Металлическая связь

 

1. Богородицкий Н.П. Электротехнические материалы: Учеб.пособие / Н. П. Богородицкий, В. В. Пасынков, Б. М. Тареев. - 7-е изд.,перераб.и доп. - Л.: Энергоатомиздат, 1985..

2. Электротехнические и конструкционные материалы: Учеб.пособие / В. Н. Бородулин, А. С. Воробьев, В. М. Матюнин и др.; Под ред.В.А.Филикова. - М.: Мастерство; Высш.шк., 2001.

3. Справочник по электротехническим материалам: В 3-х т. / Под ред.Ю.В.Корицкого, В.В.Пасынкова, Б.М.Тареева. - 3-е изд.,перераб. - Л.: Энергоатомиздат.Ленингр.отд-ние, 1988.

4. Электротехнический справочник: В 3-х т. Т.1: Общие вопросы. Электротехнические материалы / Под общ.ред.И.Н.Орлова(гл.ред.) и др. - 7-е изд.,испр.и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

5. Никулин Н.В. Справочник молодого электрика по электротехническим материалам и изделиям / Н. В. Никулин. - 5-е изд.,перераб.и доп. - М.: Высш.шк., 1982.

6.: Харламова Т.Е. Электроматериаловедение. Электротехнические материалы [Электронные текстовые данные]: Учеб.пособие / Т. Е. Харламова; Северо-зап.заочный политехн.ин-т. - СПб.: Изд-во СЗПИ, 1998

7. Алиев И.И. Электротехнические материалы и изделия: Справочник / И. И. Алиев, С. Г. Калганова. - М.: РадиоСофт, 2005.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ ПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

по курсу «Материаловедение: электротехнические материалы»

 

 

для студентов специальностей

140205, 140211, 140604, 140605, 140606, 140607, 140608, 210106

очной, очно-заочной, заочной форм обучения

 

 

Нижний Новгород 2007

 

Составители А.В. Богатырева, И.А. Захаров

 

УДК 621.313

 

 

Исследование свойств и характеристик твердых проводниковых материалов: методические указания к лабораторной работе для студентов специальностей 140205, 140211, 140604, 140605, 140606, 140607, 140608, 210106 очной, очно-заочной, заочной форм обучения / НГТУ; сост.: А.В. Богатырева - Н. Новгород.2007. - 26с.

Даются описание лабораторных установок, порядок выполнения работы, задания и краткие сведения из теории.

 

 

Научный редактр: А.И.Чивенков

Редактор: Э.Б. Абросимова

 

Подп. к печ. 2.04.2007. Формат 60х84^I /16. Бумага газетная. Печать офсетная. Печ.л.. Уч.-изд. л.. Тираж 300 экз. Заказ.

___________________________________

Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ. 603600, Н. Новгород, ул. Минина, 24.

© Нижегородский государственный

технический университет, 2007

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение физико-химических и механических свойств, исследование зависимостей удельного электрического сопротивления, температурного коэффициента удельного электрического сопротивления различных материалов и сплавов от температуры и состава.

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Проводники электрического тока могут быть твердыми телами, жидкостями, а при выполнении ряда условий и газами.

Твердые металлические проводники по величине удельного сопротивления делятся на следующие группы:

– металлы и сплавы с высокой удельной электропроводимостью γ;

– металлы и сплавы со средним значением удельного электрического сопротивления ρ;

– металлы и сплавы с высоким значением ρ

– сверхпроводники;

– криопроводники.

Жидкие проводники делятся в зависимости от характера электропроводимости на два рода:

- проводники первого рода (электронная электропроводимость);

- проводники второго рода (электронно-ионная электропроводимость).

Газообразными проводниками можно считать высокоионизированные газы, т.е. вещества, переведенные в состояние плазмы.

Все проводниковые материалы делятся на металлические и неметаллические (модификации углерода - уголь, графит, угольно-графитовые композиции и высокоионизированные газы, электролиты) материалы.

По плотности металлы разделяют на легкие и тяжелые. К легким относят те металлы, плотность которых меньше 5 Мг/м³. Одним из наиболее легких металлов считается натрий, плотность которого меньше плотности воды. К тяжелым относят подавляющее большинство металлов, используемых в технике (железо, медь, никель, олово и др.).

 

 

ТВЕРДЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПРОВОДНИКИ

 

Металлическая связь

Твердые металлические проводники характеризуются высокой электро- и теплопроводностью, что обусловлено особенностями металлической связи между атомами.

Металлические связи образуются в металлах и обусловлены особенностями поведения внешних (валентных) электронов. Атомы металлов обладают способностью отдавать внешние (валентные) электроны, превращаясь в положительный ион, или присоединять их вновь, превращаясь снова в нейтральный атом.

Внешние электроны, которые покидают атомы, становясь свободными, называются коллективизированными.

В результате металл представляет собой систему, состоящую из положительных ионов, которые находятся в среде коллективизированных электронов.

Рис.1. Строение металлического проводника

 

 

В этой системе одновременно имеют место притяжение между ионами и свободными электронами и ковалентная связь между нейтральными молекулами. Наличие этих связей определяет монолитность и прочность металлов.

Благодаря наличию свободных электронов металлы обладают высокой электро- и теплопроводностью. Металлическая связь в отличие от ковалентной не имеет направленного характера, что придает металлам высокую пластичность. Большинство металлов имеют высокие температуры плавления и кипения.