Γιατί τα κράματα έχουν χαμηλή αγωγιμότητα;

Δεν είναι πάντα αλήθεια ότι τα κράματα έχουν χαμηλότερη αγωγιμότητα από τα καθαρά μεταλλικά συστατικά τους. Εδώ είναι μια ανάλυση του γιατί η αγωγιμότητα μπορεί να αλλάξει όταν τα μέταλλα είναι κράματα:

Παράγοντες που επηρεάζουν την αγωγιμότητα σε κράματα:

* Διάρμανση ηλεκτρονίων: Όταν διαφορετικοί τύποι ατόμων αναμειγνύονται σε ένα κράμα, οι παρατυπίες στην κρυστάλλινη αύξηση του πλέγματος. Αυτό διαταράσσει την ομαλή ροή των ηλεκτρονίων, οδηγώντας σε περισσότερη σκέδαση και μειωμένη αγωγιμότητα.

* ακαθαρσίες: Η παρουσία ακαθαρσιών σε ένα κράμα μπορεί να λειτουργήσει ως κέντρα σκέδασης για ηλεκτρόνια, μειώνοντας την αγωγιμότητα.

* Σχηματισμός διαμεταλλικών ενώσεων: Ορισμένα κράματα σχηματίζουν διαμεταλλικές ενώσεις με διαφορετικές κρυσταλλικές δομές και διαμορφώσεις ηλεκτρονίων. Αυτές οι ενώσεις μπορεί να έχουν σημαντικά διαφορετικές αγωγιμότητες από τα αρχικά μέταλλα.

* Σχηματισμός στερεού διαλύματος: Σε ορισμένα κράματα, τα διαφορετικά άτομα μετάλλου διαλύονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας ένα στερεό διάλυμα. Η αγωγιμότητα σε αυτά τα κράματα μπορεί να επηρεαστεί από παράγοντες όπως η συγκέντρωση κάθε στοιχείου και η διαφορά μεγέθους μεταξύ των ατόμων.

Παραδείγματα:

* Brass (Cu-Zn): Ο ορείχαλκος είναι λιγότερο αγώγιμος από τον καθαρό χαλκό λόγω της αυξημένης σκέδασης των ηλεκτρονίων λόγω των ατόμων ψευδαργύρου.

* ανοξείδωτος χάλυβα (Fe-Cr-Ni): Ο ανοξείδωτος χάλυβα έχει χαμηλότερη αγωγιμότητα από το καθαρό σίδηρο, κυρίως λόγω του χρωμίου και του νικελίου, τα οποία δρουν ως ακαθαρσίες και δημιουργούν περισσότερα κέντρα σκέδασης.

* nichrome (ni-cr): Το Nichrome έχει σχεδιαστεί για να έχει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση, καθιστώντας το ιδανικό για στοιχεία θέρμανσης. Αυτή η αντίσταση επιτυγχάνεται με τη διαδικασία κράματος, η οποία αυξάνει τη σκέδαση των ηλεκτρονίων και μειώνει την αγωγιμότητα.

Εξαιρέσεις:

* Ορισμένα κράματα με βελτιωμένη αγωγιμότητα: Μερικά κράματα, όπως κράματα αλουμινίου , μπορεί να έχει υψηλότερη αγωγιμότητα από το καθαρό αλουμίνιο λόγω της προσθήκης στοιχείων που βελτιώνουν τη δομή των κόκκων και μειώνουν την εσωτερική τάση.

Key Takeaway: Ενώ τα κράματα έχουν γενικά χαμηλότερη αγωγιμότητα από τα καθαρά μέταλλα, υπάρχουν εξαιρέσεις και παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταβολή της αγωγιμότητας. Η επίδραση του κράματος στην αγωγιμότητα εξαρτάται από τα συγκεκριμένα μέταλλα που εμπλέκονται, τη διαδικασία κράματος και την προκύπτουσα μικροδομή.