Биметалл: Анықтама және қасиеттері және қолданылуы
Биметалл - бұл металлургиялық процесті арқылы бір-біріне қосылған екі өзара айырмашылықты көрсететін металлдардан тұратын нesne. Алмастырушылық сплавтар (екі немесе одан да көп металлардың қосындысы) және биметаллар (екі өзара айырмашылықты көрсететін металлардың деңгейлері) сапатында қалыптасады. Биметалларды биметаллдік продукт немесе бикомпонентті материалдар деп те атауға болады.
Биметаллдар үшін негізгі белгісі - бұл екі айырмашылықты көрсететін металлардың зонасы, олар механикалық және электрлық жағдайда бір бірімен бірге іске қосылады. Биметаллдардың пайдасы - бір продуктте әрбір металдың ең жақсы сапаттарын толығымен пайдалану мүмкіндігі. Мысалы, биметаллдар бір металлдың күштілігін басқа металлдың коррозияға ие болуымен, немесе бір металлдың өндірістік мүмкіндігін басқа металлдың қымбаттығымен бірге қосуға болады.
Биметаллдар әртүрлі индустрияларда және қолданбаларда кеңінен қолданылады, мысалы, электр өтушілер, электр контакттер, термостаттар, термометрлер, қорғаулық приборлар, сағаттар, монеталар, банкалар, ножкалар және басқалар. Бұл мақалада биметаллдардың жұмыс құрылысы, жиі қолданылатын комбинациялары және негізгі қолданылуы туралы талқыланады.
Биметаллдар қалай жұмыс істейді?
Биметаллдардың жұмыс құрылысы әртүрлі металлардың өзара айырмашылықты көрсететін сызықты термалық қабылдау коэффициенттеріне (αL) негізделген, бұл қабылдау коэффициенттері температуралық өзгерістерге байланысты әртүрлі қадамдармен өзгереді. Сызықты термалық қабылдау коэффициенті - бұл әр градусқа дейінгі ұзындықтың өзгеруінің өлшемін анықтайды.
Мұнда,
l - объекттің бастапқы ұзындығы,
Δl - ұзындықтың өзгеруі,
Δt - температуралық өзгеру,
αL өлшем бірлігі °C-ке бөлінетін.
Биметалл - бұл әртүрлі сызықты термалық қабылдау коэффициенттері бар екі металлдың жолақтарының ұзындығы бойынша бір-біріне қосылғаны. Нормалды температурадағы биметалл төмендегі суретте көрсетілген.
Қытыстан кейін, екі металл жолақтарының ұзындықтары әртүрлі қадамдармен өзгереді. Бұл биметаллдың қисық болып, сол жағына қарсы қозғалады, сонымен қатар қозғалыс өте ұзын болып, бір металлдың қозғалыс коэффициенті жоғары болса, ол қисықтың сыртқы жағына, ал қозғалыс коэффициенті төмен болса, ол ішкі жағына қарсы қозғалады, төмендегі суретте көрсетілген.
Соңғы ретте, биметаллдың қозғалыс коэффициенті төмен болса, ол қисықтың сыртқы жағына, ал қозғалыс коэффициенті жоғары болса, ол ішкі жағына қарсы қозғалады, төмендегі суретте көрсетілген.
Бұл құбылыс температуралық өзгерістерді анықтау және өлшеу үшін пайдалы устройство құрастыру үшін қолданылады.
Биметаллдарды құрастыру үшін қандай жиі қолданылатын комбинациялар бар?
Биметаллдік жолақтарды құрастыру үшін әртүрлі сызықты термалық қабылдау коэффициенттері бар металлдардың бірнеше комбинациялары қолданылады. Биметаллдік жолақтарды құрастыру үшін қолданылатын бірнеше жиі кездесетін комбинациялар төмендегілер:
Темір (жоғары αL) және никель (төмен αL)
Брас (жоғары αL) және сталь (төмен αL)
Мыс (жоғары αL) және темір (төмен αL)
Константан (жоғары αL) және Инвар (төмен αL)
Биметаллдардың негізгі қолданылуы не?
Биметаллдар әртүрлі тармактарда көптеген қолданылуы бар. Бұлардың бірнешеуі төмендегілер:
Термостаттар
Биметаллдар электр шағылдырушылар, электр уттары, суықтыру құралдары, электр печтері және басқалар сияқты құрылғылардың температурасын басқару үшін автоматты режимде цепьлерді қосу үшін қолданылады. Біраз цепьлерде, электр ағысы термостаттың өзінен өтуімен өзінің жұмысы үшін жылу қалыптасады.
Бұл операция үшін типті биметаллдік термостат төмендегі суретте көрсетілген:
