Проводниковые материалы. Скорость движения электронов в проводнике

Проводник – это такой материал, особенностью которого является наличие в составе свободно передвигающихся заряженных частиц, которые распространены по всему веществу.
Проводящими электрический ток веществами являются расплавы металлов и сами металлы, недистиллированная вода, раствор солей, влажный грунт, человеческое тело.
Металл – это самый лучший проводник электрического тока. Также и среди неметаллов есть хорошие проводники, например, углерод.
Все, существующие в природе проводники электрического тока, характеризуются двумя свойствами:
показатель сопротивления;
показатель электропроводности.
Сопротивление возникает из-за того, что электроны при движении испытывают столкновение с атомами и ионами, которые являются своеобразным препятствием. Именно поэтому проводникам присвоена характеристика электрического сопротивления. Обратной сопротивлению величиной является электропроводность.
Электропроводность – это характеристика (способность) физического вещества проводить ток. Поэтому свойствами надежного проводника являются низкое сопротивление потоку движущихся электронов и, следовательно, высокая электропроводность. То есть, лучший проводник характеризуется большим показателем проводимости.
Вольфрам – тяжелый, твердый, наиболее тугоплавкий металл. Добывается в основном из руд двух соединений: вольфрамит FeMnWO4 и шеелит CaWO4.
Руды сплавляют с содой на воздухе, получают Na2WO4, который извлекают из сплава водой, а железо и марганец превращаются в нерастворимые соединения Fe2O3 и Mn3O4.
Из водного раствора действием HCl выделяют свободную вольфрамовую кислоту H2WO4 в виде аморфного желтого осадка:
Na2WO4 + 2HCl = 2NaCl + H2WO4¯
При прокаливании вольфрамовая кислота переходит в WO3 . Восстанавливая оксид вольфрама водородом или углеродом (чистые сорта сажи), получают порошок металлического W. Порошок прессуют и спекают в бруски (штабики). Спекание в атмосфере водорода проводят в две стадии.
Первая стадия – предварительное спекание в водородных печах при 1100 – 1200 °С с целью повышения механической прочности и электрической проводимости штабиков.
Вторая стадия – высокотемпературное спекание при пропускании через штабик электрического тока, постепенно нагревающего его до 3000 - 3200 °С.
При этом получается компактный металл, поступающий на механическую обработку: ковку, протяжку.
W – белый тяжелый металл плотностью 19,3*103 кг/м3, tпл ≈ 3400 °С. Вольфрам можно сваривать и вытягивать в тонкие нити, прокатывать в листы. Содержание вольфрама в металле не менее 99,5 %.
Максимальная рабочая температура в вакууме – 2560 °С, удельное сопротивление r = 0,055 мкОм*м, температура испарения tисп = 5930 °С. Для повышения чистоты вольфрама применяют метод электроннолучевой плавки и зонной очистки. Из вольфрама изготовляется проволока, фольга, катоды накала мощных генераторных ламп и кенотронов, сетки усилительных и генераторных ламп, вводы в вакуумные приборы, контакты на большие мощности тока, нити ламп накаливания.
Сплавы вольфрама с медью и серебром сочетают в себе высокие электропроводность, теплопроводность и износоустойчивость