Γιατί τα κράματα των μετάλλων έχουν μεγαλύτερη αντίσταση από τα συστατικά τους;
Ακολουθεί μια κατανομή του γιατί τα κράματα έχουν συχνά υψηλότερη αντίσταση:
1. Διαταραγμένη ατομική δομή:
* Τα καθαρά μέταλλα έχουν μια πολύ διατεταγμένη δομή κρυσταλλικού πλέγματος. Τα ηλεκτρόνια ρέουν ελεύθερα μέσω αυτής της οργανωμένης ρύθμισης.
* Τα κράματα διαταράσσουν αυτήν την παραγγελία. Η παρουσία διαφορετικών ατόμων μετάλλων με μεταβαλλόμενα μεγέθη και ιδιότητες εισάγει παρατυπίες στο πλέγμα.
* Αυτή η διαταραχή καθιστά πιο δύσκολο για τα ηλεκτρόνια να κινούνται ελεύθερα, αυξάνοντας την αντίσταση στη ροή τους.
2. Ακαθαρσίες και ελαττώματα:
* Η παρουσία ακαθαρσιών και ελαττωμάτων εντός της δομής κράματος λειτουργεί ως κέντρα σκέδασης για ηλεκτρόνια.
* Τα ηλεκτρόνια συγκρούονται με αυτές τις ατέλειες, χάνοντας ενέργεια και παρεμποδίζοντας την κίνησή τους. Αυτή η αυξημένη σκέδαση συμβάλλει στην υψηλότερη αντίσταση.
3. Αλληλεπιδράσεις ηλεκτρονίων-φωνών:
* Σε κράματα, οι αυξημένες δονήσεις πλέγματος λόγω της παρουσίας διαφορετικών ατόμων οδηγούν σε συχνότερες αλληλεπιδράσεις ηλεκτρονίων-φωνών.
* Αυτές οι αλληλεπιδράσεις εμποδίζουν περαιτέρω τη ροή ηλεκτρονίων, συμβάλλοντας στην υψηλότερη αντίσταση.
Ωστόσο, υπάρχουν εξαιρέσεις:
* Ορισμένα κράματα έχουν χαμηλότερη αντίσταση από τα καθαρά συστατικά τους: Αυτό μπορεί να συμβεί όταν τα στοιχεία κράματος ενισχύουν την αγωγιμότητα του βασικού μετάλλου. Για παράδειγμα, η προσθήκη μικρών ποσοτήτων χαλκού σε αλουμίνιο μπορεί να αυξήσει την αγωγιμότητά του.
* Η αντίσταση μπορεί να ποικίλει σημαντικά ανάλογα με τη σύνθεση και την επεξεργασία του κράματος: Ακόμη και μέσα στο ίδιο σύστημα κράματος, διαφορετικές αναλογίες των συστατικών μετάλλων και διαφορετικών διαδικασιών παραγωγής μπορούν να επηρεάσουν την τελική αντίσταση.
Επομένως, ενώ τα κράματα γενικά έχουν υψηλότερη αντίσταση λόγω των παραγόντων που συζητήθηκαν παραπάνω, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι υπάρχουν εξαιρέσεις και η τελική αντίσταση ενός κράματος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες.
