ความต้านทานของโลหะผสม

มีโลหะหลายชนิดและโลหะผสมอีกหลายชนิด

โลหะผสมเทียมที่เก่าแก่ที่สุดจากการทดลองทางโลหะของมนุษย์ถูกสร้างขึ้น (ตามซากโบราณคดี) ตั้งแต่ประมาณ 3,000 ถึง 2,500 ปีก่อนคริสตศักราช

ส่วนใหญ่เป็นทองสัมฤทธิ์เนื่องจากโลหะที่เป็นส่วนประกอบ (ทองแดงและดีบุก) มีอยู่ (มากมาย) ในสภาพดั้งเดิมและไม่ต้องการการสกัดจากแร่

ทองและเงินเป็นโลหะที่มีอยู่มากมายในธรรมชาติ และด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่รู้จักตั้งแต่สหัสวรรษที่ 5 ก่อนคริสต์ศักราช ดังนั้นจึงมักผสมกันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อเปลี่ยนสีหรือความแข็งของทอง

ตามทฤษฎีแล้ว โลหะผสมมีจำนวนมากมายมหาศาล กระบวนการพื้นฐานนั้นง่าย: เพียงแค่ให้ความร้อนแก่โลหะสองชนิดหรือมากกว่านั้นจนกว่าจะถึงจุดหลอมเหลวที่เหมาะสม จากนั้นผสมตามปริมาณที่ถูกต้องและเริ่มทำให้เย็นลง

ดังนั้นจึงเพียงพอแล้วที่จะเปลี่ยนปริมาณของส่วนผสมเพียงเล็กน้อยเพื่อสร้างโลหะผสมใหม่ที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวนอกจากนี้ เงื่อนไขการผลิตของโลหะผสมใหม่ก็มีความสำคัญเช่นกัน ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนจุดหลอมเหลว เงื่อนไขการเผา หรือแม้แต่เวลาหล่อเย็นก็เพียงพอแล้ว

การพึ่งพาความต้านทานของโลหะผสมกับองค์ประกอบมีลักษณะแตกต่างกันมาก ในบางกรณี โลหะผสมคือกลุ่มของผลึกขนาดเล็กมากของโลหะสองชนิดที่ประกอบกันเป็นโลหะผสม โลหะแต่ละชนิดจะตกผลึกโดยอิสระจากกัน หลังจากนั้นผลึกของพวกมันจะผสมกันอย่างสม่ำเสมอและค่อนข้างสุ่มในโลหะผสม

เหล่านี้คือตะกั่ว ดีบุก สังกะสี และแคดเมียม ซึ่งผสมกันอย่างไรก็ได้ ความต้านทานของโลหะผสมดังกล่าวที่ความเข้มข้นต่างกันอยู่ระหว่างค่าสูงสุดของความต้านทานของโลหะบริสุทธิ์ นั่นคือมีค่าน้อยกว่าค่าที่ใหญ่กว่าและค่าที่น้อยกว่าค่าที่เล็กกว่าเสมอ

รายละเอียดความต้านทานโลหะ: อะไรเป็นตัวกำหนดความต้านทานของตัวนำ

บทความที่เป็นประโยชน์อื่น: คุณสมบัติพื้นฐานของโลหะและโลหะผสม

รูปด้านล่างแสดงกราฟแสดงการพึ่งพาความต้านทานของโลหะผสมสังกะสี-ดีบุกต่อความเข้มข้นเชิงปริมาตรของโลหะทั้งสอง

abscissa แสดงปริมาตรของดีบุกเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรของโลหะผสม เช่น abscissa 60 หมายความว่าปริมาตรของโลหะผสมหนึ่งหน่วยประกอบด้วยดีบุก 0.6 ปริมาตรและสังกะสี 0.4 ปริมาตร พิกัดแสดงค่าความต้านทานของโลหะผสมคูณด้วย 106

ตั้งแต่โลหะบริสุทธิ์ ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน เป็นปริมาณของลำดับเดียวกันใกล้กับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของก๊าซ เห็นได้ชัดว่าโลหะผสมของกลุ่มที่พิจารณามีค่าสัมประสิทธิ์ของลำดับเดียวกัน

ในกรณีอื่น ๆ โลหะผสมของโลหะทั้งสองเป็นมวลที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งประกอบด้วยผลึกขนาดเล็กที่ประกอบด้วยอะตอมของโลหะทั้งสอง

บางครั้งผลึกผสมดังกล่าวสามารถก่อตัวขึ้นจากอะตอมของโลหะทั้งสองในอัตราส่วนเท่าใดก็ได้ บางครั้งการก่อตัวดังกล่าวเกิดขึ้นได้ในบางพื้นที่ของความเข้มข้นเท่านั้น

นอกบริเวณเหล่านี้ โลหะผสมจะคล้ายกับกลุ่มแรกที่เพิ่งพิจารณา ยกเว้นว่าเป็นส่วนผสมของผลึกของโลหะบริสุทธิ์และผลึกประเภทผสมที่ประกอบด้วยอะตอมของทั้งสองประเภท

ความต้านทานของโลหะผสมประเภทนี้มักจะมากกว่าความต้านทานของโลหะทั้งสอง

รูปด้านล่างแสดงกราฟความเข้มข้นของการพึ่งพาความต้านทานของโลหะผสมของทองและเงินที่ก่อตัวเป็นผลึกผสมที่แต่ละความเข้มข้น วิธีการสร้างเส้นโค้งจะเหมือนกับเส้นโค้งในรูปที่แล้ว

ความต้านทานของเงินบริสุทธิ์บนกราฟคือ 1.5 * 10-6, ทองคำบริสุทธิ์ 2.0 * 10-8... โดยการผสมโลหะทั้งสองในปริมาตรที่เท่ากัน (50%) เราได้โลหะผสมที่มีความต้านทาน 10.4 * 10- 6.

ค่าสัมประสิทธิ์การต้านทานอุณหภูมิสำหรับโลหะผสมของกลุ่มนี้โดยทั่วไปจะต่ำกว่าโลหะแต่ละชนิดที่ประกอบเป็นโลหะผสม

รูปด้านล่างแสดงการพึ่งพาของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของโลหะผสมทองคำและเงินต่อความเข้มข้นของทองคำ

ในช่วงความเข้มข้นตั้งแต่ 15% ถึง 75% ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานอุณหภูมิไม่เกินหนึ่งในสี่ของค่าสัมประสิทธิ์เดียวกันของโลหะบริสุทธิ์

โลหะผสมบางชนิดของโลหะสามชนิดมีความสำคัญทางเทคนิค

แมงกานีสชนิดแรกของโลหะผสมเหล่านี้ เมื่อผ่านกระบวนการอย่างเหมาะสม จะมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นศูนย์ ส่งผลให้ลวดแมงกานีสถูกนำมาใช้เพื่อผลิตแม็กกาซีนต้านทานที่มีความแม่นยำ

โลหะผสมของนิกเกิล โครเมียม ที่มีการเติมแมงกานีส ซิลิกอน เหล็ก อะลูมิเนียม (นิโครม) เป็นวัสดุที่พบมากที่สุดสำหรับการผลิตองค์ประกอบความร้อนต่างๆ

รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโลหะผสมประเภทนี้: Nichromes: พันธุ์ องค์ประกอบ คุณสมบัติและลักษณะเฉพาะ

โลหะผสมที่เหลือ (คอนสแตนแทน นิเกิล นิเกิลซิลเวอร์) ใช้สำหรับการผลิตรีโอสแตตควบคุม เนื่องจากมีความต้านทานสูงและถูกออกซิไดซ์ในอากาศค่อนข้างน้อยที่อุณหภูมิค่อนข้างสูงซึ่งลวดรีโอสแตตมักมี

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโลหะผสมสามส่วนที่ใช้บ่อยที่สุดในอุตสาหกรรมไฟฟ้า ดูที่นี่:วัสดุที่มีความต้านทานสูง, โลหะผสมที่มีความทนทานสูง

เป็นการดีที่สุดที่จะค้นหาค่าความต้านทานเฉพาะของโลหะผสมต่างๆ ในหนังสืออ้างอิงพิเศษหรือพิจารณาจากการทดลอง เนื่องจากอาจแตกต่างกันมาก

ตัวอย่างเช่น เราให้ค่าความต้านทานไฟฟ้าและค่าการนำความร้อนของโลหะผสม Mg-Al และ Mg-Zn:

ในงานนี้ ได้ทำการตรวจสอบความต้านทานไฟฟ้าและการนำความร้อนของโลหะผสมไบนารี Mg — Al และ Mg — Zn ในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 298 K ถึง 448 K และวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างค่าการนำไฟฟ้าที่สอดคล้องกันและการนำความร้อนของโลหะผสม

ดูสิ่งนี้ด้วย: วัสดุนำไฟฟ้าที่พบมากที่สุดในการติดตั้งระบบไฟฟ้า