電導率(electrical conductivity)。電導率是物體傳導電流的能力。電導率測量儀的測量原理是將兩塊平行的極板,放到被測溶液中,在極板的兩端加上一定的電勢(通常為正弦波電壓),然后測量極板間流過的電流。根據歐姆定律,電導率(G)--電阻(R)的倒數,是由電壓和電流決定的。
電導率的基本單位是西門子(S),原來被稱為姆歐,取電阻單位歐姆倒數之意。因為電導池的幾何形狀影響電導率值,標準的測量中用單位電導率S/m來表示,以補償各種電極尺寸造成的差別。單位電導率(C)簡單的說是所測電導率(G)與電導池常數(L/A)的乘積.這里的L為兩塊極板之間的液柱長度,A為極板的面積。
(1)定義或解釋 電阻率的倒數為電導率。σ=1/ρ
(2)單位:在國際單位制中,電導率的單位是西門子/米,即S/m。
(3)說明 電導率的物理意義是表示物質導電的性能。
電導率越大則導電性能越強,反之越小。
1)跟電阻率一樣,電導率與溫度比較相關。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。半導體的電導率隨著溫度的增高而增高。
2)在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,我們必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時??梢员磉_為,電導率對上溫度線圖的斜率,用方程寫為
最常見的水的溫度補償斜率大約為 2%/°C 。但是,它可以在 (1 ~3)%/°C 值域之間。這數值與地球化學有關,可以很容易地在實驗室里測量出來。
1.水的電阻率是指某一溫度下,邊長為1cm正方體的相對兩側間的電阻,單位為Ω.cm或MΩ.cm。電導率為電阻率的倒數,單位為S/cm(或μs/cm)。水的電阻率(或電導率)反映了水中含鹽量的多少。是水的純度的一個重要指標,水的純度越高,含鹽量越低,水的電阻率越大(電導率越?。?。
2.水的電阻率(或電導率)受水的純度、溫度及測量中各種因素的影響,純水電阻率(或電導率)的測量是選擇動態測量方式,并采用溫度補償的方法將測量值換算成25℃的電阻率,以便于進行計量和比較。
(1)溫度:電導率與溫度具有很大相關性。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時??梢员磉_為,電導率對上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。
(3)各向異性:有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率,需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)
現階段,隨著我國工業的迅速發展,金屬材料在許多方面得到了廣泛的應用。而電導率作為金屬材料的一個重要特性,對其精確的測定在一定程度上有利于金屬材料的進一步發展。不同金屬材料有不同的理化性質,因而其電導率的檢測也有不同的方法,同時高溫金屬電導率的測量較為復雜。所以,在實際的測定過程中,我們一定要尊重客觀的條件,實事求是,從資金設備或實驗員的專業素質等因素出發選擇最適合的測量方法。
導體是否容易導電?主要體現在“電的傳導率”或“導電率”。下表是常用金屬的導電率(金屬的導電率越大越容易導電).
序號 | 金屬 | 導電率(X10 6S/M) | 備注 |
---|---|---|---|
1 | 銀 Ag | 62.9 | |
2 | 銅 Cu | 59.5 | |
3 | 金 Au | 45.2 | |
4 | 鋁 AI | 37.7 | |
5 | 鎂 Mg | 22.6 | |
6 | 鎢 W | 18.9 | |
7 | 鉬 Mo | 17.5 | |
8 | 鋅 Zn | 16.6 | |
9 | 鈷 Co | 15.7 | |
10 | 鎳 Ni | 14.3 | |
11 | 鉀 K | 13.9 | |
12 | 鋰 Li | 10.8 | |
13 | 鐵 Fe | 10.0 | |
14 | 鉑 Pt | 9.6 | |
15 | 錫 Sn | 9.2 | |
16 | 鉻 Cr | 7.8 | |
17 | 鉛 Pb | 9.6 | |
18 | 鈦 Ti | 2.3 | |
19 | 錳 Mn | 2.1 | |
5. 碳鋼的導電性能
一、碳鋼的導電性能
碳鋼作為一種含碳量較高的鐵合金材料,其導電性能較差,但并不是完全沒有導電能力。根據相關研究,碳鋼的電導率通常在10^-6至10^-7 S/m之間,相對于銅等良好導體來說較低。
碳鋼的導電性能與其化學組成、晶體結構、織構和溫度等因素有關。一般來說,碳鋼中的雜質元素會影響其導電性能,如硅、錳等元素會降低其電導率。此外,碳鋼的晶體結構和織構也會影響導電性能,晶體結構復雜或存在晶界,會導致電阻增加,進而降低導電性能。
二、碳鋼導電性能的應用
盡管碳鋼的導電性能較差,但在某些特定應用中仍然有其價值。例如,由于碳鋼的磁性,它可以用于制造電動機和變壓器等電力設備的磁芯。此外,在一些低電壓電氣設備中,碳鋼也可以用作接地線。
三、結論
總之,碳鋼是一種不理想的導體,但其導電性能并非完全為零。在實際應用中,我們需要根據具體情況綜合考慮其導電性能及其他性能指標,選擇合適的材料。
6. 碳鋼 20#鋼 的電導率/導電性能
碳鋼的典型鋼號:20號鋼,也被稱為低碳鋼,是一種常見的金屬材料,在許多工業領域得到了廣泛應用。它的電導率是衡量其導電性能的重要指標之一。20號鋼的電導率,以及它在工程和科學領域的應用,并對如何有效提高20號鋼的電導率提出一些建議。
20號鋼的電導率是什么。電導率是指材料導電能力的度量,單位是西門子/米(S/m)。
20號鋼的電導率相對較低,約為56萬S/m。這是因為20號鋼主要由鐵和一些碳、硅、錳等元素組成,這些元素對電流的傳導能力有一定的抑制作用。?
然而,20號鋼仍然被廣泛應用于電力工程、建筑和汽車行業等領域。在電力工程中,20號鋼常用于制造輸電線路和變壓器,雖然它的電導率不如銅或鋁,但具有較高的強度和耐磨性。在建筑領域,20號鋼被用于梁、柱等結構材料,其導電能力足以滿足大多數建筑電氣設備的要求。在汽車行業,20號鋼被廣泛用于制造車身和發動機零部件,以其強度和耐腐蝕性能受到贊譽。?
雖然20號鋼的電導率較低,但我們可以采取一些措施來提高其導電性能。首先,可以通過增加導電性元素的含量來提升電導率,例如添加鋁、銅等。其次,可以通過氧化熱處理等工藝來改善晶界結構,減少電流的阻礙。此外,提高20號鋼的純度,減少雜質含量也有助于提升導電能力。
7. 金屬電導率與導電率的區別及檢測標準
電導率σ,全稱體積電導率,是體積電阻率的倒數,也稱為電導系數,單位為西門子/米(S/m)或者兆西門子/米(MS/m)。
導電率是指該試樣的電導率與某一標準值比值的百分數。1913年,國際退火銅標準確定:采用密度為8.89g/cm3、長度為1m、重量為1g、電阻為0.15328Ω的退火銅線作為測量標準。在20℃溫度下,上述退火銅線的電阻系數為0.017241Ω·mm2/m(或電導率為58.0MS/s)時確定為100%IASC(國際退火銅標準),其他任何材料的電導率(%IACS)可用公式計算:
導電率(%IACS)= 0.017241/ρ×100%
或:
導電率(%IACS)= σ/58.0×100%
其中,ρ為體積電阻率(電阻系數),體積電阻率是指單位橫截面積、單位長度金屬導體的電阻值,單位為Ω·mm2/m(或Ω·m)
影響金屬材料電導率的因素有
(1)溫度:電導率與溫度具有很大相關性。金屬的電導率隨著溫度的增高而降低。在一段溫度值域內,電導率可以被近似為與溫度成正比。為了要比較物質在不同溫度狀況的電導率,必須設定一個共同的參考溫度。電導率與溫度的相關性,時??梢员磉_為,電導率對上溫度線圖的斜率。
(2)摻雜程度:固態半導體的摻雜程度會造成電導率很大的變化。增加摻雜程度會造成高電導率。
(3)各向異性:有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率,需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)
體積電阻率常用測試標準:
《金屬材料電阻系數測量方法》GB/T 351
《固體絕緣材料體積電阻率和表面電阻率試驗方法》GB/T 1410
《電工鋼片(帶)的密度、電阻率和疊裝系數的測量方法》GB/T 19289
《圓線同心絞架空導線》 GB/T1179 5.6.5
《鋼芯鋁絞線用稀土鋅鋁合金鍍層鋼絲》YB/T184 4.8
《鋁包鋼絲電阻率鋁包鋼絲》 YB/T123 6.5
現階段,隨著我國工業的迅速發展,金屬材料在許多方面得到了廣泛的應用。而電導率作為金屬材料的一個重要特性,對其精確的測定在一定程度上有利于金屬材料的進一步發展。不同金屬材料有不同的理化性質,因而其電導率的檢測也有不同的方法,同時高溫金屬電導率的測量較為復雜。在電導率和導電率的測試過程中,一定要本著實事求是的態度,尊重客觀條件,嚴謹、認真、追求細節,將誤差降到最低。