43. Цинк.
П
Цинк - голубовато-серебристый металл. При комнатной температуре он довольно хрупок, но при 100-150°С хорошо гнется и прокатывается в листы. При нагреве свыше200° становится очень хрупким. На воздухе цинк покрывается слоем оксида 2пО или карбоната ZnCCb, которые предохраняют его от дальнейшего окисления. Цинк легко растворяется в кислотах и щелочах, даже слабых.
Промышленная марка: ЦВОО (цинк высокоочищенный, примесей до 0,01%).
Широко применяется для защитного покрытия стали. Однако в условиях высокой влажности и загрязненной атмосферы, при резких колебаниях температуры и в морской воде цинковое покрытие недостаточно эффективно. Цинк входит во многие, сплавы, важнейшие из которых - латуни. Он используется также в гальванических элементах ("сухие" батарейки). Из сульфида цинка ZnS, способного люминесцироватъ под воздействием потока электронов, изготавливают экраны черно-белых телевизоров.
44. ВОЛЬФРАМ.
П
Весьма тяжелый металл серого цвета. Из всех металлов имеет наиболее высокую температуру плавления. Может работать при высоких температурах, но лишь в глубоком вакууме или в инертном газе, так как в присутствии кислорода сильно окисляется уже при температуре 400°С.
Основное применение вольфрама - нити накала осветительных ламп (единственный применяемый материал). Его также применяют для изготовления контактов (хорошо противостоит действию электрической дуги и применяется, например, в автомобильном прерывателе). Пружины из вольфрама могут работать при 900 С. Мощные разрывные контакты делают из вольфрамовой металлокерамики (основа спекается из порошка вольфрама и затем пропитывается расплавленным серебром или медью для увеличения проводимости.
45. МАНГАНИН (ГОСТ492-73).
Л
Медно-никелевый сплав с малым содержанием никеля (3%) и повышенным содержанием марганца (12%). Манганин значительно дешевле константана и не уступает ему по электрическим параметрам. Название происходит от латинского названия марганца (manganum). Цвет его - желтоватый, что хорошо заметно и позволяет отличить его по внешнему виду. Может вытягиваться в очень (до 0,02 мм) тонкую проволоку. ТермоЭДС его с медью всего лишь 1-2 мкВ/К.
Промышленная марка: МНМц 3-12 (никель - 3%, марганец - 12%, медь).
Манганин применяется для изготовления образцовых резисторов.
Близким к манганину по свойствам и составу являются сплавы изабеллин МАМц 3-12 (вместо никеля - алюминий) и новоконстантан (МАЖМц 4-2-12), которые применяются для изготовления обычных проволочных резисторов.
46. КОНСТАНТАН (ГОСТ 492-73).
П
Константин - медно-никелевый сплав (никеля - 40%), отличающийся малым колебанием удельного сопротивления от температуры. Константан - дорогой сплав, так как содержит много дефицитного и дорогого никеля. Он обладает высоким удельным сопротивлением и может работать при температуре до 450°С,
Удельное сопротивление р=0,45-0,52 мкОм*м
Плотность у=8,9г/см
Коэффициент теплопроводности Кт = 21Вт/м*К
Температура плавления 1250 С
Промышленная марка: МНМц 40-1,5 (никель - 40%, марганец - 1,5%, медь).
Константан используется для изготовления проволочных резисторов и нагревательных элементов. Особенность константана - высокая термоЭДС в паре с медью. Поэтому его соединения с медными проводами в схемах MOiyr вызывать искажения работы за счет появления термоЭДС при колебаниях температуры. В то же время его широко используют для изготовления медно-константановых термопар, отличающихся высокой стабильностью параметров во времени. По внешнему виду - константан блестящий белый металл.
47. НИХРОМ.
П
Нихром - это обобщающее название ряда жаростойких никель-хромовых сплавов с большим (60-80%) содержанием никеля. Окисдная пленка, покрывающая поверхность нихрома, имеет одинаковый коэффициент температурного линейного расширения с основным металлом и не растрескивается при нагревании, надежно защищая металл. Лишь при резких перепадах температуры, многократных включениях и выключениях нагревательного элемента защитная пленка - растрескивается и происходит дальнейшее окисление материала. Нихром хорошо работает в закрытых нагревательных элементах - ТЭНах, где изготовленная из некорродирующего материала трубка, в которой находится нагревательная спираль, заполнена диэлектриком с высокой теплопроводностью - магнезией (MgO), что затрудняет соприкосновение нихрома с кислородом воздуха. ТЭНы имеют поэтому большую долговечность.
Промышленная марка, например, Х20Н80 (хром - 20%, никель - 80%).
Основное назначение нихрома - нагревательные элемента. С этой целью используют также ФЕХРАЛЬ (Х13Ю4) - железо-хромо-алюминиевый сплав и ХРОМАЛЬ (Х27Ю5Т) - с меньшим содержанием железа, но добавкой до 1% титана. Не имея в составе дорогого никеля, они значительно дешевле нихрома, в то время как их удельное сопротивление даже выше (фехраль 1,3, хромаль 1,4мкОмм).
48. ЭЛЕКТРОУГОЛЬНЫЕ ИЗДЕЛИЯ.
П
Электротехнические угольные изделия изготавливают из графита или сажи, которая будучи спрессована вместе со связующим (каменноугольная смола или жидкое стекло), затем подвергается обжигу, при котором графитизируется. Графит обладает хорошей проводимостью, достаточной теплопроводностью и химической стойкостью.
Из угля делают электроды для электродуговых печей, щетки электрических машин, аноды гальванических элементов, а также непроволочные резисторы. Щетки для э л. машин изготавливают угольно-графитовыми (УГ), графитовыми (Г), электрографитированными (ЭГ) и медно-графитовыми (МГ),
49. СТАЛЬ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКАЯ.
ММ
Магнитные материалы с большой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой называют магнитомягкими. Они используются в качестве сердечников трансформаторов, электромагнитов, в магнитопроводах, т.е. там, где необходимо при наименьшей затрате энергии достигнуть наибольшей индукции. Для уменьшения потерь на вихревые токи удельное сопротивление таких материалов желательно иметь возможно большим По этой причине сердечники обычно собирают из отдельных изолированных друг от друга листов. Основным магнитомягким материалом является низкоуглеродистая кремнистая сталь (кремния - до 5 %). Наличие кремния увеличивает удельное сопротивление. Электротехническая сталь выпускается в виде листов и лент толщиной от 0,1 до 1 мм. Она обычно имеет электроизоляционное покрытие, которым может быть и оксидная пленка, получаемая при термообработке.
1-я цифра- вид прокатки (1-холоднокатаная, 2 - горячекатаная и т.д.) 2-я цифра - содержание кремния (0 - Si=0;4%, 5 - до 5%). 3-я цифра - обозначение нормируемой характеристики: 0 - удельные потери, 7 -магнитная индукция в средних полях).
4-я цифра - порядковый номер данного типа стали. Распространенное название электротехнической стали - трансформаторная.
50. ФЕРРИТ.
ММ
Ферриты представляют собой магнитную керамику с незначительной электронной проводимостью. Большое удельное сопротивление обеспе'швает им малые потери энергии в области высоких частот. Все ферриты состоят из системы оксида железа и оксида какого-нибудь двухвалентного металла по типу MeO*Fe203 Более правильно называть их оксиферами. Получают ферриты спеканием спрессованного с добавлением пластификатора (вода, парафин) мелкого порошка оксидов соответствующих металлов. Магнитомягкие ферриты используют для сердечников трансформаторов и т.п. Например, феррит 20000НМ (низкочастотный, марганец-цинковый, ег=20000) имеет коэрцитивную силу Нс=0,24 А/м, остаточную индукцию Вг=0,11 Тл.
Магнитотвердые ферриты смотри №53.
51. ЛЕГИРОВАННЫЕ МАГНИТОТВЕРДЫЕ СТАЛИ.
МТ
Наиболее простым и доступным материалом для постоянных магнитов являются легированные мартенситные стали. Содержание углерода в этих сталях 0,7-1,0%, т.е. они относятся к высокоуглеродистым. В качестве легирующих элементов используются вольфрам, хром, кобальт, молибден. Эти стали поставляются в виде горячекатаных или кованых прутков, которые потребитель обрабатывает для получения необходимых размеров и форму и сам намагничивает. Намагничиванию предшествует термическая обработка: нормализация, закалка на мартенсит, низкий отпуск при 100-120°С. После намагничивания производится структурная стабилизация в кипящей воде в течение 5-12 часов для улучшения температурной стабильности магнитных параметров.
В оЬозначении марок магнитотвердых сталей стоит буква Е, например: сталь. ЕХ9К15М2 (хром - 9%, кобальт - 15%, молибден - 2%). Содержание углерода - 1%. Несмотря на невысокие магнитные свойства магнитотвердые стали широко применяются ввиду относительно низкой стоимости.
52. ЛИТЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫЕ
СПЛАВЫ .
мт
Магнитотвердые материалы используют для изготовления постоянных магнитов. Оки должны иметь большие коэрцитивную сачу Нс=5-Ю -5 10 кА/м и площадь петли гистерезиса. Качество магнитотвердого материала оценивают по величине удельной магнитной энергии, отдаваемой во внешнее пространство. Из литых металлических сплавов к высококоэрцитивным относятся сплавы на основе Al-Ni-Fe (альни), Al-Ni-Co-Fe (альнико), Al-Ni-Si-Fe (альниси). Сплав альнико при содержании кобальта 24% называют МАГНИКО. Современные обозначения этих сплавов - буквенно-цифровые, как и для сталей: ЮНД4 (альни), ЮНДК15 (альнико) и т.д. Наибольшим запасом магнитной энергии обладает сплав ЮНДК35Т5АА (анизотропный, монокристаллический). Его свойства:
Максимальная удельная магнитная
энергия Wmax= 40 кДж/м
Остаточная магнитная индукция Вг=1,05 Тл
Коэрцитивная сила Нс=115 кА/м
В последнее время появились сплавы на основе платины и редкоземельных элементов, обладающие 1ромадаой коэрцитивной силой до 2000 кА/м. Магнит из такого сплава весом в 1г способен поднять груз до 1 кг!