Будова металів
Атомно-кристалічна будова металів. Магнітодіелектрики, їх склад, властивості, характеристики, галузі застосування. Короткий аналіз застосування провідникових матеріалів у пусковій, регулювальній і захисній апаратурі. Сталі і сплави, їх групи, властивості.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 22.12.2011 |
| Размер файла | 128,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Контрольна робота №1
Будова металів
студента 3к. 1г. спеціальність ЕП
Баратюк Сергій Петрович
Варіант №13
Питання № 2,11,28,33,43,53,63
2. Атомно-кристалічна будова металів. Схеми кристалічних граток. Кристалізація металів та причини, від яких залежить утворення дрібнозернистої структури
11. Сталі і сплави з особливими властивостями: їх групи, властивості та застосування. Сталі і сплави спеціальних способів виплавляння
28. Тверді діелектрики, їх види, властивості та галузі застосування. Характеристики, які оцінюють їх електричні, теплові і фізико-хімічні властивості
33. Короткий аналіз застосування провідникових матеріалів у пусковій,регулювальній і захисній апаратурі
43. Сплави для нагрівальних елементів, їх види, характеристики
53. Застосування благородних металів у якості провідників, їх властивості і характеристики
63. Магнітодіелектрики, їх склад, властивості, характеристики, галузі застосування
2. Атомно-кристалічна будова металів. Схеми кристалічних граток. Кристалізація металів та причини, від яких залежить утворення дрібнозернистої структури
Усі метали у твердому стані мають кристалічну будову, їхні атоми розташовуються в просторі з визначеною закономірністю, створюючи кристалічну решітку (гратку).
Найбільш характерними для металів є три типи решіток (рис.1):
а) об"ємна центрована кубічна(о.ц.к.) ,
б) гранецентрована кубічна(г.у.к.),
в) гексагональна щільно упакована(г.щ.у.).
У системі об"ємна центрована кубічна кристалізуються, наприклад, Cr, Mo, W, V; у системі гранецентрована кубічна - Ni, А1, Сu, Рb; у системі гексагональна щільно упакована - Be, Cd, Zn, Mg і ін.
а)б)в)
У деяких металів при нагріванні відбуваються зміни в будові кристалічної решітки. Існування того самого металу в різних кристалічних формах (модифікаціях) називається поліморфізмом, а перехід з однієї модифікації в другу - поліморфним перетворенням.
Окремі модифікації металів позначають літерами грецького алфавіту: a, b, g, d і т.д. Наприклад, залізо при кімнатній температурі володіє о.ц.к. решіткою; цю модифікацію називають a-залізом. При нагріванні до 768 °С a- залізо втрачає магнітні властивості, кристалічні гратки при цьому не змінюються. При 911°С о.ц.к. решітка в залізі перетворюється в г.ц.к.; залізо з такими решітками називають g-залізом.
При 1392°С g- залізо перетворюється в d- залізо з о.ц.к. решітками, що існують до температури плавлення 1539 °С.
При поліморфних перетвореннях поряд із зміною будівлі кристалічної решітки у значній мірі змінюються і властивості металів (об"єм, пластичність, твердість і т.п.). Тому наявність поліморфних перетворень багато в чому визначає поведінка і властивості металу при механічній і термічній обробці, легуванні, при роботі в умовах низьких і високих температур.
У різних площинах кристалічної решітки число атомів і відстані між ними неоднакові. У зв"язку з цим властивості окремих кристалів (монокристалів) у різних напрямках виявляються неоднаковими. Таке явище називається анізотропією.
Реальні метали - тіла полікристалічні, тобто складаються із великого числа по-різному орієнтованих у просторі кристалів (зерен). Тому властивості таких металів у різних напрямках стають усередненими, однаковими. Однак у випадках, коли обробка металів сприяє переважному кристалографічному орієнтуванню окремих зерен (при прокатці, куванню), полікристалічні метали також стають анізотропними. Так, наприклад, міцність зразків, вирізаних із листа уздовж напрямку прокатки, більше міцності зразків, вирізаних поперек прокатки.
Дефекти кристалічної будови.
Описана вище кристалічна побудова металів, коли в кожному вузлі решітки знаходиться атом, є ідеальним. У дійсності в гратках є багато дефектів: точкових, лінійних, поверхневих.
До точкових дефектів відносяться - вільні вузли у кристалічних решітках, зміщені атоми , атоми домішок.
Основні види лінійних дефектів - дислокації. Крайова дислокація - представляє собою край «зайвої» кристалографічної напівплощини. При іншому характері зміщення атомів може утворитися більш складна дислокація - гвинтова.
Поверхневі дефекти, звичайно утворюються по границях зерен, на вільних поверхнях.
Дислокації грають велику роль у пластичній деформації металів, полегшуючи або утруднюючи її, тобто сприяють знеміцненню або зміцненню металу. Точкові дефекти виявляються більше в дифузійних процесах, зв"язаних із переміщенням атомів.
Кристалізація металів
Кристалізацією називається процес переходу металів із рідкого стану у тверде, коли в металі формуються кристалічні гратки.
У 1878 р. російський вчений металург Д. К. Чернов установив, що затвердіння металів починається з утворення центрів (зародків) кристалізації. Від них зростають первинні (головні) осі майбутніх кристалів, потім перпендикулярно до них - осі вищих порядків. Такі первинні кристали, що нагадують зовнішнім виглядом дерево, одержали назву дендритів (від гр. дендрон - дерево). Подальший ріст дендритів і формування кристалів відбуваються за рахунок рідкого металу, що заповнює міжосьовий простір. При рості кристали у визначений момент зштовхуються, перешкоджають росту один іншого в різних напрямках, у результаті чого набувають випадкової зовнішньої форми . Такі кристали називають зернами. Розмір і кількість зерен до кінця кристалізації залежать від швидкості зародження (кількості центрів) і росту кристалів, що, у свою чергу, визначаються швидкістю охолодження металу, що твердіє. З підвищенням швидкості охолодження число зародків збільшується в більшому ступені, чим швидкість їхнього росту, тому розмір зерен у металі зменшується.
При різкому охолодженні металу утворюється дрібнозерниста структура металу.
магнітодіелектрик сплав метал
11. Сталі і сплави з особливими властивостями: їх групи, властивості та застосування. Сталі і сплави спеціальних способів виплавляння
У промисловості метали застосовуються в основному у виді сплавів: чорних (чавун, сталь) і кольорових (бронза, латунь, дюралюміній і ін.).
Сталь і чавун -- це сплави заліза з вуглецем. Але в сталі зміст вуглецю небагато менше, ніж у чавуні.
У чавуні утримується від 2 до 4% вуглецю. До складу чавуна входять також кремній, марганець, фосфор і сірка.
Чавун -- крихкий твердий сплав. Тому його використовують у тих виробах, що не будуть піддаватися ударам. Наприклад, з чавуна відливають радіатори опалення, станини верстатів і інші вироби. Чавун виплавляють таких видів сірий білий, ковкий. Практично весь білий чавун переплавляють у сталь.
Із суміші чавуна зі сталевим брухтом у мартенівських печах, конверторах і електропечах одержують сталь.
Сталь, як і чавун, має домішки кремнію, фосфору, сірки й інших елементів, але в меншій кількості.
Сталь не тільки міцний, але і пластичний метал. Завдяки цьому вона добре піддається механічній обробці. Сталь буває м'якою і твердою. З дуже твердої сталі роблять металеві конструкції (конструкційна сталь) і різальні інструменти (інструментальна сталь). Інструментальна сталь має більшу, ніж конструкційна, твердість і міцність.
Сталь -- це сплав заліза з вуглецем (до 2%) і іншими хімічними елементами. Вона широко застосовується в машинобудуванні, на транспорті, у будівництві, побуті.
У залежності від складу розрізняють вуглецеву і леговану сталь. В вуглецевій сталі утримуються 0,4...2% вуглецю. Вуглець додає сталі твердість, але збільшує крихкість, знижує пластичність. При додаванні в сталь під час плавки інших елементів: хрому, нікелю, ванадію й ін. змінюються її властивості.
Одні елементи підвищують твердість, міцність, інші -- пружність, треті додають антикорозійність, жароміцність і ін. Сталі, у яких є ці елементи, називаються легованими.
У марках легованої сталі добавки позначають буквами: Н -- нікель, У вольфрам, Г -- марганець, Д -- мідь, До - кобальт, Т -- титан.
По призначенню розрізняють конструкційну, інструментальну і спеціальну сталі. Конструкційна вуглецева сталь буває звичайної якості і якісна.
Конструкційна вуглецева звичайної якості -- пластична, але має невисоку міцність. Застосовується для виготовлення заклепок, шайб, болтів, гайок, м'якого дроту, цвяхів.
Конструкційна вуглецева якісна відрізняється підвищеною міцністю. З неї виготовляють вали, шківи, ходові гвинти, зубчасті колеса.
Сталь інструментальна має більшу твердість, міцністю, чим конструкційна, і застосовується для виготовлення зубил, молотків, різьбонарізних інструментів, свердла, різців.
Усі види сталей маркіруються певним чином. Так, конструкційна сталь звичайної якості позначається буквами Ст. і порядковим номером від 0 до 7 (Ст. 0, Ст. 1 і т.д.-- чим вище номер стали, тим вище зміст вуглецю і межа міцності), якісна -- двома цифрами 05, 08, 10 і т.д., що показують зміст вуглецю в сотих частках відсотка. По довіднику можна визначити хімічний склад сталі і її властивості.
Властивості сталі можна змінювати за допомогою теплового впливу -- термічної обробки (термообробки). Вона полягає в нагріванні до визначеної температури, витримці при цій температурі і наступному швидкому або повільному охолодженні. Діапазон температур може бути широким у залежності від виду термообробки і змісту вуглецю в сталі.
Властивості металу.
Властивості металів прийнято підрозділяти на фізичні, хімічні, технологічні і механічні. Зупинимося детальніше на механічних властивостях.
Вони є основною характеристикою матеріалів. Ці властивості відбивають здатність тіла пручатися впливові зовнішніх механічних (навантажень): міцність, пластичність, пружність, в'язкість, твердість, крихкість
Міцність -- здатність тіла пручатися деформації і руйнуванню під дією зовнішніх навантажень. Чим вище міцність, тим менше можуть бути розміри деталі.
Пластичність -- здатність тіла, не руйнуючись змінювати свою форму і розміри під дією зовнішніх сил.
В'язкість -- здатність тіла, пластично деформуючись, поглинати енергію зовнішніх сил.
Пружність -- властивість твердого тіла відновлювати свою форму й об'єм після зняття навантаження, що викликало деформацію. У конструкціях пружність виявляє себе у твердості -- здатності пручатися деформації.
Крихкість -- здатність тіла руйнуватися під дією зовнішніх сил практично без пластичної деформації
Найважливіші механічні властивості сталі -- твердість і міцність.
Кольорові метали та сплави.
З кольорових сплавів найбільше широко застосовуються бронза, латунь і дюралюміній.
Бронза -- жовто-червоний сплав на основі міді з додаванням олова, алюмінію й інших елементів. Відрізняється високою міцністю, стійкістю проти корозії.
Латунь -- сплав міді з цинком, жовтого кольору. Має високу твердість, пластичність, корозійну стійкість.
Дюралюміній -- сплав алюмінію з міддю, цинком, магнієм і іншими металами, сріблистого кольору. Володіє високими антикорозійними властивостями, добре обробляється.
Металевими сплавами
Металевими сплавами називають складні з'єднання (суміші) на основі металів, що зберігають високу електро- і теплопровідність, ковкість і інші властивості. Сплави можуть складатися з декількох металів або металів і неметалів. У техніці метали і їхні сплави звичайно відносять до однієї групи матеріалів - до металів.
У рідкому стані більшість сплавів однорідні й у фізико-хімічному розумінні представляють одну фазу. Після затвердіння в сплаві може утворитися декілька фаз. Кількість фаз і їхньої природи визначаються характером взаємодії компонентів сплаву при затвердінні.
Якщо компоненти сплаву розчиняються один в іншому, то утворяться так називані тверді розчини. При цьому атоми розчиненого компонента або заміщають атоми розчинника в його кристалічних решітках, або впроваджуються в неї. Такі сплави є однофазними і складаються із зерен твердого розчину з кристалічними решітками компонента-розчинника. У випадку обмеженої розчинності компонентів утвориться двофазний сплав, у якому другою фазою може бути чистий компонент або його хімічне (металеве) з"єднання з іншим компонентом.
Якщо при затвердінні компоненти сплаву не взаємодіють між собою, то утвориться механічна суміш зерен кожного з компонентів. Механічна суміш сплаву може складатися з двох і більшого числа фаз. При цьому кожна з фаз зберігає свій тип кристалічної решітки.
Ряд компонентів при затвердінні можуть вступати в хімічну взаємодію й утворювати хімічні сполуки як металів із неметалами (наприклад, карбід заліза Fe3C), так і металів із металами (наприклад, CuAl2 ); останні зазвичай називають металевими з"єднаннями.
Таким чином, фазами в сплавах можуть бути: чисті компоненти, тверді розчини або хімічні (металеві) з"єднання.
Комбінації цих фаз утворять структурні складових сплавів, що характеризуються однорідною будовою.
Леговані сталі
Леговані сталі класифікують за хімічним складом, якістю,структурою та призначенням.За хімічним складом, в залежності від концентрації вуглецю,сталі поділяють на низьковуглецеві (<0,3%С), середньовуглецеві (0,3-0,7%С) та високовуглецеві (>0,7%С). В залежності від легуючих елементів, які введенідо складу сталі, розрізняють хромисті, хромонікелеві,хромомарганцевонікелеві сталі та інші.В залежності від вмісту л.е. розрізняють низьколеговані (<5%),середньолеговані (5-10%) та високолеговані (>10%) сталі.За якістю, в залежності від присутності шкідливих домішок (S таP), сталі поділяють на якісні, високоякісні та особливо високоякісні.За структурою сталі класифікують у відпаленому(рівноваговому) стані та нормалізованому. При цьому оцінюєтьсяструктура зразків невеликого розміру.
Спеціальні сталі та сплави.
СПЕЦІАЛЬНІ СТАЛІ -- це сталі з особливими властивостями: жароміцні, зносостійкі, нержавіючі й ін.
Жароміцні сталі і сплави. Жароміцними називають сталі і сплави, здатні працювати під напругою при високих температурах протягом визначеного часу і які володіють при цьому достатньою жаростійкістю.
Жароміцні сталі і сплави застосовують для виготовлення багатьох деталей казанів, газових турбін, реактивних двигунів, ракет і т.д., що працюють при високих температурах.Жароміцні сталі завдяки невисокій вартості широко застосовуються у високотемпературній техніці, їхня робоча температура 500-750С.
Механічні властивості сталей перлітного класу (12ДО, 15ДО, 18ДО, 22ДО, 12Х1МФ): у=360490МПа, 0.2=220280 МПа, =2419%. Чим більше в сталі вуглецю, тим вища міцність і нижча пластичність.
Сталі мартенсітного і мартенсіто-феррітного класів (15Х11МФ, 40Х9С2, 40Х10С2М) застосовують для деталей і вузлів газових турбін і паросилових установок.
Сталі аустенітного класу (10Х18Н12Т, 08Х15Н24В4ТР, 09Х14Н18В2БР) призначені для виготовлення пароперегрівників і турбоприводів силових установок високого тиску.
Жароміцні сплави на нікелевій основі знаходять широке застосування в різних областях техніки (авіаційні двигуни, стаціонарні газові турбіни, хімічне апаратобудування і т.д.).
Часто використовують сплав ХН70ВТЮ, що володіє гарною жароміцністю і достатньою пластичністю при 700-800 оС.
Нікелеві сплави для підвищення їхньої жаростійкості піддають алітуванню.
СПЛАВИ З ЕФЕКТОМ “ПАМ'ЯТІ ФОРМИ”. Ці сплави після пластичної деформації відновлюють свою первісну геометричну форму чи в результаті нагрівання (ефект “пам'яті форми”), чи безпосередньо після зняття навантаження (зверхпружність).
Найбільше широко застосовують сплави на основі мононікеліда титана NiTi, що одержали назву нітінол. Ефект “пам'яті форми” у з'єднанні NiTi може повторюватися протягом багатьох тисяч циклів. Нитинол має високу міцність (у=7701100МПа, т=300500МПа), пластичністю (=10015%), корозійної і кавитационной стійкістю і здатністю, що демпфірує. Його застосовують як магнітний високодемпфіруючий матеріал у багатьох відповідальних конструкціях.
Сплави на основі титану. Сплави на основі титана одержали значно більше застосування, чим технічний титан. Легування титана Fe, Al, Mn, Cr, Sn, V, Si підвищує його міцність (у, 0.2), але одночасно знижує пластичність () і в'язкість (KCU). Жароміцність підвищують Al, Zr, Mo, а корозійну стійкість у розчинах кислот - Mo, Zr, Nb, Ta і Pd. Титанові сплави мають високу питому міцність. Як і в залізних сплавах, що легують елементи дуже впливають на поліморфні перетворення титана.
Сплав ВТ14 (Al - 5.5%, V - 1.2%, Mo - 3.0%) - у=900-1050МПа, =10%, KCU=0.5МДж/м2, -1=400МПа.
Ливарні алюмінієві сплави. Сплави для фасонного лиття повинні володіти високою текучістю, порівняно невеликою усадкою, малою схильністю до утворення гарячих тріщин і пористості в сполученні з гарними механічними властивостями, опором корозії й ін.
Сплави Al-Si (силуміни). Відрізняються високими ливарними властивостями, а виливка - великою щільністю. Сплави Al-Si (ЧЕРВОНИЙ2, ЧЕРВОНИЙ4, ЧЕРВОНИЙ9) порівняно легко обробляються різанням. Заварку дефектів можна заробити газовим й аргонодуговим зварюванням.
Сплав ЧЕРВОНИЙ9 - у=200МПа, 0.2=140МПа, =5%.
Сплави Al-Cu. Ці сплави (ЧЕРВОНИЙ7, ЧЕРВОНИЙ19) після термічної обробки мають високі механічні властивості при нормальній і підвищеній температурах і добре обробляються різанням. Ливарні властивості низькі.
Сплав ЧЕРВОНИЙ7 використовують для виливка невеликих деталей простої форми, сплав схильний до тендітного руйнування.
Сплав ЧЕРВОНИЙ7 - у=240МПа,0.2=160МПа, =7%.
Сплави Al-Mg. Мають низькі ливарні властивості. Характерною рисою цих сплавів є гарна корозійна стійкість, підвищені механічні властивості й оброблюваність різанням.
Сплави ЧЕРВОНИЙ8, ЧЕРВОНИЙ27, ЧЕРВОНИЙ13 і ЧЕРВОНИЙ22 призначені для виливків, що працюють у вологій атмосфері, наприклад, у суднобудуванні й авіації.
Сплав ЧЕРВОНИЙ8 - у=350МПа, 0.2=170МПа, =10%.
Алюмінієві сплави мають малу щільність (2,5 - 3,0 г/см3) у сполученні з досить гарними механічними властивостями і задовільною стійкістю до окислювання. По своїм прочностним характеристиках і по зносостійкості вони уступають сталям, деякі з них також не мають гарну зварюваність, але багато хто з них мають характеристики, що перевершують чистий алюміній.
Ці повітряні конструкції виконані зі сплавів алюмінію
Особливо виділяються алюмінієві сплави з підвищеною пластичністю, що містять до 2,8% Mg і до 2,5% Mn - вони володіють більшої, ніж чистий алюміній міцністю, легко піддаються витяжці, близькі по корозійній стійкості до алюмінію.
Дюралюміни - від французького слова dur - твердий, важкий і aluminium - твердий алюміній. Дуралюмини - сплави на основі алюмінію, що містять: 1,4-13% Cu, 0,4-2,8% Mg , 0,2-1,0% Mn , іноді 0,5-6,0% Si , 5-7% Zn , 0,8-1,8% Fe , 0,02-0,35% Ti і ін.
Дюралюміни - найбільш міцні і найменш коррозійно-стійкі з алюмінієвих сплавів. Схильні до межкристалічної корозії. Для захисту листового дюралюмінія від корозії його поверхню плакують чистим алюмінієм. Вони не мають гарну зварюваність, але завдяки своїм іншим характеристикам застосовуються скрізь, де необхідні міцність і легкість. Найбільше застосування знайшли в авіабудуванні для виготовлення деяких деталей турбореактивних двигунів.
Магналії - названі так через великий зміст у них магнію (Mg), сплави на основі алюмінію, що містять: 5-13% Mg ,0,2-1,6% Mn ,іноді 3,5-4,5% Zn ,1,75-2,25% Ni ,до 0,15% Be ,до 0,2% Ti ,до 0,2% Zr.
Магналії відрізняються високою міцністю і стійкістю до корозії в прісній і навіть морській воді. Магналії також добре стійкі до впливу азотної кислоти HNO3 , розведеної сірчаної кислоти H2SO4 , ортофосфорної кислоти H3PO4 , а також у середовищах, що містять SO2 .
Застосовуються як конструкційний матеріал у :авіабудуванні;суднобудуванні;машинобудуванні (зварені баки, заклепки, бензопроводи, мастилопроводи); для виготовлення арматури будівельних споруджень; для виготовлення деталей холодильних установок; для виготовлення декоративних побутових предметів і ін.
При змісті Mg вище 6% магналії схильні до межкристаллической корозії. Мають більш низькі ливарні властивості, чим силуміни.
Силуміни - сплави на основі алюмінію з великим змістом кремнію (Si).
До складу силумінів входять: 3-26% Si ,1-4% Cu ,0,2-1,3% Mg ,0,2-0,9% Mn ,іноді 2-4% Zn , 0,8-2% Ni, 0,1-0,4% Cr , 0,05-0,3% Ti і ін.
При своїх щодо невисоких характеристиках по міцності силуміни мають найкращі з всіх алюмінієвих сплавів ливарні властивості. Вони найбільше часто використовуються там, де необхідно виготовити тонкостінні чи складні за формою деталі. По корозійній стійкості займають проміжне положення між дюралюмінами і магналіями.
Знайшли своє основне застосування в: авіабудуванні;вагонобудуванні;автомобілебудуванні і будівництві сільськогосподарських машин длявиготовлення картерів, деталей коліс, корпусів і деталей приладів.
САП - сплави, що складаються з Al і 20-22% Al2O3 .
Одержують спіканням окисленого алюмінієвого порошку. Після спікання частки Al2O3 відіграють роль укріплювача. Міцність даного з'єднання при кімнатній температурі нижче, ніж удюралюмінів і магналіїв, але при температурі яка перевищу 200 °С перевершує їх. При цьому САП мають підвищену стійкість до окислювання, тому вони незамінні там, де температура експлуатації перевищує 400 °С .Нейтралізуючий агент необхідний для нейтралізації соляної кислоти HCl при шлунково-кишкових захворюваннях.
Плакування - (від французького plaquer - накладати) нанесення методом гарячої чи прокатки пресування на поверхню металевих аркушів тонкого шару іншого чи металу сплаву.
Сплави на основі магнію. Сплави магнію мають малу щільність, високою питомою міцністю, добре поглинають вібрації, що визначило їхнє широке використання в авіаційній і ракетній техніці. Однак сплави магнію мають низький модуль нормальної пружності 43000МПа і погано пручаються корозії.
Ливарні сплави. Широко застосовується сплав МЛ5, у якому сполучаються високі механічні і ливарні властивості. Він використовується для лиття навантажених великогабаритних виливків.
Сплав МЛ6 володіє кращими ливарними властивостями, чим МЛ5, і призначається для виготовлення тяжелонагруженних деталей.
Сплав МЛ5 - у=226МПа, 0.2=85МПа, =5%.
Деформируемие сплави. Ці сплави виготовляють у виді гарячекатаних прутків, смуг, профілів, а також кувань і штампових заготівель.
Сплав МА1 має порівняно високу технологічну пластичність, гарною зварюваністю і корозійною стійкістю.
Сплав МА2-1 має досить високі механічні властивості, гарною зварюваністю, однак схильний до корозії під напругою, піддається усім видам листового штампування і легко прокочується.
Сплав МА1 - у=190-220МПа, 0.2=120-140МПа, =5-10%.
Сплави на основі міді. Розрізняють дві основні групи мідних сплавів: 1) латуні - сплави міді з цинком; 2) бронзи - сплави міді з іншими елементами. Мідні сплави мають високі механічні і технічні властивості, добре пручаються корозії і зносу.
Латуні. Латунями називають подвійні чи багатокомпонентні сплави на основі міді, у яких основним легуючим елементом є цинк.
Коли потрібно висока пластичність, підвищена тепловідвідність застосовують латуні з високим змістом міді (Л06 і Л90). Латуні Л62, Л60,Л59 з великим змістом цинку мають більш високу міцність, краще обробляються різанням, дешевше, але гірше пручаються корозії.
Латунь ЛЦ40С - у=215МПа, =12%, 70НВ.
Олов'яні бронзи. Володіють гарними ливарними властивостями і застосовуються для лиття деталей складної форми. Недоліком виливків з олов'яних бронз є велика мікропористість. Їх часто застосовують для виготовлення антифрикційних деталей.
Бронза БрО3Ц12С5 - у=200МПа, =5%.
28. Тверді діелектрики, їх види, властивості та галузі застосування. Характеристики, які оцінюють їх електричні, теплові і фізико-хімічні властивості
Тверді діелектрики.
Загальні характеристики твердих діелектриків.
Тверді діелектрики - це надзвичайно широкий клас речовин, що містить речовини , що радикально різняться електричними, теплофізичними, механічними властивостями.
Наприклад, діелектрична проникність міняється від значення, що незначно перевищує 1, до більш ніж 50000, залежно від типу діелектриків: неполярний, полярний, сегнетоелектрик.
Неполярний діелектрик - речовина, що містить молекули з переважно ковалентним зв'язком.
Полярний діелектрик - речовина, що містить дипольні молекули або групи, або, що має іони в складі структури.
Сегнетоелектрик - речовина, що має в складі області зі спонтанною поляризацією.
Механізми поляризації в них різко різняться:
- чисто електронна поляризація в неполярних діелектриків типу поліетилена, полістиролу, при цьому діелектрична проникливість ? -невелика, не більш 3, діелектричні втрати теж малі;
- іонна поляризація в іонних кристалів типу NaСl або дипольна в полярних діелектриків типу льоду, при цьому ? може перебувати в межах від 3-4 до 100, діелектричні втрати можуть бути досить значні, особливо на частотах обертання диполів і інших резонансних частотах;
- доменна поляризація в сегнетоелектриків - при цьому ? максимальна й може досягати 10000-50000, діелектричні втрати можуть бути досить значні, особливо на резонансних частотах і в області підвищених частот.
Особливості механізмів провідності у твердих діелектриках - концентрація носіїв дуже мала, рухливість іонів у гомогенних матеріалах дуже мала, рухливість електронів у чистих матеріалах велика, у технічно чистих - мала. Механізми електропровідності різні в різних речовинах.
Деякі терміни, специфічні для твердих діелектриків:
хімічна стійкість - здатність витримувати контакти з різними середовищами (кислота - кислотостійкість, луг - лугостійкість, озон - озоностійкість, масло - маслостійкість, вода - водостійкість);
трекінгостійкість - здатність протистояти дії дуги;
дендритостійкість - здатність протистояти утворенню дендритів.
Види діелектриків. Застосування твердих діелектриків в енергетиці.
Усі діелектричні матеріали можна розділити на групи, використовуючи різні принципи, наприклад, розділити на неорганічні й органічні матеріали.
Неорганічні діелектрики: скло, слюда, кераміка, неорганічні плівки (окисли, нітриди, фториди ), металофосфати, електроізоляційний бетон. Особливості неорганічних діелектриків - негорючі, як правило, світло- озоно- термостійкі, мають складну технологію виготовлення. Старіння на змінній напрузі практично відсутні, схильні до старіння на постійній напрузі.
Органічні діелектрики: полімери, віск, лаки, гуми, папери, лакотканини. Особливості органічних діелектриків - горючі (в основному), малостійкі до атмосферних і експлуатаційних впливів, мають (в основному) просту технологію виготовлення, як правило, більш дешеві в порівнянні з неорганічними діелектриками. Старіння на постійній напрузі практично відсутнє, на змінній напрузі старіють за рахунок часткових розрядів.
Застосування в енергетику:
- лінійна й підстанційна ізоляція - це порцеляна, скло й кремнійорганічна гума в підвісних ізоляторах ПЛ, порцеляна в опорних і прохідних ізоляторах, склопластики як несучі елементи, поліетилен, папір у високовольтних уведеннях, папір, полімери в силових кабелях;
- ізоляція електричних приладів - папір, гетинакс, склотекстоліт, полімери, слюдяні матеріали;
- ізоляція машин, апаратів - папір, картон, лаки, компаунди, полімери;
- конденсатори різних видів - полімерні плівки, папір, оксиди, нітриди.
Із практичної точки зору в кожному випадку вибору матеріалу електричної ізоляції слід аналізувати умови роботи й вибирати матеріал ізоляції відповідно до комплексу вимог. Для орієнтування доцільно розділити основні діелектричні матеріали на групи за умовами застосування.
1. Нагрівостійка електрична ізоляція. Це в першу чергу виробу зі слюдяних матеріалів, деякі з яких здатні працювати до температури 700 ° С. Скла й матеріали на їхній основі (склотканини, склослюдініти). Органосілікатні й металофосфатні покриття. Керамічні матеріали, зокрема нітрид бору. Композиції із кремнійорганіки з термостійким сполучним. З полімерів високу нагрівостійкість мають поліімід, фторопласт.
2. Вологостійка електрична ізоляція. Ці матеріали повинні бути гідрофобні (незмочування водою) і негігроскопічні. Яскравим представником цього класу є фторопласт. У принципі можлива гідрофобізація шляхом створення захисних покриттів.
3. Радіаційно-стійка ізоляція. Це, у першу чергу, неорганічні плівки, кераміка, склотекстоліт, слюдинітові матеріали, деякі види полімерів (полімід, поліетилен).
4. Тропікостійка ізоляція. Матеріал повинен бути гідрофобним, щоб працювати в умовах високої вологості й температури. Крім того, він повинен бути стійким проти цвілевих грибків. Кращі матеріали: фторопласт, деякі інші полімери, гірші - папір, картон.
5. Морозостійка ізоляція. Ця вимога характерна, в основному для гум, тому що при зниженні температури всі гуми втрачають еластичність. Найбільш морозостійка кремнійорганічна гума з фенільними групами ( до -90°С).
6. Ізоляція для роботи у вакуумі (космос, вакуумні прилади). Для цих умов необхідно використовувати вакуумно-щільні матеріали. Придатні деякі, спеціально приготовлені керамічні матеріали, малопридатні полімери.
Електропровідність твердих діелектриків.
Особливістю використання матеріалів в електроенергетиці є те, що вони експлуатуються в умовах впливу електричних полів, і в трохи меншому ступені, в умовах впливу магнітних полів. Основними процесами, що відбуваються під дією цих полів є поляризація речовини, електропровідність, намагнічування речовини.
Електропровідність - це здатність матеріалу проводити електричний струм.
Електричним струмом називається спрямований рух електрично заряджених часток. Електричний струм може бути викликаний зарядженими частками різних типів. Основні види заряджених часток - це електрони й іони.
Тут основними носіями заряду є електрони. Іони "вморожені" і практично не мають можливості руху, b ~10-23 м2/(В·с). Утворення вільних носіїв заряду відбувається внаслідок впливу іонізаційних випромінювань і нагрівання.Електропровідність твердих діелектриків визначається наявністю домішок.
Діелектрична проникність твердих діелектриків.
Однієї з найважливіших характеристик діелектриків, що має найважливіше значення для техніки є його відносна діелектрична проникність ?. Ця величина являє собою відношення заряду Q, отриманого на конденсаторі, що містить даний діелектрик, до заряду Q0, який можна було б одержати в конденсаторі, якби між електродами перебував вакуум:
? = Q/Q0
Значення діелектричної проникності твердих діелектриків суттєво залежить від їхньої фізико-хімічної природи: від розмірів і ступеня полярності молекул, тобто, від механізмів поляризації, властивих тому або іншій речовині. Діелектрична проникність у цьому випадку також залежить від температури. Однак на відміну від газів температурний коефіцієнт діелектричної проникності може мати нелінійний характер і ухвалювати позитивні значення. Для полярних речовин має місце й залежність діелектричної проникності від частоти прикладеної напруги. З ростом частоти діелектрична проникність полярних діелектриків знижується . Значення діелектричної проникності твердих діелектриків змінюються в діапазоні від 2-3 до 7000-9000 (титанат барію).
Електрична міцність матеріалів.
Діелектрик, що перебуває в електричнім полі, при певному значенні напруженості електричного поля втрачає ізоляційні властивості. Це явище зветься пробою, а значення напруги при якому відбувається пробій - електричною міцністю діелектрика. Електрична міцність визначається пробивною напругою, віднесеним до товщини діелектрика в місці пробою:
Eпр = Uпр/h
На практиці звичайно вимірюють електричну міцність у кіловольтах на міліметр. Електрична міцність суттєво залежить від відстані між електродами і їх форми, від великого числа різноманітних фізико-технічних параметрів.
Для твердих діелектриків дуже характерна залежність електричної міцності від наявності й складу домішок. Наприклад, електрична міцність трансформаторного масла становить 4кВ/мм, але після ретельного очищення від води цей показник збільшується до 20-25 кВ/мм. Наявність твердих домішок спотворює картину поля, робить його нерівномірним, приводить до появи зон локальної перенапруги . Реальні діелектрики відрізняються від ідеальних, насамперед наявністю в тілі діелектрика мікропор.Це є одним з головних факторів погіршення властивостей електричної ізоляції в процесі експлуатації - старіння діелектриків.
Старіння діелектриків - погіршення характеристик діелектриків при їхній експлуатації.Основний механізм старіння діелектриків - вплив часткових розрядів. Справа в тому, що в енергетику на діелектрики діють, як правило, змінні електричні поля. При цьому при дії змінної напруги певної амплітуди в газових або повітряних порах виникають часткові розряди.
Частковий розряд - локальний лавинний розряд у газовій порі діелектрика.
Теплові характеристики матеріалів.
До найважливіших теплових властивостей діелектриків ставляться нагрівостійкість, холодостійкість і теплове розширення.Температура - це поняття, введене для характеристики енергії, яку мають молекули речовини. Для матеріалів уводять кілька характерних температурних крапок, що вказують працездатність і поведінка матеріалів при зміні температури.
1. Нагрівостійкість - максимальна температура, при якій не зменшується термін служби матеріалу.
2. Теплостійкість - температура, при якій відбувається погіршення характеристик при короткочаснім її досягненні.
3. Термостійкість - температура, при якій відбуваються хімічні зміни матеріалу.
4. Морозостійкість - здатність працювати при знижених температурах (цей параметр важливий для гум). Погіршення ізоляційних властивостей може відбуватися при тривалій дії щодо невеликих температур. Підвищення швидкості хімічних реакцій в ізоляції викликає теплове старіння ізоляції. Старіння ізоляції проявляється у вигляді підвищення твердості й крихкості, утвору тріщин, зниженні електричної міцності. У середньому підвищення температури на кожні 10 градусів зменшує тривалість старіння ізоляції вдвічі. На швидкість старіння істотний вплив виявляє наявність підвищеної концентрації кисню, озону або хімічно активних реагентів, вплив прямих сонячних променів. З питаннями припустимої температури тісно зв'язані заходи пожежної безпеки й вибухобезпечності встаткування.
33 Короткий аналіз застосування провідникових матеріалів у пусковій,регулювальній і захисній апаратурі
Провідники, які використовуються в сучасній техніці, по агрегатному стану розділяють на газоподібні, рідкі і тверді.
До газоподібних провідників відносять пари речовин і гази при такому значенні напруженості електричного поля, що забезпечує початок процесу іонізації молекул. Іонізований газ являє собою провідник, у якому перенос електричних зарядів здійснюється як електронами, так і іонами. Провідність газів і пари широко використовується в різних газорозрядним приборах, інші гази і пари дуже погано проводять електричний струм, їх застосовують як діелектрики.
До рідких провідників відносять різні розчини солей, кислот, лугів і інших речовин, а також їхні розплави, що проводять електричний струм і електроліти. Проходження струму через електроліт зв'язано з переносом іонів розчиненої речовини і розчинника. Склад електроліту при цьому змінюється, а на електродах, занурених в електроліт, відбувається виділення речовин з розчину. Електроліти широко використовують у техніку, зокрема в технології виготовлення різних елементів радіоелектронних пристроїв. Рідкими провідниками є також розплави металів.
Тверді провідники є найважливішими провідниковими матеріалами, які широко застосовуються в радіоелектроніці й електротехніці. До них відносять метали і їхні сплави. У періодичній системі Д. І. Менделєєва метали займають більш 75% місць.
Метали у твердому стані є кристалічними речовинами, для яких характерний особливий вид металевого зв'язку між атомами. Електропровідність металів як у твердому, так і в рідкому стані обумовлена переносом електричних зарядів тільки електронами. От чому при проходженні струму через контакт різних металів не відбувається переносу речовини одного металу в іншій, як це має місце при проходженні струму в електролітах.
По характері застосування в радіоелектронних приладах металеві матеріали розділяють на метали високої провідності і сплави високого опору.
Метали високої провідності (срібло, мідь, алюміній, залізо, золото й ін.) використовують для виготовлення проводів, мікропроводів. Вони використовуються як основа в контактних матеріалах, припоях.
Останнім часом усе більше застосування в техніку знаходять надпровідники, що володіють мізерно малим питомим електричним опором при дуже низьких температурах. До їхнього числа відносять алюміній, ртуть, свинець, ніобій, з'єднання ніобію з оловом, титаном, цирконієм і ін.
Сплави високого опору застосовують при виготовленні резисторів і резистивних елементів різних типів і призначення, а також різноманітних електронагрівальних елементів і т.п. Найбільш відомими сплавами високого опору є мідно-марганцеві сплави (манганіни), мідно-нікелеві сплави (константани), сплави заліза, нікелю і хрому (ніхроми).
Контакти, розраховані на роботу при невеликій силі струму, виготовляють із срібла, вольфраму або сплавів металів. Для економії дорогих металів виготовляють також біметалеві контакти,наприклад із міді й срібла. Крім того, виготовляють металокерамічні контакти -- вони мають підвищену зносостійкість.
Зі сплавів для дротових резисторів найбільше поширення одержали сплави на основі міді і нікелю, зокрема манганін і константан.
Срібло та сплави на основі срібла. Відзначаються високими електропровідністю і теплопровідністю, значною корозійною стійкістю, невеликою твердістю. Стійкі до окислення, але чутливі до діяння сірки і її сполук (стійкість до сірки підвищують добавками магнію, індію, кадмію, цинку або ін. елементів). Найпоширенішими є срібломідні сплави. З срібла виготовляють слабкострумові контакти, ювелірні вироби, монети і медалі, їх використовують як припої. Для радіотехнічних та ін. потреб використовують сплави, що містять метали платинової групи, алюміній, літііі, берилій тощо.
Манганін -- сплав на основі міді, що одержав свою назву через наявність у ньому марганцю (до 12%), широко застосовуваний для виготовлення зразкових резисторів і інших точних приладів . Манганін можна витягати в тонкий дріт діаметром 20 мкм і менш. Дріт випускають як у твердому (невипаленому) виді марки ПМТ, так і в м'якому (відпаленому) -- марки ПММ.
Для забезпечення підвищеної стабільності опору і зниження ТКr дріт піддають тепловому старінню: отжигу у вакуумі при температурі порядку 550--600°С з наступним повільним охолодженням. Гранично припустима робоча температура сплавів цього типу не перевищує 200° С. З механічних властивостей відзначимо відносне подовження Dl/l=15--30% і sr= 450--600 МПа.
Константан - сплав, що складається з наступних елементів: Ni (39-41%); Mn (1-2%); інше Cu. Сплав має високий питомий електричний опір (близько 0,5 мкОм · м), мінімальне значення термічного коефіцієнта електричного опору, високу термоелектродвіжущей силу в парі з міддю, залізом, хромель. Температурний коефіцієнт лінійного розширення 14,4 · 10 -6 ° C <sup> -1. Щільність 8800-8900 кг / м 3, температура плавлення близько 1260 ° C. Добре піддається обробці. Йде на виготовлення термопар, реостатів і електронагрівальних елементів з робочою температурою до 400 - 500 ° C, вимірювальних приладів низького класу точності.
У цілому широкому застосуванню константану перешкоджає його висока вартість через великий зміст у ньому дефіцитного нікелю.
Вольфрам - надзвичайно важкий та твердий метал сірого кольору. З усіх металів має найбільшу температуру плавлення. Його отримують з руд різного складу; проміжним продуктом є вольфрамова кислота H2WO4, з якої відновленням воднем при нагріванні до 9000С отримують металевий вольфрам у вигляді порошку. З цього порошку при високому тиску пресують стрижні, які обробляють при високій температурі в атмосфері водню (для запобігання окисленню), після чого перетворюють процесами кування та волочіння в дріт діаметром до 0,01 [мм] або прокатуванням в листи.
Для вольфраму є характерним слабкий зв'язок між окремими кристалами, тому при зернистій структурі вироби з нього є досить крихкими та легко ламаються. Після кування та волочіння вольфрам стає волокнистим, гнучким та міцним, його межа міцності при розтягуванні ?? приймає значення приблизно від 500?600 [МПа] для стрижнів діаметром 5 [мм] до 3000?4000 [МПа] для тонких ниток, причому відносне подовження перед розривом ??/? для ниток становить менше 2%. Нитки вольфраму знайшли широке застосування у якості елементів розжарювання в електронно-вакуумних приладах, завдяки здатності вольфраму витримувати температури більше 20000С. При цьому застосування вольфраму можливе тільки в умовах високого вакууму або в атмосфері інертних газів тому, що в повітрі він сильно окислюється. Вольфрам застосовують також для виготовлення контактів.
До переваг вольфрамових контактів можна віднести:
- cтійкість у роботі;
- незначне механічне зношування;
- здатність протистояти дії електричної дуги та не приварюватися один до одного;
- низька схильність до ерозії (утворення кратерів та наростів в місцях перегріву та плавлення металу).
До недоліків вольфраму можна віднести:
- складність обробки;
- утворення в атмосферних умовах оксидних плівок;
- необхідність у великих тисках для забезпечення малих значень електричного опору контакту.
Для контактів з великими значеннями потужності, що комутується, використовують металокерамічні матеріали. Заготовку пресують з порошку вольфраму під великим тиском, спікають в атмосфері водню, отримуючи міцну, але пористу основу, яку пропитують розплавленим сріблом або міддю для збільшення провідності.
Молібден - широко використовується в електровакуумній техніці, але при менших температурах ніж вольфрам. Може експлуатуватися тільки в вакуумі або інертному газі. Механічна міцність молібдену в дуже великій степені залежить від механічної обробки матеріалу, виду виробу, діаметру стрижнів або дроту та наступної термообробки. Його межа міцності при розтягуванні ?р може приймати значення від 350 до 2500 [МПа], а відносне подовження перед розривом ??/? становить від 2% до 55%. Щільність молібдену приблизно вдвічі менша ніж у вольфраму.
Застосування молібдену:
- в електровакуумній техніці. Найбільш розповсюдженими є марки МЧ (молібден чистий) та МК (молібден з кремнієм). Остання марка має високу механічну міцність при високих температурах;
- в якості матеріалу для контактів.
43. Сплави для нагрівальних елементів, їх види, характеристики
До нагрівостійких сплавів відносять сплави на основі заліза, нікелю, хрому й алюмінію. Висока нагрівостійкість цих сплавів пояснюється введенням у їхній склад досить великих кількостей металів, що утворюють при нагріванні на повітрі суцільну оксидную плівку. Істотний вплив на якість цих сплавів, ,зокрема на робочу температуру, робить зміст хрому, що додає високу тугоплавкість оксидам. Залізо на відміну від нікелю і хрому легко окисляється і тому чим більше його зміст у сплаві, тим нижче його нагрівостійкість.
Нагрівальні елементи, виконані з хромонікелевих сплавів, на повітрі покриваються міцними оксидними плівками, причому TKl плівки і сплаву приблизно рівні. Це визначає високу нагрівостійкість хромонікелевих сплавів на повітрі.
Для нагрівальних елементів застосовують термостійкі сплави, які задовольняють наступним вимогам:
- відсутність фазових перетворень при нагріві та охолодженні
- висока температура плавлення
- висока жаростійкість
- високий питомий електричний опір
- низький температурний коефіціент питомого електричного опору
- термостійкість, що забезпечує відсутність деформацій нагрівача при високих температурах
- пластичність і зварюваність
Сплави класифікують по наявності у хімічній сполуці елементів, що забезпечують експлуатаційні якості даної марки, і поділяються на :
- нікель хромові (ніхроми)
- нікель хромові, леговані алюмінієм
- хромонікелеві на основі заліза
- залізохромоалюмінієві (фехралі)
При температурах до 1100°С найчастіше використовують ніхромовий сплав Х20Н80. До 1350°С використовують нагрівачі фехралеві із сплавів марки Х23Ю5Т (аналог-канталь А-1) та Х27Ю5Т. Перевагами цих сплавів у порівнянні з ніхромом є:
- менша ціна
- відсутність окалини
- можливість роботи при більш високих температурах
- великий термін служби
Недоліки:
- в процесі експлуатаціі стають ламкими
- при високих температурах нагрівач пластичний і деформується
Для роботи при температурах до 1500°С у печі встановлюють карбідокремнієві нагрівачі. Тип, розміри, потужність і місце розташування вибирають згідно з вимогами до експлуатаціі електропечі.
Високотемпературні нагрівачі з силіциду молібдена типу СМ-1 застосовують до 1600°С для роботи в окислюючому середовищі. Їх відзнакою є різко змінний питомий опір від 0,42·10-6 Ом·м при 20°С до 4,2·10-6 Ом·м при 1500°С.
Хромітлантанові нагрівачі застосовуються у печах із повітряним середовищем при температурах до 1800°С. Вони можуть працювати як безперервно, так і циклічно з охолодженням до кімнатної температури. На відміну від силіцидмолібденових і карбідокремнієвих нагрівачі хромітлантанові мають високий питомий електричний опір.
Ніхром - це узагальнююча назва класу сплавів на нікелевій основі, що складаються, в залежності від марки сплаву, з 55-78% нікелю, 15-23% хрому, з добавками марганцю, кремнію, заліза, алюмінію, і призначених для резисторів і нагрівальних елементів. Перший ніхромовий сплав було розроблено у США в 1905 році А. Маршем з Driver-Harris Company.
Основними перевагами ніхромовим сплавів є висока жаростійкість в окислювальній атмосфері (до 1250 ° C), високий питомий електричний опір (1,05-1,4 Ом·мм?/м). Ніхром володіє підвищеною жароміцністю, криптостійкістю, пластичністю та стабільністю форми, що дозволяє йому широко використовуватися для виготовлення нагрівальних елементів у високотемпературних електропечах, печах випалювання і сушіння, різних електричних апаратах теплової дії.
Також ніхром використовується в якості жароміцного (жаростійкого) сплаву і хімічно стійкого сплаву в певних агресивних середовищах, з ніхрому виготовляють деталі, що працюють при високій температурі, резисторні елементи, реостати. Застосовується в якості підшару і жаростійкого покриття при газотермічному напиленні.
Основні застосовувані марки ніхрому - Х20Н80, Х15Н60, ХН70Ю. Найпоширеніша марка ніхрому - Х20Н80 з вмістом 79.1% нікелю (Ni) і 20-23% хрому (Cr).
Фехраль - сплав, який застосовується в тих же галузях, що і ніхром, але за рахунок відсутності нікелю в своїй основі фехраль дешевша. Фехраль витримує меншу кількість циклів нагрівання, хоча граничні робочі температури вищі, ніж у ніхромів, і досягають 1400 градусів Цельсія. На даний момент марка фехралі Х23Ю5Т витіснила з виробництва інші марки, такі як Х15Ю5, Х27Ю5Т і Х23Ю5. При однаковій ціні фехраль Х23Ю5Т перевершує їх за показниками жароміцності і жаростійкості.
Фехраль Х23Ю5Т містить 22-24% хрому (Cr) і всього лише до 0.6% нікелю (Ni). Це залізохромоалюмінієвий сплав. Відсутність у великих кількостях нікелю робить фехраль більш дешевим матеріалом в порівнянні з ніхромом. Однак, фехраль менш технологічна - з неї не можна виготовити тонкий дріт. Два цих сплави досить схожі і мають однакове застосування.
Найбільш цінними фізичними властивостями ніхромів Х20Н80 і Х15Н60 і фехралі Х23Ю5Т є високий електричний опір, малий температурний коефіцієнт електроопору, високий опір корозії в різних середовищах і висока жаростійкість.
Ніхром може працювати при температурах 1100-1300 ° С, фехраль Х23Ю5Т - до 1400 ° С в залежності від діаметра дроту (за ГОСТ 12766.1-90).
Чим більший діаметр ніхром-дроту або фехраль-дроту, з якого зроблений нагрівач, тим вища його максимальна робоча температура.
Продукція з фехралі Х23Ю5Т (фехралевий дріт) більше жаростійка, ніж продукція з ніхрому Х15Н60 і Х20Н80 (ніхром-дріт, нитка, стрічка, ніхромова смуга). Перераховані вище властивості даних прецизійних сплавів визначають галузі їх застосування.
Таким чином, найчастіше ніхром і фехраль використовуються для виготовлення електронагрівальних елементів печей для всіх галузей промисловості, побутових приладів та апаратів теплової дії.
Ніхром Х20Н80 (смуга, стрічка, нитка, ніхром-дріт) є матеріалом для нагрівальних елементів промислових електропечей і різних електронагрівальних пристроїв. Рекомендується його застосування для нагрівачів електротермічного устаткування підвищеної надійності. Ніхром Х15Н60 (стрічка, нитка, ніхром-дріт, смуга) застосовується для виготовлення тих самих виробів, що і Х20Н80, а також використовується у виробах електронної техніки і при створенні непрецизійних резисторів.
Так як ніхром і фехраль в переважно використовуються для виготовлення нагрівальних елементів, то найпоширенішою продукцією є ніхромовий дріт (нитка), ніхромова стрічка і ніхромова смуга Х20Н80 і Х15Н60, фехралевий дріт Х23Ю5Т.
53. Застосування благородних металів у якості провідників, їх властивості і характеристики
Благородні метали - метали, що відзначаються високою хімічною стійкістю і привабливим зовнішнім виглядом у виробах. До благородних металів належать золото, срібло, платина і метали платинової групи (іридій, осмій, паладій, родій, рутеній). Крім високої хім. стійкості, для золота, срібла і платини характерна значна пластичність (товщина прокатаних листів до 0,0001 мм), а для металів платинової групи - тугоплавкість і висока твердість. Надвисока тепло-і електропровідність - у срібла; наднизька - у платини і металів її групи. Благородні метали добувають з руд методами гідрометалургії, які часто комбінують із збагаченням, доповнюючи ціануванням і амальгамацією. Благородні метали високої чистоти одержують афінажем. У чистому вигляді вони переважно використовують як декоративні й захисні покриття. Золото, крім того, є валютним металом. Із сплавів благородних металів виготовляють електр. контакти, терморезистори, термопари, мед. інструменти і препарати, хім. посуд, ювелірні та ін. вироби. Ці метали застосовують також для очищення води.
Золото - метал жовтого кольору, який має високу пластичність.
Параметри: межа міцності при розтягуванні ??=150 [МПа]; відносне подовження перед розривом ??/?=40%.
Застосовується в якості: контактного матеріалу для корозійно-стійкого покриття, електродів фотоелементів, вакуумного напилення плівкових мікросхем, тощо.
Подобные документы
Застосування будівельних матеріалів у будівельних конструкціях, класифікація та вогнестійкість будівельних конструкцій. Властивості природних кам’яних матеріалів, виробництво чорних металів з залізної руди. Вплив високих температур на властивості металів.
книга [3,2 M], добавлен 09.09.2011Метали як хімічні елементи, ознаками яких є висока теплова та електропровідність, пластичність та міцність. Обумовленість властивостей металів їх електронною будовою. Параметри кристалічних решіток. Теорія сплавів, їх типи, компоненти, схеми утворення.
реферат [1,8 M], добавлен 21.10.2013Будова, властивості і класифікація композиційних матеріалів – штучно створених неоднорідних суцільних матеріалів, що складаються з двох або більше компонентів з чіткою межею поділу між ними. Економічна ефективність застосування композиційних матеріалів.
презентация [215,0 K], добавлен 19.09.2012Кисень і ацетилен, їх властивості і одержання, транспортування і зберігання. Вибір і підготовка зварювальних матеріалів. Апаратура, устаткування для газового зварювання. Будова ацетиленово-кисневого полум'я. Особливості і режими зварювання різних металів.
курсовая работа [917,2 K], добавлен 21.04.2013Поняття про метал та сплав. Сорти та марки металів та їх сплавів. Склад сталі, основні домішки. Сталі за хімічним складом та призначенням, їх механічні властивості. Сортовий прокат, схема роботи. Металева продукція з різним профілем - сортамент.
презентация [2,6 M], добавлен 05.04.2013Класифікація сталей за хімічним складом, призначенням, якістю, степенем розкисленості, структурою. Механічні властивості якісних сталей та високоміцного чавуну, їх промислове застосування та вимоги до якості. Вміст хімічних елементів у чавуні та сталі.
реферат [82,8 K], добавлен 21.10.2013Визначення і класифікація легованих сталей. Характеристики, призначення, будова та принцип дії установок плазмового зварювання, способи усунення несправностей. Дугове електричне та повітряно-дугове різання металів та їх сплавів, апаратура та технологія.
дипломная работа [322,3 K], добавлен 19.12.2010Зернинна структура металів, її вплив на властивості сплавів і композитів. Закономірності формування зернинної структури в металевих матеріалах з розплаву і при кристалізації з парової фази. Розрахунок розміру зерна по електронно-мікроскопічним знімкам.
дипломная работа [646,5 K], добавлен 19.06.2011Ливарне виробництво. Відомості про виробництво, традиційні методи обробки металічних сплавів. Нові види обробки матеріалів (електрофізичні, електрохімічні, ультразвукові). Види електроерозійного та дифузійного зварювання, сутність і галузі застосування.
контрольная работа [34,6 K], добавлен 25.11.2008Області застосування вогнетривів. Показники властивостей піношамотних виробів. Карбідкремнієві вогнетриви, особливості застосування. Класифікація теплоізоляційних матеріалів. Фізико-хімічні властивості перліту. Теплопровідність теплоізоляційної вати.
курсовая работа [126,0 K], добавлен 30.09.2014
