ბიმეტალური სხვადასხვა ქსლები: განმარტება, თვისებები და გამოყენება

ბიმეტალი არის ობიექტი, რომელიც შედგება ორი ცხელი პროცესით შეერთებული სხვადასხვა მეტალის ნაწილებისგან. სხვადასხვა მეტალების კომპოზიციების გარდა, ბიმეტალები შედგებიან სხვადასხვა მეტალების ფართობებისგან, რომლებიც შეინარჩუნებენ თავიანთ ინდივიდუალურ თვისებებს. ბიმეტალები ასევე უნდა მოიხსენიოთ როგორც ბიმეტალური პროდუქტები ან ბიკომპონენტური მასალები.

ბიმეტალები აღინიშნებიან ორი განსხვავებული მეტალური ზონით, რომლებიც მექანიკურად და ელექტრონულად მუშაობენ როგორც ერთი ერთობლივი ერთეული. ბიმეტალების საშუალებით შეიძლება სრულყოფილად გამოიყენოთ თითოეული მეტალის საუკეთესო თვისებები ერთ პროდუქტში. მაგალითად, ბიმეტალები შეიძლება შეაერთონ ერთი მეტალის ძლიერება სხვა მეტალის კორზიის მოწინააღმდეგობით ან ერთი მეტალის დიდი პროვოდუქტიულობა სხვა მეტალის ეკონომიურობით.

ბიმეტალები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ინდუსტრიებში და აპლიკაციებში, როგორიცაა ელექტრონული პროვოდურები, ელექტრონული კონტაქტები, ტერმოსტატები, ტერმომეტრები, დაცემითი მოწყობილობები, საათები, მონეტები, კანისტრები, ლულუანები და ა.შ. ამ სტატიაში ჩვენ განვიხილავთ ბიმეტალების მუშაობის პრინციპს, საერთო კომბინაციებს და მთავარ აპლიკაციებს.

როგორ მუშაობენ ბიმეტალები?

ბიმეტალების მუშაობის პრინციპი დაფუძნებულია იმ ფაქტზე, რომ სხვადასხვა მეტალებს განსხვავებული წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტები (αL) აქვთ, რაც ნიშნავს, რომ ისინი განსხვავებით გაფართოებიან ან შემცირდებიან დათამაშების ან გაცილებისას. წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტი განისაზღვრება როგორც სიგრძის წარმოებითი ცვლილება თემპერატურის ცვლილების ერთეულზე.

სადაც,

l არის ობიექტის საწყისი სიგრძე,

Δl არის სიგრძის ცვლილება,

Δt არის თემპერატურის ცვლილება,

αL-ის ერთეული არის პერ გრადუსი ცელსიუსი.

ბიმეტალი შედგება ორი სხვადასხვა მეტალის ფართობისგან, რომლებიც განსხვავებული წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტებით შეერთებულია სიგრძის მიმართ. ნორმალურ თემპერატურაზე ბიმეტალი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

დათამაშებისას მეტალური ფართობების სიგრძის ცვლილებები განსხვავებულია. ეს იწვევს ბიმეტალური ელემენტის გახურებას და არკის ფორმირებას ისე, რომ უფრო დიდი წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტის მქონე მეტალი იქნება არკის გარე მხარეზე, ხოლო უფრო დაბალი წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტის მქონე მეტალი იქნება არკის შიდა მხარეზე, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

გაცილებისას ბიმეტალური ელემენტი გახურდება და არკის ფორმირებას იწვევს ისე, რომ უფრო დაბალი წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტის მქონე მეტალი იქნება არკის გარე მხარეზე, ხოლო უფრო დიდი წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტის მქონე მეტალი იქნება არკის შიდა მხარეზე, როგორც ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

ზემოთ აღწერილი ფენომენი შეიძლება გამოიყენოს ტემპერატურის ცვლილების დასათვლელად და დასაზუსტებლად გამოსაყენებელი მოწყობილობის შესაქმნელად.

რომელი არის საერთო კომბინაციები ბიმეტალების შესაქმნელად?

ბიმეტალების შესაქმნელად შეიძლება გამოიყენოს სხვადასხვა მეტალების კომბინაციები სხვადასხვა წრფივი თერმალური გაფართოების კოეფიციენტებით. ქვემოთ მოცემულია ზოგიერთი საერთო კომბინაცია ბიმეტალური ფართობების შესაქმნელად:

• ჟერვი (მაღალი αL) და ნიკელი (დაბალი αL)

• ბრასი (მაღალი αL) და სტალი (დაბალი αL)

• თუთი (მაღალი αL) და ჟერვი (დაბალი αL)

• კონსტანტანი (მაღალი αL) და ინვარი (დაბალი αL)

რომელი არის ბიმეტალების საერთო აპლიკაციები?

ბიმეტალებს აქვთ ბევრი აპლიკაცია სხვადასხვა სფეროებში. ზოგიერთი აპლიკაცია ნაჩვენებია ქვემოთ:

ტერმოსტატები