, образующие ионы только при взаимодействии друг с другом. Например вода, растворенная в диэлектрической жидкости, может облегчать ионизацию других примесей, растворенных в жидкости. Оценка по выражению (1.9) степени ионизации примеси с потенциалом ионизации 4 В, растворенной в жидкости с e = 2 в количестве 1% с учетом рекомбинации (коэффициент рекомбинации Kr ~ 10-15 м3/cек) дает, что практически вся примесь оказывается диссоциированной на ионы. 

          Что касается подвижности, то она определяется движением жидкости. При этом подвижности любых ионов близки друг другу, т.к. ионы «вморожены» в жидкость и переносятся «микроструйками» жидкости. Наши эксперименты по исследованию движения носителей заряда и микропузырьков в нитробензоле под действием сильных импульсных электрических полей показали, что и пузырьки и ионы движутся при временах воздействия менее 1 мкс. Отсюда был сделан вывод, что они переносятся микроструйками, которые образуются за времена менее 1 микросекунды. Доказательством образования струек являлось зарегистрированное оптическим способом, в сочетании с электрооптическим способом, движение различных носителей заряда и пузырьков с одинаковыми скоростями. 

        Подвижность, связанная с движением жидкости, называется электрогидродинамической подвижностью. Она составляет mэгд ~ (10-7 — 10-8) м2/(В·c), т.е. на три — четыре порядка меньше подвижности ионов в газах. Оценка для вышеприведенного примера с диссоциированной примесью дает s ~10-9 Cм/м. 

        Таким образом, в жидкостях обычно проводимость больше, чем в газах и твердых телах за счет облегченной ионизации и затрудненной рекомбинации. 


       С другой стороны, отсутствие формы жидкости, легкость очистки дают возможность уменьшения электропроводности, что невозможно сделать с твердыми диэлектриками. В настоящее время существуют несколько новых технологий очистки жидкостей, например электродиализ, благодаря которым некоторые жидкости очищали до проводимости, не хуже лучших образцов твердых диэлектриков, типа янтарь, т.е. до проводимости менее  s ~ 10-19 Ом·м. 

       Еще необходимо отдельно рассмотреть электропроводность электролитов. В энергетике они применяются, в основном, в аккумуляторах. Кроме того, естественные электролиты обеспечивают электропроводность в системах заземления энергетических объектов. Дело в том, что земля имеет преимущественно электролитический характер электропроводности. 

При этом, наиболее важным видом электролитов являются водные электролиты. Вода является самым распространенным жидким веществом, кроме того, она является самым сильным растворителем и самой сильной ионизирующей средой. 

В электролитах заряды появляются в жидкости за счет электролитической диссоциации молекул на ионы. Условно все вещества, растворенные в жидкости и частично диссоциирующие на ионы делят на два типа: сильные электролиты и слабые. Сильные электролиты — вещества полностью диссоциирующие на ионы. Это соли типа NaCl, сильные кислоты типа HCl. Выше, при рассмотрении проводимости диэлектрических жидкостей они назывались ионофорами.  Слабые электролиты — малодиссоциирующие вещества, т.е. они растворяются в виде молекул, только малая часть молекул диссоциирует на ионы. Пример — спирты, органические кислоты (например, уксусная кислота). Число ионов зависит от концентрации растворенных веществ. Подвижность ионов — невелика, обычно она составляет порядка 10-8 м2/(В·с). 

        За счет большой растворяющей способности воды, обычно электропроводность влажных сред оказывается достаточно велика, т.к. растворенные вещества зачастую содержат соли, которые сильно диссоциируют. Причиной электропроводности увлажненных диэлектриков является растворение в воде различных примесей с их последующей диссоциацией на ионы. Поэтому обычно самым большим «врагом» электрической изоляции является вода, попадание которой в диэлектрик ухудшает электрофизические (конкретно — диэлектрические) характеристики материала.

Влияние удельной электропроводности бурового раствора на энергетические характеристики электромагнитного канала связи забойной телесистемы | Старцев

Влияние удельной электропроводности бурового раствора на энергетические характеристики электромагнитного канала связи забойной телесистемы

А. Э. Старцев, З. Х. Ягубов


Аннотация

В статье рассмотрены вопросы влияния удельной электропроводности буровых растворов на энергетические характеристики забойной телесистемы с электромагнитным каналом связи. На основе экспериментальных данных предложены рекомендации по выбору буровых растворов, обеспечивающих необходимый уровень принимаемого на поверхности сигнала.


Ключевые слова

attenuation;drill fluid;drilling telesystem;electromagnetic information bearer channel;the antenna;антенна;буровая телесистема;буровой раствор;затухание;электромагнитный канал связи


Полный текст:
PDF
Литература

1. Лаборатория покрытий // Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности : [сайт]. URL: http://www.rosniti.ru/rd-departments/2010-07-16-09-26-54/2010-07-20-08-24-27 (дата обращения: 7.02.2011)

2. Патент 2272132 РФ. Способ передачи информации из скважины на поверхность. Заявл. 07.08.2001; опубл. 20.03.2006. Бюл. № 8. 7 с.

3. Патент 104624 РФ. Устройство для передачи информации на поверхность. Заявл. 20.07.2010; опубл. 20.05.2011. Бюл. № 14. 5 с.

4. Ягубов З.Х., Старцев А.Э. Частотные характеристики электромагнитного канала связи по бурильной колонне // Сборник научных трудов: материалы научно-технической конференции (13-15 апреля 2010 г.): в 3 ч. Ч. II. Ухта: УГТУ, 2010. С. 275-278.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.

© 2021 УГНТУ.

Все права защищены.

Электричество и магнетизм — Проводимость | Характеристики тонкой керамики | Мир тонкой керамики

Хотя тонкая керамика (также известная как «усовершенствованная керамика») обычно представляет собой изоляционные материалы, блокирующие электричество, полупроводниковая керамика может быть создана для проведения электричества в зависимости от их температуры и уровня приложенного напряжения.

Применение : Датчики температуры, устройства для измерения температуры и твердооксидные топливные элементы.

Описание

Проводимость

Электропроводность — это свойство, позволяющее электричеству проходить через материал. Тонкая керамика в целом является изоляционным материалом, но некоторые ее разновидности проявляют электропроводность в зависимости от изменения температуры.
Термистор — это электронный компонент, обладающий свойством уменьшать электрическое сопротивление при повышении температуры, что позволяет электричеству легче течь, когда материал нагревается.Эти устройства используются в датчиках, отслеживающих изменения температуры, и в оборудовании, предназначенном для предотвращения перегрева электроники. Варистор — аналогичный компонент, обладающий свойством уменьшать сопротивление при увеличении напряжения. Варисторы используются для защиты электронных схем от чрезмерных напряжений.

Термин «тонкая керамика» взаимозаменяем с «усовершенствованной керамикой», «технической керамикой» и «инженерной керамикой». Использование зависит от региона и отрасли.

Характеристики тонкой керамики

Характеристики тонкой керамики

Характеристики тонкой керамики

Характеристики тонкой керамики

Люди, которые читают эту страницу, также читают.

Если вы хотите использовать керамику в бизнесе, нажмите здесь.

Продукция Kyocera’s Fine Ceramics (Все указанные ниже веб-сайты открываются в отдельном окне.)

Категория продукта
Поиск по материалу
Поиск по свойству/характеристике

Проводимость — обзор | ScienceDirect Topics

3.2 Стабильность теплопроводности ПАНИ, полученного в различных кислотах

Прокес и Стейскал получили ПАНИ в различных условиях и в различных средах. При повышенной температуре образцы, протонированные метансульфокислотой или плавиковой кислотой, показали лучшую проводимость [40].Обычно увеличение температуры вызывает уменьшение проводимости. Основной причиной снижения является депротонирование ПАНИ на молекулярном уровне. Изменения макромолекулярной структуры, т.е. деградация остова ПАНИ, происходят при значительно более высокой температуре, выше 400°С [41], и уменьшение молекулярной массы ПАНИ, вызванное разрывом цепи, не является основным фактором, влияющим на проводимость [42].

3.2.1 Процесс старения

Проводимость σ объясняет электрический процесс проводимости полимеров лучше, чем сопротивление (который использовался чаще в прошлом), посредством результатов старения, которые объясняются в следующем тексте с точки зрения первого количество.Чтобы найти различия в стабильности в разных принципах, их удобно представлять в виде двойных логарифмических графиков зависимости проводимости от времени. Эти графики всегда имеют нисходящую кривизну по мере старения. Иногда они становятся сигмоидальными, когда образцы служат в течение достаточно длительного времени старения, а проводимость приближается к значениям, типичным для непроводящих полимеров.

Более подробный анализ, однако, показывает, что для коротких времен старения t a , в течение которых проводимость падает примерно до половины своего первоначального значения, σ 0 , выполняется равенство )σ0−σta∝ta½

Последующее старение обычно можно описать пропорциональностью

(20)lgσ/σ0=−ta/τ1/2

Параметр t характеризует скорость снижения проводимости.Мы видим, что такой график для гидрохлорида ПАНИ представляет собой почти прямую линию. Модели диффузии, предложенные Sixou et al. для полипиррола [43] и Wolter et al. для ПАНИ [44] предполагают, что депротонирование проводящего полимера, ответственное за потерю проводимости, контролируется диффузионным процессом, который начинается на поверхности проводящих зерен. Предполагается, что размер металлических зерен или островков, состоящих из хорошо упорядоченных цепочек, уменьшается при термическом старении.Образовавшиеся области, образованные неупорядоченными депротонированными цепочками, имеют меньшую проводимость [45]. Это согласуется с наблюдением, что старение тонких пленок ПАНИ происходит быстрее, чем сжатых гранул [46]. Помимо депротонирования, дополнительные изменения в структуре полимера, такие как окислительная деструкция, замена ароматических колец и сшивание, вероятно, вызывают необратимое снижение проводимости [47].

3.2.2 Стабильность проводимости ПАНИ

Для относительного сравнения термостабильности проводимости введен простой параметр, отношение проводимости после 5 ч старения при 173 ± 1°C к исходной проводимости при начало старения, σ 5 / σ 0 .Аналогичные параметры также были введены для более длительного времени старения, равного 25, 125 и 500 ч. Все образцы могли выдержать 5 часов старения при повышенной температуре, но, несмотря на неоднократные попытки, многие из них не смогли выдержать 25 часов при 173 ± 1°C, хотя с точки зрения электропроводности они показали хорошие результаты в течение короткого времени. Это означает, что они были дисквалифицированы из-за ухудшения их механических, а не электрических свойств [44]. Образцы, приготовленные при 20°C, были аморфными и имели меньшую молекулярную массу, чем полукристаллические образцы, приготовленные при — 50°C.Ранее было замечено, что различия в молекулярной массе и кристалличности лишь незначительно влияют на проводимость. Термическая стабильность проводимости гидрохлорида ПАНИ лучше для образца, приготовленного при пониженной температуре, но это скорее исключение из правил. В большинстве образцов заметного улучшения такого типа не наблюдалось. Это довольно неожиданно, поскольку можно было бы ожидать, что улучшенные механические свойства высокомолекулярного полукристаллического ПАНИ окажут благотворное влияние на термическую стабильность проводимости [46].Похоже, это не так.

Проводящие материалы: что это такое, характеристики и полезность

Сегодня мы поговорим о токопроводящих материалах и их характеристиках. Это те материалы, которые имеют небольшое сопротивление циркуляции электрического тока из-за специфических свойств, с которыми они созданы. Они имеют атомную структуру, которая делает их хорошими электрическими проводниками, поскольку облегчает движение электронов через них.Этот тип элемента способствует передаче электричества, и благодаря этим материалам человечество добилось большого прогресса.

Поэтому мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам все, что вам нужно знать о токопроводящих материалах и их характеристиках.

основные функции

Эти проводящие материалы могут быть представлены в различных формах в зависимости от конкретных условий, в которых они были сформированы. Например, мы находим металлические стержни, которые не предназначены для использования в электрических цепях.Несмотря на то, что они не являются частью электрического узла, многие материалы обладают свойствами электропроводности. Эти типы электропроводящих материалов могут привести к некоторым опасностям и некоторым несчастным случаям в доме.

Существуют также однополярные или многополярные электропроводящие материалы. Формально они используются как корректирующие элементы электрических цепей. Эти материалы используются как в промышленной сфере, так и в полевых или жилых. Обычно он образован внутри медной проволокой и другими металлическими материалами.Это то, что отвечает за проведение электричества. Чтобы защитить себя от возможных опасностей, он покрыт изоляционным материалом. Кроме того, в зависимости от конфигурации электрической цепи можно различать разные проводники, которые имеют промышленное применение или для распределения электроэнергии . Жилые обычно более тонкие, а те, которые используются для распределения электроэнергии, толще. Это также зависит от того, сколько электричества они должны проводить.

Проводящие материалы

Мы собираемся указать один за другим, каковы составы и характеристики проводящих материалов. Токопроводящие материалы в основном характеризуются тем, что не оказывают сопротивления прохождению через них электрического тока. Такое прохождение электричества возможно благодаря электрическим и физическим свойствам. Характеристики, которые формируют проводящие материалы, — это те, которые гарантируют циркуляцию электричества. Кроме того, это достигается без деформации или разрушения рассматриваемого материала.Давайте посмотрим, какие характеристики делают возможной проводимость электричества:

Хорошая проводимость

Чтобы материал был хорошим проводником, он должен обладать хорошей электропроводностью. В 1913 году было установлено, что медь использовалась в качестве эталонной единицы электропроводности. Медь в чистом виде служит эталоном для измерения и сравнения электропроводности других материалов.

Таким образом, эталоном будет принята проводимость медного провода длиной в метр и граммом массы при 20 градусах температуры .Значение равно 5,80 х 107 См-1. Это значение известно как 100% электропроводность IACS и является эталоном для измерения электропроводности проводящих материалов. Исходя из этих значений, проводящий материал считается таковым, если он имеет более 40% IACS. Материалы с проводимостью более 100 % по IACS считаются материалами с высокой проводимостью.

Атомная структура

Чтобы материалы считались проводниками, они должны иметь атомную структуру, позволяющую проходить электричеству. Атомы имеют мало электронов в своей валентной оболочке . Мы знаем, что атомы имеют электроны, оторванные от ядра. Это означает, что для перемещения электронов от одного атома к другому не требуется большого количества энергии. Если требуется большое количество энергии, его нельзя считать проводящим материалом.

Соединенные ядра

Молекулярная структура проводящих материалов должна быть сформирована сетью ядер, которые связаны друг с другом. Этот союз остается практически неподвижным благодаря сплоченности между ними.Благодаря положению объединенных ядер ситуация подготовлена ​​так, что электроны могут свободно двигаться и реагировать на близость электрического поля.

Физические характеристики проводящих материалов

Давайте посмотрим, каковы физические характеристики проводящих материалов:

  • Ковкий: Это материалы с высокой степенью пластичности. Это означает, что они способны формироваться, не разрушаясь. Проводящие материалы, обычно используемые в бытовых или промышленных целях, должны сгибаться и сгибаться, чтобы их можно было правильно расположить.Поэтому пластичность является важной характеристикой этих материалов.
  • Стойкий : эти материалы должны иметь высокую износостойкость. Надо иметь в виду, что они будут подвергаться высоким условиям механического воздействия и высоких температур. И дело в том, что во многих циркуляциях электрического тока они повышают температуру.
  • Изолирующий слой: При использовании в жилых или промышленных помещениях они должны быть покрыты изолирующим слоем, чтобы избежать опасности.Внешний слой также известен под названием изолирующей оболочки и необходим для предотвращения контакта с нами электрического тока. Многие опасности и несчастные случаи, связанные с проводящими материалами, происходят из-за неисправности этого изолирующего слоя.

Типы проводящих материалов

Давайте посмотрим, какие существуют основные типы проводящих материалов:

  • Металлические проводники: состоят из твердых металлов и их соответствующих сплавов.Они имеют высокую проводимость, состоящую из электронов, находящихся на последней орбите атомов, без дополнительных затрат энергии. Это означает, что электроны могут переходить от одного атома к другому с небольшой потерей энергии. Наиболее часто используемые сплавы в электроустановках: латунь, сплав меди и цинка; белая жесть, сплав железа и олова; медно-никелевые сплавы; и хромоникелевых сплавов.
  • Электролитические проводники: Это некоторые растворы, состоящие из свободных ионов.
  • Газопроводы: — это те, которые были подвергнуты процессу ионизации.Благодаря этому процессу через них может быть обеспечена циркуляция электричества. Воздух может стать проводником электричества, например, во время молнии во время грозы.

Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о токопроводящих материалах и их характеристиках.


Характеристики электропроводности двумерного MXene-устройства со структурой Cu/Cr 2 C/TiN на основе теории функционала плотности

.20 августа 2020 г .; 13 (17): 3671. дои: 10.3390/ma13173671.

Принадлежности Расширять

Принадлежности

  • 1 Школа информационных технологий, Наньчанский университет Хангконг, Наньчан 330000, Китай.
  • 2 Государственная ключевая лаборатория полиолефинов и катализа, Шанхай 200062, Китай.
  • 3 Шанхайский технологический институт, Шанхай 201418, Китай.
  • 4 Шанхайский научно-исследовательский институт химической промышленности, ООО, Шанхай 200062, Китай.
  • 5 Колледж электронной и оптической инженерии и Колледж микроэлектроники, Нанкинский университет почты и телекоммуникаций, Нанкин 210023, Китай.
Бесплатная статья ЧВК

Элемент в буфере обмена

Лей Ван и др. Материалы (Базель). .

Бесплатная статья ЧВК Показать детали Показать варианты

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

.20 августа 2020 г .; 13 (17): 3671. дои: 10.3390/ma13173671.

Принадлежности

  • 1 Школа информационных технологий, Наньчанский университет Хангконг, Наньчан 330000, Китай.
  • 2 Государственная ключевая лаборатория полиолефинов и катализа, Шанхай 200062, Китай.
  • 3 Шанхайский технологический институт, Шанхай 201418, Китай.
  • 4 Шанхайский научно-исследовательский институт химической промышленности, ООО, Шанхай 200062, Китай.
  • 5 Колледж электронной и оптической инженерии и Колледж микроэлектроники, Нанкинский университет почты и телекоммуникаций, Нанкин 210023, Китай.

Элемент в буфере обмена

Полнотекстовые ссылки Параметры отображения цитирования

Показать варианты

Формат АннотацияPubMedPMID

Абстрактный

Электронная структура и соответствующее электропроводящее поведение пакета Cu/Cr 2 C/TiN оценивались в соответствии с недавно разработанной моделью первого принципа, основанной на теории функционала плотности.Использование дополнительного слоя Cr 2 C обеспечивает металлоподобные характеристики пакета Cu/Cr 2 C/TiN с гораздо большими коэффициентами электропроводности (т. е. подвижностью, диффузионной способностью и электропроводностью), чем у обычного Ag/Ti. 3 C 2 /Pt из-за более низкой энергии активации. Таким образом, это устройство способно обеспечить более высокую скорость переключения, более низкое напряжение программирования и лучшую стабильность и долговечность, чем мемристорное устройство с обычным Ti 3 C 2 MXene.

Ключевые слова: Кр2С; MXene; исследование первого принципа; мемристор.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Расчетные твердотельные свойства Cu/Cr…

Рисунок 1

Расчетные твердотельные свойства Cu/Cr 2 C/TiN.( a ) Структура и (…

фигура 1

Расчетные твердотельные свойства Cu/Cr 2 C/TiN. ( a ) Структура и ( b ) перераспределение заряда (0,06 e/Å 3 ). Цветовой код: желтый и синий показывают частично отрицательный и положительный заряд соответственно. Единицей длины связи является Å.

Рисунок 2

Диффузия Cu через Cu/Cr…

Рисунок 2

Диффузия Cu через пакет Cu/Cr 2 C/TiN в его ( a )…

фигура 2

Диффузия Cu через пакет Cu/Cr 2 C/TiN в его ( a ) начальном состоянии, ( b ) переходном состоянии и ( c ) конечном состоянии.Единицами длины связи и валентного угла являются ангстрем (Å) и градус соответственно.

Рисунок 3

( a ) Суммарная плотность состояний (TDOS) Cu/Cr 2 C/TiN и…

Рисунок 3

( a ) Полная плотность состояний (TDOS) Cu/Cr 2 C/TiN и парциальная плотность состояний (PDOS) для s , p и d орбиталей.( b ) TDOS для Cu/Cr 2 C/TiN и PDOS для Cr 2 C, Cu и TiN. ( c ) Полосная структура Cu/Cr 2 C/TiN. ( d ) Средний статический потенциал по оси Z.

Рисунок 4

Коэффициенты электропроводности Cu…

Рисунок 4

Коэффициенты электропроводности атомов Cu, диффундирующих через Cu/Cr2C/TiN, включая ( a )…

Рисунок 4

Коэффициенты электропроводности атомов Cu, диффундирующих через Cu/Cr2C/TiN, включая ( a ) коэффициент диффузии, ( b ) подвижность и ( c ) электропроводность по отношению к температуре.

Рисунок 5

Расчетные энергии активации как…

Рисунок 5

Расчетные энергии активации в зависимости от разработанных стеков с использованием различных MXene…

Рисунок 5

Расчетные энергии активации в зависимости от разработанных стеков с использованием различных композиций MXene.

Похожие статьи

  • Ti 3 C 2 Нанолисты на основе оксида MXene для приложений резистивной памяти и синаптического обучения.

    Хот А.С., Донгейл Т.Д., Парк Дж.Х., Кесаван А.В., Ким Т.Г. Хот А.С. и др. Интерфейсы приложений ACS. 2021 3 февраля; 13 (4): 5216-5227. дои: 10.1021/acsami.0c19028.Epub 2021 5 января. Интерфейсы приложений ACS. 2021. PMID: 33397081

  • Полуметаллический ферромагнетизм и индуцированный функционализацией поверхности переход металл-изолятор в графеноподобных двумерных кристаллах Cr2C.

    Си Си, Чжоу Дж, Сунь З. Си С и др. Интерфейсы приложений ACS. 2015 12 августа; 7 (31): 17510-5. doi: 10.1021/acsami.5b05401. Epub 2015 3 августа.Интерфейсы приложений ACS. 2015. PMID: 26203779

  • Изготовление массивов микроэлектродов Ti3C2 MXene для записи нейронов in vivo.

    Дрисколл Н., Малески К., Ричардсон А.Г., Мерфи Б., Анасори Б., Лукас Т.Х., Гогоци Ю., Витале Ф. Дрисколл Н. и соавт. J Vis Exp. 2020 12 февраля; (156). дои: 10.3791/60741. J Vis Exp. 2020. PMID: 32116295

  • Конструкция столбчатой ​​структуры MXene со сверхбольшим межслойным расстоянием для высокопроизводительных литий-ионных конденсаторов.

    Ло Дж., Чжан В., Юань Х., Цзинь С., Чжан Л., Хуан Х., Лян С., Ся И., Чжан Дж., Ган И., Тао Х. Луо Дж. и др. АКС Нано. 2017 28 марта; 11 (3): 2459-2469. doi: 10.1021/acsnano.6b07668. Epub 2017 7 января. АКС Нано. 2017. PMID: 27998055

  • MXene, легированный Nb, с повышенной емкостью хранения энергии и стабильностью.

    Фатима М., Фатима Дж., Монир Н.Б., Сиддик А.Х., Хан Б., Ислам А., Акинванде Д., Ризван С.Фатима М. и соавт. Фронт хим. 2020 3 апр; 8:168. doi: 10.3389/fchem.2020.00168. Электронная коллекция 2020. Фронт хим. 2020. PMID: 32309271 Бесплатная статья ЧВК.

использованная литература

    1. Чжан Х. Ультратонкие двумерные наноматериалы. АКС Нано. 2015;9:9451–9469. doi: 10.1021/acsnano.5б05040. — DOI — пабмед
    1. Анасори Б., Лукацкая М.Р., Гогоци Ю. Двумерные карбиды и нитриды металлов (MXenes) для хранения энергии.Нац. Преподобный Матер. 2017;2:16098. doi: 10.1038/natrevmats.2016.98. — DOI
    1. Анасори Б., Се Ю., Бейдаги М., Лу Дж., Хослер Б. К., Халтман Л., Кеннт П. Р. К., Гогоци Ю., Барсум М. В. Двумерные, упорядоченные, двойные карбиды переходных металлов (MXenes) ACS Nano.2015;9:9507–9516. doi: 10.1021/acsnano.5b03591. — DOI — пабмед
    1. Цзян С., Куклин А., Баев А., Ге Ю., Агрен Х., Чжан Х., Прасад П. Двумерные мксены: от морфологических к оптическим, электрическим и магнитным свойствам и приложениям. физ. Отчет 2020; 848: 1–58. doi: 10.1016/j.physrep.2019.12.006. — DOI
    1. Мешкин Р., Tao Q., Dahiqvist M., Lu J., Hultman L., Rosen J. Теоретическая стабильность и синтез материалов химически упорядоченной MAX-фазы, Mo2ScAlC2 и ее двумерного производного Mo2ScC2 MXene. Acta Mater. 2017; 125:476–480. doi: 10.1016/j.actamat.2016.12.008. — DOI

Показать все 41 ссылка

Характеристики синтеза и теплопроводности гибридных наножидкостей – обзор

Стремительное развитие нанотехнологий в последнее десятилетие создало достаточно много возможностей для проверки учеными и инженерами.Наножидкость — одно из замечательных последствий такого прогресса. Наножидкости создаются путем суспендирования наночастиц со средним размером менее 100 нм в традиционных теплоносителях, таких как вода, масло, этиленгликоль и т. д. Считается, что наножидкости обладают существенными преимуществами по сравнению с обычными теплоносителями. При равномерном диспергировании и устойчивом взвешивании в базовых жидкостях минимальное количество наночастиц может значительно улучшить тепловые свойства вмещающих жидкостей. Настоящая работа пытается решить эту проблему, учитывая современные достижения в понимании, характеристике и смягчении проблем, связанных со стабильностью наножидкостей.Стабильные и высокопроводящие наножидкости производятся, как правило, одноэтапным и двухэтапным методами производства. Оба подхода к созданию суспензий наночастиц страдают от агломерации наночастиц, что является критической проблемой во всех технологиях, использующих нанопорошок. Поэтому были проанализированы многочисленные численные модели и основные физические явления, влияющие на стабильность (фундаментальные физические принципы, управляющие межчастичными взаимодействиями, кинетика кластеризации и осаждения, теории коллоидной стабильности).Что касается динамического движения частиц, рассматривается важность различных сил в потоках наножидкости, которые существуют в потоках частиц, таких как сопротивление, подъемная сила (Магнус и Саффман), броуновская, термофоретическая, Ван-дер-Ваальсова, электростатические силы двойного слоя. Кроме того, в эту работу включен обзор теплофизических свойств наножидкостей, физических моделей и моделей теплообмена. Чтобы понять неожиданные открытия и преодолеть ограничения классических моделей, несколько исследователей предложили новые физические концепции и механизмы и разработали новые модели для улучшения транспортных свойств.В настоящей работе широкомасштабная структурная эволюция наножидкостей была подробно рассмотрена путем наброска гигантского изображения крошечной биосферы наножидкостей посредством краткого обзора некоторых важных хронологических вех, таких как концепции наножидкостей, подготовка и выполнение экспериментов. наножидкости, корреляции проводимости, вязкости и плотности наножидкостей, а также потенциальные применения и преимущества наножидкостей. Кроме того, в этом исследовании всесторонне обсуждались различные виды моделирования и существенные механизмы скольжения при построении моделей теплопередачи наножидкостей.Также обсуждались и сообщались потенциальные новые двумерные материалы в виде наножидкостей. Был рассмотрен краткий обзор потенциальных приложений с использованием наножидкостей, а также сообщено о будущих пробелах в исследованиях. Кроме того, были даны рекомендации относительно текущих пробелов в знаниях и будущих направлений исследований для преодоления физического явления, стабильности, теплофизических свойств, обзора некоторых приложений и ограничений, препятствующих развертыванию этих наножидкостей. Предполагается, что обзор будет полезен для ученых и исследователей, работающих в области численного моделирования наножидкостей и экспериментальных аспектов, и поможет им понять фундаментальные физические явления, происходящие во время этих численных моделей и экспериментов, и изучить потенциал наножидкостей как в научных кругах, так и в промышленности. .

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Оценка входной характеристики проводимости некоторых резистивных (перколяционных) структур, состоящих из элементов, имеющих двучленную полиномиальную характеристику

Аннотация

Для расчета характеристики входной проводимости (тока, вызванного напряжением) i в = F( v в ) однополюсной схемы, названной «f-схемой», состоящей из одинаковых проводников, описанных проводящая характеристика вида f(v)= D м v м +D n v n .Предполагается, что такие схемные модели могут иметь отношение к теории перколяционных структур [S.W. Кенкель, Дж. П. Стрейли, Теория перколяции нелинейных элементов схемы, Phys. Преподобный Летт. 49(11)(1982)767-770; Дж. П. Стрейли, С.В. Кенкель, Теория перколяции для нелинейных проводников, Phys. Rev. B 29(11)(1984)6299-6305; Р. Раммал, А.-М.С. Trembley, Шум сопротивления в нелинейных резисторных цепях, Phys. Преподобный Летт. 58(4)(1987)415-418; Ч.П. Хатселл, Квазистепенная теорема для объемных проводников: комментарии к реоэнцефалографии, IEEE Trans.Биомед. англ. 38(7)(1991)665-669; Л. Венкатараман, Ю.С. Хонг, П. Ким, Электронный транспорт в многоканальном одномерном проводнике: нанопроволоки селенида молибдена, Phys. Rev. Letter 96(076601)(2006)076601-1-076601-4; А.А. Снарский, К.В. Слипченко, А.А. Севрюков, Критическое поведение в двухфазных сильно неоднородных композитах, J. Exp. Теор. физ. 89(4)(1999)788-799; А.А. Снарский, Женировский М., Эффективная проводимость нелинейных композитов, Physica B 322(2002)84-91], в состоянии, близком к порогу перколяции, хотя основной результат сам по себе представляется достаточно интересным и можно ожидать, что будут найдены и другие интересные приложения для таких проводящих структур.Здесь f-контур строится из двух степенных «α-контуров», f(v)∼v α , одной и той же топологии [E. Глускин, Однопортовые, состоящие из степенных резисторов, IEEE Trans. CAS-II 51(9)(2004)464-467], но с другим α. В этой конструкции, называемой «f-связью», соответствующие узлы α-контуров замыкаются накоротко, а соответствующие ветви соединяются параллельно, что приводит к тому, что f(.) является аддитивной функцией; таким образом, f(v)= D м v м + D n v n получается для каждого элемента соединения.Получается, что i в связи близка к сумме входных токов независимых α-цепей, подключенных к одному и тому же источнику напряжения. Поскольку точное вычисление входного тока соединения чрезвычайно сложно, этот результат представляется ценным для вычисления F(.). Причина неожиданно высокой точности аппроксимации объясняется в терминах основных схем и будет приведена более подробно в отдельной публикации по теории цепей.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.