» » Электролитическое сопротивление и температурный коэффициент электросопротивления
05.02.2015

Ненадежность ранних измерений электрических свойств марганца, так же как и других физических констант, объясняется недостаточной степенью чистоты изучаемого металла. Этот металл обычно получали алюмотермическим восстановлением и он содержал заметные количества окислов железа и других примесей. Это приводило к значительному разбросу получаемых значений. Мейснер и Фойгт, например, получили для двух образцов α-марганца значения удельного электросопротивления при 20°, равные 150*10в-6 и 600*10в-6 ом*см.
Однако температурный коэффициент электросопротивления дает заметно меньший разброс; так, в работе Мейснера и Фойгта для тех же двух образцов температурные коэффициенты были равны 1,2*10в-4 и 1,6*10в-4 на 1°С соответственно в интервале 88,90/273,16° К. Бриджмен приводит значение температурного коэффициента электросопротивления в интервале 0—700° C, равное 7,8*10в-4 на 1° С, в то время как Иогансен и Нитка для образца α-марганца чистотой 95% при 20° приводят значение р = 170*10в-6 ом*см, а для того же образца в интервале 0—700° α = 3*10в-4 на 1° С.
Брунке измерил температурный коэффициент электрического сопротивления для α-, β- и γ-модификаций марганца, полученных дистилляцией (α- и β-модификации) и электролитическим осаждением (γ-модификация). Значения Брунке для температурного коэффициента сопротивления следует признать наиболее точными. Его значения для абсолютной величины электросопротивления нельзя считать надежными, так как образцы были плохого качества и неправильных размеров. Эрфлинг также измерял электросопротивление и температурный коэффициент сопротивления α- и γ-марганца при комнатной температуре и вблизи нее, а Поттер, Люкенс и Губер использовали измерения электрического сопротивления для того, чтобы проследить за превращением электролитического марганца. В этой последней работе были накоплены данные о сопротивлении α- и γ-модификации марганца при комнатной температуре и вблизи нее. Было найдено, что значение электросопротивления α-марганца обычно колеблется около (180/190)*10в-6 ом*см, а его изменение с температурой весьма небольшое.
Среднее значение электросопротивления γ-марганца при комнатной температуре составляет 44*10в-6 ом*см. Температурный коэффициент электросопротивления γ-марганца, в отличие от а-марганца, очень высок и примерно составляет (60/80)*10в-4 Дин приводит в своей работе значения температурного коэффициента сопротивления α- и β-марганца, установленные путем экстраполяции. Грубе также определил значение электросопротивления α-марганца при 20°, причем оно оказалось равным 260*10в-6 ом*см. Все значения электросопротивления и его температурного коэффициента, приведенные в цитированных работах, собраны в табл. 40.
Электролитическое сопротивление и температурный коэффициент электросопротивления

Наблюдается значительный разброс данных, особенно для α-марганца (150*10в-6 и 720*10в-6 ом*см). Такой разброс не может быть объяснен целиком присутствием примесей, так как приведенные крайние значения были получены на марганце высокой степени чистоты. В значениях температурного коэффициента наблюдается меньший разброс (если пренебречь данными Бриджмена, полученными на образце очень низкой степени чистоты).
Значения электросопротивления для γ-марганца имеют заметно меньший разброс, чем для α-марганца.
Электросопротивление всех трех аллотропических форм марганца вообще высоко по сравнению с другими металлами; можно отметить, что сопротивление уменьшается при переходе от α-и к β- и к γ-модификациям по мере того, как сложность строения уменьшается.
На основании приведенных выше данных трудно установить достоверные значения электросопротивления различных модификаций марганца. Поэтому в табл. 41 приведены только приблизительные значения. Можно предположить, что более низкие значения электросопротивления α-марганца, по всей вероятности, правильны и что более высокие значения связаны с наличием внутренних трещин, к которым α-марганец чрезвычайно склонен.
Электролитическое сопротивление и температурный коэффициент электросопротивления

Изменение электросопротивления во всем интервале температур от комнатной до точки плавления было измерено Грубе и Шпейделем; их данные приведены на рис. 50. Можно отметить несколько интересных особенностей:
1. Хотя, как показано выше, температурный коэффициент сопротивления положителен в районе комнатной температуры как для β-, так и для γ-модификации при высоких температурах этот коэффициент отрицателен для обеих модификаций, причем особенно заметно для β-марганца.
2. Температурный коэффициент α-марганца положителен до 600° и становится немного отрицательным между 600° и температурой α→β-превращения.
3. γ→δ-превращение сопровождается относительно небольшим изменением электрического сопротивления.
4. Сопротивление жидкого марганца ниже, чем электросопротивление любой из модификаций в твердом состоянии.
Особо следует отметить высокое значение электросопротивления α-марганца — аномально высоким для металлических структур; так, оно приблизительно в два раза выше, чем у висмута.
Электролитическое сопротивление и температурный коэффициент электросопротивления

Влияние давления на электросопротивление

Бриджмен изучал влияние давления на электросопротивление образца марганца неизвестной чистоты; по данным его работы нельзя установить, какая из модификаций (α или β) марганца изучалась. Измерения производили при 30° под давлением 12 000 кг/см2. Экспериментальные точки ложились на плавную кривую и показывали уменьшение сопротивления с увеличением давления; выведена следующая зависимость:
ΔR/R0 = 7,012*10в-6 р + 5,63*10в-11 р2.