مقاومة السبائك
هناك العديد من المعادن والعديد من السبائك من عدة معادن.
تم إنشاء أقدم السبائك الاصطناعية من التجارب المعدنية البشرية (بناءً على البقايا الأثرية) من حوالي 3000 إلى 2500 قبل الميلاد.
إنه برونز أساسًا لأن المعادن التي يتكون منها (النحاس والقصدير) موجودة (بكثرة) في حالتها الأصلية ولا تتطلب استخراجًا من الخام.
الذهب والفضة معادن وفيرة في الطبيعة ولهذا السبب عُرفتا من الألفية الخامسة قبل الميلاد ، لذلك غالبًا ما يتم خلطهما ، على وجه الخصوص لتغيير لون أو صلابة الذهب.
من الناحية النظرية ، هناك عدد لا حصر له من السبائك. العملية الأساسية بسيطة: قم ببساطة بتسخين معدنين أو أكثر حتى يصلوا إلى نقطة الانصهار المناسبة ، ثم امزجهم وفقًا للجرعات الصحيحة وابدأ في تبريدهم.
وبالتالي ، يكفي تغيير جرعة المكونات بشكل طفيف لإنشاء سبيكة جديدة لها خصائص فريدة.بالإضافة إلى ذلك ، تعتبر ظروف إنتاج السبيكة الجديدة حاسمة أيضًا: يكفي ، على سبيل المثال ، تغيير نقطة الانصهار أو ظروف الحرق أو حتى وقت التبريد.
إن اعتماد مقاومة السبائك على تكوينها له طابع مختلف تمامًا. في بعض الحالات ، تكون السبيكة عبارة عن مجموعة من بلورات صغيرة جدًا من معدنين يتكونان من السبيكة. يتبلور كل معدن بشكل مستقل عن الآخر ، وبعد ذلك يتم خلط بلوراته بشكل موحد وعشوائي إلى حد ما في السبيكة.
وهي عبارة عن الرصاص والقصدير والزنك والكادميوم ، والتي يتم خلطها بأي شكل من الأشكال. تقع مقاومة هذه السبائك بتركيزات مختلفة بين القيم القصوى لمقاومة المعادن النقية ، أي أنها دائمًا ما تكون أقل من أكبرها وأكثر من الأصغر.
تفاصيل مقاومة المعادن: ما الذي يحدد مقاومة الموصل
مقال آخر مفيد: الخصائص الأساسية للمعادن والسبائك
يوضح الشكل أدناه بيانياً اعتماد مقاومة سبائك الزنك والقصدير على تركيز حجم المعدنين.
يُظهر الإحداثي أحجام القصدير كنسبة مئوية من حجم وحدة السبيكة ، أي يعني abscissa 60 أن وحدة حجم السبيكة تحتوي على 0.6 حجم من القصدير و 0.4 حجم من الزنك. يُظهر الإحداثي قيم مقاومة السبيكة مضروبة في 106.
منذ المعادن النقية معاملات درجة حرارة المقاومة هي كميات من نفس الترتيب قريبة من معامل تمدد الغازات ، فمن الواضح أن سبائك المجموعة المدروسة لها معاملات من نفس الترتيب.
في كثير من الحالات الأخرى ، تكون سبائك المعدنين كتلة متجانسة تتكون من بلورات صغيرة تتكون من ذرات المعدنين.
في بعض الأحيان يمكن تشكيل هذه البلورات المختلطة من ذرات المعدنين بأي نسبة ، وأحيانًا تكون هذه التكوينات ممكنة فقط في مناطق تركيز معينة.
خارج هذه المناطق ، تكون السبائك مماثلة لتلك الخاصة بالمجموعة الأولى التي تم النظر فيها للتو ، باستثناء أنها خليط من بلورات المعدن النقي وبلورات من نوع مختلط يتكون من ذرات من كلا النوعين.
عادة ما تكون مقاومة السبائك من هذا النوع أكبر من مقاومة المعدنين.
يوضح الشكل أدناه بيانياً الاعتماد على التركيز لمقاومة سبيكة من الذهب والفضة مكونة بلورات مختلطة عند كل تركيز. طريقة تكوين المنحنى هي نفس طريقة تكوين المنحنى في الشكل السابق.
مقاومة الفضة النقية على الرسم البياني هي 1.5 * 10-6 ، الذهب الخالص 2.0 * 10-8 ... عن طريق خلط أحجام متساوية من المعدنين (50٪) ، نحصل على سبيكة بمقاومة 10.4 * 10- 6.
تكون معاملات درجة الحرارة لمقاومة سبائك هذه المجموعة عمومًا أقل من معاملات كل من المعادن التي تتكون منها السبيكة.
يوضح الشكل أدناه بيانياً اعتماد معامل درجة حرارة سبيكة من الذهب والفضة على تركيز الذهب.
في نطاق التركيزات من 15٪ إلى 75٪ ، لا يتجاوز معامل درجة الحرارة للمقاومة ربع نفس معامل الفلزات النقية.
بعض السبائك من ثلاثة معادن لها أهمية تقنية.
أول هذه السبائك ، المنجانين ، عند معالجتها بشكل صحيح ، يكون معامل درجة الحرارة فيها صفرًا ، ونتيجة لذلك يتم استخدام سلك المنجانين في صناعة مجلات مقاومة دقيقة.
تعتبر سبيكة النيكل والكروم مع إضافات من المنجنيز والسيليكون والحديد والألمنيوم (النيتشروم) أكثر المواد شيوعًا لإنتاج عناصر التسخين المختلفة.
مزيد من التفاصيل حول هذا النوع من السبائك: نيكرومات: الأصناف والتكوين والخصائص والخصائص
تُستخدم السبائك المتبقية (كونستانتان ، ونيكلين ، وفضة نيكل) لتصنيع مقاومات مقاومة متغيرة لأنها تتمتع بمقاومة كبيرة وتتأكسد قليلاً نسبيًا في الهواء في درجات الحرارة المرتفعة نسبيًا التي غالبًا ما تكون بها أسلاك مقاومة متغيرة.
لمزيد من التفاصيل حول السبائك الثلاثية الأكثر استخدامًا في الصناعة الكهربائية ، انظر هنا:مواد عالية المقاومة وسبائك مقاومة عالية
من الأفضل البحث عن قيم مقاومة محددة لسبائك مختلفة في كتب مرجعية خاصة أو تحديدها تجريبيًا ، حيث يمكن أن تختلف على نطاق واسع.
كمثال ، نعطي قيم المقاومة الكهربائية والتوصيل الحراري لسبائك Mg-Al و Mg-Zn:
في هذا العمل ، تم فحص المقاومة الكهربائية والتوصيل الحراري للسبائك الثنائية Mg - Al و Mg - Zn في نطاق درجة الحرارة من 298 كلفن إلى 448 كلفن وتم تحليل العلاقة بين التوصيل الكهربائي المقابل والتوصيل الحراري للسبائك.
أنظر أيضا: المواد الموصلة الأكثر شيوعًا في التركيبات الكهربائية