Двуметалл: Дефиниция, Хосилалар ва Қолданим

Bimetal deb bilan metallurgik jarayon orqali birlashtirilgan ikkita alohida metaldan iborat obyekt hisoblanadi. Alloilar, ikki yoki undan ko'p metallarning aralashmasi bo'lib, bimetallar esa o'ziga xos xususiyatlarini saqlaydigan turli metallardan tuzilgan qatlamlardan iborat. Bimetallar bimetalik mahsulotlar yoki bikomponent materiallar deb ham atlanishi mumkin.

Bimetallar, birlikda ishlaydigan bir boshqa metallarni o'z ichiga oladigan ikkita aniq metal zonaga ega. Bimetallarning afzaliyati, har bir metallarning eng yaxshi xususiyatlarini bitta mahsulotda to'liq ishlatish imkoniyatidir. Misol uchun, bimetallar bir metallning kuchini boshqa metallarning korrozsiya qarshilik bilan, yoki bir metallning elektr tasiqliy qobiliyatini boshqa metallarning moliyaviy samaradorligi bilan birlashtirish mumkin.

Bimetallar, elektr tasiqlari, elektr kontaktlari, termostatlar, termometrlar, himoya qurilmalari, soatlar, monetalari, sharopovka va boshqalar kabi turli sohalarda va ta'sirida ishlatiladi. Bu maqolada biz bimetallarning ishlash printsipi, umumiy kombinatsiyalari va asosiy ta'sirini tahlil qilamiz.

Bimetallar qanday ishlaydi?

Bimetallarning ishlash printsipi, turli metallarning har xil doiradagi temperaturaviy kengayish (αL) koeffitsientlari, ya'ni ular issitilganda yoki sovutganda har xil tezlikda kengayish yoki qisqarishlari asosida qurilgan. Doiradagi temperaturaviy kengayish koeffitsienti, temperaturada har bir darajada uzunlik o'zgarishining kasr qiymati sifatida belgilangan.

Bu yerda,

l - obyektning boshlang'ich uzunligi,

Δl - uzunlik o'zgarishi,

Δt - temperatura o'zgarishi,

αL birliklari °C ga teng.

Bimetal, har xil doiradagi temperaturaviy kengayish koeffitsientlari bilan ikkita turli metallarning stipplaridan tuziladi, ular uzunlik bo'lgan joyda quyish orqali birlashtiriladi. Normal temperaturadagi bimetal quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

Issiqqa olinganda, ikki metallik plitadagi uzunlikdagi kengayishlar farqlanadi. Bu bimetal elementini egilishga va doira shaklida bo'lishiga sabab bo'ladi. Doirada, lineer issiqlik kengayishi koeffitsiyenti yuqori bo'lgan metall doiraning tashqi tomonida, lineer issiqlik kengayishi koeffitsiyenti pastroq bo'lgan metall esa doiraning ichki tomonida joylashadi, quyidagi rasmga ko'ra.

Sovalgan holatda, bimetal elementi egiladi va doira shaklida bo'lib, lineer issiqlik kengayishi koeffitsiyenti pastroq bo'lgan metall doiraning tashqi tomonida, lineer issiqlik koeffitsiyenti yuqori bo'lgan metall esa doiraning ichki tomonida joylashadi, quyidagi rasmga ko'ra.

Yuqoridagi jarayon temperaturaning o'zgarishini aniqlash va o'lchash uchun foydali qurilma ishlab chiqish uchun ishlatilishi mumkin.

Bimetallarni tayyorlash uchun qanday umumiy kombinatsiyalar mavjud?

Bimetallarni tayyorlash uchun bir nechta metallar kombinatsiyasi ishlatilishi mumkin. Bimetallik plastkalardan tayyorlash uchun qo'llaniladigan ba'zi umumiy kombinatsiyalar quyidagilardan iborat:

• Demir (yuqori αL) va nikel (past αL)

• Brass (yuqori αL) va stal' (past αL)

• Mis (yuqori αL) va demir (past αL)

• Konstantan (yuqori αL) va Invar (past αL)

Bimetallarning asosiy qanday qo'llanmalar mavjud?

Bimetallarning bir qator sohalarda juda ko'p qo'llanmalar mavjud. Quyidagi qatorda ba'zi ulardan aytildi:

Termostatlar

Bimetallar elektrikli isituvchilar, elektrikli utkachilar, xolodilarni, elektrikli o'chqichlarni va boshqa qurilmalarning temperaturasini avtomatik ravishda nazorat qilish uchun termostatlar yaratish uchun juda foydali. Ba'zi shematlar bo'lganda, elektr toki termostat orqali o'tish bilan uning ishlash uchun isitishni yaratadi.

Bu operatsiya uchun tipikal bimetal termostat quyidagi rasmga ko'rinadi:

Termostat sifatida ishlashda, bimetallning bir tomoni sabt etilib ta'minot manbasi bilan ulanadi. Boshqa tomoni bepul harakat qilishi mumkin. Elektr tarmog'i kontakti bimetalling bepul tomoniga ulanadi, bu esa kengayish va egilish bilan harakat qiladi.

Normal temperaturada, bu harakat qiladigan kontakt sabt kontakt bilan bog'lanadi, shunchaki rasmga ko'rinadi. Isitilganda, bimetall poyg'asi egilib sabt kontakt bilan bog'lovini yopadi, shunchaki pastdagi rasmga ko'rinadi. Bu tarmoqni ochish yoki yopishga qarab, dizayniga qarab amal qiladi.

Qayta normal temperaturaga yetkazilganda, bimetall asl holatiga qaytarilib, tarmoqni yopish yoki ochishga qarab, dizayniga qarab amal qiladi.

Bu turdagi termostatning misoli - elektrli utkachidagi termostat.

Yuqorida ko'rsatilgan rasmga ko'ra, bimetall to'g'ri qatorli shaklda; lekin, uning uzunligini va aniqlovchilik darajasini oshirish uchun spiralsi ( quyidagi rasmga ko'ra) shaklida ishlab chiqarilishi mumkin.

Termostatlari

Bimetallik spiralni to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatuvchi termostatlar uchun ishlatish mumkin. Termostatlarda bimetallik spiral spiralsi shaklida ishlatiladi.

Quyidagi rasmga ko'ra, bimetallik spiralni ishlatadigan tipikal termostat:

Bu spiraldan bir qismi qurilma korpusiga, ikkinchi qismi esa ko'rsatkichka ulanadi.

Isitilganda, spiraldan bo'sh qism harakatlanadi, bu esa ko'rsatkichning skala bo'lgan joyda defleksiyasiga olib keladi.

Skala harorat orqali tarjima qilinadi. Bu esa ko'rsatkichning defleksiya qilishidan haroratni to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatadi.

Himoya qurilmalari

Bimetallik termostat asosidagi relelarni elektr tarmoqlarida yoki qurilmalarda o'rtacha o'tkazilayotgan aralash amperlik tebranmalarni aniqlash va ularni zararlardan himoya qilish uchun ishlatish mumkin. Tarmoq yoki qurilma orqali o'tkazilayotgan oqim isitish spiralis orqali bimetallik spiralgacha yetkaziladi.

Issiqqa sabab berilganda, ikki metalli plastinka egiladi va elektr tarmog'ini yoki qurilmani energiya manbalaridan ajratish uchun tripping shemasi ishga tushadi.

Bu turdagi himoya qurilmasining misoli - shunt.

Soatlar

Mexanik soat tizimlari harorat o'zgarishiga juda chidamli bo'lib, bu esa ularning ishlashida xatoliklarga olib keliadi. Ikki metalli plastinka foydalanilganida, xatolik katta darajada kompensatsiya qilinadi.

Ikki metalli plastinkani foydalanadigan tipikal soat quyidagi rasmga ko'rinadi:

Harakat tezligini boshqaruvchi taraz maydonining rimi harorat bilan bog'liq ravishda o'lchovlardagi o'zgarishni kompensatsiya qiladi. Issiqka tortilsa, rim ozroq ichki tomonda egilib, diametri kamayib, tezligi oshadi. Soqoqka tortilsa, rim ozroq tashqi tomonda egilib, diametri oshib, tezligi kamayadi. Bu, springning elastisitetidagi harorat o'zgarishlarini kompensatsiya qiladi.

Pul birlari

Xarajatlarni pasaytirish va odamlarni ularni metall qiymati uchun eritishdan saqlash uchun, pul birlari katta qismda arzon metal asosida va uning ustida qimmat metal bilan poklanadi. Misol uchun, AQSh ning penningi 95% misk vaniliydan 95% sinkga o'zgartirildi, lekin uni ko'rsatkichini saqlash uchun zifir oqna qo'yildi. Bu, uchta turdagi metal larning uch qatlamidan iborat trimetal obyekt hisoblanadi. Boshqa misol - bi-metall pul biri, u ikkita turdagi metal lardan iborat. Misol uchun, Kanadaning ikki dollarlik puli nikel poklangan stil dan tashkil topgan tashqi aylanma va aliminiy bronza asosdan iborat ichki yadroga ega.

Konservalar

Konserva kutilari stilya asosida va tin (tin) bilan poklangan. Tin, korroziyani oldini olish uchun suraxtada oxit qatmani yaratadi. Bu, uchta turdagi metal larning uch qatlamidan iborat trimetal obyekt hisoblanadi. Boshqa turdagi konserva - aliminiy konserva, u aliminiy jismoni va aliminiy legira lidiga ega. Bu, konservani ochishni osonlashtiradi, ammo aniq aliminiy metallar bilan qayta ishlashni qiyinlashtiradi.

Chaqmoq

Band saykalari va qaytaradigan saykalarning navalari ko'pincha bimetallik qurilishda ishlanadi. Navalar, tez sonli kumushdan yasalgan, turli usullar (masalan, elektron toki sovutma yoki lazer toki sovutma) orqali juda karbonli kumush asosiga ulaniladi. Bu qurilish navalarni tez sonli kumushning va nisbiy ravishda juda karbonli kumushning ekinchiliklari va kamchiliklari eng yaxshi joylarda qo'llanilganligi sababli, tezlik va omillik jihatidan non-bimetallik navalardan yaxshiroq kombinatsiyaga ega qiladi: navalar qat’iyroq (va shunday qilib, yaxshi kesish), lekin ham oson urilishi mumkin; bu erda, bandning badani juda karbonli kumushdan (bu navalarga yomon bo'lgan), ammo oson urilmaydi va tashkil etilishi (bu badani uchun istalgan narsa) kerak.

Bimetallar metallurgik jarayon orqali bir qatorda ulangan ikkita alohida metallardan iborat obyektlar. Ular ikki xususiy metallik zonaga ega, ularning har biri o'z xususiy xossalarni saqlaydi, lekin mekanik va elektrik jihatidan bitta birlashgan vazifani bajaradi. Bimetallar atadan metallarning har xil chiziqli issiqlik kengayishi koeffitsientlari asosida ishlaydilar, bu esa ularni issitilsa yoki sovutsa o'g'ishga sabab bo'ladi. Bimetallar termostatlar, termometrlar, himoya qurilmalari, soatlarni, monetalarni, bankalarini, navalarini va boshqa sohalarda juda ko'p ta'sir qiladi.

Xulosa

Bimetallar har bir metaldagi eng yaxshi xususiyatlarni bitta mahsulotda birlashtirish imkoniyatini beradi. Ular issiqlik o'zgarishlarini aniqlashi va o'lchashini, elektr tarmoqlarini va qurilmalarini boshqarishini, metall va boshqa materiallarni kesishini, mexanik tizimlarning xatolarni kompensatsiya qilishini, xarajatlarni kamaytirishini va korroziyani oldini olishini, va boshqasini amalga oshirishlari mumkin. Bimetallar metallurgiya orqali turli sohalar va ta'sir sohalarida yangi yechimlar yaratish usullarining misollaridir.

Eslatma: Asl matnani hursandlik bilan ulashing, agar huquq buzilsa, iltimos, o'chirish haqidagi bog'lanish.