電子理論では、負に帯電した電子は、固定された軌道内で原子核（正電荷）の周りを周回します。外部電界によって容易に引き寄せられ、軌道から飛び出して自由電子になる材料を導体と呼びます。金属は、外部電界の影響下で多数の自由電子を生成するため、電気を通すことができます。これらの自由電子は低電位から高電位に移動し、電子の流れ、つまり電流を形成します。
金属は、規則的な格子状に配置された原子、つまり格子と呼ばれる結晶構造で構成されています。自由電子が電界によって加速および方向付けられると、常に原子や互いに衝突し、その動きを遅くし、エネルギーを散逸させます。その結果、導電性材料は、電流の流れに対してある程度の抵抗を示します。この抵抗は抵抗と呼ばれ、電流の流れに対する導体の抵抗を表します。
抵抗率は、特定の材料で作られた導体が、標準的な長さ単位と標準的な断面積単位を持ち、特定の温度にある場合の抵抗です。
この定義は、次の式でよりよく理解できます。
R=ρ·L/A
R は導体の 抵抗 で、単位はオーム（Ω）です。
ρ（ロー）は 抵抗率 で、単位はオームメートル（Ω·m）です。
L は導体の 長さ で、単位はメートル（m）です。
A は導体の 断面積 で、単位は平方メートル（m2）です。
抵抗率と導電率は反比例の関係にあります。
導電率が高いほど、材料の抵抗は小さくなり、導電性は向上します。
渦電流探傷技術では、導電率は絶対値ではなく相対値が必要です。最も一般的に使用されているのは、金属の導電率を表す非国際単位である国際焼鈍銅標準（IACS）です。
材料間の区別を容易にするために、国際電気標準会議（IEC）は1913年に、20℃の温度で1 mの長さと1 mm2の断面積を持つ焼鈍状態の工業用高純度銅の校正を1.7241×10−8Ω⋅m1.7241×10−8Ω⋅m、導電率100%IACS100%IACSとし、他の金属または合金の抵抗率ρXρXと導電率σxσxは、20℃のこの焼鈍状態の工業用高純度銅の導電率の比率を金属または合金の導電率とし、パーセンテージで表します。つまり、%IACSまたはPIACS（Pはパーセンテージ）です。
| 材料 | 20℃での抵抗率ρ | 0〜100℃の温度係数γ | 20℃での導電率 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| x107 S/m | m/（Ω·mm²） | % IACS | |||
| 銀 | 1.58（1.65） | 4.1 | 6.33 | 63.3（60.6） | 109 |
| 銅（純銅、焼鈍） | 1.724 | 4.3 | 5.80 | 58 | 100 |
| アドミラルティ真鍮 | 6.9 | 1.45 | 14.5 | 25 | |
| リン青銅 | 16 | 0.63 | 6.3 | 11 | |
| キュプロニッケル90-10 | 18.95 | 0.53 | 5.3 | 9.1 | |
| キュプロニッケル70-30（70Cu-30Ni） | 37.4 | 0.27 | 2.7 | 4.6 | |
| 純アルミニウム（99.9％） | 2.65（2.83） | 4.2 | 3.77 | 37.7（35.3） | 65（61） |
| 鍛造アルミニウム6061-T6 | 4.1 | 2.44 | 24.4 | 42 | |
| アルミニウム合金7075-T6 | 5.3 | 1.89 | 18.9 | 32.6 | |
| アルミニウム合金2024-T4 | 5.2 | 1.92 | 19.2 | 33.1 | |
| アルミニウム青銅 | 12 | 0.83 | 8.3 | 14.3 | |
| タングステン | 5.65（5.48） | 4.6 | 1.77 | 17.7（18.2） | 31 |
| ウラン | 30 | 0.33 | 3.3 | 5.7 | |
| 亜鉛 | 5.95 | 4.19 | 1.68 | 16.8 | 29 |
| 鉄 | 9.78 | 6.5 | 1.03 | 10.2 | 17.6 |
| 304ステンレス鋼 | 72 | 0.14 | 1.4 | 2.4 | |
| 316ステンレス鋼 | 74 | 0.135 | 1.35 | 2.3 | |
| 鉛 | 20.77 | 3.7 | 0.48 | 4.8 | 8.3 |
| ナトリウム | 4.2 | 2.38 | 23.8 | 41 | |
| スズ | 11.3 | 4.7 | 0.88 | 8.8 | 15. 2 |
| 金 | 2.35 | 3.24 | 4.26 | 42.6 | 73.4 |
| ジルコニウム | 40 | 0.25 | 2.5 | 4.3 | |
| ジルコニウム合金 | 72 | 0.14 | 1.4 | 2.4 | |
| チタン（99％） | 89 | 0.11 | 1.1 | 1.9 | |
| チタン合金Ti-6Al-4V | 172 | 0.058 | 0.58 | 1.0 | |
| マグネシウム（99％） | 4.45 | 16.5 | 2.25 | 22.5 | 38.8 |
| ニッケル | 6.8 | 6.9 | 1.47 | 14.7 | 25.3 |
| 低炭素鋼（0.23C） | 16.9 | （1.5〜5） | 0.59 | 5.9 | 10.2 |
| モネル | 48.2 | 0.21 | 2.1 | 3.6 | |
| ニッケルクロム合金（0.60Ni、0.15Cr、0.25Fe） | 110 | 16 | 0.09 | 0.9 | 1.6 |
| インコネル600 | 98 | 0.1 | 1 | 1.7 | |
| ハフェロイ | 115 | 0.087 | 0.87 | 1.5 | |
| ワスパロイ | 123 | 0.081 | 0.81 | 1.4 | |
| ハステロイC | 130 | 0.077 | 0.77 | 1.3 | |
固溶体合金材料（影響が金属基板に均一に分布している）の場合、合金原子の配置が不規則、つまり不規則固溶体の場合、その抵抗率は一般的に合金成分の増加とともに増加します。ただし、合金原子が一定の割合で非常に規則的な結晶格子に配置されている場合、つまり規則固溶体の場合、その抵抗率は合金成分が変化するにつれて最小値になります。
異なる合金成分の材料は異なる導電率を持ち、これは渦電流探傷技術における材料選別方法の基礎であるだけでなく、渦電流探傷において検出コイルのインピーダンスに影響を与えるために考慮しなければならない重要な要因の1つでもあります。
金属中の不純物は、金属格子の歪みを引き起こし、材料中の原子の配置に影響を与え、電子散乱を引き起こし、抵抗率を増加させる可能性があります。
金属に存在する内部応力は、金属格子を変形させ、電子衝突の機会を増やし、それによって抵抗率を増加させる可能性があります。たとえば、弾性範囲内では、一方向の引張またはねじりの応力は金属の抵抗率を増加させますが、一方向の圧縮応力の作用下では、ほとんどの金属の抵抗率は減少し、または冷間加工と熱処理後の金属の内部応力も導電率を低下させます。
通常の変形の結果は、原子配置構造が変形し、電子衝突の機会が増加することです。変形の度合いが大きいほど、抵抗率の増加も大きくなります。ただし、冷間加工された金属の場合、焼鈍や格子変形の除去などの長期的な高温加熱後、抵抗率は元の値に近い低い値に下げることができます。
同じ材料の導電率は、異なる熱処理状態によって異なります。単結晶金属または完全に焼鈍された高純度金属は高い導電率を持つ傾向があり、合金は低い導電率を持ちます。冷間加工後のアルミニウム、銀、銅、鉄などの金属の焼鈍は、抵抗率を低下させます。材料の抵抗は通常、焼鈍温度の上昇とともに減少しますが、焼鈍温度が再結晶温度より高い場合、抵抗は代わりに増加します。
さらに、異なる種類の材料（絶縁体、導体、半導体）も異なる導電率を持っています。
渦電流探傷をより深く理解するには、透磁率についても知っておく必要があります。
パート2については、投稿をご覧ください。
キーワード:
温度が金属の導電率に与える影響、不純物が抵抗率に与える影響、金属格子の欠陥と導電率、渦電流探傷の物理的基礎、導電率 vs. 抵抗率
