Отпорност легура

Постоји много метала и много више легура неколико метала.

Најраније вештачке легуре из људских металуршких експеримената створене су (на основу археолошких остатака) од око 3000. до 2500. године пре нове ере.

Пре свега је бронза јер су метали од којих се састоји (бакар и калај) присутни (у изобиљу) у свом изворном стању и не захтевају екстракцију из руде.

Злато и сребро су метали којих у природи има у изобиљу и из тог разлога су познати од 5. миленијума пре нове ере, па се такође врло често мешају, посебно ради промене боје или тврдоће злата.

У теорији, постоји бесконачан број легура. Основни процес је једноставан: једноставно загрејте два или више метала док не достигну одговарајућу тачку топљења, затим их помешајте према тачним дозама и почните да их хладите.

Дакле, довољно је чак и мало променити дозу састојака да би се створила нова легура која има јединствена својства.Поред тога, пресудни су и услови производње нове легуре: довољно је, на пример, променити тачку топљења, услове печења или чак време хлађења.

Зависност отпора легура од њиховог састава има веома различит карактер. У неким случајевима, легура је скуп веома малих кристала два метала који чине легуру. Сваки метал кристалише независно један од другог, након чега се њихови кристали равномерно и прилично насумично мешају у легуру.

То су олово, калај, цинк и кадмијум који се мешају на било који начин. Отпор таквих легура у различитим концентрацијама лежи између екстремних вредности отпора чистих метала, односно увек је мањи од већег од њих и већи од мањег.

Детаљи о металној отпорности: Шта одређује отпор проводника

Још један користан чланак: Основна својства метала и легура

Слика испод графички приказује зависност отпорности легуре цинк-калај од запреминске концентрације два метала.

Апсциса показује запремине калаја као проценат запремине јединице легуре, тј. апсциса 60 значи да јединица запремине легуре садржи 0,6 запремине калаја и 0,4 запремине цинка. Ордината показује вредности отпорности легуре помножене са 106.

Пошто чисти метали температурни коефицијенти отпора су количине истог реда блиске коефицијенту ширења гасова, очигледно је да легуре разматране групе имају коефицијенте истог реда.

У многим другим случајевима, легуре два метала су хомогена маса састављена од малих кристала састављених од атома два метала.

Понекад се такви мешани кристали могу формирати од атома два метала у било ком односу, понекад су такве формације могуће само у одређеним областима концентрације.

Изван ових региона легуре су сличне онима из прве групе која је управо разматрана, осим што су мешавина кристала чистог метала и кристала мешовитог типа састављених од атома оба типа.

Отпорност легура овог типа је обично већа од отпорности два метала.

Слика испод графички приказује концентрацијску зависност отпорности легуре злата и сребра која формира мешане кристале при свакој концентрацији. Начин конструисања криве је исти као и крива на претходној слици.

Отпор чистог сребра на графикону је 1,5*10-6, чистог злата 2,0*10-8... Легирањем једнаких запремина два метала (50%) добијамо легуру отпорности 10,4*10- 6.

Температурни коефицијенти отпорности за легуре ове групе су углавном нижи него за сваки од метала који чине легуру.

На слици испод је графички приказана зависност температурног коефицијента легуре злата и сребра од концентрације злата.

У опсегу концентрација од 15% до 75%, температурни коефицијент отпорности не прелази четвртину истог коефицијента чистих метала.

Неке легуре три метала су од техничког значаја.

Прва од ових легура, манганин, када се правилно обради, има температурни коефицијент нула, тако да се манганинска жица користи за израду прецизних отпорних магацина.

Легура никла, хрома, са додацима мангана, силицијума, гвожђа, алуминијума (нихром) је најчешћи материјал за производњу различитих грејних елемената.

Више детаља о овој врсти легура: Нихроми: сорте, састав, својства и карактеристике

Преостале легуре (константан, никлин, никл сребро) се користе за израду регулационих реостата јер имају значајан отпор и релативно мало оксидују у ваздуху на оним прилично високим температурама које често имају жице реостата.

За више детаља о тернарним легурама које се најчешће користе у електричној индустрији, погледајте овде:Материјали високе отпорности, легуре високе отпорности

Најбоље је потражити специфичне вредности отпора различитих легура у посебним референтним књигама или одредити експериментално, јер се могу значајно разликовати.

Као пример, дајемо вредности електричног отпора и топлотне проводљивости легура Мг-Ал и Мг-Зн:

У овом раду истражује се електрична отпорност и топлотна проводљивост бинарних легура Мг — Ал и Мг — Зн у температурном опсегу од 298 К до 448 К и анализира се однос између одговарајуће електричне проводљивости и топлотне проводљивости легура.

Такође видети: Најчешћи проводни материјали у електричним инсталацијама