Введение. Цель работы:Изучение методов измерения электрического сопротивления металлов и сплавов и

Цель работы: Изучение методов измерения электрического сопротивления металлов и сплавов и

Применения их для исследования в системах с различными фазами. Изучение

Методов измерения электрического сопротивления металлов и сплавов и

Применения их для исследования кинетики фазовых превращений и отжига фазовых

Дефектов в сплавах.

Введение.

В первой части работы изучается концентрационная зависимость электросопротивления в сплавах системы Fe-V с промежуточной фазой σ. При этом изучается зависимость электросопротивления для сплавов, закаленных из области неупорядоченного твердого раствора и для сплавов в области промежуточной σ –фазы, подвергнутых отжигу при температурах ниже критической температуры образования σ –фазы.

Во второй части работы изучается метод измерения электросопротивления для исследования кинетики фазовых превращений в системе Zr-Nb. В этой системе, обладающей непрерывной растворимостью при высоких температурах, при низких наблюдается ОЦК распад твердого раствора с образованием метастабильной ω -фазы и равновесных α _Zr и β _Nb фаз.

Рисунок 1 – Диаграммы состояния систем Fe-V(а) и Zr-Nb (б)..

Примеры расчетов удельного электросопротивления:

· 2: Zr+20%Nb (ИС + (500⁰C-1ч))

R_x= R_кс*(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)= 0, 1 Ом *(4, 738+4, 75)/(1, 98+1, 994) = 238, 75 мОм

ρ _х = R_x*S/l_p = 238, 75 мОм * π *(0, 38мм)²/4/19, 54мм = 69, 25 мкОм*см

Δ R_x=(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)*R_кс*γ +2/(U_кс⁺+U_кс^-)*Δ U+(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)²*Δ U=

=(4, 738+4, 75)/(1, 98+1, 994) *0, 01 Ом*0, 02+2/(1, 98+1, 994) *0.0001мВ+(4, 738+4, 75)/(1, 98+1, 994)²*0, 0001мВ=0, 2 мОм

Δ ρ _х= S/l_p* Δ R_x+R_x/l_p* π *(d/2)*Δ d + R_x*S/l_p²*Δ l_p= π *(0, 38мм)²/4/19, 54мм*0, 2мОм +

+238, 75 мОм/19, 54мм *π *(0, 38мм/2)*0, 001+238, 75 мОм *π *(0, 38мм)²/4/(19, 54мм)²*0, 001 = 0, 4 мкОм*см

δ ρ _х = Δ ρ _х/ρ _х=0, 8%

· 10-9-63: Э110 Zr-1Nb-0.1(O₂)

R_x= R_кс*(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)=0, 1 Ом*(0, 183+0, 191)/(0, 791+0, 801)=230, 13 мОм

ρ _х = R_x*S/l_p = 230, 13 мОм * π *(9, 16мм*9, 16мм – 7, 715* 7, 715мм)/(4*79, 54мм) = 5653 мкОм*см

Δ R_x=(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)*R_кс*γ +2/(U_кс⁺+U_кс^-)*Δ U+(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)²*Δ U=

=(0, 183+0, 191)/(0, 791+0, 801) *0, 1Ом *0, 01+2/(0, 791+0, 801)*0, 0001мВ+(0, 183+0, 191)/(0, 791+0, 801)²*0, 0001мВ=0, 01 мОм

Δ ρ _х= S/l_p* Δ R_x+R_x/l_p* π *(d₁*∆ d+d₂*∆ d)/2 + R_x*S/l_p²*Δ l_p= 323 мкОм*см

δ ρ _х = Δ ρ _х/ρ _х=5%

· 11-1: Fe-30%V

R_x= R_кс*(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)= 0, 001Ом *(0, 21+0, 192)/(0, 071+0, 087)=2, 54мОм

ρ _х = R_x*S/l_p = 2, 54 мОм * π *(5, 275мм)²/4/78, 48мм = 70, 81 мкОм*см

Δ R_x=(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)*R_кс*γ +2/(U_кс⁺+U_кс^-)*Δ U+(U_x⁺+U_x^-)/(U_кс⁺+U_кс^-)²*Δ U=

= (0, 21+0, 192)/(0, 071+0, 087)*0, 001Ом*0.01+2/(0, 071+0, 087)*0.0001мВ+

(0, 21+0, 192)/(0, 071+0, 087)²*0, 0001мВ=0, 05 мОм

Δ ρ _х= S/l_p* Δ R_x+R_x/l_p* π *(d *∆ d)/2 + R_x*S/l_p²*Δ l_p= 10 мкОм*см

δ ρ _х = Δ ρ _х/ρ _х=15%

Рисунок 2 – График завимости электросопротивления сплава Zr+20%Nb от

времени закалки при температуре 500°С

Рисунок 2 – График завимости электросопротивления сплавов Fe – V от

концентрации

Заключение

В данной работе изучены методы измерения электросопротивления металлов и сплавов. Исследована зависимость величины электросопротивления от времени обработки сплава Zr + 20 массовых % Nb, а также её зависимость от процентного содержания компонентов в сплавах системы Fe-V.

По полученным результатам были построены графики зависимости электросопротивления от концентрации V в Fe (рис. 3) и от времени закалки при 500°С (рис. 2). Можно сделать вывод, что при увеличении времени отжига электросопротивление сначала резко уменьшается, затем спад становится незначительным. А при изменении состава сплава, максимум электросопротивления наблюдается при содержании V в Fe равном 50 %.

Для одного из образцов в каждой серии проведен расчет погрешности измерений сопротивления:

· 2: Zr+25%Nb (ИС + (800⁰C-1ч))

ρ _х = 69, 3±0, 5 мкОм*см δ ρ _х = 0, 8%

· 10-9-63: Э110 Zr-1Nb-0.1(O₂)

ρ _х = (5, 7 ±0, 3)*10³ мкОм*см δ ρ _х = 5%

· 11-1: Fe-30%V

ρ _х = (0, 7±0, 1)*10² мкОм*см δ ρ _х = 15%