Cu2HgI4: celletta per conducibilità
Bug 
Nella discussione dedicata al termocromatismo del tetraiodomercurato rameoso avevo dichiarato di provare ad allestire un setup adeguato alla misura delle variazioni (oltre che di colore) anche della conducibilità elettrica relativa di questo interessante sale al variare della temperatura.
Naturalmente non è pensabile eseguire tale misura semplicemente immergendo nella polvere i puntali di un tester perchè in tal modo non si misura niente, essendo la resistenza risultante sempre infinita (nessuna polvere risulta conduttiva in tal modo, nemmeno una metallica [effetto "coherer"]).
Pertanto occorre pensare e assemblare un dispositivo che possa permettere una notevole compressione meccanica della sostanza in esame e contemporaneamente stabilire i relativi contatti elettrici senza incertezze.
Il lavoro è fattibile, anche se non immediato, e presuppone di avere a disposizione almeno una piccola ma adeguata attrezzatura meccanica.

Le immagini e il disegno in sezione spiegano la costruzione di questa celletta dedicata al Cu2HgI4.
Gli elettrodi sono ricavati da due profilati in alluminio a L, serrati assieme da quattro viti di tiraggio, isolate da una parte per mezzo di boccoline in nylon (quelle usate per l'isolamento dei transistor in TO3) in modo che le viti non costituiscano contatto elettrico tra le due piastrine.
La polvere di Cu2HgI4 in esame è contenuta in un corto cilindretto di plastica, a contatto da una parte con una piastra e dall'altra con una rondellina di rame, premuta fortemente da una vite che si appoggia con un controdado sull'altro elettrodo; in questo modo si realizzano i due contatti elettrici e si può comprimere fortemente la sostanza così da renderne la conducibilità misurabile.
(Naturalmente se la sostanza in esame possiede una certa conducibilità, altrimenti si può comprimere fin che si vuole!).
In ogni caso non aspettiamoci (in queste condizioni) conducibilità "da metalli": essa sarà sempre bassissima, con resistenza dell'ordine dei megaohm o frazioni, ma comunque leggibilissima.

   

   

   

Il test è stato eseguito alimentando il dispositivo con 12 V e misurando la corrente di passaggio sia a freddo che a caldo, a circa 80°, quindi oltre la temperatura di transizione del sale.
La corrente risente moltissimo, come è ovvio, delle condizioni istantanee di lavoro (pressione meccanica, dilatazioni, ecc.) ma il range di variazioni si assesta su valori abbastanza definiti: come ordine di grandezza circa 10 microA a freddo (1,2 Mohm) e circa 200 microA a caldo (60 Kohm), evdenziando un aumento conducibilità di una ventina di volte.
Mi aspettavo uno scalino di transizione molto più netto intorno ai 70°, mentre ho notato che le variazioni sono macroscopiche ma progressive.
Sottolineo fortemente che tutte queste misure sono RELATIVE, in funzione stretta delle condizioni di lavoro alle quali io ho operato, ma che comunque rendono bene l'idea che mi ero proposto, cioè di evidenziare "le variazioni" e non i valori assoluti, che per noi non sono di alcun interesse.

   

Corente a freddo: sull'ordine dei 10 microA

   

Corrente a caldo: sull'ordine dei 200 microA

Per la spiegazione del fenomeno rimando al post di Quimico, nel quale si trova ragione del fatto che ad un certo punto gli ioni rame si mettono a saltellare di qua e di là in cerca di "buche", e così facendo rendono questa sostanza conduttiva con queste caratteristiche.

Io ho fatto il prototipo, forza boys, nessuno che vuole replicare questo lavoretto a modo suo?
Tutto si può migliorare...


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Comparazione delle Conduttività Elettriche

Inserire un pezzo dritto di filo di rame di diametro 1.024 (18-gauge negli USA) lungo circa 20,3 cm in un tubo capillare di vetro (Fig. 2).
Dovrebbe essere stretto. Premere la parte aperta del tubo in un po' di Cu2HgI4 così che parte del materiale sia bloccato nel tubo. Girare il tubo sottosopra e picchiettare la fine del filo di rame contro una superficie dura così che il Cu2HgI4 finisca sul filo. Ripetere questa cosa fino a quanto ci sia circa 1 cm del materiale nel tubo. Infine, inserire altri circa 20,3 cm di filo di rame nella parte aperta del tubo capillare di vetro, così il Cu2HgI4 è impaccato tra i due elettrodi di rame. Al fine di assicurarsi un tubo impaccato saldamente, piegate cautamente gli elettro di rame e mettere una banda di gomma attorno agli elettrodi:

[Immagine: apparatoconduttivitCu2HgI4.png]
Fig. 2. Apparato per misure di conduttività.

Usando un ohmmetro (aggiustare lo strumento di modo che legga nel range 1-10-MΩ), misurare la resistenza elettrica tra gli elettrodi del campione di Cu2HgI4.
Scaldare il tubo mettendolo a contatto con una piastra riscaldante calda e misurare la resistenza elettrica tra gli elettrodi.

Come cambia la conduttività al cambiare del colore?
Sensa schei né paura ma coa tega sempre dura
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ci sono alcune considerazioni che vorrei fare:

la prima è...complimenti per aver ideato questo ''apparecchietto'' :-)

la seconda è... hai provato a variare la quantità di sale presente nel cilindretto e quindi la lunghezza (altezza) dello stesso?
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Compimenti Al per la tua manualita', l'accrocchio per la misura è davvero carino e ben fatto!!
Hai fatto una prova statica, avrebbe senso conoscere la risposta in frequenza di questo materiale? Se hai un oscilloscopio digitale e un generatore di segnali sarebbe interessante vedere la risposta, magari una bella FFT!

Molto interessante! Bravo!! asd asd
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(2011-10-11, 18:18)Rusty Ha scritto: ... avrebbe senso conoscere la risposta in frequenza di questo materiale? Se hai un oscilloscopio digitale e un generatore di segnali sarebbe interessante vedere la risposta, magari una bella FFT!

La risposta in frequenza è stata una delle prime cose a cui ho pensato: vediamo se magari "raddrizza"? mi son detto.
Poi non ho provato, ora che me lo dici lo farò (ho pochissime aspettative in verità, trattandosi in pratica di una polvere amorfa; altro discorso de fosse magari in cristalli).
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x Chimico: essendo la resistività molto elevata (centinaia di Kohm a freddo), ho compresso "pochissima" sostanza (un paio di millimetri) altrimenti la corrente sarebbe troppo debole. Aumentando la quantità, sicuramente la resistenza totale varia in modo lineare (a parità di condizioni fisiche!).
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Stimolato dall'idea di Rusty, ho provato il comportamento del Cu2HgI4 in media frequenza.
E' stato semplicissimo perchè il segnale (sin, tri, quad) era forte in ingresso e in uscita pertanto nessun problema di rumore di fondo per eccessiva sensibilità impostata all'oscilloscopio.
Il comportamento è stupido, cioè del tutto lineare (come una resistenza a carbone), almeno fino a 100 KHz; non provato più in alto in frequenza perchè visti i risultati banali mi sono ritenuto soddisfatto.
Ho fatto la prova solo a freddo, non avendo voglia di scottarmi le mani per niente... e anche perchè in fin dei conti non devo fare la tesi sul tetraiodomercurato  no no
Oltre alla mia, spero di aver soddisfatto anche la curiostà di Rusty e di qualche altro ;-)

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