材料导电性测定

导电性相关资料

一、根据电磁屏蔽性能已掌握资料→电导率和哪些因素有关

电导率受温度、材料表面的氧化程度和化学成分的影响；

电导率的测试方法：

试样的电导率用电导率仪（Sigmascope SMP 10）在20℃恒温条件下测定，试样加工成高10mm，直径15mm（或12mm）的圆柱标准电导率试样，每个试样测定不少于10个数据，结果取平均；

单位为：%IACS (international annealing copper standard)国际退火铜标准，电导率为58. 0 MS/m)时确定为100 %IACS(国际退火铜标准)，其他任何材料的导电率(%IACS)可用下式进行计算:

导电率 ( %IACS)=0.017241/ ρ*100%

Mg-Zn合金的电导率（相对铜）在30%-40%IACS左右；

ZK60镁合金相对电导率（相对铜）28%-32%左右；

Mg-Zn-Y-Zr合金电导率（相对铜）30%IACS左右；

根据Mattiessen的规则，所有材料的电阻率（即电导率的倒数）可以用如下的数学式表达：

式中ρt代表物质本身热效应对电阻率的贡献，ρi表示杂质对电阻率的贡献，ρd表示缺陷对电阻率的贡献。

由于各种状态下同类合金样品有相同的测量程序和相同的纯度，故热效应和杂质对电阻率的影响一般可以忽略。

但缺陷对电阻率的贡献是复杂的，这是与缺陷的类型、数量和结构有关。 我们知道，缺陷可分为：

(1) 点缺陷（固溶体中的空位和合金元素）；

(2) 线缺陷（位错）；

(3) 面缺陷（晶界、相界等）。

实际上在对镁合金进行热挤压时，会在挤压变形过程中发生动态再结晶，所以点缺陷中的空位和位错可以忽略。因此不同样本电阻率的差异应该只需从面缺陷和固溶元素方面考虑。

1、面缺陷

对于面缺陷中的晶界：合金晶界的密度是由晶粒尺寸决定的。但对所研究的样品的电阻率来说，晶界对电阻率的贡献是可以忽略不计的【原因来自引文1：不同样品晶粒尺寸为5-11μm，晶界密度为0.6×10^6-0.3×10^6 m2/m3，如果认为镁合金晶界电阻率和铝类似，即都为2.7×10^-16Ω㎡，则晶界对电阻率的贡献为1.62×10^-10 - 0.81×10^-10Ω㎡（具体内容见：[33] Brown RA. A

dislocation model of grain boundary electrical resistivity. J Phys F:

Met Phys 1977;7(8):1477–88.）则对于这些样品来说，晶界对电阻率的贡献可以忽略不计】。此外，人工时效处理几乎没有改变晶粒的大小，而整体的电阻率却变化明显。这就进一步说明晶界因素并不是引起该实验中不同样品电阻率差异的原因。

【未考虑相界的影响】

2、 固溶元素

由上面分析可知，对电阻率造成影响的因素只有固溶原子了。

机理：热处理后（时效处理）第二相析出，晶格中固溶原子减少（合金元素在合金中有两种存在形式---固溶或第二相，固溶原子会破坏金属晶体点阵排列的周期性，增加晶格畸变。一般晶格畸变越严重，对电子移动在阻碍越大，合金的电导率越小，固溶在晶格中的合金元素对电阻率的贡献比为固溶的元素高一个数量级[34] Mondolfo LF. Aluminium alloys: structure and properties. London,Boston: Butterworths; 1976，合金电阻率增加与晶格中合金元素的含量几乎成线性关系[35] Karabay S. Modification of AA-6201 alloy for manufacturing of high conductivity and extra high conductivity wires with property of high tensile stress after artificial aging heat treatment for all-aluminium alloy conductors.Mater Des 2006;27:821–32.）导致晶格畸变恢复，使电子传输更顺畅，导致电导率增加。

3、第二相作用

论文2实验中发现：第二相对电导率也会产生很大的影响，依据XRD和EDS分析，随Y含量增加，I相减少，W相增加，Y量低于1.9wt%时，随着W相增加，相对电导率增加，似乎表明W相比I相有更好的导电性。

另有研究表明基体中大量分布的第二相有利于增加电磁波的散射损耗； 还有报告称，具有不同取向的第二相可以协助建立电导率网络，对提高电导率可能有较大贡献。

4、织构的影响

有文献报道：织构可以通过改变镁合金的磁特性来对电磁屏蔽性能产生影响； 具体见文章：Effect of texture on the electromagnetic shielding property of magnesium alloy

5、致密度

粒子穿越物质过程中，结构越紧密即空隙越小，粒子越难以穿越，导致电导率降低；

Sigma2008A涡流电导率仪技术参数

产品型号 项目 Sigma 2008 A

电导率测量范围 0.8 %IACS到110 %IACS 或 0.46 MS/m到64 MS/m

或电阻率1.560到217.0 μΩ•cm

分辨率 0.01 %IACS(小于51 %IACS时)；

0.1 %IACS（51 %IACS到110 %IACS范围）

测量精度 ±0.5%（温度在20℃）；±1%（温度在0℃~40℃）

提离效应 探头补偿0.5 mm

温度测量 0℃到+50℃（精度达0.5℃）

自动补偿功能 电导率测量结果自动矫正为20℃数值

正常工作环境 温度0℃到+50℃，相对湿度0到95%

显示 大屏幕液晶，有背光 屏幕同时显示多项重要参数

供电 3节AA充电电池（Ni-MH）或3节1.5伏AA碱性电池

可充电电池连续工作时间超过16小时（无背光状态）

探头 A型机配直径￠14 mm工作频率60 KHz探头一支，B，C型机配直径￠14 mm工作频率60 KHz和直径￠8mm工作频率500KHZ探头各一支，探头都可自行更换

读数存储器 可保存500个测量数据文件

PC机通讯方式 RS 232串口

主机重量 0.5KG（含电池）

主机尺寸 220 mm×95 mm×55 mm

仪器外壳 高抗冲击、防水淋工程塑料外壳

包装及防护 高抗冲击、防水淋的铝合金手提箱，内装有仪器、探头、通讯电缆、操作手册、电导率标块、充电器 、仪器支架

附件 电导率标准试块随机3片，可提供更多标准试块供用户选购

附录：常用材料电导率值及温度系数参考表

涡流电导率仪测量原理：

当有交变电流的线圈（即探头）接近导电材料表面时，由于线圈交变磁场的作用，在材料表面和近表面感应出涡状电流，此电流即为涡流。材料中的涡流又产生自己的磁场反作用于线圈，这种反作用的大小与材料表面和近表面的导电率有关。通过涡流电导率仪可直接检测非铁磁性导电材料的导电率。