Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2017-10-21 | 537 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
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.
|
|
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
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!