Springen naar inhoud

aluminium met oxidelaag elektrisch geleidend?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3779 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2015 - 14:47

Als je met een multimeter de elektrische weerstand meet van aluminiumfolie of van een aluminium voorwerp blijkt dat de meter geen last heeft van de isolerende oxidelaag op het aluminium. Waarom niet? Is de oxidelaag geen isolator?


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 7440 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2015 - 16:13

Aluminiumoxide is een goede isolator, maar het laagje oxide is meestal extreem dun. Ik denk daarom dat (als je niet door het oxidelaagje prikt) het tunneleffect een rol speelt.

Motus inter corpora relativus tantum est.

#3

physicalattraction

    physicalattraction


  • >1k berichten
  • 3400 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2015 - 18:44

Ik lees hier dat een laagje aluminiumoxide al gauw 5 nm is. Dit is veel te veel om goed doorheen te kunnen tunnelen, typische tunnelafstand ligt in de orde van 1 nm. Ik vermoed dat je gewoon met die prikker door die hele dunne laag heen prikt.


#4

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 7440 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2015 - 21:08

Elders lees ik dat de oxidelaag onder normale atmosferische omstandigheden 10 tot 15 nm dik wordt. Dat is veel te dik voor tunneling.
De meting zou herhaald kunnen worden met een nieuw stukje folie voorzichtig tussen twee gladde metalen vlakken geplaatst om zo de oxidelaag niet te beschadigen.
Motus inter corpora relativus tantum est.

#5

jkien

    jkien


  • >1k berichten
  • 3779 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2015 - 22:08

Ik heb het herhaald waarbij ik de meetpen van de multimeter vervangen heb door de bolle achterkant van een lepel, zodat de druk lager is. Je hoeft niet hard te duwen voor een lage contactweerstand (<10Ω).

 

Daarna met een zoutwaterdruppel tussen de achterkant van de lepel en het aluminiumfolie, zodat de lepel geen enkele druk op het aluminiumfolie uitoefent, en de oxidelaag intact blijft. Dan is de contactweerstand zeer groot (>1MΩ). Als de lepel zo ver in de druppel gedrukt wordt dat de lepel contact maakt met het folie wordt de contactweerstand acuut laag. Als je de lepel verwijdert wordt de weerstand ineens zeer groot, zodra het metaal-op-metaal contact verbroken wordt. De opening in de oxidelaag verdwijnt blijkbaar onmiddellijk als de lepel geen contact meer maakt.

 

Ik heb de lepel tenslotte nog vervangen door een nat wattenstaafje. Daarmee kun je ook contact maken met het folie, en hard drukken, maar die druk resulteert bij een wattenstaafje niet in een lage contactweerstand. Het wattenstaafje is te zacht.


#6

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 7440 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 06 april 2015 - 23:37

Net even gemeten met een staafje niet geanodiseerd aluminium dat al jaren in een lade ligt. De weerstand is bij mij sterk afhankelijk van de uitgeoefende druk, en varieert van 0,15 Ω bij forse druk (waarschijnlijk dwars door de oxidelaag heen) tot tientallen MΩ bij zeer weinig druk (het staafje ligt dan op de meetpennen).

Zou door de uitgeoefende druk de oxidelaag zoveel kunnen vervormen dat er toch tunneling ontstaat?

Motus inter corpora relativus tantum est.

#7

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 11196 berichten
  • VIP

Geplaatst op 07 april 2015 - 01:44

Er zullen meerdere factoren een rol spelen, waaronder de samenstelling van 'aluminium'. Vrijwel alle praktische toepassingen zijn geen zuiver aluminium, maar legeringen waarbij die oxidelaag niet zo sterk en dik aanwezig is. Ik denk dat de gemeten lage weerstand vooral gevolg is van het doorboren van de zwakke oxidelaag bij legeringen. 

 

Iets als aluminiumfolie is prima te gebruiken als geleider in experimenten, maar ook aan aluminium koelblok is dusdadig geleidbaar dat je er een optater van krijgt als er wat spanning op staat. 

 

Zelfs geanodiseert aluminium (waar bewust een dikkere laag oxide is aangebracht) is absoluut geen betrouwbare isolator. Bij licht aanraken zal de weerstand vrij hoog zijn, maar pak je zoiets met wat kracht beet met een tang oid maak je acuut een electrische verbinding. 

 

Ik denk dat de praktijkgevallen de oorzaak zijn van een interessante combinatie van factoren: Aluminiumoxide is een isolator, en een behoorlijk hard materiaal. Metallisch aluminium is niet alleen een goede geleider, maar ook een relatief zacht materiaal. Daardoor kun je met mechanische kracht heel gemakkelijk een beetje van de harde isolerende laag van het zachte metaal eronder schrapen, en dan heb je op eens contact met het vooralsnog niet-geoxideerde metaal. 

Victory through technology





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures