התנגדות של סגסוגות

יש הרבה מתכות ועוד הרבה סגסוגות של כמה מתכות.

הסגסוגות המלאכותיות המוקדמות ביותר מניסויים מתכות אנושיים נוצרו (על בסיס שרידים ארכיאולוגיים) בערך מ-3000 עד 2500 לפני הספירה.

היא בעיקרה מברונזה מכיוון שהמתכות מהן הוא מורכב (נחושת ודיל) קיימות (בשפע) במצבן המקורי ואינן דורשות מיצוי מהעפרה.

זהב וכסף הם מתכות שנמצאות בשפע בטבע ומסיבה זו הם מוכרים מהאלף החמישי לפני הספירה, ולכן הם גם מעורבבים לעתים קרובות מאוד, במיוחד כדי לשנות את הצבע או הקשיות של הזהב.

בתיאוריה, יש מספר אינסופי של סגסוגות. התהליך הבסיסי פשוט: פשוט מחממים שתי מתכות או יותר עד שהן מגיעות לנקודת ההתכה המתאימה, ואז מערבבים אותן לפי המינונים הנכונים ומתחילים לקרר אותן.

לפיכך, מספיק לשנות אפילו מעט את מינון המרכיבים כדי ליצור סגסוגת חדשה בעלת תכונות ייחודיות.בנוסף, תנאי הייצור של הסגסוגת החדשה הם גם מכריעים: די, למשל, לשנות את נקודת ההיתוך, את תנאי השריפה או אפילו את זמן הקירור.

לתלות ההתנגדות של סגסוגות בהרכבן יש אופי שונה מאוד. במקרים מסוימים, הסגסוגת היא אוסף של גבישים קטנים מאוד של שתי המתכות המרכיבות את הסגסוגת. כל מתכת מתגבשת ללא תלות זו בזו, ולאחר מכן הגבישים שלה מתערבבים באופן אחיד ודי אקראי בסגסוגת.

מדובר בעופרת, בדיל, אבץ וקדמיום, המעורבבים בכל דרך. ההתנגדות של סגסוגות כאלה בריכוזים שונים נעוצה בין הערכים הקיצוניים של ההתנגדות של מתכות טהורות, כלומר היא תמיד קטנה מהגדולה שבהן ויותר מהקטנה יותר.

פרטי התנגדות מתכת: מה קובע את ההתנגדות של מוליך

עוד מאמר שימושי: תכונות בסיסיות של מתכות וסגסוגות

האיור שלהלן מציג באופן גרפי את התלות של ההתנגדות של סגסוגת אבץ-פח בריכוז הנפח של שתי המתכות.

האבססיס מציג את נפחי הפח כאחוז מנפח יחידת הסגסוגת, כלומר. אבסקיסה 60 פירושה שיחידת נפח של סגסוגת מכילה 0.6 נפח פח ו-0.4 נפח אבץ. האורדינאטה מציגה את ערכי התנגדות הסגסוגת כפול 106.

מאז מתכות טהורות מקדמי טמפרטורה של התנגדות הן כמויות מאותו סדר הקרובות למקדם ההתפשטות של גזים, ברור שלסגסוגות של הקבוצה הנחשבת יש מקדמים באותו סדר.

במקרים רבים אחרים, הסגסוגות של שתי המתכות הן מסה הומוגנית המורכבת מגבישים קטנים המורכבים מאטומים של שתי המתכות.

לפעמים גבישים מעורבים כאלה יכולים להיווצר מאטומים של שתי המתכות בכל יחס, לפעמים תצורות כאלה אפשריות רק באזורי ריכוז מסוימים.

מחוץ לאזורים אלו הסגסוגות דומות לאלו של הקבוצה הראשונה שנחשבו זה עתה, אלא שהן תערובת של גבישים מהמתכת הטהורה וגבישים מסוג מעורב המורכב מאטומים משני הסוגים.

ההתנגדות של סגסוגות מסוג זה גדולה בדרך כלל מההתנגדות של שתי המתכות.

האיור שלהלן מציג באופן גרפי את תלות הריכוז של ההתנגדות של סגסוגת של זהב וכסף היוצרות גבישים מעורבים בכל ריכוז. שיטת בניית העקומה זהה לעקומה באיור הקודם.

ההתנגדות של כסף טהור על הגרף היא 1.5 * 10-6, זהב טהור 2.0 * 10-8... על ידי סגסוגת נפחים שווים של שתי המתכות (50%), נקבל סגסוגת עם התנגדות של 10.4 * 10- 6.

מקדמי ההתנגדות לטמפרטורה עבור סגסוגות מקבוצה זו נמוכים בדרך כלל מאשר עבור כל אחת מהמתכות המרכיבות את הסגסוגת.

האיור שלהלן מציג באופן גרפי את התלות של מקדם הטמפרטורה של סגסוגת של זהב וכסף בריכוז הזהב.

בטווח הריכוזים שבין 15% ל-75%, מקדם הטמפרטורה של ההתנגדות אינו עולה על רבע מאותו מקדם של מתכות טהורות.

סגסוגות מסוימות של שלוש מתכות הן בעלות חשיבות טכנית.

הראשון מבין הסגסוגות הללו, מנגנין, כאשר הוא מעובד כראוי, הוא בעל מקדם טמפרטורה של אפס, וכתוצאה מכך נעשה שימוש בחוט מנגנין לייצור מגזיני התנגדות מדויקים.

סגסוגת של ניקל, כרום, עם תוספות של מנגן, סיליקון, ברזל, אלומיניום (ניכרום) היא החומר הנפוץ ביותר לייצור גופי חימום שונים.

פרטים נוספים על סוג זה של סגסוגות: Nichromes: זנים, הרכב, תכונות ומאפיינים

הסגסוגות הנותרות (קונסטנטן, ניקלין, כסף ניקל) משמשות לייצור ריאוסטטים מווסתים מכיוון שיש להן התנגדות ניכרת והן מחומצנות מעט יחסית באוויר בטמפרטורות גבוהות למדי שלעתים קרובות יש לחוטי ריאוסטט.

לפרטים נוספים על הסגסוגות הטרינריות הנפוצות ביותר בתעשיית החשמל, ראה כאן:חומרים עמידות גבוהה, סגסוגות עמידות גבוהה

עדיף לחפש ערכי התנגדות ספציפיים של סגסוגות שונות בספרי עיון מיוחדים או לקבוע בניסוי, מכיוון שהם יכולים להשתנות מאוד.

כדוגמה, אנו נותנים את הערכים של התנגדות חשמלית ומוליכות תרמית של סגסוגות Mg-Al ו-Mg-Zn:

בעבודה זו, ההתנגדות החשמלית והמוליכות התרמית של סגסוגות בינאריות Mg - Al ו-Mg - Zn נחקרות בטווח הטמפרטורות שבין 298 K עד 448 K והקשר בין המוליכות החשמלית המקבילה והמוליכות התרמית של הסגסוגות מנותח.

ראה גם: החומרים המוליכים הנפוצים ביותר במתקני חשמל