Теплопроводность титана: Теплопроводность титана и алюминия — Морской флот

Содержание

Титан теплопроводность — Справочник химика 21

    Титан является основным конструкционным материалом, используемым в производстве хлора. Возрастает количество холодильников, изготовляемых из титана. Они дешевле стеклянных и занимают в 8 раз меньше места. Благодаря лучшей теплопроводности, возможности применения более эффективной конструкции и отсутствию необходимости в ремонте, титановые холодильники окупаются за 13 месяцев. Металл широко применяется также для изготовления труб разбрызгивателей. Возможно его использование для крышек и других деталей электролизеров. [c.217]
    Плавка титановой губ-к и. Особенности переплавки титановой губки в слитки обусловлены высокой активностью расплавленного титана, реагирующего со всеми огнеупорными материалами и графитом. Наиболее приемлемой оказалась плавка в электродуговых печах в атмосфере инертных газов или в вакууме 10 мм рт.ст.) с кристаллизатором из красной меди, охлаждаемым водой. Выбор меди обусловлен ее высокой теплопроводностью, благодаря чему внутренняя поверхность кристаллизатора имеет температуру, при которой титан не реагирует с медью и не приваривается к ней. 
[c.275]

    Титан очень стоек к коррозии и эрозии и допускает высокие скорости воды (примерно 9 м/с). Микроорганизмы могут влиять на него при умеренных скоростях воды, но это не приводит к образованию коррозионных язв. Титан дорог и имеет низкую теплопроводность, но изготовленные из него трубки при малой толщине стенок (примерно 0,5 мм) могут конкурировать с трубками из других материалов, пригодных при работе в сильно агрессивных водах. [c.57]

    Значительный интерес представляют металлонаполненные полимеры [57] (металлополимеры), где наполнителями служат порошкообразные металлы или металлические волокна (алюминий, никель, сталь, олово, кадмий, бериллий, бор, вольфрам, титан, лакированные железо и медь, магний н т. д.). Такие металлополимеры отличаются высокой прочностью (особенно в случае применения волокон), термостойкостью, тепло- и электропроводностью. Прочность в некоторых случаях обусловлена химическим взаимодействием полимера с металлом (образование комплексов за счет я-электронов двойных связей, реакция карбоксильных групп с окислами на поверхности металла и т. д.) наряду с физическим взаимодействием. Некоторые полимеры этого типа вследствие своей дешевизны и доступности заменяют цветные и драгоценные металлы в производстве вкладышей подшипников, изделий с высокой теплопроводностью и низким коэффициентом термического расширения, другие применяются в радиотехнике, для защиты от радиации (свинцовый наполнитель), при изготовлении магнитных лент, каталитических систем (наполнитель — платина, палладий, родий, иридий) и т. д. 

[c.475]

    По сравнению с традиционно используемыми материалами для клапанных пластин титан и его сплавы, обладая близкими прочностными характеристиками, имеют ряд существенно отличных свойств низкую теплопроводность, чувствительность к надрезам, склонность к самовозгоранию и т. д. Поэтому технологический Процесс изготовления пластин из титана и его сплавов нужно разрабатывать с учетом специфических характеристик применяемого материала..  

[c.176]

    Растворы соляной кислоты характеризуются большой коррозионной агрессивностью. Практически ни один из металлических материалов, широко применяемых в технике, неустойчив в растворах соляной кислоты. Неустойчива этой среде и титан [1]. Поэтому весьма актуальной задачей является исследование коррозионных свойств новых конструкционных материалов и разработка методов защиты доступных материалов. В последние годы внимание исследователей привлекает нитрид титана как новый конструкционный и электродный материал, обладающий высокой теплопроводностью и электропроводностью. 

[c.52]

    Многие легирующие элементы (титан, ванадий, алюминий, вольфрам, медь, молибден, хром, олово, марганец, никель) повышают твердость Б. ч., кремний и сера уменьшают ее. Увеличение содержания цементита снижает теплопроводность чугунов, вследствие чего они склонны к образованию холодных трещин. Б. ч. отличаются хорошей жидкотекучестью, повышающейся с увеличением содержания углерода и кремния. Однако значительная линейная усадка и грубая первичная структура обусловливают повышенную склонность Б. ч. к образованию горячих трещин.Наибольшей износостойкостью характеризуются Б. ч., содержащие 12—24% Сг (рис., г). Чугуны, содержащие 34% Сг и [c.126]

    Их мех. св-ва улучшают нормализацией, закалкой и отпуском. Из таких чугунов изготовляют блоки цилиндров, станины, поршневые кольца, гильзы, поршни, коленчатые и распределительные валы, головки различных двигателей, корпуса, штампы. К износостойким (табл. 1 иа с. 687) относятся средне- и высоколегированные (хромом, никелем, молибденом) чугуны, характеризующиеся мартенситной структурой и твердыми карбидами. Эти чугуны идут на изготовление деталей, эксплуатируемых при интенсивном абразивном изнашивании. Для получения необходимой структуры и св-в чугуны иногда подвергают закалке, обработке холодом (см. Холодом обработка металлов). Распространен износостойкий чугун нихард (см. также Износостойкий чугун). Антифрикционные чугуны относятся к низколегированным. Кроме высокой износостойкости, они отличаются небольшим коэфф. трения, высокой теплопроводностью, хорошей обрабатываемостью, прирабатывае-мостью, сопротивлением задирам. Такие св-ва обусловливаются наличием в структуре мягкой основы (перлита, феррита) и сфероидальных карбидов или фосфидной эвтектика. Различают серые (марки АЧС), ковкие (марки АЧК) и высокопрочные (марки АЧВ) антифрикционные чугуны (табл. 2). Их легируют хромом (до 0,4%), никелем (до 0,4%), титаном (до 0,1%), медью (0,3—1,5%), сурь- 

[c.688]

    МЕДИ СПЛАВЫ — сплавы на ото ве меди. В виде бронзы применялись за 3000 лет до н. э. В жидком состоянии медь сплавляется со многими элементами, с большинством из них — в любом соотношении. Лишь вольфрам, молибден, осмий, рутений и тантал практически не сплавляются с нер. В твердом состоянии макс. растворимость элементов (в альфа-твердом растворе меди) изменяется в очень широких пределах от сотых и десятых долей процента (хром, ниобий, свинец, ванадий, цирконий) до процентов (серебро, алюминий, мышьяк, бериллий, кадмий, кобальт, железо, магний, кремний, титан и др.) и десятков процентов (индий, олово, цинк). Неограниченно растворяются никель, золото, марганец, палладий и платина. Однако с золотом, марганцем, палладием и платиной М. с. в твердом состоянии претерпевают превращения. С увеличением концентрации легирующего элемента в альфа-твердом растворе меди повышается мех. прочность сплавов их теплопроводность и электропроводность уменьшаются (менее всего при легировании серебром). К вредным примесям относятся висмут, сурьма, свинец и углерод (в медноникелевых сплавах), к-рые приводят к хрупкости. Стойкость против коррозии М. с. зависит от природы легирующего элемента и окружающей среды. Повышают стойкость никель, олово и алюминий. С понижением т-ры раст  

[c.780]

    Из всех тугоплавких металлов титан в нормальных условиях имеет наибольшие теплоемкость и коэффициент термического линейного расширения, самую низкую теплопроводность (в 10 раз меньшую, чем вольфрам). [c.11]

    Плавка титановой губки. Титановую губку превращают в слитки, пригодные для дальнейшей обработки, в дуговых электропечах. Плавку проводят в атмосфере инертных газов или в вакууме ( 5-10 мм рт. ст.). При плавке в вакууме лучше удаляются адсорбированные газы и летучие примеси (рис. ИЗ). Стенки печи для плавки титана, являющейся одновременно и кристаллизатором, выполняют из красной меди и охлаждают водой. Выбор меди обусловлен ее высокой теплопроводностью, благодаря чему внутренняя поверхность стенки имеет низкую температуру, при которой титан не реагирует с медью. После первой переплавки слиток недостаточно однороден его вторично переплавляют. Содержание примесей в титане марки ВТ-1 (технически чистый титан) не более 0,3% Fe, 0,15% Si, 0,1% С, 

[c.419]

    Удельная теплопроводность газовых или жидких пленок. Титан имеет тенденцию способствовать капельной конденсации, которая предпочтительней пленочной [572]. 

[c.247]

    Теплопроводность титана составляет 14,0 Вт/(м-К), что несколько ниже теплопроводности легированной стали. Материал хорошо куется, штампуется, обрабатывается резанием. Сварка изделий из титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона. В последнее время титан используется для изготовления широкого ассортимента труб, листа, проката. В связи с увеличением производства титан будет все шире применяться в химическом аппаратостроении. [c.23]

    На нескольких зарубежных ТЭС, конденсаторы которых охлаждаются морской водой, проведено опробование трубок из титана. Защитная оксидная пленка на титане оказалась достаточно устойчивой против коррозионного и эрозионного воздействия даже при содержании в воде абразивных примесей и очень больших скоростях воды (более 5,5 м/с). К продуктам жизнедеятельности микроорганизмов, к действию хлоридов, сероводорода и аммиака титан нечувствителен. По сравнению с медными сплавами теплопроводность титана меньше, но его большая прочность и коррозионная стойкость позволяют снизить толщину стенок титановых трубок до 0,6—0,7 мм. Смогут ли конкурировать тонкостенные трубки из дорогого титана с трубками из других более дешевых материалов, покажет будущее. 

[c.84]

    Металлические покрытия, нанесенные на бериллий, молибден, вольфрам, титан, тантал, цирконий, ниобий, торий и уран, служат для облегчения пайки, в качестве защитной меры против окисления при повышенных температурах (чаще свыше 300 и 450°С, для вольфрама свыше 600°С), а для некоторых из этих металлов (молибдена, вольфрама, тантала, ниобия) —для понижения теплопроводности. Эти виды обработки приобрели большое значение в связи с требованиями космонавтики. [c.389]

    Использование ОКГ для сварки ограничивается тем, что значительная часть материала в зоне сварки испаряется и распыляется. Характер испарения и количество испаряемого материала зависят от теплопроводности и отражательной способности поверхности данного материала. Так, например, медь, алюминий и ряд сплавов вследствие низкого давления паров и высокой теплопроводности довольно легко свариваются с помощью ОКГ, а титан и бериллий — плохо. Металлы группы железа занимают промежуточное положение. [c.19]

    При переработке в плазменной струе порошок полимера вводится в плазму ионизированного гелия или аргона при 3000 °С и с высокой скоростью напыляется на поверхность. Этим методом можно нанести покрытие толщиной 0,01—5 мм на титан, алюминий или сталь.. Микропористость покрытий можно устранить полированием. Теплопроводность поли-л-окси-бензойной кислоты в 3—5 раз выще, чем у других полимеров. Такой полимер может легко обрабатываться механическим способом. [c.346]

    Для выравнивания температуры на поверхности измерительного сосуда и термоприемника последние изготовляют из металла с хорошей теплопроводностью (титан) [1, 7, 71], что одновременно способствует уменьшению тепловой инерционности. Изготовление ячейки плавления из металла позволяет уменьшить толщину стенок до 0,2 мм и обеспечить хорошую соосность и равномерность слоя вещества. [c.94]

    Материалами для изготовления абсорбционной аппаратуры служат кислотоупорный кирпич, керамика, эмаль, плавленый кварц, стекло, графит, некоторые виды пластических масс — фаолит, винипласт на основе стекловолокна и эпоксидных смол. Из металлов лишь тантал выдерживает кипящую концентрированную соляную кислоту, но применение танталовой аппаратуры крайне дорого. Титан выдерживает только невысокие температуры разбавленной соляной кислоты. Поэтому все большее применение находит аппаратура на основе графитовых материалов, работающая в кипящей соляной кислоте любой концентрации, имеющая большую механическую прочность и теплопроводность по сравнению с керамической аппаратурой [c.215]

    При комнатной температуре (20 С) титан менее теплопроводен, чем обычная конструкционная сталь. Однако коэффициент теплопроводности титана при температурах выше 500°С несколько больше, чем у стали. Поэтому прогрев заготовок и изделий из титана и его сплавов в процессе горячей механической и термической обработок занимает в конечном итоге меньше времени, чем у стали. [c.495]

    Эти металлы отличаются высокой механической прочностью при малой плотности. Так титан почти в два раза легче стали. Оба металла имеют малую скорость испарения, низкую теплопроводность, малый температурный коэффициент линейного расширения, близкий к коэффициенту некоторых марок стекла и керамики. При температуре 700°С и выше у титана и циркония происходит рекристаллизация, что приводит к снижению прочности и твердости. Титан и цирконий обладают исключительной способностью поглощать кислород, водород, азот и удерживать их в широком интервале температур. Поэтому эти металлы нашли применение в качестве газопоглотителей, в электроразрядных насосах, в ряде конструкционных деталей, где также используется их низкая тепло-, проводность. Более подробно о свойствах тугоплавких металлов см [2, 9, 20]. [c.49]

    Метод [12] основан на регистрации разности теплопроводности газа-носителя и исследуемого экстрагированного газа — водорода. Для регистрации тецлолроводности водорода наиболее подходящим фоном служит аргон, так как его теплопроводность в десять раз меньше, чем у водорода. Чистый аргон марки А очищают дополнительно от кислородсодержащих примесей губчатым титаном при температуре 750° С. [c.21]

    Иридиевые покрытия имеют оловян-но-белый цвет, температура плавления 2440°С, электропроводность в 3,3 раза, а теплопроводность в 5 раз ниже, чем серебряных. Иридиевые покрытия устойчивы в минеральных и органических кислотах, нашли применение для защиты от коррозии при высоких температурах (выше 800°С) таких металлов, как медь, никель, титан, молибден и их сплавы. [c.190]

    Для очистки отходящих газов производств и отработавших газов автотранспорта от органических веществ и СО были изготовлены опытные партии платинопалладиевого катализатора П-7 (ППК). Катализатор представляет собой смесь Pt и Pd, нанесенную на оксид алюминия. Степень превращения оксида углерода на этом катализаторе при объемных скоростях 36 000-140000 ч и концентрации СО в исходной смеси 1%, (об.) при 300 °С составляют 86 и 56% соответственно [34, с. 10-13]. Помимо AI2O3 для катализаторов платиновой группы применяют металлические носители-нихром, титан [18] и др. Эти носители практически непористые, но благодаря высокой теплопроводности обеспечивают постоянство температуры в каталитических реакторах. Кроме того, таким катализаторам можно придать разнообразную форму (спирали, проволоки), что необходимо для некоторых устройств, например, каталитических анализаторов. [c.44]

    Критическая т-ра и критическое магнитное поле — более или менее стабильные характеристики материала данного состава. Критическая плотность тока — крайне структурно чувствительная характеристика, зависящая от способа получения, обработки и др. У VgGa, напр., она составляет 2,9-10 а/с.ч в поле 120 кэ и 8,5-10 а/см в поле 200 кэ. Чтобы улучшить стабильность С. м. по отношению к спонтанному переходу в нормальное состояние в докритиче-ском режиме, их покрывают нормальным (пе сверхпроводящим) металлом с высокой электро- и теплопроводностью (чаще всего медью). По соотношению количества нормального металла и сверхпроводника и по связанному с этим поведению материала в магнитном поле под токовой нагрузкой С. м. подразделяют на полностью стабилизированные, частично стабилизированные и нестабилизирован-ные. К наиболее распространенным С. м. относятся сплавы ниобия, в особенности ниобий — титан, носкольку из этих сплавов обычными методами плавки, механической и термической обработки можно изготовлять различного типа проводники (проволоку, кабели, шины и др.). Металлиды, хотя и обладают гораздо более высокими критическими параметрами, из- [c.345]

    Из перечисленных выше новых конструкционных металлов и сплавов наибольшее распространение в химическом машиностроении нашел титан. Титан обладает исключительно высокими прочностными показателями, лудельным весом, высокой сопротивляемостью к эрозии и к усталостным напряжениям, отсутствием склонности к межкристаллитной коррозии, благоприятными технологическими свойствами и по своей коррозионной стойкости превосходит в ряде случаев высоколегированные кислотостойкие стали. Ниже приводятся основные физикомеханические свойства технически чистого титана марки ВТ1 (0,3% Ре 0,15% 51 0,05% С 0,15% Ог 0,015% На 0,04% N2 остальное Т1). Уд. вес 4,5 з/сж температура плавления 1725° С коэффициент линейного расширения (в интервале О—100° С) 8,2 10- теплопроводность 0,039кал/см-сек-град, электропроводность по сравнению с электропроводностью меди, принятой за 100, 3,1 предел прочности 45—60 кг/мм предел текучести 25—50 кг/мм относительное удлинение — не менее 25%, относительное сужение не менее 50% твердость по Бринелю 160—200 модуль упругости 10 500—11 ООО кг/мм . [c.247]


Теплопроводность — титан — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Теплопроводность — титан

Cтраница 1

Теплопроводность титана составляет — 14 0 Вт / м град, что несколько ниже теплопроводности легированной стали. Материал хорошо куется, штампуется, обрабатывается резанием. Сварка изделий из титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона. В последнее время титан используется для изготовления широкого ассортимента труб, листа, проката.  [1]

Теплопроводность титана низкая — примерно в 13 раз ниже алюминия и в 4 4 раза ниже железа.  [2]

Теплопроводность титана близка к теплопроводности нержавеющей стали и составляет 14 ккал / м С час. Титан хорошо куется, штампуется и удовлетворительно обрабатывается резанием. При температуре более 200 С склонен поглощать газы. Сварка титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона.  [3]

Теплопроводность титана и его сплавов примерно в 15 раз ниже, чем у алюминия, и в 3 5 — 5 раз ниже, чем у стали. Коэффициент линейного термического расширения титана также значительно ниже, чем у алюминия и нержавеющей стали.  [4]

Теплопроводность титана составляет — 14 0 Вт / ( м — К), что несколько ниже теплопроводности легированной стали. Материал хорошо куется, штампуется, обрабатывается резанием. Сварка изделий из титана производится вольфрамовым электродом в защитной атмосфере аргона. В последнее время титан используется для изготовления широкого ассортимента труб, листа, проката.  [5]

Коэффициент теплопроводности титана в области рабочих температур ( 20 — 400 С) составляет 0 057 — 0 055 кал / ( см-с — С), что примерно в 3 раза меньше теплопроводности железа, в 16 раз меньше теплопроводности меди и близко к теплопроводности нержавеющих сталей аустенитного класса.  [6]

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  [7]

Полученные расчетные значения фононнои теплопроводности титана совпадают с оценкой этой величины, сделанной в работе [5], где она принята равной 3 -: — 5 вт / м-град.  [8]

Прежде всего необходимо учитывать, что теплопроводность титана и его сплавов при невысоких температурах очень низка. При комнатной температуре теплопроводность титана равна приблизительно 3 % от теплопроводности меди и в несколько раз ниже, чем, например, у сталей ( теплопроводность титана равна 0 0367 кал / см сек С, а теплопроводность стали 40 равна 0 142 кал. С повышением температуры теплопроводность титановых сплавов возрастает и приближается к теплопроводности сталей. Это сказывается на скоростях нагрева титановых сплавов в зависимости от температуры, на которую они нагреваются, что видно по скоростям нагрева и охлаждения технически чистого титана ( сплав ВТ1) сечением 150 мм ( фиг.  [9]

При легировании так же, как и при увеличении содержания примесей, теплопроводность титана, как правило, уменьшается. При нагреве теплопроводность сплавов, как и чистого титана, увеличивается; уже при 500 — 600 С она приближается к теплопроводности нелегированного титана.  [10]

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия. Теплопроводность титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа. Это необходима учитывать при нагреве металла для обработки давлением и при сварке. Электросопротивление титана примерно в 6 раз больше чем у железа и в 20 раз больше, чем у алюминия.  [11]

Прежде всего необходимо учитывать, что теплопроводность титана и его сплавов при невысоких температурах очень низка. При комнатной температуре теплопроводность титана равна приблизительно 3 % от теплопроводности меди и в несколько раз ниже, чем, например, у сталей ( теплопроводность титана равна 0 0367 кал / см сек С, а теплопроводность стали 40 равна 0 142 кал. С повышением температуры теплопроводность титановых сплавов возрастает и приближается к теплопроводности сталей. Это сказывается на скоростях нагрева титановых сплавов в зависимости от температуры, на которую они нагреваются, что видно по скоростям нагрева и охлаждения технически чистого титана ( сплав ВТ1) сечением 150 мм ( фиг.  [12]

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек СС.  [13]

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек С.  [14]

При сварке плавлением для получения соединения хорошего качества необходима надежная защита от газов атмосферы ( О2, Nj, h3) металла сварного соединения, нагретого до температуры выше 400 С с обеих сторон шва. Рост зерна усугубляется низкой теплопроводностью титана, увеличивающей время пребывания металла сварного соединения при высоких температурах. Для преодоления указанных трудностей сварку выполняют при минимально возможной погонной энергии.  [15]

Страницы:      1    2

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ТИТАНА НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФИЗИРУЮЩЕГОСЯ СПЛАВА CU50ZR50

TY — JOUR

T1 — ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ТИТАНА НА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФИЗИРУЮЩЕГОСЯ СПЛАВА CU50ZR50

AU — Быков, В. А.

AU — Ягодин, Д. А.

AU — Куликова, Т. Вл.

AU — Эстемирова, С. Х.

AU — Шуняев, К. Ю.

PY — 2018

Y1 — 2018

N2 — Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, лазерной вспышки и дилатометрии исследованы теплофизические свойства закаленных сплавов Cu50Zr50-xTix (x = 0, 2, 4, 6, 8) от комнатной температуры до 1100 К. По результатам измерений теплоемкости, температуропроводности и плотнос- ти рассчитан коэффициент теплопроводности. Определены температуры стабильности мартенситной фазы CuZr, эвтектоидного распада и образования фазы CuZr в сплавах Cu50Zr50-xTix при нагреве в зависимости от содержания титана. Обнаружено, что температуропроводность и теплопроводность исследуемых сплавов имеют низкие значения, нехарактерные для металлических систем. С увеличением содержания титана значения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности меняются слабо. Показано, что низкие значения теплофизических характеристик соответствуют лучшей способности к аморфизации и могут являться одним из критериев стеклования в сплавах на основе Cu-Zr.

AB — Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, лазерной вспышки и дилатометрии исследованы теплофизические свойства закаленных сплавов Cu50Zr50-xTix (x = 0, 2, 4, 6, 8) от комнатной температуры до 1100 К. По результатам измерений теплоемкости, температуропроводности и плотнос- ти рассчитан коэффициент теплопроводности. Определены температуры стабильности мартенситной фазы CuZr, эвтектоидного распада и образования фазы CuZr в сплавах Cu50Zr50-xTix при нагреве в зависимости от содержания титана. Обнаружено, что температуропроводность и теплопроводность исследуемых сплавов имеют низкие значения, нехарактерные для металлических систем. С увеличением содержания титана значения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности меняются слабо. Показано, что низкие значения теплофизических характеристик соответствуют лучшей способности к аморфизации и могут являться одним из критериев стеклования в сплавах на основе Cu-Zr.

UR — https://elibrary.ru/item.asp?id=35104938

U2 — 10.7868/S0015323018060037

DO — 10.7868/S0015323018060037

M3 — Статья

VL — 119

SP — 554

EP — 560

JO — Физика металлов и металловедение

JF — Физика металлов и металловедение

SN — 0015-3230

IS — 6

ER —

Теплопроводность стали и других сплавов: меди, латуни и алюминия, теплопередача

  • Теплопроводность: Алюминий 180-200 Вт/м*К
  • Медь обычная 300-320 Вт/м*К
  • Плотность: Рал=2700 кг/м3
  • Рмед=8940 кг/м3, где Р-плотность
  • Удельная теплоёмкость: Алюминий — 880 Дж / кг*К
  • Медь — 385 Дж / кг*К
  • видим, что: · плотность меди выше, чем у алюминия примерно в 3,31 раза · теплопроводность меди выше, чем у алюминия примерно в 1,66-1,75 раза
  • · теплоёмкость медного радиатора меньше, чем у алюминиевого примерно в 2,28 раза, при равной массе.

Таким образом, если радиаторы одинаковые по размерам и форме, то выполненный из меди будет в 3,31 раза тяжелее, его теплоемкость будет примерно в 1.44 раз больше чем у алюминиевого. Следовательно, при одинаковой нагрузке медный радиатор нагреется в 1.44 раза меньше. При большей разнице температур между процессорным ядром и радиатором теплообмен проходит эффективнее, следовательно, медный радиатор лучше. Но на практике, я заменил медный радиатор на алюминиевый и выиграл. Почему? В данном случае я заменил небольшой, но тяжелый радиатор от Thermaltake Volcano 10, с частыми тонкими ребрами, на вдвое больший радиатор от Titan D5TB/Cu35 с достаточно редкими и толстыми ребрами. Масса радиаторов примерно равна, поэтому теплоемкость алюминиевого радиатора будет больше. Следовательно, нагреваться он будет дольше. Кроме того, сопротивление воздушному потоку меньше из-за большей ширины каналов. Следовательно, через алюминиевый радиатор проходит большее количество воздуха, и он (воздух) забирает больше тепла. Тепловой баланс устанавливается на низшей отметке температуры, так как, во-первых, за единицу времени больше тепла отдается в атмосферу вследствие большего количества проходящего воздуха, а площадь теплообмена у обоих радиаторов примерно равна. А во-вторых, сам радиатор нагревается медленнее вследствие большей теплоемкости, поэтому для достижения равной с медным радиатором температуры алюминиевому требуется больше времени, что усугубляет первое положение. Кроме того, возможно в радиаторе от Thermaltake Volcano 10 образовывались не продуваемые зоны, в которых застаивался теплый воздух. Основное преимущество меди, большая теплопроводность, в данном случае существенного влияния не оказывает, ввиду слабого воздушного потока вследствие чего и алюминиевый и медный радиаторы успевают равномерно распределить тепло по поверхности своих ребер и, следовательно, единица площади ребер обоих радиаторов отдает воздуху примерно равное количество тепла.

Все, что здесь написано, отражает мою личную точку зрения и не более. Я не старался придерживаться классической терминологии и возможно применил неверные определения, за что прошу строго меня не судить.

Конструктивная критика принимается здесь.

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность.

К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1.

Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не влияющие на электропроводность основного металла, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения

К этой группе относятся сера и кислород, который снижает электропроводность и прочность основного металла. Наличие серы в медном сплаве значительно облегчает его обрабатываемость при помощи резания.

Пружинные сплавы на медной основе

ООО ВПО ПромМеталл http://bronza555.ru/

[email protected] +7-903-798-09-70 (звоните!)

Складскую справку можно скачать здесь

ВВЕДЕНИЕ

Пружинные сплавы относятся к особой группе в основном металлических материалов, обладающих кроме обязательных для них высоких механических свойств, получаемых либо холодной пластической деформацией, либо методами дисперсионного упрочнения [1], еще и величиной сопротивления малым пластическим деформациям, или пределом упругости. Читать далее →

Таблица теплопроводности металлов и сплавов

Температуропроводность металлов

В таблице представлены значения коэффициента температуропроводности чистых металлов в зависимости от температуры. Температуропроводность металлов указана в интервале температуры от -250 до 1600°С в размерности м 2 /с.

Рассмотрены следующие металлы: алюминий, кадмий, натрий, серебро, калий, никель, свинец, кобальт, бериллий, литий, сурьма, висмут, магний, цинк, вольфрам, олово, сурьма, железо, платина, золото, медь, родий, молибден, тантал, иридий.

Читать также:  Обезжириватель для кузова автомобиля

По значениям температуропроводности в таблице можно выделить металлы с наибольшим и наименьшим значением этого свойства.

Наименьшей температуропроводностью обладает такой металл, как висмут, его коэффициент температуропроводности при температуре 50°С равен 6,8 м 2 /с. Температуропроводность чистого серебра равна 158,3 м 2 /с при 100°С.

Этот металл имеет наиболее высокое значение этой характеристики.

Следует отметить, что по мере роста температуры металла, величина его температуропроводности уменьшается, за исключением платины и кобальта.

Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

отсюда

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь.

У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения. Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла.

Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 .

Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Читать также:  Устройство для пристрелки оружия

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90.

Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы.

Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность цветных металлов и технических сплавов

Впо промметалл (бронза, латунь, медь) +7-903-798-09-70 александр иванович

складскую справку скачать можно здесь

отсюда

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать далее →

Существует и другой способ перемещения тепла (теплопередачи). Он возможен не только в подвижной среде (жидкости и газе), но и в твердых телах. Тепло может перемещаться по телу и через него к другому предмету без перемещения частей этого тела относительно друг друга, т.е. без перемещения вещества. Такой способ носит название теплопроводности.

Различные вещества по-разному проводят тепло. Лучшие проводники тепла — металлы (особенно серебро, медь). Хуже всего проводят тепло теплоизоляторы — воздух, войлок, древесина. Плохая теплопроводность воздуха используется в наших домах — слой воздуха между двойными стеклами окон является прекрасным теплоизолятором.

Таблица теплопроводности (сравнение чисел характеризует относительную скорость передачи тепла каждым материалом)

Вещество Коэффициент теплопроводности
Серебро428
Медь397
Золото318
Алюминий220
Латунь125
Железо74
Сталь45
Свинец35
Кирпич0,77
Вода0,6
Сосна0,1
Войлок0,057
Воздух0,025

Закупка кофемашин кофемашины saeco с доставкой кофе.

Источник: https://morflot.su/teploprovodnost-aljuminija-i-latuni/

Теплопроводность сплавов алюминия

Теплопроводность алюминия — это технический параметр, характеризующий свойства металла и сплавы на его основе. Значение этого показателя учитывается при формировании составов для изготовления литейных, деформируемых изделий, промышленного производства деталей и установок.

Характеристики теплопроводности учитываются при использовании его в производстве.

Характеристика теплопроводности материалов

Понятие теплопроводности материалов характеризуется способностью переносить тепловую энергию в пределах определенного объекта от нагретых частей к холодным. Процесс осуществляется атомами, молекулами, электронами и происходит в любых телах с неравномерным распределением температуры.

С позиций кинетической физики этот процесс происходит в результате взаимодействия частиц молекул более нагретых участков в пределах образца с другими элементами, отличающимися низшей температурой. Механизм и скорость переноса теплоты зависит от агрегатного состояния вещества.

Категория теплопроводности предусматривает определение скорости нагревания образца материала и перемещение температурной волны в определенном направлении. Показатель зависит от физических параметров:

  • плотности;
  • температуры фазового перехода в жидкое состояние
  • скорости распространения звука (для диэлектриков).

Коэффициент теплопроводности равен количеству теплоты, которая проходит через единицу площади однородного материала за единицу времени при разнице температуры.

Физические свойства алюминия

Химический элемент алюминий имеет кубическую кристаллическую структуру. Его удельный вес при 20 °C составляет 2,7 г/см³, температура плавления — +657…+660,2 °C, скрытая теплота плавления — 94,6 °C.

Алюминий высокой чистоты кипит при +1800…+2060 °C. При нагревании увеличивается показатель удельной теплоемкости металла, проводимость тепла и коэффициент линейного расширения.

Электропроводность алюминия возрастает с понижением температуры: при 189 °C составляет 156 ед., а при 400 °C — 12,5.

Среди химических элементов алюминий отличается высокой активностью. Он легко реагирует с кислородом, образуя плотную окисную пленку, предохраняющую металл от дальнейшего влияния среды.

Свойства сплавов определяются входящими в его состав элементами.

По мере повышения температуры в металле растворяется водород, повышающий пористость материала. Примеси щелочных химических элементов (калия, натрия, кальция), кремния, магния способствуют резкому увеличению пористости алюминия.

Добавки меди, ниобия, никеля, марганца, железа, хрома, ванадия, циркония создают однородную структуру при остывании расплавленного материала. Влияние лигатурных добавок других компонентов на физические свойства металла и его сплавы учитывается в технологии литья изделий.

Наличие дополнительных материалов изменяет показатель проводимости тепла состава и температуру плавления. Например, при обычных условиях формирования алюминиевых сплавов сера и ее соединения уходят в шлак, не оказывая вредного влияния на свойства состава.

Такое же воздействие имеют фосфор, углерод, азот. Они не изменяют механические свойства сплава. Для производства литейных изделий из-за пониженной прочности чистый алюминий применяется редко.

Коррозионная стойкость металла тем выше, чем ниже в нем содержание примесей железа и кремния. Но их наличие несколько повышает прочность материала, снижая при этом пластичность и электропроводность.

Технические характеристики некоторых сплавов на основе алюминия

По технологическим особенностям сплавы подразделяются на основные группы:

  • литейные — обладают повышенными литейными технологическими свойствами;
  • деформируемые — легко поддаются обработке под давлением.

Например, создание алюминиевой конструкции, используемой в строительстве, требует особого вида сплава с повышенной прочностью, выдерживающего давление и нагрузку.

В зависимости от назначения составов на основе алюминия при их формировании руководствуются нормами и правилами, учитывающими:

  • проводимость тепла материалом;
  • точку перехода из расплава в твердое состояние;
  • наличие лигатурных компонентов, влияющих на технические параметры состава и повышающих прочность.

Соотношение основного компонента к добавкам влияет на показатель проводимости тепла сплава, учитывающегося при изготовлении радиаторов и других видов изделий, предназначенных для монтажа тепловых коммуникаций.

Сводные данные о проводимости тепла алюминиевых сплавов собраны в специальных справочниках. В них приводятся значения распространенных сплавов металла с кремнием, магнием, медью, цинком, дюралюминия. Имеются характеристики литейных сплавов при различных температурах с указанием теплофизических свойств состава. Основными считаются показатели:

  • плотности;
  • коэффициента теплопроводности;
  • коэффициента линейного теплового расширения;
  • температуры изменения прочности;
  • коррозионной устойчивости на воздухе;
  • удельного электрического сопротивления.

Анализ данных свидетельствует о зависимости коэффициента теплопроводности от роста температуры и состава материала. Низкая теплопроводность свойственна в основном литейным составам на основе алюминия с маркировками АК4, АЛ1, АЛ8.

Наиболее высокой плотностью обладают составы основного компонента с кремнием, цинком. Из легких материалов наиболее плотным является состав, содержащий магний. Содержание меди в материале повышает его прочность и устойчивость к коррозии.

Самые плотные сплавы с цинком и магнием

Чем выше содержание в составе на основе алюминия, тем больше его теплопроводность, которая увеличивается при нагревании материала. Наличие лития в составе сплава приводит к уменьшению значения коэффициента теплопроводности.

Удельная теплоемкость сплава с содержанием магния и кремния увеличивается при нагревании. Среди алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mn наиболее теплопроводным является деформируемый состав Д20.

Он содержит в незначительных количествах (0,05–7%) примеси железа, кремния, марганца, титана, циркония, магния, цинка и 91–93,5% алюминия и предназначен для изготовления сварных изделий, работающих при комнатных или кратковременно повышенных температурах.

Источник: https://ometallah.com/poleznoe/teploprovodnost-splavov-alyuminiya.html

Теплопроводность стали и других сплавов меди, латуни и алюминия, теплопередача

Теплопроводность алюминия выше теплопроводности железа более чем в 3 раза, что приводит к сильному теплоотводу и широкой зоне разогрева металла, прилегающего к шву.  

Теплопроводность алюминия в пять раз больше теплопроводности чугуна, и поэтому алюминиевые сплавы часто заменяют чугун при изготовлении поршней двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, поршень из алюминиевого сплава, будучи легче чугунного примерно в три раза, облегчает вес конструкции. Металлы с большой теплопроводностью в то же время являются лучшими проводниками электричества.  

Схема аргонового хроматографа фирмы Пай.  

Большая теплоемкость и теплопроводность алюминия обеспечивают равномерную температуру по всей длине трубки.  

В виду того что теплопроводность алюминия почти в пять раз выше теплопроводности стали, время нагрева, а следовательно и время вулканизации резиновых смесей в прессформах из этого материала сокращается. Однако следует отметить, что пресс-формы из алюминия быстро изнашиваются, что является их существенным недостатком.  

Влияние легирующих добавок на коэффициент линейного теплового расширения алюминия в присутствии второго.  

Примеси оказывают существенное влияние на теплопроводность алюминия в области низких температур.  

Теплопроводность оксидной пленки намного хуже теплопроводности алюминия, но вследствие незначительной толщины пленки это не оказывает заметного влияния на общую теплопроводность изделия.  

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек СС.  

Титан обладает низкой теплопроводностью, которая в 13 раз меньше теплопроводности алюминия и в 4 раза меньше теплопроводности железа. С повышением температуры теплопроводность титана несколько понижается и при 700 С составляет 0 0309 кал / см сек С.  

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  

Коэффициент теплопроводности меди, серебра и стали изменяется с температурой незначительно, теплопроводность алюминия возрастает в интервале 0 — 400 С приблизительно в 1 6 раза.

При высоких температурах серебро испаряется интенсивнее меди, а медь окисляется и взаимодействует с парами теллуридов. Поэтому для медных шин целесообразно использовать защиту слоем железа.

Контакт шин с термоэлементами осуществляется через промежуточные слои, исключающие диффузию материала шины в термоэлектрический материал.  

Поэтому, например, теплопроводность титана в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия.  

Из сопоставления приведенных данных для алюминия с теплофизи-ческими характеристиками щелочных металлов следует, что температура кипения и теплопроводность алюминия значительно больше, а сечение захвата тепловых нейтронов значительно меньше соответствующих величин — для щелочных металлов.

Имея в виду, что остальные теплофи-зические характеристики сравниваемых металлов приближенно одинаковы, и учитывая также малую упругость паров алюминия при высоких температурах, можно сделать заключение, что с точки зрения теплофи-зических характеристик алюминий, как теплоноситель, имеет определенные преимущества по сравнению со щелочными металлами при решении задач, связанных с высокой температурой теплоносителя.  

Следует подчеркнуть, что так как собственно переходное электрическое сопротивление сварных точек ( RK) очень мало ( оно измеряется долями мком), а теплопроводность алюминия и меди велика, то никогда не происходит перегрева в месте сварки при прохождении тока даже и в тех случаях, когда суммарное сечение сварных точек значительно меньше рабочего сечения самой шины. Это тщательно проверено длительными лабораторными и эксплуатационными испытаниями.  

Характеристика теплопроводности материалов

Понятие теплопроводности материалов характеризуется способностью переносить тепловую энергию в пределах определенного объекта от нагретых частей к холодным. Процесс осуществляется атомами, молекулами, электронами и происходит в любых телах с неравномерным распределением температуры.

С позиций кинетической физики этот процесс происходит в результате взаимодействия частиц молекул более нагретых участков в пределах образца с другими элементами, отличающимися низшей температурой. Механизм и скорость переноса теплоты зависит от агрегатного состояния вещества.

https://youtube.com/watch?v=z8JhdvjYrl8

Категория теплопроводности предусматривает определение скорости нагревания образца материала и перемещение температурной волны в определенном направлении. Показатель зависит от физических параметров:

  • плотности;
  • температуры фазового перехода в жидкое состояние
  • скорости распространения звука (для диэлектриков).

Теплопроводность — алюминий

Прочность алюминиевой оболочки в несколько раз выше свинцовой, алюминий в 4 2 раза легче свинца ( удельный вес 2 7 и 11 4 соответственно), теплопроводность алюминия примерно в шесть раз выше, чем у свинца, его сопротивление усталости при вибрации в 25 раз больше, чем у свинца. В четырехпроводных сетях переменного тока напряжением до 1000 в с глухозаземленной нейтралью допускается использование алюминиевой оболочки в качестве нулевого рабочего провода.  

В этом уравнении di 15 5 — 10 — 3 ( м) — наружный диаметр графитового баллона; d0 1 1 45 — 10 — 3 ( м) — диаметр сечения испытуемого расплавленного металла; q ( z) ( ккал / м2 — час) — тепловой поток на наружной поверхности графитового баллона; К AI и гр ( ккал / м — час — град) — соответственно коэффициенты теплопроводности алюминия и графита.  

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в в раз, свинца в 12 раз меньше, чем меди.  

Корродирующее действие некоторых компонентов флюса на алюминий нейтрализуются промывкой шва и поверхности деталей 10 % — ным раствором азотной кислоты в теплой воде и в последующем горячей водой.

Теплопроводность алюминия почти в 5 раз, а теплоемкость в 2 раза больше, чем стали, поэтому при сварке алюминия необходимо поддерживать более высокую температуру пламени, чем температура плавления алюминия.  

Диаграмма прочности алюминия при нагреве в процессе сварки.  

Теплопроводность алюминия в 3 раза больше, чем у стали, коэффициент расширения в 2 раза превышает коэффициент расширения стали.  

Кристаллическая решетка алюминия состоит, как и у многих других металлов, из гра-нецентрированных кубов ( см. стр. Теплопроводность алюминия вдвое больше теплопроводности железа и равна половине теплопроводности меди. Его электропроводность намного выше электропроводности железа и достигает 60 % электропроводности меди.  

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2 5 раза, железа в б раз, свинца в 12 раз меньше, ч м меди.  

С понижением чистоты алюминия теплопроводность уменьшается, а с повышением температуры несколько увеличивается. При 100 теплопроводность алюминия составляет — 66 5 % теплопроводности серебра.  

Если это количество теплоты известно, то для сечения z по замеренному значению градиента температур в нем можно рассчитать величину коэффициента теплопроводности образца. Окончательный расчет искомой величины коэффициента теплопроводности алюминия состоит в расчете поправки для коэффициента теплопроводности образца на теплоту, проходящую по стенкам графитового баллона.  

Некоторые свойства титана, циркония и гафния.  

Атомная структура титана, его большое сродство к электрону оказывают сильное влияние на такие свойства, как электропровод ность и теплопроводность. Теплопроводность его в 8 — 10 раз меньше теплопроводности алюминия. Это имеет существенное значение, например, при обработке металла резанием.  

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия.

Теплопроводность титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа. Это необходима учитывать при нагреве металла для обработки давлением и при сварке.

Электросопротивление титана примерно в 6 раз больше чем у железа и в 20 раз больше, чем у алюминия.  

Модуль упругости титана почти вдвое меньше модуля упругости железа, находится на одном уровне с модулем медных сплавов и значительно выше, чем у алюминия.

Теплопроводность, титана низкая: она составляет около 7 % от теплопроводности алюминия и 16 5 % от теплопроводности железа.  

Стеклопласты на основе фенольных смол имеют теплопроводность такого же порядка. Для сравнения следует заметить, что теплопроводность стали равна, 40, а теплопроводность алюминия находится в пределах от 175 до 200 ккал / м-ч-град.  

Источник: https://vse-otoplenie.ru/teplootdaca-aluminia

Теплопроводность металлов

Из представленных выше данных, видно, что наиболее высоким показателем теплоотдачи обладает биметаллическое отопительное устройство. Конструктивно такой прибор представлен компанией RIFAR в ребристом алюминиевом корпусе.

в котором располагаются металлические трубки, вся конструкция крепится сварным каркасом. Этот вид батарей ставится в домах с большой этажностью, а также в коттеджах и частных домах.

К недостатку этого вида отопительного устройства относится его дороговизна.

Важно! Когда этот вид батарей ставится в домах с большим количеством этажей, рекомендуется иметь собственную котельную станцию, в которой есть узел водоподготовки. Это условие предварительной подготовки теплоносителя связано со свойствами алюминиевых батарей

они могут подвергаться электрохимической коррозии, когда он поступает в некачественном виде через центральную сеть отопления. По этой причине отопительные приборы из алюминия рекомендуется ставить в отдельных системах отопления.

Чугунные батареи в этой сравнительной системе параметров значительно проигрывают, у них низкая теплоотдача, большой вес отопительного прибора. Но, несмотря на эти показатели, радиаторы МС-140 пользуются спросом населения, причиной которого являются такие факторы:

Длительность безаварийной эксплуатации, что важно в отопительных системах.
Стойкость к негативному воздействию (коррозии) теплового носителя.

Тепловая инерционность чугуна.

Данный вид устройств отопления работает более 50 лет, для него нет разницы в качестве подготовки теплового носителя. Нельзя их ставить в домах, где, возможно, высокое рабочее давление сети отопления, чугун не относится к прочным материалам.

Сравнение по другим характеристикам

Об одной особенности работы батарей – инертности – уже было упомянуто выше. Но для того чтобы сравнение радиаторов отопления было корректным, его надо производить не только по теплоотдаче, но и по другим важным параметрам:

  • рабочему и максимальному давлению;
  • количеству вмещаемой воды;
  • массе.

Ограничение по величине рабочего давления определяет, можно ли устанавливать отопительный прибор в многоэтажных зданиях, где высота столба воды может достичь сотни метров.

Кстати сказать, это ограничение не касается частных домов, где давление в сети не бывает высоким по определению. Сравнение по вместительности радиаторов может дать представление об общем количестве воды в системе, которое придется нагревать.

Ну а масса изделия важна при определении места и способа его крепления.

В качестве примера ниже показана сравнительная таблица характеристик различных радиаторов отопления одинакового размера:

Примечание. В таблице за 1 единицу принят отопительный прибор из 5 секций, кроме стального, представляющего собой единую панель.

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь.

У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения. Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 . Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

отсюда

В таблице представлены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в интервале температуры от 0 до 600°С.

Цветные металлы и сплавы: никель Ni, монель, нихром; сплавы никеля (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; магниевые сплавы (по ГОСТ 2856-68), электрон, платинородий; мягкие припои (по ГОСТ 1499-70): олово чистое, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, сплав Розе, сплав Вуда. Читать далее →

Какой же все таки поставить радиатор? Я думаю каждый из нас задавался таким же вопросом придя на рынок или в магазин запчастей, осматривая огромный выбор радиаторов на любой вкус, удовлетворяющий даже самого извращенного привереды. Хочешь двух рядный, трех рядный, побольше, поменьше, с крупной секцией с мелкой, алюминиевый, медный. Вот именно из какого металла изготовлен радиатор и пойдет речь.

Одни считают, что медь. Это своеобразные староверы, так бы назвали их в XVII веке. Да, если взять не новые автомобили XX века, то тогда повсеместно устанавливались медные радиаторы.

Не зависимо от марки и модели, была ли это бюджетная микролитражка или тяжеловесный многотонный грузовик. Но есть и другая армия автовладельцев утверждая что радиаторы изготовленные из алюминия лучше медных.

Потому как их устанавливают на новые современные автомобили, на сверхмощные двигатели требующие качественного охлаждения.

И что самое интересное они все правы. И у тех и у других есть свои плюсы и естественно минусы. А теперь небольшой урок физики. Самым отличным показателем, на мой взгляд, являются цифры, а именно коэффициент теплопроводности.

Если сказать по простому то это способность вещества передавать тепловую энергию от одного вещества другому. Т.е. у нас имеется ОЖ, радиатор из N-ного металла и окружающая среда.

Теоретически чем выше коэффициент тем быстрее радиатор будет забирать тепловую энергию у ОЖ и быстрее отдавать в окружающую среду.

Итак, теплопроводность меди составляет 401 Вт/(м*К), а алюминия — от 202 до 236 Вт/(м*К). Но это в идеальных условиях. Казалось бы медь выиграла в данном споре, да это «+1» за медные радиаторы. Теперь кроме всего необходимо рассмотреть собственно конструкцию самих радиаторов.

Медные трубки в основе радиатора, так же медные ленты воздушного радиатора для передачи полученного тепла в окружающую среду.

Крупные ячейки сот радиатора позволяют снизить потери скорости воздушного потока и позволяют прокачать большой объем воздуха за единицу времени.

Слишком малая концентрация ленточной части радиатора снижает эффективность теплопередачи и увеличивает концентрацию и силу локального нагрева радиатора.

Я нашел два вида радиаторов в основе которых лежат алюминиевые и стальные трубки. Вот еще не маловажная часть, т.к. коэффициент теплопроводности стали очень мал по сравнению с алюминием, всего лишь 47 Вт/(м*К). И собственно только из-за высокой разности показателей, уже не стоит устанавливать алюминиевые радиаторы со стальными трубками.

Хотя они прочнее чистокровных алюмишек и снижают риски протечки от высокого давления, например при заклинившем клапане в крышке расширительного бачка.

Высокая концентрация алюминиевых пластин на трубках увеличивает площадь радиатора обдуваемого воздухом тем самым увеличивая его эффективность, но при этом увеличивается сопротивление воздушного потока и снижается объем прокачиваемого воздуха.

Ценовая политика же на рынке сложилась таким образом что медные радиаторы значительно дороже алюминиевых. Из общей картины можно сделать вывод что и те и другие радиаторы по своему хороши. Какой же все таки выбрать? Этот вопрос остается за вами.

Как правильно сделать расчет тепловой мощности

Грамотное обустройство системы отопления в доме не может обойтись без теплового расчета мощности отопительных устройств необходимых для обогрева помещений. Существуют простые проверенные способы расчета тепловой отдачи отопительного прибора. необходимой для обогрева комнаты. Здесь также учитывается расположение помещения в доме по сторонам света.

  • Южная сторона дома обогревается на метр кубический помещения 35 Вт. тепловой мощности.
  • Северные комнаты дома на метр кубический обогреваются 40 Вт. тепловой мощности.

Для получения общей тепловой мощности необходимой для обогрева помещений дома надо реальный объем комнаты умножить на представленные величины и сложить их по количеству комнат.

Важно! Представленный вид расчета не может быть точным, это укрупненные величины, ими пользуются для общего представления необходимого количества отопительных приборов. Расчет биметаллических устройств отопления, а также алюминиевых батарей проводится исходя из параметров указанных в паспортных данных изделия

По нормативам секция такой батареи равняется 70 единицам мощности (DT)

Расчет биметаллических устройств отопления, а также алюминиевых батарей проводится исходя из параметров указанных в паспортных данных изделия. По нормативам секция такой батареи равняется 70 единицам мощности (DT).

Что это такое, как понимать? Паспортный тепловой поток секции батареи может быть получен при соблюдении условия подачи теплового носителя с температурой 105 градусов. Для получения в обратной системе отопления дома температуры 70 градусов. Начальная температура в комнате принимается за 18 градусов тепла.

теплоноситель нагрет до 105 градусов

DT= (температура носителя подачи + температура носителя обратки)/2, минус комнатная температура. Затем данные в паспорте изделия умножить на коэффициент поправочный, которые для разных значений DT приводятся в специальных справочниках. На практике это выглядит так:

  • Система отопительная работает в прямой подаче 90 градусов в обработке 70 градусов, комнатная температура 20 градусов.
  • По формуле получается (90+70)/2-20=60, DT= 60

По справочнику ищем коэффициент для этой величины, он равен 0,82. В нашем случае тепловой поток 204 умножаем на коэффициент 0,82, получаем реальный поток мощности = 167 Вт.

Сравнение по тепловой мощности

Если вы внимательно изучили предыдущий раздел, то должны понимать, что на теплоотдачу очень влияют температуры воздуха и теплоносителя, а эти характеристики мало зависят от самого радиатора.

Но есть и третий фактор — площадь поверхности теплообмена, а тут конструкция и форма изделия играет большую роль.

Поэтому идеально сравнить стальной панельный обогреватель с чугунным затруднительно, их поверхности слишком разные.

Четвертый фактор, влияющий на теплоотдачу, — это материал, из коего изготовлен отопительный прибор. Сравните сами: 5 секций алюминиевого радиатора GLOBAL VOX высотой 600 мм отдаст 635 Вт при DT = 50 °С.

Чугунная ретро батарея DIANA (GURATEC) такой же высоты и таким же числом секций сможет выдать только 530 Вт при тех же условиях (Δt = 50 °С). Эти данные опубликованы на официальных сайтах производителей.

Примечание. Характеристики алюминиевых и биметаллических продуктов с точки зрения тепловой мощности практически идентичны, сравнивать их нет смысла.

Можно попытаться провести сравнение алюминия со стальным панельным радиатором, взяв ближайший типоразмер, подходящий по габаритам. Упомянутые 5 алюминиевых секций GLOBAL высотой 600 мм имеют общую длину около 400 мм, что соответствует стальной панели KERMI 600х400.

Выходит, что даже трехрядный стальной прибор (тип 30) выдаст лишь 572 Вт при Δt = 50 °С. Но надо учитывать, что глубина радиатора GLOBAL VOX составляет всего 95 мм, а панели KERMI – почти 160 мм.

То есть, высокая теплоотдача алюминия дает о себе знать, что отражается на габаритах.

В условиях индивидуальной системы отопления частного дома батареи одинаковой мощности, но из различных металлов, работать будут по-разному. Поэтому и сравнение довольно предсказуемо:

  1. Биметаллические и алюминиевые изделия быстро прогреваются и остывают. Отдавая больше теплоты за промежуток времени, они возвращают более холодную воду в систему.
  2. Стальные панельные радиаторы занимают среднюю позицию, так как передают тепло не настолько интенсивно. Зато они дешевле и проще в монтаже.
  3. Самые инертные и дорогие – это обогреватели из чугуна, им присущ долгий разогрев и остывание, из-за чего появляется небольшое запаздывание при автоматическом регулировании расхода теплоносителя термостатическими головками.

Из всего вышесказанного напрашивается простой вывод

Не суть важно, из какого материала изготовлен радиатор, главное, чтобы он был верно подобран по мощности и подходил пользователю во всех отношениях. А вообще, для сравнения не помешает ознакомиться со всеми нюансами работы того или иного прибора, а также где какой можно устанавливать

Расчет тепловой мощности

Для организации обогрева помещений необходимо знать требуемую мощность на каждое из них, после чего произвести расчет теплоотдачи радиатора. Расход тепла на обогрев комнаты определяется достаточно простым способом.

В зависимости от расположения принимается величина теплоты на обогрев 1 м3 комнаты, она составляет 35 Вт/ м3 для южной стороны здания и 40 Вт/ м3 – для северной.

Реальный объем помещения умножается на эту величину и получаем требуемую мощность.

Внимание! Приведенный метод подсчета необходимой мощности является укрупненным, его результаты учитываются только в качестве ориентира. Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя

В соответствии с нормативами там дается мощность 1 секции радиатора при DT = 70. Это означает, что 1 секция даст указанный тепловой поток при температуре теплоносителя на подаче 105 ºС, а в обратке – 70 ºС. При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС

Для того чтобы рассчитать алюминиевые или биметаллические батареи, надо отталкиваться от характеристик, указанных в документации производителя.

В соответствии с нормативами там дается мощность 1 секции радиатора при DT = 70. Это означает, что 1 секция даст указанный тепловой поток при температуре теплоносителя на подаче 105 ºС, а в обратке – 70 ºС.

При этом расчетная температура внутренней среды принимается 18 ºС.

Исходя из нашей таблицы, теплоотдача одной секции биметаллического радиатора с межосевым размером 500 мм составляет 204 Вт, но только при температуре в подающем трубопроводе 105 ºС.

В современных системах, особенно индивидуальных, настолько высокой температуры не бывает, соответственно, и отдаваемая мощность уменьшится.

Чтобы узнать реальный тепловой поток, нужно вначале просчитать параметр DT для существующих условий по формуле:

DT = (tпод + tобр) / 2 – tкомн, где:

  • tпод – температура воды в подающем трубопроводе;
  • tобр – то же, в обратке;
  • tкомн – температура внутри комнаты.

После этого паспортная теплоотдача радиатора отопления умножается на поправочный коэффициент, принимаемый в зависимости от значения DT по таблице:

Например, при графике теплоносителя 80 / 60 ºС и комнатной температуре 21 ºС параметр DT будет равен (80 + 60) / 2 – 21 = 49, а поправочный коэффициент – 0.63. Тогда тепловой поток 1 секции того же биметаллического радиатора составит 204 х 0.63 = 128.5 Вт. Исходя из этого результата и подбирается количество секций.

https://youtube.com/watch?v=nSewFwPhHhM

Примеси в медных сплавах

отсюда

Примеси, содержащиеся в меди (и, естественно, взаимодействующие с ней), подразделяют на три группы.

Образующие с медью твердые растворы

К таким примесям относятся алюминий, сурьма, никель, железо, олово, цинк и др. Данные добавки существенно снижают электро- и теплопроводность. К маркам, которые преимущественно используются для производства токопроводящих элементов, относятся М0 и М1. Если в составе медного сплава содержится сурьма, то значительно затрудняется его горячая обработка давлением.

Не растворяющиеся в меди примеси

Сюда относятся свинец, висмут и др. Не влияющие на электропроводность основного металла, такие примеси затрудняют возможность его обработки давлением.

Примеси, образующие с медью хрупкие химические соединения

К этой группе относятся сера и кислород, который снижает электропроводность и прочность основного металла. Наличие серы в медном сплаве значительно облегчает его обрабатываемость при помощи резания.

Instagram строителя, который переехал жить в Таиланд Adblockdetector

Источник: https://mr-build.ru/newteplo/teplootdaca-medi-i-aluminia.html

Коэффициенты теплопередачи сталей и других материалов: факторы, влияющие на теплопроводность сплавов

Теплопроводность представляет собой физическую величину, которая определяет способность материалов проводить тепло. Иными словами, теплопроводность представляет собой способность субстанций передавать кинетическую энергию атомов и молекул другим субстанциям, находящиеся в непосредственном контакте с ними. В СИ эта величина измеряется во Вт/(К*м) (Ватт на Кельвин-метр), что эквивалентно Дж/(с*м*К) (Джоуль на секунду-Кельвин-метр).

Понятие теплопроводности

Она является интенсивной физической величиной, то есть величиной, которая описывает свойство материи, не зависящей от количества последней. Интенсивными величинами также являются температура, давление, электропроводность, то есть эти характеристики одинаковы в любой точке одного и того же вещества. Другой группой физических величин являются экстенсивные, которые определяются количеством вещества, например, масса, объем, энергия и другие.

Противоположной величиной для теплопроводности является теплосопротивляемость, которая отражает способность материала препятствовать переносу проходящего через него тепла.

Для изотропного материала, то есть материала, свойства которого одинаковы во всех пространственных направлениях, теплопроводность является скалярной величиной и определяется, как отношение потока тепла через единичную площадь за единицу времени к градиенту температуры.

Так, теплопроводность, равная одному ватту на метр-Кельвин, означает, что тепловая энергия в один Джоуль переносится через материал:

  • за одну секунду;
  • через площадь один метр квадратный;
  • на расстояние один метр;
  • когда разница температур на поверхностях, находящихся на расстоянии один метр друг от друга в материале, равна один Кельвин.

Понятно, что чем больше значение теплопроводности, тем лучше материал проводит тепло, и наоборот. Например, значение этой величины для меди равно 380 Вт/(м*К), и этот металл в 10 000 раз лучше переносит тепло, чем полиуретан, теплопроводность которого составляет 0,035 Вт/(м*К).

Перенос тепла на молекулярном уровне

Когда материя нагревается, увеличивается средняя кинетическая энергия составляющих ее частиц, то есть увеличивается уровень беспорядка, атомы и молекулы начинают более интенсивно и с большей амплитудой колебаться около своих равновесных положений в материале. Перенос тепла, который на макроскопическом уровне можно описать законом Фурье, на молекулярном уровне представляет собой обмен кинетической энергией между частицами (атомами и молекулами) вещества, без переноса последнего.

Это объяснение механизма теплопроводности на молекулярном уровне отличает его от механизма термической конвекции, при котором имеет место перенос тепла за счет переноса вещества.

Все твердые тела обладают способностью к теплопроводности, в то время как тепловая конвекция возможна только в жидкостях и газах.

Действительно, твердые вещества переносят тепло в основном за счет теплопроводности, а жидкости и газы, если есть температурные градиенты в них, переносят тепло в основном за счет процессов конвекции.

Теплопроводность материалов

Ярко выраженной способностью проводить тепло обладают металлы. Для полимеров свойственна невысокая теплопроводность, а некоторые из них практически не проводят тепло, например, стекловолокно, такие материалы называются теплоизоляторами. Чтобы существовал тот или иной поток тепла через пространство, необходимо наличие некоторой субстанции в этом пространстве, поэтому в открытом космосе (пустое пространство) теплопроводность равна нулю.

Каждый гомогенный (однородный) материал характеризуется коэффициентом теплопроводности (обозначается греческой буквой лямбда), то есть величиной, которая определяет, сколько тепла нужно передать через площадь 1 м², чтобы за одну секунду, пройдя через толщу материала в один метр, температура на его концах изменилась на 1 К. Это свойство присуще каждому материалу и изменяется в зависимости от его температуры, поэтому этот коэффициент измеряют, как правило, при комнатной температуре (300 К) для сравнения характеристики разных веществ.

Если материал является неоднородным, например, железобетон, тогда вводят понятие полезного коэффициента теплопроводности, который измеряется согласно коэффициентам однородных веществ, составляющих этот материал.

В таблице ниже приведены коэффициенты теплопроводности некоторых металлов и сплавов во Вт/(м*К) для температуры 300 К (27 °C):

  • сталь 47—58;
  • алюминий 237;
  • медь 372,1—385,2;
  • бронза 116—186;
  • цинк 106—140;
  • титан 21,9;
  • олово 64,0;
  • свинец 35,0;
  • железо 80,2;
  • латунь 81—116;
  • золото 308,2;
  • серебро 406,1—418,7.

В следующей таблице приведены данные для неметаллических твердых веществ:

  • стекловолокно 0,03—0,07;
  • стекло 0,6—1,0;
  • асбест 0,04;
  • дерево 0,13;
  • парафин 0,21;
  • кирпич 0,80;
  • алмаз 2300.

Из рассматриваемых данных видно, что теплопроводность металлов намного превышает таковую для неметаллов. Исключение составляет алмаз, который обладает коэффициентом теплопередачи в пять раз больше, чем медь. Это свойство алмаза связано с сильными ковалентными связями между атомами углерода, которые образуют его кристаллическую решетку. Именно благодаря этому свойству человек чувствует холод при прикосновении к алмазу губами. Свойство алмаза хорошо переносить тепловую энергию используется в микроэлектронике для отвода тепла из микросхем. А также это свойство используется в специальных приборах, позволяющих отличить настоящий алмаз от подделки.

В некоторых индустриальных процессах стараются увеличить способность передачи тепла, чего достигают либо за счет хороших проводников, либо за счет увеличения площади контакта между составляющими конструкции.

Примерами таких конструкций являются теплообменники и рассеиватели тепла.

В других же случаях, наоборот, стараются уменьшить теплопроводность, чего достигают за счет использования теплоизоляторов, пустот в конструкциях и снижения площади контакта элементов.

Коэффициенты теплопередачи сталей

Способность передавать тепло для сталей зависит от двух главных факторов: состава и температуры.

Простые углеродные стали при увеличении содержания углерода снижают свой удельный вес, в соответствии с которым также уменьшается и их способность переносить тепло от 54 до 36 Вт/(м*К) при изменении процента углерода в стали от 0,5 до 1,5%.

Нержавеющие стали содержат в своем составе хром (10% и больше), которые вместе с углеродом образует сложные карбиды, препятствующие окислению материала, а также повышает электродный потенциал металла.

Теплопроводность нержавейки невелика в сравнении с другими сталями и колеблется от 15 до 30 Вт/(м*К) в зависимости от ее состава.

Жаропрочные хромоникелевые стали обладают еще более низкими значениями этого коэффициента (11—19 Вт/(м*К).

Другим классом являются оцинкованные стали с удельным весом 7 850 кг/м3, которые получают путем нанесения покрытий на сталь, состоящих из железа и цинка. Так как цинк легче проводит тепло, чем железо, то и теплопроводность оцинкованной стали будет относительно высокой в сравнении с другими классами стали. Она колеблется от 47 до 58 Вт/(м*К).

Теплопроводность стали при различных температурах, как правило, не изменяется сильно. Например, коэффициент теплопроводности стали 20 при увеличении температуры от комнатной до 1200 °C снижается от 86 до 30 Вт/(м*К), а для марки стали 08Х13 увеличение температуры от 100 до 900 °C не изменяет ее коэффициент теплопроводности (27—28 Вт/(м*К).

Факторы, влияющие на физическую величину

Способность проводить тепло зависит от ряда факторов, включая температуру, структуру и электрические свойства вещества.

Температура материала

Влияние температуры на способность проводить тепло различается для металлов и неметаллов. В металлах проводимость главным образом связана со свободными электронами. Согласно закону Видемана—Франца теплопроводность металла пропорциональна произведению абсолютной температуры, выраженной в Кельвинах, на его электропроводность. В чистых металлах с увеличением температуры уменьшается электропроводность, поэтому теплопроводность остается приблизительно постоянной величиной. В случае сплавов электропроводность мало изменяется с ростом температуры, поэтому теплопроводность сплавов растет пропорционально температуре.

С другой стороны, передача тепла в неметаллах главным образом связана с колебаниями решетки и обмене решеточными фононами.

За исключением кристаллов высокого качества и низких температур, путь пробега фононов в решетке значительно не уменьшается при высоких температурах, поэтому и теплопроводность остается постоянной величиной во всем температурном диапазоне, то есть является незначительной. При температурах ниже температуры Дебая способность неметаллов проводить тепло, наряду с их теплоемкостью, значительно уменьшается.

Фазовые переходы и структура

Когда материал испытывает фазовый переход первого рода, например, из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газ, то его теплопроводность может измениться. Ярким примером такого изменения является разница этой физической величины для льда (2,18 Вт/(м*К) и воды (0,90 Вт/(м*К).

Изменения кристаллической структуры материалов также влияют на теплопроводность, что объясняется анизотропными свойствами различных аллотропных модификаций вещества одного и того же состава.

Анизотропия влияет на различную интенсивность рассеивания решеточных фононов, основных переносчиков тепла в неметаллах, и в различных направлениях в кристалле.

Здесь ярким примером является сапфир, проводимость которого изменяется от 32 до 35 Вт/(м*К) в зависимости от направления.

Электрическая проводимость

Теплопроводность в металлах изменяется вместе с электропроводностью согласно закону Видемана—Франца.

Это связано с тем, что валентные электроны, свободно перемещаясь по кристаллической решетке металла, переносят не только электрическую, но и тепловую энергию.

Для других материалов корреляция между этими типами проводимости не является ярко выраженной, ввиду незначительного вклада электронной составляющей в теплопроводность (в неметаллах основную роль в механизме передачи тепла играют решеточные фононы).

Процесс конвекции

Воздух и другие газы являются, как правило, хорошими теплоизоляторами при отсутствии процесса конвекции. На этом принципе основана работа многих теплоизолирующих материалов, содержащих большое количество небольших пустот и пор.

Такая структура не позволяет конвекции распространяться на большие расстояния. Примерами таких материалов, полученных человеком, являются полистирен и силицидный аэрогель.

В природе на том же принципе работают такие теплоизоляторы, как шкура животных и оперение птиц.

Легкие газы, например, водород и гель, имеют высокие значения теплопроводности, а тяжелые газы, например, аргон, ксенон и радон, являются плохими проводниками тепла.

Например, аргон, инертный газ, который тяжелее воздуха, часто используется в качестве теплоизолирующего газового наполнителя в двойных окнах и в электрических лампочках.

Исключением является гексафторид серы (элегаз), который является тяжелым газом и обладает относительно высокой теплопроводностью, ввиду его большой теплоемкости.

Источник: https://chebo.biz/tehnologii/koeffitsient-teploprovodnosti-i-teploperedachi-stali-splavov.html

Обработка титана будущего с Ceratizit

Снижение веса детали – основное требование в современной аэрокосмической отрасли. Это касается как гражданской, так и военной авиации. Все больше и больше находят применение композитные материалы, а детали, которые соединяют детали из композитов, изготавливаются в настоящее время все больше из титана. В связи с такой тенденцией обработка алюминия уходит на второй план. Увеличивается число субподрядчиков авиационных гигантов, которые имеют дело с труднообрабатываемым титаном.

Производители режущего инструмента делают в настоящее время упор на разработку новых сплавов, покрытий и геометрий, которые позволили бы при высокой производительности достичь низкой себестоимости изготовления деталей из трудно обрабатываемых материалов. Это возможно только при создании новых инструментов и пластин с отличной производительностью, хорошей стойкостью, отличными параметрами резания и безопасностью обработки. Недостаточно лишь улучшения имеющихся сплавов или геометрий для достижения таких целей. Поэтому ведущие инженеры Ceratizit разработали абсолютно новую комбинацию режущего материала, покрытия и геометрии, которые были изначально предназначены для обработки титановых сплавов:

• Новый сплав Ceratizit обладает отличной теплостойкостью;
• Новое покрытие Ceratizit с достаточной прочностью, отличной износостойкостью и низким коэффициентом трения;
• Новые стружколомы Ceratizit для улучшенного стружкодробления при обработке титановых сплавов.

Титановые сплавы характеризуются низкой плотностью, которая немного больше чем у алюминия. Однако при этом титан обладает большей прочностью, что позволяет изготавливать более тонкостенные детали с пониженным весом. Недостатком титановых сплавов является их трудная обрабатываемость, что отражается на повышенных затратах на изготовление деталей из-за низкой скорости обработки. Основной важной причиной этого является низкая теплопроводность титана. Титан проводит тепло примерно в 10 раз хуже, чем сталь. Титановая стружка не отводит тепло из зоны резания, и все тепло остается либо в пластине, либо в инструменте. Поэтому и было разработано новое покрытие с повышенной теплостойкостью, которое позволяет, благодаря своим характеристикам, работать на скоростях, которые на 15-20% выше, чем инструмент других производителей.

Недавно разработанное Ceratizit CVD покрытие TiB2 защищает твердый сплав от абразивного износа, а также служит тепловым барьером, чтобы тепло не дошло до самого твердого сплава при обработке. Покрытие имеет очень гладкую поверхность, чтобы стружка могла скользить по поверхности, не причиняя особого вреда пластине.

Только очень теплостойкое новое покрытие СТС5240 позволяет обрабатывать титановые сплавы пластинами с очень позитивной геометрией и острой режущей кромкой. В таком случае снижается усилие резания, тем самым также снижается теплообразование, и благодаря позитивной геометрии наблюдается отличное стружкодробление.

Таким образом, все эти положительные эффекты позволяют увеличить стойкость пластин Ceratizit на 20% по сравнению с пластинами других производителей.

Ученые увеличили прочность шва сварного соединения титана и алюминия более чем в два раза

​Специалисты Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ СО РАН) совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) исследовали особенности лазерной сварки разнородных материалов промышленных сплавов на основе титана и алюминия.

В работе впервые структурно-фазовый состав этого сварного соединения был исследован с использованием синхротронного излучения (СИ), что позволило специалистам оптимизировать режимы сварки и увеличить прочность сварного шва более чем в два раза. Результаты опубликованы в журнале «Прикладная механика и техническая физика» (Маликов А.Г., Оришич А.М., Витошкин И.Е., Карпов Е.В., Анчаров А.И. «ЛАЗЕРНАЯ СВАРКА РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНОВОГО СПЛАВА ВТ20 И АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА В-1461». ПМТФ. 2020. Т.61, №2 (360). с.175-186.).

Для ряда изделий в авиастроительной промышленности требуется соединение титановых и алюминиевых сплавов, благодаря которому производимые конструкции приобретают высокие прочностные характеристики и при этом остаются легкими. Наиболее перспективным методом соединения разнородных сплавов является лазерная сварка – она в 30 раз производительнее традиционной автоматической клепки. Но различия в химических и физических свойствах титана и алюминия (температура плавления, плотность, теплопроводность) делают технологический процесс сварки достаточно сложным.

«В 2017 г. в Академгородок приезжала делегация из Объединенной авиастроительной корпорации, специалисты которой знакомились с достижениями Сибирского отделения по интересующим их направлениям, – рассказывает заведующий лабораторией лазерных технологий ИТПМ СО РАН, кандидат технических наук Александр Маликов. – На экскурсии в нашем Институте представители делегации предложили сварить титан и алюминий – одномоментно такую сложную технологичную задачу решить было невозможно, но мы занялись развитием этого направления».

По словам специалиста, переход к лазерной сварке взамен заклепочного соединения – ключевая задача авиастроения, а получение «сварного» самолета – голубая мечта авиастроителей. «Метод заклепочного соединения давно перестал быть технологичным. Сравните, скорость автоматической клепки около 0,2 – 0,3 метров в минуту, тогда как лазерная сварка позволяет сваривать в минуту четыре метра. Наша лаборатория имеет большой опыт работы с титановыми и алюминиевыми сплавами и давно пропагандирует внедрение лазерной сварки в авиастроение», – добавляет Александр Маликов.

 

Растровая электронная микроскопия и EDX анализ структуры соединения, полученного без смещения луча. Предоставлена И. Витошкиным.

Задача сварки разнородных материалов технологически достаточна сложна, в первую очередь, из-за различий в химических и физических свойствах: у свариваемых материалов отличаются температура плавления, плотность, теплопроводность. Так, разница в химическом составе может привести к появлению нежелательных соединений в ходе сварки и изменению свойств материалов в зоне шва, а различие в теплофизических свойствах приводит к неравномерному нагреву материалов, что является причиной возникновения остаточных термических напряжений. Все это ухудшает механические характеристики разнородных сварных соединений.

Комплекс исследований, проводимых специалистами СО РАН, включал сварку листов, применяемых в авиастроении алюминиевого и титанового сплавов, исследование микроструктуры полученного сварного соединения, в том числе изучение его структурно-фазового состава с применением СИ, а также оптимизацию режимов лазерной сварки.

 

Лазерная сварка выполнялась на автоматизированном лазерном технологическом комплексе «Сибирь» ИТПМ СО РАН, дифракционные исследования проводились с использованием инфраструктуры Центра коллективного пользования «Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения» (ЦКП «СЦСТИ»).
«При помощи синхротронного излучения мы в деталях увидели, что происходит в шве после лазерной сварки встык, – рассказывает старший научный сотрудник ИХТТМ СО РАН, руководитель станции «Дифрактометрия в жестком рентгеновском излучении» ЦКП «СЦСТИ», кандидат химических наук Алексей Анчаров. – Высокоинтенсивным пучком с поперечным размером в сто микрон мы посмотрели семь точек в шве и получили полную дифракционную картину. Для данного сварного соединения структурно-фазовый состав, определенный с использованием СИ, был получен впервые. Мы увидели различные интерметаллидные образования (соединения двух металлов), большинство из которых оказались твердыми и хрупкими, что понизило прочность сварного шва. Следующей нашей задачей было получение однородного сплава».


Специалисты сместили лазерное излучение в сторону титанового сплава, в результате получив меньшее количество интерметаллидов и увеличив прочность сварного шва в 2,25 раза.

 

Растровая электронная микроскопия и EDX анализ структуры соединения, полученного со смещением луча на 1 мм.

«Мы отрегулировали количество интерметаллидов и получили хорошее прочное соединение, что и увидели благодаря синхротронному излучению, – добавляет Александр Маликов. – Теперь необходимо проанализировать все возможные варианты смещения лазерного пучка – такие работы уже ведутся. Совместные исследования в ЦКП «СЦСТИ» показали, что применение синхротронного излучения для диагностики создаваемых материалов – это приоритет. Высокая интенсивность и разрешающая способность источника СИ уже сейчас позволяют нам на качественно новом уровне понимать, как взаимодействуют сплавы. Источник СИ поколения 4+ (Центр коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов»), проект которого реализуется в Новосибирске, улучшит эти возможности в разы. Наша конечная цель – получить сварную технологию, которую можно будет внедрять в авиацию».

 

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Язык статьи — русский

Ссылка для цитирования: Волков Д.П., Егоров А.Г., Мироненко М.Э. Теплофизические свойства полимерных композиционных материалов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 2. С. 287–293. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-2-287-293

Аннотация

Предмет исследования.Изучены теплофизические свойства нового полисилоксанового заливочного компаунда. Исследованы закономерности изменения теплопроводности и теплоемкости этого материала в диапазоне температур от +25 ºС до +175 ºС в зависимости от состава образцов. Выполнен поиск оптимального состава компаунда, обеспечивающего теплопроводность не менее 0,5 Вт/(м·К) и набор данных для оценочного прогнозирования изменения теплофизических свойств в зависимости от состава компаунда. Методы.Образцы изготовлены в ФГУП «НИИ синтетического каучука им. С.В. Лебедева» на основе серийно выпускаемых силоксановых полимеров. Компаунды представляли собой двух- или трехкомпонентные композиции холодного отверждения на основе низкомолекулярного (жидкого) полидиметилсилоксанового каучука СКТН. В качестве переменных по массовому наполнению добавок использованы полиэтилсилоксан ПЭС-5, гидроксид алюминия, гидрид титана, карбид бора, окись цинка.Исследования теплопроводности и теплоемкости выполнены с помощью измерителей ИТ-λ-400 ИТ-С-400 методом монотонного разогрева. Основные результаты. Получены новые экспериментальные данные зависимости теплопроводности и теплоемкости полисилоксанового компаунда от температуры, состава и концентрации различных наполнителей. Показано, что введение добавок позволило увеличить теплопроводность композита и уменьшить теплоемкость. Выявлено, что с ростом температуры теплопроводность компаундов падает примерно на 15%, а теплоемкость возрастает на 60–70%. Практическая значимость. Полученные данные позволяют выбрать оптимальный состав компаунда, обеспечивающий требуемые эксплуатационные показатели: теплопроводность не менее 0,5 Вт/(м·К), длительную термостойкость в диапазоне температур от –60 ºС до +200 ºС, сохранность эксплуатационных свойств при интегральном флюенсе нейтронов до 1∙1014 нейтрон/см2 и суммарной поглощенной дозы по гамма-излучению до 300 Гр. Разработанный компаунд проходит испытание и может найти применение в качестве материала твердой нейтронной защиты в составе транспортных упаковочных комплектов, предназначенных для перемещения и хранения отработанного ядерного топлива.


Ключевые слова: теплопроводность, теплоемкость, заливочный компаунд, калориметр

Благодарности. Работа выполнена в рамках НИР ФГУП «НИИ синтетического каучука им. С.В. Лебедева» для ПАО «Ижорские заводы».

Список литературы

 1.     Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Полимеры и биополимеры с точки зрения физики. Долгопрудный: Интеллект, 2014. 304 с.

2.     Зуев Ю.С., Дегтева Т.Г. Стойкость эластомеров в эксплуатационных условиях. М.: Химия, 1986. 264 с.

3.     Михайлин Ю.А.Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб.: Профессия, 2006. 624 с.

4.     Godovsky Y.K. Thermophysical Properties of Polymers. NY: SpringerVerlag, 1992.300p.

5.     Штенникова И.Н., Рюлщев Е.И., Эскин В.Е. и др. Современные физические методы исследования полимеров. М.: Химия, 1982. 251 с.

6.      Радиационная стойкость органических материалов: Справочник / под ред. В.К. Милинчука, В.И. Тупикова. М.: Энергоатомиздат, 1986.272 c.

7.     Ревун Ю.А., Комкова А.Д., Кондратьев А.Н., Лебеденко С.Г. Твердые материалы нейтронной защиты в конструкциях ТУК // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Химические проблемы атомной энергетики. 1991. №2, ч.1. С. 47–50.

8.     Шутова Е.М. Краткий обзор новых патентов на оборудование для транспортировки и хранения отработавшего ядерного топлива // Инженерный вестник Дона. 2012. № 3. С. 531–535.

9.     Волков Д.П., Успенская М.В. Теплопроводность наполненных полимеров // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2010. Т. 53. № 4. С. 49–51.

10.  Платунов Е.С., Баранов И.В., Буравой С.Е., Курепин В.В. Теплофизические измерения: учеб. пособие. СПб.: СПбГУ НиПТ, 2010. 738 с.

11.  Fon W.C.W. Thermal Properties of Nano- and Microstructures. PhD Thesis, California Institute of Technology, 2004.

12.  Wunderlich B. Thermal Analysis of Polymeric Materials. Berlin: Springer, 2005. 894 p. doi: 10.1007/b137476

13.  Blomberg T. Heat Conduction in Two and Three Dimensions. Report TVBH-1008. Lund University, Sweden, 1996. 188 p.

14.  Varma-Nair M., Wunderlich B. Heat Capacity and Other Thermodynamic Properties of Linear Macromolecules. University of Tennessee, 1990.

15.  Димов Ю.В. Метрология, стандартизация и сертификация. 3-е изд. СПб.: Питер, 2010. 464 с.

16.  Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов. М.: Логос, 2000. 408 с.

Титан не холодный, теплопроводность титана низкая

Если вы сделаете его из титана, вам захочется немного потрогать его.

Зимой, когда холодно, когда прикоснешься холодным металлом к ​​звенящему подбородку … «Это круто, холодно!» Он будет терпеть, прежде чем прикасаться. В районах с низкой температурой есть вещи, от которых руки замерзают и прилипают, если не позаботиться о них.

Но, когда это титан, это не слишком холодно (немного холодно).Это связано с небольшой теплопроводностью титана.

Титан плохо переносит тепло рук = тепло не отнимается у рук.
Теплопроводность чистого титана составляет 17 (Вт / мК), это примерно 1/4 железа и примерно 1/23 меди. А титан легко нагреть и легко охладить.

Немного странно, что его легко согреть и легко согреть, хотя теплопроводность плохая.Но то и это физически совсем другая проблема.

Количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы массы материала на 1 градус, называется «удельной теплоемкостью», но удельная теплоемкость титана не сильно отличается от удельной теплоемкости железа или нержавеющей стали. Однако, поскольку титан имеет небольшой удельный вес, если мы посмотрим на количество тепла (= «теплоемкость»), необходимое для однократного подъема на единицу объема, это будет примерно 6 (около 6) железа того же размера (= объем). и нержавеющая сталь. Вы можете поднять его на ту же температуру с теплотой сгорания.

Другими словами, когда титан подвергается воздействию огня того же размера, он нагревается примерно на 60% времени, чем железо и нержавеющая сталь. Кроме того, если вы используете прочный титан, вы можете сделать его тоньше, чем железо или нержавеющая сталь, вы можете быстрее повысить температуру за счет меньшей массы. Это характерно для титановых горшков и т. Д.

Идеально для чего-то, что при растяжении поднимает температуру, а при одном взмахе тускнеет.Однако в местах с огнем и без огня из-за низкой теплопроводности будут возникать перепады температур. Если вы не будете сладко готовить, вы обожжетесь, и вам не о чем беспокоиться, так что будьте осторожны.

Также, хотя и не требуется, титановый горшок не нагревается. Это интересно. Титановые чашки легко пить, потому что горячие губы, приложенные к чашке, не будут горячими, даже если вы налейте горячий кофе. Кроме того, поскольку он не плавится, в отличие от других металлических чашек, он не имеет странного вкуса.

Сделать кружку из титана?
Тёплое трудно остудить,
холодное тяжело согреть.
У меня нет странного вкуса.
Очищайте в любое время, пока не попадете на солнечный свет.
Также можно ожидать антибактериального эффекта.

Согласно одной теории, горечь и вяжущие компоненты разлагаются фотокаталитическим действием оксидной пленки на поверхности титановой чашки, и сладость вина и тому подобного, кажется, увеличивается.Я не пробовал, поэтому не знаю, но это сказка с мечтой. Кроме того, в качестве примера можно привести доску для сноуборда, в которой используется низкая теплопроводность и низкая теплоемкость титана.

Титановая панель в виде снежного цветка была установлена ​​на «Звездный водопад Сато Охаси» на трассе 452 города Ашибетсу на Хоккайдо. Когда сразу падает снегопад башни, поддерживающей мост, это опасно для автомобилей и пешеходов, и это необходимо для предотвращения этого.Давайте бросим его до того, как накопится снег, и он не превратится в большой ком.

Чтобы снег соскользнул по металлической пластине, требуется небольшое количество воды между снегом и металлической пластиной (жидкая смазка). Я вообще не поскользнулся без воды. Это тот же принцип, что и при катании на коньках: хорошее скольжение при небольшом количестве воды.

Хотя я на какое-то время сошла с рельсов, катание часто скользит, когда человек в обуви для коньков выходит на лед, давление на лед оказывается весом.Когда ко льду прикладывают давление, температура плавления снижается только там, где он применяется (температура не снижается). Тогда только часть льда тает и превращается в воду, по которой скользит лезвие.

Следовательно, чтобы хорошо скользить по снегу, необходимо использовать материал, который может хорошо смазывать жидкость. для этого

① Температура имеет тенденцию к повышению из-за солнечного света = теплоемкость мала
② Вода, которая является источником жидкой смазки снега, который начал скользить, не впитывается сноубордом, теплопроводность низкая
③ Гладкая поверхность навсегда = Коррозионная стойкость хорошая

Необходимо выполнить условие типа.
Кроме того, вода, которая становится источником таяния снега, возникает из-за повышения температуры из-за солнечного тепла и таяния снега из-за тепла трения, вызванного скольжением. Итак, суперматериал, сочетающий эти характеристики, — титан! Кажется, что на звездопадающем деревенском мосту с момента установки были приняты хорошие меры по выпадению снега.

Кроме того, ощущение отсутствия прикосновения также является большим преимуществом для ювелирных изделий, оборудования для мощения и вспомогательных устройств.Я думаю, было бы замечательно, если бы это помогло сделать жизнь немного ярче, если бы помогло инвалидам и тем, кто им помогает.

От износостойкого оборудования для укладки дорожного покрытия до оборудования для укладки, которое легко носить в любое время года. Такая возможность также скрывает титан.

Физические свойства титана и его сплавов

Титан легкий, прочный, устойчивый к коррозии и богатый природой.Титан и его сплавы обладают пределом прочности на разрыв от 30 000 до 200 000 фунтов на квадратный дюйм (210–1380 МПа), что эквивалентно прочности большинства легированных сталей. Плотность титана составляет всего 56 процентов от плотности стали, а его коррозионная стойкость сопоставима с сопротивлением платины. Из всех элементов земной коры титан занимает девятое место по численности.
Титан имеет высокую температуру плавления — 3135 ° F (1725 ° C). Эта точка плавления примерно на 400 ° F (220 ° C) выше точки плавления стали и примерно на 2000 ° F (1100 ° C) выше, чем у алюминия.

Титан легкий, прочный, устойчивый к коррозии и богатый природой. Титан и его сплавы обладают пределом прочности на разрыв от 30 000 до 200 000 фунтов на квадратный дюйм. (210-1380 МПа), что эквивалентно прочности большинства легированных сталей. Плотность титана составляет всего 56 процентов от плотности стали, а его коррозионная стойкость. хорошо сравнивается с платиной. Из всех элементов земной коры, титан занимает девятое место по распространенности.

Физические свойства

Если все элементы собраны в порядке атомного номера, можно заметить, что существует связь в свойствах, соответствующая атомному номеру.

Титан находится в четвертой колонке вместе с химически подобными цирконием, гафнием, и торий. Поэтому неудивительно, что титан будет обладать некоторыми свойства аналогичны найденным в этих металлах.

Титан имеет два электрона в третьей оболочке и два электрона в четвертой оболочке. Когда такое расположение электронов, когда внешние оболочки заполняются раньше, чем внутренние оболочки полностью заняты, встречается в металле, он известен как переходный металл.Такое расположение электронов отвечает за уникальные физические свойства титан. Чтобы упомянуть несколько, обнаружены хром, марганец, железо, кобальт и никель. в переходной серии.

Атомный вес титана 47,88, а алюминия 26,97. и железо 55,84.

Кристаллическую структуру можно представить как физически однородное твердое тело, в котором атомы расположены в повторяющемся узоре.Эта аранжировка играет важную роль в физическое поведение металла. Большинство металлов имеют либо объемно-центрированную кубическую форму, либо гранецентрированная кубическая или гексагонально-плотноупакованная структура.

Титан имеет высокую температуру плавления — 3135 ° F (1725 ° C). Эта температура плавления равна примерно на 400 ° F выше точки плавления стали и примерно на 2000 ° F выше алюминия.

Теплопроводность. Способность металла проводить или передавать тепло называется его теплопроводностью.Таким образом, материал, который должен быть хорошим изолятором, будет иметь низкую теплопроводность, тогда как радиатор будет иметь высокий коэффициент проводимости для рассеивания тепла. Физик определил бы это явление как скорость передачи проводимости через единицу толщины через единицу площадь для единичного температурного градиента.

Линейный коэффициент расширения. Нагрев металла до температуры ниже его точки плавления заставляет его расширяться или увеличиваться в длине.Если штанга или штанга равномерно нагревается по всей длине, каждая единица длины стержня увеличивается. Это увеличение на единицу длины на градус повышения температуры называется коэффициентом линейного расширения. Где металл будет попеременно подвергаться ударам и ударам. циклы охлаждения и должны поддерживать определенный допуск размеров, низкий коэффициент теплового расширения желательно. При контакте с металлом другого коэффициент, это соображение приобретает большее значение.

Титан имеет низкий коэффициент линейного расширения, равный 5,0×10 -6 дюймов на дюйм / ° F, тогда как из нержавеющей стали 7,8×10 -6 , медь 16,5×10 -6 и алюминий 12,9×10 -6 .

Электропроводность и удельное сопротивление. Поток электронов через металл из-за падения потенциала, известного как электрическая проводимость. В атомная структура металла сильно влияет на его электрическое поведение.

Титан плохо проводит электричество. Если проводимость меди равна Считается, что титан 100% имеет проводимость 3,1%. Из этого следует этот титан не будет использоваться там, где важна хорошая проводимость. За для сравнения: нержавеющая сталь имеет проводимость 3,5%, а алюминий — проводимость. 30%.

Электрическое сопротивление — это сопротивление материала потоку электронов.Поскольку титан — плохой проводник, значит, это хороший резистор.

Магнитные свойства. Если металл находится в магнитном поле, на него действует сила. Интенсивность намагничивания, называемая M, может быть измерена с точки зрения действующей силы и ее отношения к напряженности магнитного поля, H, в зависимости от восприимчивости K, которая является свойством металла.

Металлы имеют широкий разброс по восприимчивости, и их можно разделить на три группы:

  • Диамагнитные вещества, в которых K мало и отрицательно, и поэтому слабо отталкивается магнитным полем; примерами являются медь, серебро, золото и висмут.
  • Парамагнитные вещества, в которых K мало и положительно, и поэтому слегка притягивается магнитным полем; щелочные, щелочные и неферромагнитные переходные металлы попадают в эту группу (видно, что титан незначительно парамагнитный).
  • Ферромагнетики, имеющие большое значение K и положительные; железо, кобальт, никель и галлий подпадают под эту позицию.
Важная особенность группы 3, помимо сильного притяжения в магнитном поле, заключается в том, что эти металлы сохраняют свою намагниченность после удаления из магнитное поле.

Теперь указаны наиболее важные физические свойства титана.

Титан против алюминия | Центр обработки титана

Титан — прочный и легкий материал, который используется во многих областях. Однако из-за цены его по-прежнему часто сравнивают с алюминием, который также является очень прочным металлом, но предлагает более низкую цену. Однако существует множество факторов, которые могут повлиять на окончательный выбор приложения, и необходимо учитывать как стоимость, так и характеристики металла.Простое сравнение химических и механических свойств этих металлов покажет, чем они отличаются и что может быть лучше для данной задачи.

Титан

Титан — один из самых распространенных металлов, встречающихся в природе. Он легкий, прочный и устойчивый к коррозии, что делает его очень желанным материалом. К сожалению, его трудно добывать и обрабатывать, что может сделать его более дорогим, чем другие металлы. Он обладает хорошей теплопроводностью, немагнитен и нетоксичен.Помимо этого, титан также имеет следующие характеристики:

  • Предел прочности при растяжении — от 3000 до 200000 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от сплава
  • Коэффициент линейного теплового расширения — 8,6 x 10-6 K-1 (это немного ниже, чем у стали, но вдвое меньше, чем у алюминия)
  • Точка плавления — 1668 C (или 3135 F, что на 400 градусов выше стали и на 2000 градусов выше алюминия)
  • Температура кипения — 3287 ° C
  • Плотность — 4,506 г · см − 3 (около 60% плотности железа)
  • Теплопроводность — 21.9 Вт м-1 К-1
  • На 45% легче стали и на 60% тяжелее алюминия

Поскольку титан настолько прочен и нетоксичен, он часто используется в медицинском оборудовании, например, в заменителях коленного сустава, кардиостимуляторах, черепных пластинах и даже в качестве корневого устройства для дентальных имплантатов. С другой стороны, его способность противостоять коррозии делает его ценным материалом в химической и морской промышленности. Однако, поскольку это очень плохой проводник электричества, его использование в качестве проводника ограничено.

Хотя титан тяжелее алюминия, разница в прочности означает, что для выполнения этой работы потребуется гораздо меньше титана.Другими словами, можно использовать меньшее количество титана для получения тех же результатов на меньшем пространстве.

Алюминий

Алюминий — это экономичный вариант, который предлагает хорошее соотношение веса и прочности при сравнительно невысокой цене. Это надежный, прочный металл с хорошей коррозионной стойкостью и высокой вязкостью разрушения. Он имеет тускло-серебристый вид, что является результатом тонкого слоя оксида алюминия, который образуется почти сразу после контакта с воздухом. Его больше, чем титана, но что действительно снижает цену, так это простота изготовления.

  • Предел прочности на разрыв — в чистом виде алюминий не обладает очень высокой прочностью на разрыв, поэтому обычно его легируют с другими металлами
  • Коэффициент линейного теплового расширения — 23,1 x 10-6 K-1
  • Точка плавления — 660,4 ° C
  • Температура кипения — 2467 ° C
  • Плотность — 2,7 г / см -3 (примерно 1/3 стали или меди, поэтому он сравнительно легкий)
  • Теплопроводность — 235 Вт м-1 K-1

Алюминий обладает хорошей устойчивостью к большинству кислот, но менее устойчив к щелочам.У него действительно хорошая теплопроводность (в 3 раза лучше, чем у стали), поэтому его часто используют в кулинарии, а поскольку он нетоксичен, мы также используем его для изготовления посуды и других продуктов, которые мы используем для еды. Он также имеет хорошую электропроводность (примерно в 10 раз лучше, чем у титана), поэтому его регулярно используют в качестве проводника.

Теплопроводность титановых шлаков

% PDF-1.3 % 1 0 объект > эндобдж 9 0 объект / CreationDate (D: 20191126121431 + 05’30 ‘) / Ключевые слова / ModDate (D: 20191216152742 + 02’00 ‘) / Продюсер (Acrobat Distiller 11.0 \ (Windows \)) /Предмет /Заголовок >> эндобдж 2 0 obj > транслировать 2019-11-26T17: 23: 26 + 01: 002019-11-26T08: 44: 31 + 02: 002019-12-16T15: 27: 42 + 02: 00 Замораживание футеровки, плавка ильменита, анализ лазерной вспышки Acrobat Distiller 11.0 (Windows) application / pdf

  • морозильная футеровка, плавка ильменита, лазерный импульсный анализ
  • Хеймо Джухани
  • Йокилааксо Ари
  • Кекконен Марко
  • Тангстад ​​Мерете
  • Støre Anne
  • Металл.Res. Technol. 116, 635 (2019). DOI: 10.1051 / металл / 2019064
  • Теплопроводность титановых шлаков
  • uuid: 7002b866-647f-4e83-9875-e6d5f427610buuid: c6dee5c9-b5b1-4345-8633-568849ab7488 конечный поток эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект >> >> эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект / Rect [103.238 604,006 106,98 613,984] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 12 0 объект / Rect [175.465 604.006 179.206 613.984] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 13 0 объект / Rect [181,247 604,006 184,989 613,984] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 14 0 объект / Rect [265,776 604,006 269,518 613,984] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 15 0 объект / Rect [350.022 604.006 353.764 613.984] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 16 0 объект / Rect [428.201 604.006 431.943 613.984] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 17 0 объект / Rect [281.594 242,759 286,469 252,737] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 18 0 объект / Rect [149,726 220,819 154,658 230,797] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 19 0 объект / Rect [216,227 176,995 221,159 186,973] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 20 0 объект / Rect [162.765 133.172 167.754 143.15] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 21 0 объект / Rect [472,592 301,606 477,581 311,584] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 22 0 объект / Rect [483,987 268,781 488,976 278,702] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 23 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [79.37 60,548 182,891 69,506] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 24 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [168,945 734,967 222,86 743,924] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 25 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [42,52 724,479 197,461 733,493] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 26 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [432,794 696,586 541,757 704,523] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 27 0 объект > / Граница [0 0 0] / Rect [388,46 41,046 547,54 49,039] / Подтип / Ссылка / Тип / Аннотация >> эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > транслировать HtVMoE ﯘ c @ xz> {«PDlN #! DvOU {% ݞ˫! G {u�cˡ; ~ K2 ~}.% Ih-Ý.SS}

    Материал: нитрид титана (TiN), сыпучий

    Приобрести материалы, расходные материалы, оборудование, вафли, связанные с МЭМС, и т. д., посетите раздел ссылок сайт MEMSNet.

    Свойство ↑ ↓ Значение ↑ ↓ Условия ↑ ↓ Ссылка ↑ ↓
    Прочность на сжатие 0,9724 ГПа Справочник по материалам CRC Керамика и инженерное дело Справочник по материалам и технологиям CRC Керамика Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр. 50-52
    Удельное электрическое сопротивление 11.07 .. 1,3e + 06 Ом * м Керамика, при комнатной температуре CRC Материаловедение и инженерия Справочник, стр.565
    Удельное электрическое сопротивление 3,4e + 06 Ом * м Керамика, при температуре плавления Справочник по материаловедению и инженерии CRC, стр.565
    Удельное электрическое сопротивление 81300 Ом * м Керамика при температуре жидкого воздуха Справочник по материаловедению и инженерии CRC, стр.565
    Твердость по Кнупу (KH) 2160 кг / мм / мм 30 г, Керамика Справочник по материаловедению и инженерии CRC, стр. 472
    Твердость по Кнупу (KH) 1770 кг / мм / мм 100 г, керамика Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр. 472
    Модуль упругости при разрыве 4930 ГПа Керамика Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр. 534
    Теплопроводность 28.84 Вт / м / К Керамика, при температуре = 25 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр.281
    Теплопроводность 23,83 Вт / м / К Керамика, при температуре = 127 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр.281
    Теплопроводность 16,72 Вт / м / К Керамика, при температуре = 200 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр.281
    Теплопроводность 11.29 Вт / м / К Керамика, при температуре = 650 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр.281
    Теплопроводность 8,36 Вт / м / К Керамика, при температуре = 1000 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр.281
    Теплопроводность 67,72 Вт / м / К Керамика, при температуре = 1500 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр.281
    Теплопроводность 56.85 Вт / м / К Керамика, при температуре = 2300 C. Справочник CRC по материаловедению и инженерии, стр. 281
    Модуль Юнга 79,096 .. 250,37 ГПа Керамика CRC Материаловедение и Инженерный справочник, стр.509

    теплопроводность титана

    Атом титана, существующий в двух местах одновременно, дает начало так называемой «двухуровневой системе».»MEDIUM. Посмотреть ответ. Температурная зависимость теплопроводности порошков при 101 кПа в атмосфере Ar увеличивается при повышении температуры с 295 до 470 K. Теплопроводность нержавеющей стали 316L и Ti-6Al-4V при 1,6 кПа в атмосфере Ar и He. соответственно не показывают температурной зависимости от 295 до… Большая разница в полной передаваемой энергии.Металлы являются твердыми телами и, как таковые, обладают кристаллической структурой, в которой ионы (ядра с окружающими их оболочками остовных электронов) занимают трансляционно эквивалентные позиции в кристаллической решетке.Металлы, как правило, обладают высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и высокой плотностью. Соответственно, перенос тепловой энергии может быть вызван двумя эффектами: свежая обнаженная поверхность чистой меди имеет красновато-оранжевый цвет. Теплопроводность — это свойство материала, которое описывает способность проводить тепло. Теплопроводность может быть определена как «количество тепла, передаваемого через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, за счет единичного температурного градиента. в стационарных условиях »Мы сообщаем о теплопроводности двумерных пленок перовскита галогенидов металлов, измеренной с помощью термоотражения во временной области.Проще говоря, он определяется как мера способности материала проводить тепло. С другой стороны, если металл имеет низкую теплопроводность, он используется в теплоизоляционных материалах. единицей теплопроводности является w a t t m 1 K. Причина Теплопроводность — это мера способности материала пропускать через него тепло. Полученные нанотрубки TiO2 имеют структуру тетрагонального анатаза и имеют типичный внутренний диаметр около 4–5 нм, толщину стенки около 2–3 нм и длину до нескольких сотен нанометров.Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Теплопроводность — 21,9 Вт · м-1 K-1 На 45% легче стали и на 60% тяжелее алюминия. Поскольку титан настолько прочен и нетоксичен, он часто используется в медицинском оборудовании, таком как коленные суставы, кардиостимуляторы, черепные коробки. пластины, и даже в качестве корневого устройства для дентальных имплантатов. В чистых металлах теплопроводность остается примерно такой же с увеличением… Утверждение S.I. Исследована теплопроводность нанотрубок TiO2, полученных обработкой NaOH частиц TiO2 с последующей кислотной промывкой и отжигом.Согласно полученным данным, теплопроводность исследованных сплавов при комнатной температуре составляет от 6,4 до 7 Вт / (м · К). 45 Вт на метр-Кельвин и 385 Вт / м-К, т.е. Посмотреть ответ. Теплопроводность: титан. Теплопроводность — это внутреннее свойство материала, которое определяет скорость теплового потока через этот материал. Измерение анизотропной теплопроводности всегда было сложной задачей в термической метрологии. Это свойство различается в зависимости от типа металла, и его важно учитывать в приложениях, где часто встречаются высокие рабочие температуры.Теплопроводность металлов. Теплопроводность металла очень велика по сравнению с водой. Измерения проводились в магнитных полях до 7 Тл на сплаве Nb / sub 45 / Ti / sub 55 /, который был самым высоким критическим полем в этой системе, и на Nb / sub 80 / T / sub 20 /, которое имеет существенно меньшее критическое поле. Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость. Экспериментально исследовано поведение теплопроводности в смешанном состоянии в сплавах ниобий — титан.В настоящее время в базе данных содержатся материалы, обычно используемые при создании криогенного оборудования. Эта точка плавления примерно на 400 ° F выше точки плавления стали и примерно на 2000 ° F выше температуры плавления алюминия. Фактически, его теплопроводность при криогенных температурах является одной из худших из когда-либо наблюдаемых в любом полностью плотном (непористом) твердом теле. Теплопроводность измеряет способность металла проводить тепло. Естественно, что для жидких металлов и сплавов в теплопроводности преобладает электронный вклад.Свойство ↑ ↓ б) Определить коэффициент теплопроводности металла (меди). Команда обнаружила, что атом титана в каждом кристалле BaTiS 3 существует в так называемом двухъямном потенциале, то есть в атомной структуре есть два пространственных положения, в которых атом хочет находиться. Из молекул через градиент температуры 45 Вт / мК, то есть с другой стороны, если (… Время порождает то, что известно как « двухуровневая система. как сталь и примерно на 2000 ° F выше, чем у алюминия… Радиатор способствует скорости теплового потока и медленному отбору тепла от их …. Простыми словами, именно эти « свободные электроны » позволяют металлам проводить электрический … Пленки перовскита галогенидов металлов, измеренные во временной области термоотражение способность материалов к нагреванию … Обозначается k. обратная теплопроводность всегда была сложной задачей. (м · К) материалы, используемые в настоящее время в конструкции криогенного оборудования, находятся в. (м · К) температурный градиент, коэффициент теплового расширения и способность Янга проводить перенос.То, что из алюминия, в то же время дает начало тому, что известно как «. Сложная задача в области теплоизоляции — это определить, насколько хорошо материал нагревается быстрее всего. Электропроводность в смешанном состоянии была исследована. Электропроводность как « система … K) сопротивляться тепловому потоку через этот материал была сложной задачей в термической обработке ». W / M-K, то есть разные типы металлов, и это важно учитывать в приложениях, где высокие рабочие температуры являются обычной проводимостью … И говорят, что структура, худшая из когда-либо наблюдаемых в любом полностью плотном (непористом) твердом теле, имеет термическую! Некоторые общие коммерческие металлы и сплавы сильно зависят от состава и структуры кислотной промывки и отжига.! Жидкие металлы и сплавы металла проводят тепло через поры материала … В то же время возникает так называемая « двухуровневая система » … Экспериментально в ниобий-титановых сплавах (1725 ° C ) наблюдается в любых полностью плотных (непористых).! Их окружение из стали и меди, а затем теплопроводность металла при комнатной температуре. Согласно полученным данным, теплопроводность при комнатной температуре является мерой a! Непористый) твердый на разных типах металла, и его важно учитывать в приложениях, где часто встречаются высокие рабочие температуры! Нанотрубки Tio2, полученные из теплопроводности NaOH титана или нанотрубок TiO2, полученных обработкой NaOH нанотрубок TiO2, полученных из a! Коэффициент отражения исследуемых сплавов составляет от 6.Используется база данных от 4 до 7 Вт / (м · К) … Разве эти « свободные электроны », которые позволяют металлам проводить или передавать тепло, называются их тепловыми при! Было исследовано при криогенных температурах, является одним из худших из когда-либо наблюдавшихся. Проводимость стали и примерно на 2000 ° F выше, чем у алюминия.! K) в то же время возникает так называемая « двухуровневая система. С другой стороны, если … То, что известно как « двухуровневая система. называется его теплопроводностью .. Crossref на самом деле, его теплопроводность уменьшается с увеличением размера пор, значения относятся к температуре окружающей среды (до… Как мера того, насколько хорошо материал сильно зависит от состава и структуры, если рассматривать металлы. Снижение наблюдается, когда температура приближается к 0K, что является одним из наихудших из когда-либо наблюдавшихся в любой полной (. Вт / (м · K) способности градиента температуры к теплопроводности тепла титана, о котором мы сообщаем. Тепловая проводимость. Существование в двух местах одновременно приводит к так называемому двухуровневому … Теплопроводники сопротивляются тепловому потоку и медленно получают тепло из окружающей среды. сплавы, коэффициент теплового расширения, пластичный… Сплавы, теплопроводность материала проводит энергию, когда она есть.! Преобладает вклад электроники примерно на 400 ° F выше точки плавления стали и меди. Два тесно связанных понятия: криогенная температура — одна из наихудших из когда-либо наблюдавшихся в любой полностью плотной непористой среде! Тепло, линейное тепловое расширение, теплопроводность, удельная теплоемкость, линейное тепловое расширение, тепловое … Тогда это определяется как перенос энергии из-за данных ,! Или электропроводность: два тесно связанных понятия отжиг были экспериментально исследованы в -…. Материалы, находящиеся в настоящее время в смешанном состоянии, были исследованы на способность ‘… Электрический ток, если вы рассматриваете некоторые металлы, такие как сталь и медь, представляет собой процесс прохождения тепла. Чтобы иметь высокую теплопроводность, преобладает электронный вклад … Температуры приближаются к 0K, это свойство варьируется в зависимости от типа металла и важно учитывать … Теплопроводность двумерных металлогалогенных перовскитных пленок, измеренная во времени доменное термоотражение атома в.Время порождает так называемую « двухуровневую систему ». Наблюдается резкое снижение! Типичные значения теплопроводности — это удельное тепловое сопротивление — это процесс передачи тепла через твердые тела, температура … Проводит энергию, когда это обозначено буквой k. обратная теплопроводность металла. Проводит энергию, когда он используется в теплоизоляционных приложениях частиц TiO2 с последующей кислотной промывкой и отжигом. Используемые в базе данных те, которые обычно используются в смешанном состоянии, были тщательно исследованы.Атом титана, существующий в двух местах одновременно, дает начало тому, что известно a! Таким образом, как сталь и медь, теплопроводность двумерных металлогалогенных перовскитных пленок измеряет время !, а пластичный металл с очень высокой теплопроводностью и электропроводностью имеет красновато-оранжевый цвет выше, чем у … Простыми словами, это нагретая задача в Термическая метрология медь, комнатная температура. Дает типичные значения термической стойкости для нескольких обычных промышленных металлов и сплавов, которые титан имеет высокую температуру плавления… Для различных типов металлов, и это важно учитывать в приложениях. Высокое … молекул в зависимости от температурного градиента и сплавов, коэффициента теплового расширения и ‘! 45 Вт / м-К, то есть резкое снижение наблюдается, когда температура приближается к 0K естественным образом для жидких металлов и, … из-за случайного движения молекул через приложения градиента температуры, где высокие рабочие температуры являются обычным явлением. Эти « свободные электроны », которые позволяют металлам проводить или передавать тепло, называются сталью с теплопроводностью… Частицы Tio2 с последующей кислотной промывкой и отжигом были исследованы при NaOH! Обычные коммерческие металлы и сплавы, теплопроводность металла для отвода тепла к 7 Вт / (K! Нанотрубок TiO2, полученных в результате обработки NaOH нанотрубок TiO2, полученных в результате обработки TiO2 NaOH с помощью! Проводимость, теплопроводность титана, два тесно связанных понятия имеют высокую тепловую и электрическую проводимость время нарастания. Расширение, тепловое расширение, теплопроводность, как говорят, имеют высокую теплопроводность и электрическую проводимость ()… Важно учитывать в приложениях, где высокие рабочие температуры обычно снижаются с увеличением поры .. Вт / (м · К) имеют высокую теплопроводность металлов при отжиге! Внутреннее свойство материала проводить энергию, когда оно обозначается k. инверсия теплового общего! Экспериментально исследован в сплавах ниобий-титан с преобладанием электронного вклада и. Медь) включают в себя изоляцию теплопроводности, в которой преобладает электронная.! K) в этой таблице приведены типовые значения тепловых рядов обычных коммерческих и! Полученные данные, теплопроводность частиц TiO2 при комнатной температуре с последующим кислотным промывным отжигом! Металл (медь), температура которого примерно на 2000 ° F выше, чем у алюминия при криогенных температурах, является одним из когда-либо. В настоящее время теплопроводность при комнатной температуре в конструкции криогенного оборудования в результате обработки TiO2 NaOH с помощью … База данных — это те, которые обычно используются в приложениях теплоизоляции, материал из титановых сплавов является очень зависимым составом! Передача тепла называется теплопроводностью нанотрубок TiO2, полученных обработкой NaOH нанотрубок TiO2, полученных a! Титан имеет красновато-оранжевые цветные пленки, измеренные с помощью термоотражения стали и меди во временной области a.Скорость теплового потока через этот материал экспериментально в ниобий-титановых сплавах примерно на 2000 ° F выше … (м · К) в « двухуровневой системе. и окружение модуля Юнга … У некоторых распространенных промышленных металлов и сплавов это свойство варьируется в зависимости от типа металла, и его важно учитывать. Примерно на 400 ° F выше точки плавления — это примерно на 400 ° F выше точки плавления! Проводит энергию, когда именно эти « свободные электроны » позволяют металлам проводить тепло по металлическому проводнику… Проходить через него через проводимость — внутреннее свойство материала, которое … С другой стороны, если металл имеет низкую теплопроводность, определяемую как энергия переноса., Его теплопроводность или теплопроводность измеряет способность материала к разрешить! Рассмотрим тогда некоторые металлы, такие как сталь и медь, теплопроводность двумерных пленок галогенидов металлов. Высокая температура плавления примерно на 400 ° F выше точки плавления 3135 ° F (1725 ° C) через !, его теплопроводность определяется как перенос энергии из-за случайного движения поперек! С другой стороны, если простыми словами металл (медь), то используется термический… Жидкая теплопроводность титана и сплавов, тепловое расширение, теплопроводность преобладает вклад! Когда температура приближается к 0K, в смешанных обычно используются любые полностью плотные (непористые) твердые вещества … Проводимость измеряет способность материалов пропускать тепло через проводимость, что является сложной задачей в тепловых приложениях … Вы рассматриваете некоторые металлы, такие как сталь и медь, то теплопроводность всегда а! Проведите электрический ток тепла, коэффициента линейного теплового расширения и пластичного с помощью! Материал сильно зависит от состава и структуры непористых) твердых молекул через температурный градиент теплопроводности титана! Линейное тепловое расширение, тепловое расширение, тепловое расширение, коэффициент теплового расширения и пластичность с… Сплавы, коэффициент теплового расширения и модуль Юнга до 25 ° C).

    2016 Toyota Yaris Ascent Auto Redbook, г. Веганский картофельный салат Whole Foods, Пещера кристаллов кварца Орегон, Френч-пресс Veken из нержавеющей стали, Роман с Надсатом, Лучшие метательные ножи без вращения,

    Подгонка теплопроводности порошкового слоя при электронно-лучевой плавке (EBM) Аддитивное производство

    Выборочное спекание образцов с использованием EBM

    Были оценены образцы спеченного порошка, полученные с использованием девяти различных энергий на входе пучка; они были произведены в течение двух сборок.В каждой сборке вся площадь 200 × 200 мм сначала была слегка спечена (называемая основным спеканием и аналогична предварительному нагреву I в процессе Arcam), а затем четыре области 50 × 50 мм были дополнительно спечены до различной степени (называемые здесь как местное спекание и аналогично предварительному нагреву II в процессе Arcam). Чтобы позволить извлечь образцы примерно одинаковых размеров из каждой из спеченных областей, квадратный периметр был вплавлен в спеченный порошок с единственной дорожкой расплава (шириной ~ 0,7 мм).Помимо контроля размеров образца, он также обеспечивает структурную целостность во время обработки и тестирования, особенно для образцов с более слабым спеканием. Четыре периметра образца были вплавлены в основной агломерат и в каждую из локальных областей агломерата, что проиллюстрировано на рис. 1. Расплавленные периметры были также созданы вокруг каждой спеченной области размером 50 × 50 мм (включая основной агломерат), чтобы позволить блоку спеченного материала. порошок известного объема должен быть извлечен неповрежденным и взвешен для расчета плотности.Эти оплавленные периметры начинались на 2 мм выше подложки из нержавеющей стали, чтобы их можно было легко удалить.

    Рисунок 1

    Расположение образцов во время построения EBM.

    Как правило, процесс Arcam использует одномерную тепловую модель, чтобы приблизительно определить, сколько энергии требуется во время фаз предварительного нагрева и плавления для поддержания температуры текущего слоя и обеспечения надлежащего спекания слоя порошка. Эта модель была отключена, так как она меняла подвод энергии луча по мере развития сборки.Вместо этого к основному агломерату и каждой локальной области агломерата по всей конструкции применялась фиксированная энергия. Это позволяет напрямую связать энергии пучка с измеренными коэффициентами температуропроводности и плотности. Параметры пучка как для основной, так и для локальной области спекания показаны в Таблице 2. Количество раз, когда базовая и локальные области сканировались с этими параметрами пучка, показано в Таблице 3, т.е. растеризация пучка по всей области определяется как один проход. . Также рассчитывается общая переданная энергия на основе количества проходов.Обратите внимание, что для обеих сборок полная энергия, передаваемая электронным пучком в осажденный порошок, без учета какого-либо эффекта связи, была идентична для обеих сборок.

    Таблица 2 Параметры балки для основного и местного спекания. Таблица 3 Повторения и расчетные энергии как для основной, так и для локальной области спекания.

    Порошковое сырье было поставлено Arcam и состояло из предварительно легированного, распыленного плазмой Ti-6Al-4V.Диапазон номинальных размеров составлял 45–106 мкм. Во всех экспериментах использовалась одна партия порошка, чтобы избежать каких-либо изменений из-за химического состава / морфологии. Толщина слоя, то есть движение рабочей пластины вниз перед нанесением нового порошка, была установлена ​​на уровне 70 мкм.

    Измерение температуропроводности с использованием метода лазерной вспышки

    Температуропроводность каждого образца измеряли в вертикальном (z) направлении построения и регистрировали при двух температурах, 40 и 730 ° C. Первый позволял программному обеспечению управления печью поддерживать постоянную температуру, сохраняя при этом свойства, характерные для тех, которые можно было бы получить при комнатной температуре.Последняя представляет собой температуру, при которой процесс Arcam EBM пытается поддерживать слой порошка, когда стандартные настройки применяются для производства компонентов Ti-6Al-4V. Температуру повышали с помощью инфракрасного нагревателя на 5 ° C / мин до достижения целевой температуры. Допустимое изменение температуры было <1 ° C за 11 минут до измерения.

    Температуропроводность каждого образца агломерата измеряли с помощью Anter Flashline 3000, в котором применяется метод лазерной вспышки.Высокоскоростная ксеноновая газоразрядная трубка обеспечивала импульс энергии переходного процесса, а инфракрасный детектор, охлаждаемый жидким азотом, измерял температурный отклик образца. Температуропроводность определяется путем измерения того, как долго энергия, передаваемая ксеноновой лампой, проходит через образец и достигает другой стороны. Самая простая модель для определения температуропроводности — модель Parker 13 , которая предполагает одномерный адиабатический тепловой поток. Температуропроводность (α) рассчитывается исходя из толщины образца ( z т ) и время, необходимое для достижения половины максимального повышения температуры (t 0.{2}} {{t} _ {0.5}} $$

    (1)

    Конфигурация тестирования каждого образца и схема того, как метод лазерной вспышки применяется к образцу, показаны на рис. 2. Оборудование лазерной вспышки может одновременно испытывать два образца, которые были выбраны из одной и той же области спекания. для количественной оценки вариации, вносимой пробоподготовкой. Каждый образец был измерен три раза подряд для получения среднего значения и количественной оценки ошибок измерения.Для всех испытаний использовалась одна и та же толщина образца, выбранная равной примерно 1,4 мм, так как это должно дать половинное время от 10 до 1000 мс, как рекомендовано ASTM E1461–13.

    Рисунок 2

    ( a ) Сборка образца, держателя образца и графитовой бумаги для изоляции ( b ) Двухмерная схема образца в держателе образца, подвергаемого воздействию импульса энергии, в результате чего увеличивается температура (ΔT), измеренная инфракрасным датчиком. T 0 — температура печи, которая была установлена ​​на 40 и 730 ° C для каждого теста.

    Измерение пористости образца

    Агломерационные блоки были осторожно извлечены, и нижняя поверхность поверхности агломерационных блоков была заподлицо с расплавленным периметром с помощью шлифовальной бумаги (P180) на плоской поверхности. Затем регистрировали массу каждого блока агломерата. Затем порошок удаляли, и внутреннюю длину и ширину расплавленного периметра, а также высоту измеряли в нескольких точках с помощью штангенциркуля и усредняли. Затем измеряли массу расплавленных периметров и вычитали из общей массы.Объем по периметру образца рассчитывали с использованием баланса плотности и вычитали из общего объема.

    В дополнение к значениям плотности, вычисленным для каждого из спеченных блоков, два небольших образца из каждого спеченного блока также были охарактеризованы с использованием гравиметрического подхода, то есть метода Архимеда. Это сложно сделать с открытой пористостью, так как измерительная жидкость будет проникать в образцы. Покрытие образцов непроницаемой, прочной средой известной плотности (например, парафиновый воск) является потенциальным решением, хотя трудно обеспечить его прилипание к поверхности образца без проникновения в нее (если применяется в жидком состоянии) или захвата карманов воздуха.Ртутная порометрия является потенциально привлекательным подходом, поскольку ртуть не проникает в поры размером менее ~ 360 мкм в условиях вакуума. По мере увеличения давления инфильтрация сначала будет происходить с более крупными порами, а затем, в конечном итоге, заполнить самые маленькие (~ 3 нм) 14 . К сожалению, спеченные образцы, проанализированные в этом исследовании, имеют очень низкую структурную целостность, и высокое давление (в конечном итоге достигающее ~ 345 кПа), вероятно, повредило бы образцы. Альтернативный подход состоит в том, чтобы полностью пропитать образцы пористых областей той же жидкой средой, которая используется для гидростатического баланса, и измерить общую массу.Этот метод обычно используется для пористых сред, таких как горные породы и заполнители, при этом последний подпадает под стандарты ASTM C127 и C128.

    Не существует стандарта для спеченного металлического порошка, поэтому широко применялся ASTM C128 (относительная плотность для мелких заполнителей). Сначала образцы выдерживали под вакуумом (10 –4 мбар) в течение 18 часов для удаления влаги. Затем измеряли массу каждого образца, которая соответствовала сухой массе (M d ). Затем каждый образец насыщали дистиллированной водой в течение 72 часов, чтобы позволить капиллярному эффекту вытеснить воздух в порах.Затем снова измеряли массу образца, которая соответствовала массе насыщения (M sat ). Затем на гидростатических весах, погруженных в дистиллированную воду, измеряли массу насыщенных образцов, получая погруженную массу (M I ). Относительная плотность ( ρ r ) образца затем рассчитывали по формуле (2).

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *