Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Генеалогическое древо Султанов Османской империи: Османские правители, вначале, будучи еще бейлербеями Анатолии, женились на дочерях византийских императоров...
Интересное:
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2017-10-21 | 609 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Содержание книги
Поиск на нашем сайте
|
|
Цель лекции: Изучение теоретических основ, методик и аппаратурного оформления экспериментального определения электрической проводимости металлургических расплавов.
План лекции:
1. Общие теоретические основы электропроводности металлургических расплавов
2. Законы, описывающие электрическое сопротивление металлургических расплавов
3. Правила Линде и Маттиссена
4. Общие правила измерения электрического сопротивления жидкого металла
5. Конструкции измерительных ячеек электрического сопротивления жидких расплавов
6. Метод падающей струи в измерении электрического сопротивления жидкого металла
7. Контактный метод в измерении электрического сопротивления жидкого металла
8. Методы измерения электрической проводимости расплавленных шлаков
9. Бесконтактные методы измерения электрической проводимости металлургических расплавов
10. Расчет электрического сопротивления расплавов при измерениях на установке Швидковского Е.Г.
К числу важнейших физических свойств металлических расплавов относится их электропроводность. Это свойство, как и вязкость, относится к структурно-чувствительным характеристикам, поэтому его изучение позволяет получить дополнительные данные об электронном строении, степени микронеоднородности и характере связей в жидких металлах, а также в шлаковых расплавах. Определение электрической проводимости имеет большое прикладное значение для разработки новых технологий:
электролитического получения металлов;
эффективного рафинирования и модифицирования;
термического воздействия на расплав;
а также оценки микронеоднородности расплава, контроля и управления металлургическими процессами.
|
По установившимся представлениям жидкий металл, как и твердый, имеет электронную проводимость. Хотя прямого экспериментального подтверждения этого не получено, можно считать такое предположение верным, поскольку абсолютные значения электропроводности, теплопроводности и теплоемкости твердого и жидкого металла по значениям близки. В связи с тем, что металлический расплав не является структурно-однородной жидкостью, а представляет собой динамическую систему кристаллоподобных микроагрегатов (кластеров) и подвижных частиц (квазигазовую составляющую), величина электросопротивления позволяет оценить взаимосвязь электронного и атомного строения расплава, степень микронеоднородности, а также взаимодействие частиц [1].
Основной константой, характеризующей электрические свойства вещества, является удельное электрическое сопротивление, зависящее от природы расплава и температуры. Согласно закону Ома, удельное электрическое сопротивление можно определить по формуле:
ρ= R· S /l, (26)
где: ρ - электрическое сопротивление, Ом; S - площадь поперечного сечения, м; l - длина, м.
Температурная зависимость электросопротивления металлов подчиняется следующему закону:
ρt = ρ0 (1+α·t), (27)
где: α - температурный коэффициент; t - температура; ρt - удельное электросопротивление при заданной температуре, им может быть, например ρ0 металла при абсолютном нуле или ρ металла при температуре плавления.
Удельная электрическая проводимость является величиной, обратной удельному электросопротивлению:
σ= 1/ρ, (Ом-1*м-1). (28)
Электропроводность обусловлена движением электронов или ионов и зависит от количества носителей заряда и их подвижности. Подвижность электронов металла определяется в основном их длиной свободного пробега, которая зависит от интенсивности межчастичного взаимодействия и дефектов структуры. В квантовой теории проводимости металлов электрон рассматривается как частица, обладающая волновыми свойствами, а движение электронов через кристаллическую решетку металла - как процесс дифракции электромагнитных волн. Рассеяние электронных волн вызывается искажениями в решетке металла, причем эти дефекты должны по размерам быть соизмеримы с длиной электронной волны. Центрами рассеяния, в первую очередь, являются искажения решетки, возникающие вследствие тепловых колебаний ее узлов. Источником рассеяния электронных волн являются также примеси в металлах.
|
Согласно правилу Линде, добавочное электросопротивление, вызываемое содержанием 1% примеси, пропорционально квадрату разности валентностей чистого металла и примеси DZ:
Dρ = а + b (DZ )2, (29)
где: a, b - константы, определяющие свойства металла растворителя.
В случае образования разбавленных растворов их удельное электросопротивление, включает по правилу Маттиссена два слагаемых:
ρ= ρ0 + ρi, (30)
где: ρ0 - независимое от температуры остаточное сопротивление, связанное с наличием примесей и дефектов кристаллической решетки, а ρi – внутренне сопротивление, зависящее от температуры. Остаточное сопротивление, измеряемое обычно при температуре 4К, является только небольшой частью ρ, которое определяется при комнатной температуре. Необходимо упомянуть, что еще один вклад в электросопротивление вносит рассеяние электронов вследствие беспорядочного расположения спинов в ферромагнетиках ниже температур магнитного превращения. Механизм электропроводности в жидком и твердом металле принципиально не различается. В большинстве металлов электропроводность резко увеличивается при плавлении и продолжает возрастать с увеличением температуры [3]. Повышение ρ при плавлении, по-видимому, является следствием уменьшения периодичности структуры расплава и увеличения амплитуды колебаний атомов. Микронеоднородность расплава и его электросопротивление также тесно связаны между собой.
|
|
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!