合金的電阻

有許多金屬和多種金屬的合金。

人類冶金實驗中最早的人造合金是在公元前 3000 年至 2500 年左右創造出來的（基於考古遺跡）。

它主要是青銅，因為構成它的金屬（銅和錫）以其天然狀態（大量）存在，不需要從礦石中提取。

金和銀是自然界中儲量豐富的金屬，因此它們在公元前 5 千年就已為人所知，因此它們也經常混合使用，特別是為了改變金的顏色或硬度。

理論上，有無數種合金。基本過程很簡單：簡單地加熱兩種或多種金屬，直到它們達到合適的熔點，然後根據正確的劑量將它們混合併開始冷卻。

因此，即使是稍微改變成分的用量也足以創造出具有獨特性能的新合金。此外，新合金的生產條件也很關鍵：例如，改變熔點、燒製條件甚至冷卻時間就足夠了。

合金的電阻對其成分的依賴性具有非常不同的特徵。在某些情況下，合金是構成合金的兩種金屬的非常小的晶體的集合。每種金屬彼此獨立地結晶，之後它們的晶體均勻且相當隨機地混合在合金中。

這些是鉛、錫、鋅和鎘，它們以任何方式混合。這類合金在不同濃度下的電阻介於純金屬電阻的極值之間，即總是小於其中較大的，大於其中較小的。

下圖以圖形方式顯示了鋅錫合金的電阻率對兩種金屬的體積濃度的依賴性。

橫坐標表示錫的體積佔合金單位體積的百分比，即橫坐標60表示單位體積的合金含有0.6體積的錫和0.4體積的鋅。縱坐標顯示乘以106的合金電阻率值。

由於純金屬電阻溫度係數是接近氣體膨脹係數的同階數量，很明顯，所考慮組的合金具有同階係數。

在許多其他情況下，兩種金屬的合金是由兩種金屬原子組成的小晶體組成的均勻物質。

有時，這種混合晶體可以由兩種金屬的原子以任何比例形成，有時這種形成僅在某些集中區域才有可能。

在這些區域之外，合金類似於剛剛考慮的第一組合金，只是它們是純金屬晶體和由兩種類型的原子組成的混合型晶體的混合物。

這種合金的電阻率通常大於兩種金屬的電阻率。

在鑄造廠生產合金

下圖以圖形方式顯示了在每個濃度下形成混合晶體的金銀合金的電阻率的濃度依賴性。構造曲線的方法與上圖中的曲線相同。

金銀合金電阻率的濃度依賴性

圖中純銀的電阻為 1.5 * 10-6，純金為 2.0 * 10-8 ...通過將兩種金屬等量合金化 (50%)，我們得到電阻為 10.4 * 10- 的合金6.

該組合金的電阻溫度係數通常低於構成合金的每種金屬的電阻溫度係數。

下圖以圖形方式顯示了金銀合金的溫度係數與金濃度的相關性。

金銀合金的溫度係數值對金濃度的依賴性

在15%～75%的濃度範圍內，電阻溫度係數不超過純金屬相同係數的四分之一。

三種金屬的某些合金具有技術重要性。

這些合金中的第一種，錳銅，如果經過適當處理，溫度係數為零，因此錳銅線用於製造精密電阻盒。

鎳、鉻加上錳、矽、鐵、鋁（鎳鉻合金）的合金是生產各種加熱元件的最常用材料。

其餘合金（康銅、鎳、鎳銀）用於製造調節變阻器，因為它們具有相當大的電阻，並且在變阻器線通常具有的相當高的溫度下在空氣中氧化相對較少。

有關電氣行業最常用的三元合金的更多詳細信息，請參見此處：高阻材料、高阻合金

最好在專門的參考書上查查各種合金的電阻率值，或者通過實驗確定，因為它們可能相差很大。

例如，我們給出 Mg-Al 和 Mg-Zn 合金的電阻值和熱導率值：

本文研究了Mg-Al和Mg-Zn二元合金在298 K~448 K溫度範圍內的電阻率和熱導率，並分析了合金相應的電導率和熱導率之間的關係。