金属导电性

§2.3 金属的导电性

•依据量子力学，认为电子在点阵中并不直线移动，而是像光线那样，按波动力学的规律运动。各个波在原子上被散射，然后互相干涉并连续地形成波前。

•按照量子力学的概念将电导率加以修改，可得

•表明：对一定的金属来说，其电导率随着散射的几率p而变化。

•散射量和特征温度成正比。可以设想具有理想点阵(无畸变)的金属在0K下电子波是被散射的，和电导率应为无限大，所以电阻等于零。而当加热时，随着热振动的增加，减小，电阻增大。

2 影响金属导电性的因素

（1）温度的影响

温度升高导致离子振动加剧，使电阻增大。

电阻和温度的关系常用下述公式来表示。

式中称为平均电阻温度系数。

（2）应力的影响

•在弹性范围内单向拉伸或者扭转应力能提高金属的电阻率。

•应力使电阻增加是由于在拉伸时应力使原子的间距增大而造成的，但在单向压应力作用下，对于大多数金属来说使电阻率降低。

（4）热处理的影响

•冷加工后进行退火，可以使电阻率降低，特别是经过较大的压缩以后，在100℃退火可看到明显的恢复。

•金属在冷加工后，电阻随着退火温度的升高而下降，但当退火温度高于再结晶温度时，由于再结晶后新晶粒的晶界阻碍电子运动，电阻反而又增加。

•淬火能够固定金属在高温时空位的浓度，从而产生残留电阻。空位浓度愈高，残留电阻愈大。且随着淬火加热温度的增高，空位的浓度愈大。

3 合金的导电性

•合金的导电性与合金的成分，组织有关。

•（1）固溶体的电阻

当一个合金形成固溶体时，一般的规律是电导率降低，而电阻率提高。

•冷加工对固溶体如同对纯金属的影响一样使电阻增大，而退火时则使电阻减小，当对固溶体进行冷加工和退火时，即使是浓度较低的固溶体，其电阻的改变也较相同条件下纯金属电阻的改变大得多。

（2）金属化合物的电阻

•由于组成了金属化合物，原子间的金属键部分的改换成了共价键或离子键，使有效电子数减少

了，故导致金属化合物导电性能变差。

•金属间的化学作用使结合的性质发生了变化，也常常使形成的一些化合物成为半导体，甚至完全消失导体的性质。