Билет 17.

Электрохимическое формообразование. Нанесение покрытий. Процесс нанесения металлопокрытий на поверхность изделий методом электролиза называется гальванотехникой. Она делится на гальваностегию и гальванопластику. Гальваностегия – электрохим. нанесение металлов на металлические изделия с целью повышения их мех. прочности, антикоррозионных свойств и декоративных качеств. Гальванопластика – электрохим. процесс нанесения металлов на шаблоны, применяемые при изготовлении штампов различных изделий (муз. диски, статуи). При нанесении металлов шаблоны (из воска, гипса, дерева) покрывают слоем графита для придания их поверхностям электропроводности. Анодирование – процесс получения оксидных антикоррозионных покрытий на поверхности метл. изделий путем их анодной обработки в соответствующих растворах. Оно широко применяется для защиты изделий из алюминия, магния и их сплавов. При ан-ии на поверхности Al образуется двойной окс. слой – верхний толстый и пористый, нижний – тонкий и плотный. Окс. пленка обладает хорошими электроизол. и антикорроз. свойствами. Металлопокрытия должны удовлетворять следующим требованиям: а) иметь мелкокристаллическую структуру осажденного металла); б) равномерно распределяться по всей поверхности изделия; в) иметь плотное строение (без пор); г) прочно связываться с основным металлом; д) иметь высокую коррозиеустойчивость, твердость и пластичность.

Конструкция простейшего плазматрона. Применяется для резки, нанесения порошков, плавки металлов, восстановления металлов из окислов. Плазмообразующая дуга – газ, ионизированный эл. разрядом состоянии из положительных ионов и электронов.

Проводниковые материалы. Проводники – это вещества, в которых при появлении эл. поля возникает эл. ток. Проводниками могут являться как тв. тела, в основном металлы и их сплавы, так и жидкости, а при соотв. условиях и газы. Металлы имеют эл. хар-р провод-ти и явл. проводниками 1го рода. К проводникам 2го рода относят электролиты – растворы кислот, солей и щелочей. Они имеют ионный хар-р проводимости. К важнейшим параметрам, хар-м свойства проводниковых материалов относят: 1. удельную провод-ть; 2 – темп. коэф. уд. сопротивления; 3 – коэф. теплопроводности; 4 – контактная разность потенциалов и термоэдс; 5 – работа выхода эл-в из Ме; 6 – предел прочности при растяжении, относит. удлинение; 7 – прочность при сжатии; 8 – прочность при изгибе; 9 – прочность при кручении; 10- стойкость к истиранию и твердость. Удельное сопротивление Ме при наличии примесей повышается, даже если примесь имеет проводимость большую, чем весь остальной металл. Большое влияние на ρ оказывают искажения, вызываемые напряженным состоянием. например, всестороннее сжатие уменьшает сближаются атомы ми уменьшается амплитуда тепловых колебаний решетки. При упр. растяжении и кручении ρ увеличивается. Терм. закалка приводит к повышению ρ. Темп. коэф. уд. сопротивления показывает изменение уд. сопротивления при изменении темп. на 1 градус^ α_ρ=1\ρ*dρ/dt, ρ=ρ₀(1+α_ρΔt).

Билет 18.

Проводники высокой проводимости и высокого сопротивления. Проводники высокой проводимости. К материалам высокой проводимости принято относить проводники с р в нормальных условиях не более 0,1 мкОм*м. Материалы этого типа применяются для изготовления проводов, кабелей и обмоточной проволоки. Они должны иметь минимальное сопротивление, чтобы свести к минимуму потери энергии в проводнике при прохождении по нему электрического тока. Поэтому в качестве материалов высокой проводимости преимущественно используют чистые металлы. Серебро имеет наименьшее р среди всех металлов. Для него р = 0,016 мкОм*м. Серебро устойчиво к окислению. Высокая цена ограничивает его применение. Медь является основным типом проводникового материала, применяемого в современной электротехнике, что объясняется удачным сочетанием высокой проводимости с механической прочностью, а также относительно большое распространение меди в природе. Для неё р = 0,017 мкОм*м. На уд. сопротивление Cu оказывают влияние примеси, особенно сильно его увелич. мышьяк, железо, олово. Медь получают путем переработки сульфидных руд (плавки, обжиг, электролиз водного раствора). Недостаток меди – водородная болезнь, атмосферная коррозия с образованием окс. и сульфидных плёнок. Используется для изгот. проводов, кабелей, шин, обмоток Т. Также сплавы меди: латунь (с цинком )и бронза (с оловом). Алюминий – второй по знач. провод. материал. ρ=0,028мкОм*м, в 2,5 легче меди. Низкая мех. прочность, в сравнении с медью – в 3 раза меньше. Сплав – альдрей (магний, кремний, железо) – по мех. прочности приближается к меди. Железо. ρ=0,1мкОм*м, высокая прочность, но поверхностный эффект и потери в стали на гистерезис. Сталь используется для проводов ЛЭП при передаче ЭЭ потребителям малой мощности. Сталь обычно покрывают цинком для защиты от коррозии. Проводники высокого сопротивления. Для изготовления сопротивлений, применяемых в измерительной технике, реостатов, проволочных резисторов, нагревательных элементов нужны материалы с повышенным удельным сопротивлением.

При сплавлении двух металлов, в процессе охлаждения из расплавленного состояния, в зависимости от типа металла можно получить их раздельную кристаллизацию, когда каждый металл образует свои кристаллы, или совместную, когда атомы одного металла проникают в кристаллическую решетку другого. Последний называют твердым раствором. В электротехнике применяют сплавы высокого сопротивления, представляющие собой твердые растворы не только из двух, но и из трех компонентов. Сплавы на основе меди. Манганин (12%Mn, 3%Ni) – ρ=50мкОм*см, малый температ. коэф. уд. сопр-я. Применение – изгот. образцовых сопротивлений и магазинов сопр-й для изм. техники. Константан (40%Ni, 2%Mn) – отрицательный темп. коэф. Применяют для изготовления доб. сопротивлений для вольтметров и др. изм. техники. Недостаток сплавов на основе меди – невысокая раб. температура. сплавы на основе никеля. Нихром (20%Cr), раб. температура 1100гр., ρ=100мкОм*см. Можно делать тонкую проволоку. Используется в нагреват. приборах. Сплавы на основе железа. Нельзя протягивать тонкую проволоку. Фехраль ρ=125мкОм*см, хромаль – ρ=150мкОм*см. Хромаль имеет повышенную твердость, из него нельзя получать тонкие проволоки и ленты.

Электрохимическое формообразование. Нанесение покрытий. Процесс нанесения металлопокрытий на поверхность изделий методом электролиза называется гальванотехникой. Она делится на гальваностегию и гальванопластику. Гальваностегия – электрохим. нанесение металлов на металлические изделия с целью повышения их мех. прочности, антикоррозионных свойств и декоративных качеств. Гальванопластика – электрохим. процесс нанесения металлов на шаблоны, применяемые при изготовлении штампов различных изделий (муз. диски, статуи). При нанесении металлов шаблоны (из воска, гипса, дерева) покрывают слоем графита для придания их поверхностям электропроводности. Анодирование – процесс получения оксидных антикоррозионных покрытий на поверхности метл. изделий путем их анодной обработки в соответствующих растворах. Оно широко применяется для защиты изделий из алюминия, магния и их сплавов. При ан-ии на поверхности Al образуется двойной окс. слой – верхний толстый и пористый, нижний – тонкий и плотный. Окс. пленка обладает хорошими электроизол. и антикорроз. свойствами. Металлопокрытия должны удовлетворять следующим требованиям: а) иметь мелкокристаллическую структуру осажденного металла); б) равномерно распределяться по всей поверхности изделия; в) иметь плотное строение (без пор); г) прочно связываться с основным металлом; д) иметь высокую коррозиеустойчивость, твердость и пластичность.