Thermal and electrical properties of dilute Cr-Ni base alloys

Abstract

The ferro-paramagnetic phase transition in dilute Cr-Ni base alloys is investigated through a qualitative study of their thermal conductivity as a function of temperature in the near vicinity of the transition. A single apparatus was used to measure the thermal and electrical conductivities and the specific heat of three thin rod samples having Cr concentrations of 0.12, 0.51 and 1.13 at.%.

A voltage-temperature (V-θ) realign was applied to measure the ratio between the thermal and electrical conductivities. The thermal conductivity data were then evaluated by using the electrical resistivity results obtained from the measured current-voltage (I–V) characteristic curves. A model describing the effect of Cr concentration on the I–V curve is proposed and tested. The effect of Cr concentration on specific heat is also presented.

Zusammenfassung

Der ferro-paramagnetische Phasenübergang von gestreckten Cr-Ni Ausgangslegierungen wurde mittels einer quantitativen Untersuchung ihrer Wärmeleitfähigkeit als eine Funktion der Temperatur in nächster Nähe des Phasenüberganges untersucht. Mit Hilfe einer einzigen Apparatur wurden Wärme- und elektrische Leitfähigkeit sowie die spezifische Wärme von drei Probenstäben mit einem Cr-Gehalt von 0.12, 0.51 bzw. 1.13% bestimmt.

Für die Ermittlung des Verhältnisses zwischen Wärme- und elektrischer Leitfähigkeit wurde eine Spannungs-Temperatur (V-Θ) Beziehung angewendet. Aus dem elektrischen Widerstand, erhalten aus den gemessenen Strom-Spannungskurven (I-V), kann dann die Wärmeleitfähigkeit ermittelt werden. Es wurde ein Modell entwickelt und getestet, um den Einfluß der Cr-Konzentration auf die (I-V)- Kurven wiederzugeben. Die Wirkung der CrKonzentration auf die spezifische Wärme wird ebenfalls beschrieben.