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电导率仪基本原理

电导率仪基本原理

一:电导率测试和涡流检测的基本原理是基本相同的,都是根据电磁场理论的电磁感应现象,即利用载有交变电流的检测线圈接近导电试件时,周围空间的交变磁场会使试件中会感生出涡旋电流(涡流),涡流的大小、相位及流动形式受试件的性能参数等因素的影响,而涡流产生的磁场又使得检测线圈的阻抗发生变化,因此通过测定检测线圈阻抗的变化,就可以得出被检试件的导电性差异。

二:电导率的物理意义,材料按其导电性能可分为:绝缘体、半导体、导体、超导体(一种特殊条件下的导体)

金属材料能够导电是因为在金属中,原子最外层的电子受原子核的束缚很弱,在常温下它们就能挣脱原子核的束缚而成为自由电子,在金属内自由运动。通常情况下,任一瞬间通过导体任一截面的电量可以相互抵消,即导体中没有电流流过,若在导体两端提供电位差,即导体中产生电场,自由电子就会在电场作用下从低电位向高电位移动,由于在导体中自由电子数量很多,很容易发生电子流(电荷)的移动,所以导体就会很容易导电。在这种情况下,导体的任何截面都将有一定的电流流过

金属材料中由于自由电子在运动过程中与原子或其他自由电子相互碰撞,自由电子的运动速度就会减慢,对电流的通过存在一定的阻力,称为电阻R

R=ρ*L/S

ρ:电阻率,是一个仅与导体材料有关的物理量,在涡流检测中经常用电导率σ来表示导电材料的导电性能

σ=1/ρ

为了方便计算,我们通常用国际退火铜标准(IACS)表示导电材料的导电性能

三. 影响材料电导率的因素

1.单晶或经过充分退火的高纯度金属,电导率会达到极大值

2.金属中掺入杂质成为合金使得其晶格发生畸变,引起电导率相应

变化

3一般情况下,电导率随杂质含量增加成比例减小,并且与杂质元素种类有关;

金属经过冷加工(机械加工)、热处理后,由于内应力使晶格发生畸变,电导率减小。飞机某些部位遭受雷击和某些高速运动部件的突然终止,在一定程度上相当于经过了局部热处理;

4.当温度升高时,自由电子碰撞机率增加,电导率减小。


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