電導(dǎo)率儀基本原理
電導(dǎo)率儀基本原理
一:電導(dǎo)率測試和渦流檢測的基本原理是基本相同的,都是根據(jù)電磁場理論的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,即利用載有交變電流的檢測線圈接近導(dǎo)電試件時(shí),周圍空間的交變磁場會(huì)使試件中會(huì)感生出渦旋電流(渦流),渦流的大小、相位及流動(dòng)形式受試件的性能參數(shù)等因素的影響,而渦流產(chǎn)生的磁場又使得檢測線圈的阻抗發(fā)生變化,因此通過測定檢測線圈阻抗的變化,就可以得出被檢試件的導(dǎo)電性差異。
二:電導(dǎo)率的物理意義,材料按其導(dǎo)電性能可分為:絕緣體、半導(dǎo)體、導(dǎo)體、超導(dǎo)體(一種特殊條件下的導(dǎo)體)
金屬材料能夠?qū)щ娛且驗(yàn)樵诮饘僦?,原子外層的電子受原子核的束縛很弱,在常溫下它們就能掙脫原子核的束縛而成為自由電子,在金屬內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。通常情況下,任一瞬間通過導(dǎo)體任一截面的電量可以相互抵消,即導(dǎo)體中沒有電流流過,若在導(dǎo)體兩端提供電位差,即導(dǎo)體中產(chǎn)生電場,自由電子就會(huì)在電場作用下從低電位向高電位移動(dòng),由于在導(dǎo)體中自由電子數(shù)量很多,很容易發(fā)生電子流(電荷)的移動(dòng),所以導(dǎo)體就會(huì)很容易導(dǎo)電。在這種情況下,導(dǎo)體的任何截面都將有一定的電流流過
金屬材料中由于自由電子在運(yùn)動(dòng)過程中與原子或其他自由電子相互碰撞,自由電子的運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)減慢,對電流的通過存在一定的阻力,稱為電阻R
R=ρ*L/S
ρ:電阻率,是一個(gè)僅與導(dǎo)體材料有關(guān)的物理量,在渦流檢測中經(jīng)常用電導(dǎo)率σ來表示導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性能
σ=1/ρ
為了方便計(jì)算,我們通常用國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)(IACS)表示導(dǎo)電材料的導(dǎo)電性能
三. 影響材料電導(dǎo)率的因素
1.單晶或經(jīng)過充分退火的高純度金屬,電導(dǎo)率會(huì)達(dá)到極大值
2.金屬中摻入雜質(zhì)成為合金使得其晶格發(fā)生畸變,引起電導(dǎo)率相應(yīng)
變化
3一般情況下,電導(dǎo)率隨雜質(zhì)含量增加成比例減小,并且與雜質(zhì)元素種類有關(guān);
金屬經(jīng)過冷加工(機(jī)械加工)、熱處理后,由于內(nèi)應(yīng)力使晶格發(fā)生畸變,電導(dǎo)率減小。飛機(jī)某些部位遭受雷擊和某些高速運(yùn)動(dòng)部件的突然終止,在一定程度上相當(dāng)于經(jīng)過了局部熱處理;
4.當(dāng)溫度升高時(shí),自由電子碰撞機(jī)率增加,電導(dǎo)率減小。