Đầu tiên, định nghĩa của điện trở suất
Điện trở suất còn được gọi là điện trở suất hoặc điện trở cụ thể. Nó là một thông số điện đại diện cho điện trở của dây dẫn đối với dòng điện hiện tại. Mối quan hệ giữa điện trở suất và điện trở của một dây dẫn như sau:
R=ρL/S
trong đó, điện trở của dây dẫn R, Ω;
L-chiều dài của dây dẫn, m;
S-diện tích tiết diện của ruột dẫn, mm2;
ρ-điện trở suất của dây dẫn, μΩ·m.
Điện trở suất là một thông số điện không phụ thuộc vào kích thước hình học của vật liệu hợp kim, giống như thành phần hóa học, cấu trúc kim loại (dùng để chỉ thành phần của cùng tính chất hóa học, cấu trúc tinh thể và tính chất vật lý của cấu trúc kim loại, bao gồm cả dung dịch rắn , hợp chất kim loại và chất tinh khiết. ), nhiệt độ hoạt động có liên quan, là dữ liệu quan trọng để tính giá trị điện trở của vật liệu hợp kim nhiệt điện.
Thứ hai, các đặc tính của điện trở suất hợp kim
Một trong những đặc điểm phân biệt vật liệu hợp kim nhiệt điện với vật liệu dẫn điện thông thường là nó có các yêu cầu nhất định đối với điện trở suất của vật liệu. Các vật liệu dẫn điện thông thường hy vọng rằng điện trở suất càng nhỏ càng tốt và vật liệu hợp kim điện phải có đủ điện trở suất để đảm bảo rằng bộ phận làm nóng bằng điện được tạo ra có tỷ lệ chuyển đổi nhiệt điện cao, cấu trúc nhỏ gọn, truyền tải điện ổn định, v.v. vật liệu hợp kim nhiệt điện phải có các đặc điểm sau.
(1) Giá trị điện trở suất cao: vật liệu hợp kim nhiệt điện trước hết phải có điện trở suất tương đối cao. Các bộ phận đốt nóng bằng điện làm bằng vật liệu có điện trở suất cao có hiệu suất chuyển đổi nhiệt điện cao; Khối lượng của bộ phận làm nóng bằng điện nhỏ; Tiết kiệm vật liệu hợp kim; Hệ thống sưởi nhanh công suất cao có thể được thực hiện. Điều đặc biệt quan trọng khi thiết kế lò sưởi điện có nhiệt độ cao, công suất cao và kích thước nhỏ.
Khi thiết kế các bộ phận làm nóng bằng điện, về nguyên tắc, nên chọn vật liệu hợp kim có điện trở suất cao cho các thành phần nhiệt độ cao và vật liệu hợp kim có điện trở suất thấp nên được chọn cho các thành phần nhiệt độ trung bình và thấp.
(2) Điện trở suất trong quá trình sử dụng vẫn ổn định: điện trở suất của bộ phận làm nóng bằng điện phải duy trì ổn định trong quá trình sử dụng. Sự thay đổi điện trở suất càng nhỏ, sự thay đổi điện trở của phần tử càng nhỏ và sự thay đổi công suất điện của hệ thống sưởi càng nhỏ, do đó đảm bảo chất lượng sưởi ấm tốt và ổn định.
Hợp kim nhiệt điện có thể gây ra thay đổi điện trở suất ở nhiệt độ cao do thay đổi thành phần hóa học và sự kết tủa của các hợp chất dọc theo ranh giới hạt hoặc bên trong hạt. Hợp kim niken-crom và niken-crom có cấu trúc kim loại tương đối ổn định ở nhiệt độ cao nên điện trở suất ổn định trong quá trình sử dụng lâu dài. Ngược lại, độ ổn định của hợp kim sắt-crom-nhôm tương đối kém, chủ yếu là do hàm lượng nhôm trong hợp kim giảm dần, dẫn đến điện trở suất thay đổi.
(3) Tính đồng nhất của điện trở suất phải tốt: tính đồng nhất của điện trở suất có nghĩa là điện trở suất hoặc giá trị điện trở trên mỗi mét của mỗi mét và mỗi lô dây hoặc dải hợp kim nhiệt điện phải đồng nhất và phạm vi dao động càng nhỏ thì càng tốt. Tính đồng nhất của điện trở suất có liên quan đến nhiều yếu tố như nấu chảy hợp kim, phôi thép, xử lý nhiệt và trọng lượng đơn của thanh dây.
Độ đồng đều điện trở suất của hợp kim sắt niken-crom và niken-crom tốt hơn so với hợp kim sắt-crom-nhôm, và nhôm sau này dễ bị phân tách trong quá trình nấu chảy và đúc thỏi (hiện tượng phân bố không đều các nguyên tố cấu thành trong hợp kim trong quá trình kết tinh được gọi là sự phân ly), dẫn đến giảm tính đồng nhất của hợp kim.
Tính đồng nhất của điện trở suất đặc biệt quan trọng đối với dây tóc và dải mỏng. Bởi vì hầu hết chúng được sử dụng để sản xuất các bộ phận làm nóng điện cho các thiết bị gia dụng với lô lớn, nếu độ đồng đều điện trở kém, công suất của từng bộ phận sẽ khác nhau.
(4) Giá trị thay đổi của điện trở suất theo nhiệt độ nhỏ: có một mối quan hệ tuyến tính giữa điện trở suất và nhiệt độ, và mối quan hệ này có thể được biểu thị bằng hệ số nhiệt độ của điện trở. Giá trị tuyệt đối của hệ số nhiệt độ trở kháng của vật liệu hợp kim nhiệt điện lý tưởng càng nhỏ thì càng tốt. Hệ số nhiệt độ của điện trở càng nhỏ thì sự thay đổi điện trở trong quá trình gia nhiệt càng nhỏ và giá trị dao động điện trở của bộ phận làm nóng bằng điện càng nhỏ, có thể đạt được sự gia nhiệt trơn tru.
