康奈尔大学金属及其导电性课程A+学习指南!

电导率是对材料载流能力或电导率的测量。比电导率 "一词也适用于导电性。材料的固有质量就是导电性。这篇文章为大家带来康奈尔大学金属及其导电性课程A+学习指南!

一、什么是导电性?

导电率的 SI 单位是西门子/米(S/m)，用符号表示。希腊字母用于电气工程领域。电导率有时也用希腊字母表示。比电导率是与 25°C 时纯水的比电导率进行比较的一种测量方法，常用于描述水中的电导率。

电阻率的倒数是电导率()：

σ = 1/ρ 对于横截面均匀的材料，电阻率为：

值 = RA/l

这里，l 是材料的长度，A 是材料的横截面积，R 是材料的电阻。

随着金属导体温度的降低，导电率会稳步上升。一圈超导导线可以在低于临界温度时无需外部电源即可传导电流，因为在此温度下超导体的电阻会降至零。

不同的材料通过其带内电子或空穴的运动导电。在电解质中，离子在移动时携带电荷。材料电解质溶液中离子种类的数量会极大地影响其导电性。

二、导电性良好的材料

导电性强的物质包括金属和等离子体。金属银是导电性最好的元素。导电性差是玻璃和纯水等电绝缘体的特性。在元素周期表中，大多数非金属的导热性和导电性都很差。半导体的导电性介于绝缘体和导体之间。

优秀的导体包括以下几种：

银、铜、金、铝、锌、镍、黄铜

三、为什么金属是良好的导电体?

在了解金属为何导电以及如何导电之前，有几件事您必须知道。它们是

1.金属的原子结构

有组织的原子层构成了金属。这些原子形成了晶体状的三维结构。这表明构成固体的原子单元是以一种定期重复的方式排列的。

2.简单的正方形

请看排列整齐的原子云。第二行中的每个原子都紧挨着第一行中的原子，而第一行中的原子是由另一个原子团组成的。沿着同样的线条，又出现了第三行。原子在这一层中排列成整齐的行和列。当你从前往后、从右到左观察时，原子的排列模式会不断重复。

3.六角层

首先，我们以一排整齐有序的原子为起点。不过，这次不要把第二排原子直接放在第一排原子的后面。而是将它们放置在第一排原子之间。第二排中的每个原子都将被放置在第一排中的两个原子之间。

第三行原子和前面的原子之间应该有一小段距离。如果仔细观察，就会发现第三行的每个原子都位于第一行原子的后面一行。以此类推，第四行原子的位置会略有移动。

4.孔

圆并不像某些其他几何图形那样相互挤压，中间没有任何空隙。孔是原子之间的空间，它们构成了一层。请记住，这里使用的 "孔 "与导电性所说的孔无关。孔洞只是本页中原子之间的空间。导电孔是指带有正电荷的区域，可以吸引电子。

5.简单单元

图案中最简单的单元，也称为单胞，会重复出现。为了覆盖图层的每个部分，需要在图层上反复描画单元格。单胞可以是单个原子，因为每一层都由独特的原子组成，这些原子在空间上相互连接。为了显示层中原子间的联系，我们使用单元格，并经常移动单元格以显示多个原子。

6.堆积效率

人们对晶体结构的好奇之一是堆积效率。这与结构中原子排列的紧密程度有关。通常情况下，结构越好，堆积就越密集

由于组成这些金属的原子可以想象成完全相同的球形，因此纯金属的结构很容易解释。简单立方(SC)、体隅立方(BCC)、六方最密堆积(HCP)和立方最密堆积(CCP)是这些物质的四种基本晶体形态。

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