Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пз по СФМ++.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
946.18 Кб
Скачать

Тепловая сигнализация

  • Пожарная сигнализация.

  • Противопожарные заслонки.

  • Сигнальные устройства для ванн.

  • Сетевой предохранитель (защита электрических цепей).

  • Устройство автоматического открывания-закрывания окон в теплицах.

  • Бойлерные баки тепловой регенерации.

  • Пепельница с автоматическим стряхиванием пепла.

  • Электронный контактор.

  • Система для предотвращения выхлопа газов, содержащих пары топлива (в автомобилях).

  • Устройство для удаления тепла из радиатора.

  • Устройство для включения противотуманных фар.

  • Регулятор температуры в инкубаторе.

  • Ёмкость для мытья теплой водой.

  • Регулирующие клапаны охлаждающих и нагревательных устройств, тепловых машин.

Другие применения

  • Фирма «Фокусу Боро», Япония использует никелид титана в приводных устройствах самописцев. Входной сигнал самописца преобразуется в электрический ток, которым нагревается проволока из никелида титана. За счет удлинения и сокращения проволоки приводится в движение перо самописца. С 1972 года изготовлено несколько миллионов таких узлов (данные на конец XX века). Так как механизм привода очень прост, поломки случаются крайне редко.

  • Электронная кухонная плита конвекционного типа. Для переключения вентиляции при микроволновом нагреве и нагреве циркуляционным горячим воздухом используется датчик из никелида титана.

  • Чувствительный клапан комнатного кондиционера. Регулирует направление ветра в продувочном отверстии кондиционера, предназначенного для охлаждения и отопления.

  • Кофеварка. Определение температуры кипения, а также для включения-выключения клапанов и переключателей.

  • Электромагнитный кухонный комбайн. Нагрев производится вихревыми токами, возникающими на дне кастрюли под действием магнитных силовых полей. Чтобы не обжечься, появляется сигнал, который приводится в действие элементом в виде катушки из никелида титана.

  • Электронная сушилка-хранилище. Приводит в движение заслонки при регенерации обезвоживающего вещества.

  • В начале 1985 года формозапоминающие сплавы, исползуемые для изготовления каркасов бюстгальтеров, стали с успехом завоевывать рынок. Металлический каркас в нижней части чашечек состоит из проволоки из никелида титана. Здесь используется свойство сверхупругости. При этом нет ощущения присутствия проволоки, впечатление мягкости и гибкости. При деформации (при стирке) легко восстанавливает форму. Сбыт -1 млн штук в год. Это одно из первых практических применений материалов с памятью формы.

  • Изготовление разнообразного зажимного инструмента.

  • Герметизация корпусов микросхем.

  • Высокая эффективность превращения работы в тепло при мартенситных превращениях (в никелиде титана) предполагает использование таких материалов не только как высокодемпфирующих, но и в качестве рабочего тела холодильников и тепловых насосов.

  • Свойство сверхупругости используется для создания высокоэффективных пружин и аккумуляторов механической энергии.

  • Также используется "эффект памяти" в изготовлении ювелирных изделий. Например, украшение в виде цветка. При одевании его на шею на цепочке, лепестки цветка, прислоняясь к телу раскрываются, обнажая спрятанный внутри драгоценный камень.

Порядок выполнения работы

  1. Изучить теоретические сведения.

  2. Описать суть явления эффекта памяти формы.

  3. Привести пример характеризующий эффект памяти формы.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:

  1. Наименование работы, цели и оборудования.

  2. Основные положения теоретических сведений.

  3. Характеристики эффекта памяти формы.

  4. Применение материалов с эффектом памяти формы.

  5. Вывод.

Контрольные вопросы

  1. Суть явления эффекта памяти формы?

  2. Какое явление происходит с материалом по эффекту памяти формы?

  3. Описать характеристики эффекта памяти формы?

  4. Производство никелида титана?

  5. Основные отрасли применения материалов с эффектом памяти формы?

Литература: [5-10].

Практическая работа № 2,3

Тема. Легкоплавкие сплавы

Цель: Изучить температурные режимы работы легкоплавких сплавов

Оборудование:

Краткие теоретические сведения

К легкоплавким сплавам относят обычно сплавы с температурой плавления ниже 230 ºС (т.е. ниже температуры плавления олова). Компонентами этих сплавов являются металлы, имеющие низкую температуру плавления (свинец, олово, висмут, индий, ртуть). Легкоплавкие компоненты подбирают, как правило, в сочетаниях, обеспечивающих образование многофазной многокомпонентной эвтектики, состоящей из двух, трех и более фаз. Некоторые легкоплавкие сплавы плавятся не при постоянной температуре, а в интервале температур. Большинство легкоплавкие сплавы при затвердевании дают усадку; сплавы, содержащие более 55% Bi, при затвердевании расширяются. Легкоплавкие сплавы применяются в качестве припоев, плавких предохранителей в электротехнической и тепловой аппаратуре, прессформ и моделей для изготовления отливок сложной формы из металлов и пластмасс, в качестве металлических замазок и материалов для уплотнений.

Основными компонентами, применяемыми для составления подобных сплавов, являются висмут, свинец, олово и кадмий. Наименьшей усадкой и наибольшей твердостью обладают легкоплавкие сплавы, содержащие около 50% висмута. Температура плавления наиболее распространенных рецептур ограничена в пределах 63 - 115 °С. Все эти сплавы имеют серый цвет. Они представляют собой механические смеси и выпускаются в виде блоков.

К другим вспомогательным сплавам и металлам относятся латунь и бронза, которые создаются на основе меди и имеют желтый цвет.

Легкоплавкие сплавы применяют, например, для различных предохранительных пробок и вставок, в качестве особо легкоплавких припоев, а также в качестве материала для анатомических слепков и т. д.

Маркируются легкоплавкие сплавы буквой Л и цифрой, показывающей температуру плавления сплава (она постоянна, поскольку легкоплавкие сплавы являются сплавами эвтектического типа).

Основные марки легкоплавких сплавов указаны в табл.3-1. К ним следует отнести и оловянносвинцовые припои (ПОС-90 и ПОС-61).

Химический состав легкоплавких сплавов, %

Таблица №3-1

Марка сплава

Sn

Pb

Cd

Bi

Zn, In

Марка сплава

Sn

Pb

Cd

Bi

Zn, In

Л199

91,1

-

-

-

8,9 Zn

Л96

18,8

31,25

-

50

-

Л183

61,9

38,1

-

-

-

Л68

12,5

25

12,5

50

-

Л141

50

30

-

20

-

Л58

12

18

-

60

21,0 In

Л145

49,8

32

18,2

-

Л47

8,3

22,6

5,3

44,7

19,1 In

Л130

52

30

13

5

-

Мягкие припои с низкой температурой плавления, обеспечивающие лишь геометричность спая; механические свойства спая, как правило, очень низки (σв = 50 -70 МПа) и спаянную деталь поэтому не следует подвергать механическим нагрузкам.

В качестве мягких припоев применяют сплавы легкоплавких металлов: свинца, олова, висмута, кадмия, чаще всего сплавы свинца и олова. Наиболее легкоплавким сплавом в системе Pb -Sn является эвтектический, содержащий 62% Sn и 38% Pb (рис. 3-1) (приблизительно 2/3 Sn и 1/3 Pb). В производстве его часто называют третником. Температура плавления сплава 183ºС. Стандартное обозначение сплава ПОС-61 (пропой оловянносвинцовый, 61% Sn).

Рис. 3-1

Кроме оловянносвинцовых припоев, применяют и оловянноцинковые, содержащие 90, 70, 60 и 40 % Sn, остальное цинк (марки припоев ПОЦ-90, ПОЦ-70, ПОЦ-60 и ПОЦ-40). Наилучшим из этой серии сплавов является припой ПОЦ-90, по составу отвечающий эвтектике, т. е. имеющий самую низкую температуру начала кристаллизации по диаграмме состояния 198ºС).фактически же в связи с колебаниями в химическом составе несколько выше, но не выше 202ºС. оловянноцинковые припои, по сравнению с оловянносвинцовыми, имеют более высокую прочность, меньшую пластичность.

Сплав системы Sn -Pb -Cd -Bi, образующий четвертую эвтектику, т. е. наиболее легкоплавкий сплав в этой системе, широко известен под названием сплава Вуда (по имени Р. Вуда, американского археолога и изобретателя XVII в.). (Температура плавления сплава 68ºС). Вуда сплав, легкоплавкий сплав на основе висмута. Вуда сплав состоит из 50% Bi, 25% Pb, 12,5% Sn и 12,5% Cd. Температура плавления Вуда сплав 68°С. Он обладает высокими литейными свойствами, легко заполняет мельчайшие детали формы. Предел прочности Вуда сплав 0,5 Мн/м2 и относительное удлинение 25%. Вуда сплав применяется для изготовления моделей, заливки металлографических шлифов и др.

В пятерной системе Sn -Pb -Cd -Bi -In эвтектический сплав Л47 имеет температуру плавления 47ºС.

Наконец, сплавы с добавкой ртути (называются амальгамами) имеют температуру плавления ниже 100ºС) (сплавы системы Sn -Pb -Bi -Hg). Чистая ртуть и сплавы системы Tl -Hg имеют температуру плавления ниже 0ºС. наиболее легкоплавкий металлический сплав из известных в природе (сплав с 8,5% Tl и 91,5% Hg плавится при -59ºС (рис.3-2).

Рис. 3-2

Легкоплавкие и мягкие припои

Припой - это сплав металлов, предназначенный для соединения деталей и узлов методом пайки. Он должен обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии, хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов и иметь требуемые характеристики в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость к воздействию внешней среды, усадочные напряжения, коэффициент теплового расширения и т.п.).

Большая группа припоев выпускается промышленностью в готовом виде, однако иногда возникает необходимость в самостоятельном их изготовлении. Легкоплавкие припои (с температурой плавления ниже 100°C) сплавляют в фарфоровых тиглях, более тугоплавкие - в металлических. Тщательно высушенные компоненты состава отвешивают на технических весах, расплавляют в тигле над газовой горелкой и, перемешав припой стержнем из мягкой древесины или стальным прутком, очень осторожно разливают в формы-желоба из жести, дюралюминия или гипса. Перед разливкой с поверхности расплава стальной пластинкой снимают пленку шлака. Плавку необходимо выполнять в хорошо проветриваемом помещении и обязательно надевать защитные очки, перчатки и фартук из грубой ткани. В таблице 3-2 приведены состав и основные характеристики наиболее употребительных и доступных припоев. Состав и основные характеристики припоев

Таблица №3-2

Припой

Состав, % вес

Температура плавления, °С

Прочность на разрыв кгс/мм

Отн. удлинение при растяжении, %

Твердость по Бринелю, кгс/мм

Sn

Bi

Pb

Cd

прочие

Сплав Гутри

21,1

50

20,5

14,3

-

45

-

-

-

-

8,3

44,7

22,6

5,3

индий 19,1

47

3,8

1,5

12

-

12

49

18

-

индий 21

58

4,5

0

14

Сплав Вуда1

12,5

50

25

12,5

-

68

4,5

7

10,5

-

20

35,5

35

9,5

-

67…90

4

15

18

Сплав Липовитца1

12,9

49,4

27,7

10

-

70

4,3

50

9

-

11

42,5

37,7

85

-

70…90

3,6

31

10

Сплав Д'Арсе1

9,6

45,3

45,1

-

-

79

-

-

-

Сплав Розе1

25

50

25

-

-

93,7

-

-

-

Сплав Ньютона

18,75

50

31,25

-

-

96

4,9

-

8,6

ПОСВ-32-15-531

32

53

15

-

-

96

-

-

-

-

22

50

28

-

-

100

4,5

6

13,6

-2

50

-

-

-

индий 50

117

1,2

83

5

-

33,3

20

33,3

13,4

-

120

5

3,8

12,5

ПОСВ-333

33,4

33,3

33,3

-

-

130

-

-

-

-

42

5,8

-

-

-

139

5,6

200

22

ПОСК-50

49,8

-

32

18,2

-

145

6,7

-

15,3

-

70

-

18

-

индий 12

150…174

3,7

135

12

-4

34

-

63

-

цинк 3

170…256

-

-

-

ПОС-605.6

59…61

-

остальное

-

сурьма 0…0,8

182…185

-

-

-

-

42

58

-

-

-

139

5,6

200

22

-

49,5…50

0,25

остальное

-

сурьма 0,2…0,5

182…216

4,4

3,8

14

ПОС-506

49…50

-

стальное

-

сурьма 0…0,8

183…209

-

-

-

ПОС-907

88…90

-

остальное

-

Медь

0…0,8

никель 0…0,8

183…222

-

-

-

ПОС-406.8

39…40

-

остальное

-

сурьма 1,5…2

183…235

-

-

-

ПОС-309

29…30

-

остальное

-

сурьма 1,5…2

183…256

-

-

-

ПОС-1810

7…18

-

остальное

-

сурьма 2…2,5

183…277

-

-

-

-11

50

-

47

-

сурьма 3

185…204

5,9

29

16

-

91,1

-

-

8,9

-

199

7,5

-

14

Авиа-14

55

-

-

20

цинк 25

200

-

-

-

-12

-

-

50

-

индий 50

215

3,3

55

2,6

-4

34

-

63

-

цинк 3

170…256

-

-

-

ПСр-213

30

-

63

5

серебро 2

225…235

-

-

-

-14

-

-

-

-

индий 90 серебро 10

231

1,1

61

2,7

ПС-780л-15 Су-7

15

-

78

-

сурьма 7

231

-

-

-

-15

94

-

-

-

сурьма 4…6

232…240

4

38

13

ПС-99Ц1

-

-

98,9

-

натрий 0,1 цинк 1

234

-

-

-

ПК600-4004

40

-

-

60

-

235

-

-

-

ПКЦ-40-6016

-

-

-

40

цинк 60

240

-

-

-

ПС-830л-7Су-10

7

-

83

-

сурьма 10

242

-

-

-

Пол-70Ц304

70

-

-

-

цинк 30

243

-

-

-

-

-

-

остальное

-

сурьма 11…13

247…248

5

-

30

Авиа-24

40

-

-

20

алюминий 15 цинк 25

250

-

-

-

ПСр-1,513

15

-

83,5

-

серебро 1,5

265…270

-

-

-

ПОССр-1,517

15

0,75

83

-

серебро 1,25

276

-

-

-

ПСр-2,513

5,5

-

92

-

серебро 2,5

235…305

-

-

-

0,75…1,25

0,25

остальное

-

сурьма 0…0,4 серебро…

309

3,1

23

9,5

ПК60Ц-4017

-

-

-

60

цинк 40

310

-

-

-

-

-

-

95

-

индий 50

315

3,5

52

6

Б

-

-

-

-

алюминий 12 медь 8 цинк 10

400

-

-

-

1 Для пайки металлов с температурой плавления 200 °C и выше

2 Для припайки к стеклу

3 Пайка плавких сигнальных предохранителей

4 Для пайки алюминия и его сплавов

5 Для пайки монтажных проводов с ПВХ изоляцией, обмоточных проводов, герметичных швов, изделий из закаленной стали

6 Для пайки токоведущих деталей из латуни, серебра, луженого никеля

7 Для пайки деталей и узлов под гальванические покрытия, серебряные, золоченые (припой с высокой коррозионной устойчивостью)

8 Для лужения и пайки кабельных изделий

9 Для лужения и пайки токоведущих деталей из меди, цинка и их сплавов, для пайки деталей приборов и радиоаппаратуры, для лужения перед пайкой более легкоплавкими припоями

10 Дешевый припой для различных работ

11 Припой с повышенной устойчивостью к ползучести

12 Припой с высокой стойкостью к щелочной коррозии

13 Для пайки молибдена и вольфрама

14 Для пайки серебра, стекла и керамики

15 Для пайки пищевой посуды, тары для медикаментов и воды (для этих целей пригоден припой ПОС-90)

16 Для пайки магния и его сплавов

17 Для пайки деталей из оцинкованной стали, цинка, медных сплавов, для пайки наружных деталей приборов

Легкоплавкие подшипниковые сплавы (баббиты)

Для легкоплавких подшипниковых сплавов применяют сплавы системы Pb -Sn, Sn -Sb и Pb -Sn -Sb, а также цинковые баббиты на основе цинка ( с добавками меди и алюминия) и алюминиевые баббиты на основе алюминия (с добавками меди, никеля, сурьмы).

Система Pb -Sb приведена в действительном виде (с учетом растворимости сурьмы в свинце и свинца в сурьме) на рис. 3-3. Свинец имеет твердость 3 НВ, сурьма 30 НВ.

Рис.3-3. Диаграмма состояния Pb - Sb

Эвтектика состоит из 13% Sb и 87% Pb, твердость 7 -8 НВ. Очевидно, доэвтектические сплавы, т. е. имеющие структуру эвтектика + свинец, слишком мягки и лучшими являются эвтектические сплавы, содержащие 16 -18% Sb. Мягкой основой является эвтектика, а твердыми включениями -кристаллы сурьмы, количество которых составляет около 5% общего объема сплава.

В системе Sn -Sb (рис. 3-4) олово имеет низкую твердость (5НВ). Оптимальной композицией будет сплав, состоящий из 13% Sb и 87% Sn, имеющий двухфазную структуру α+β΄, где α-твердый раствор на базе олова (мягкая основа), β΄-твердый раствор на базе интерметаллидного соединения SnSb (твердые включения).

Оловяносвинцовосурьмянистый подшипниковый сплав в качестве мягкой основы имеет твердый раствор на базе свинца, а твердыми включениями служат соединения SnSb. Перечисленные сплавы содержат, как правило, добавку меди, которая, с одной стороны, уменьшает ликвацию по плотности, а с другой - образует соединение Cu3Sn, выполняющее роль твердых включений.

Рис. 3-4. Диаграмма состояния Sn - Sb

Легкоплавкие подшипниковые сплавы предназначаются для заливки подшипников скольжения, отличительной особенностью баббитов является низкая температура плавления, хорошая прирабатываемость и отсутствие схватывания со сталью. Как уже отмечалось ранее, для обеспечения высоких антифрикционных свойств сплавы должны иметь гетерогенную структуру, состоящую из мягкой и пластичной основы и включений более твердых частиц. Соединение Cu6Sn5, выделяясь при кристаллизации первыми, образуют своего рода скелет, который затрудняет ликвацию кубических кристаллов β-фазы. Количество кристаллов β-фазы и Cu6Sn5 в баббите Б89 меньше, чем в Б83, поэтому сплав Б89 имеет более высокую пластичность, но меньшую твердость. Баббиты Б89 и Б83, содержащие большое количество дорогостоящего олова, применяются только для заливки подшипников машин большой мощности, когда требуется высокая вязкость и наименьший коэффициент трения. Баббит Б83 применяют при напряженности работы подшипника (PV), превышающий 100 кГ/см2.

Для других подшипников применяют баббиты, в которых значительная часть олова заменяется свинцом. Свинцовые баббиты обладают более высоким коэффициентом трения, менее износостойки и более хрупки, так как основой их является не α-твердый раствор, а менее пластична эвтектика (твердые растворы α + β). Твердыми составляющими в структуре этих баббитов являются SnSb и Cu6Sn5. С увеличением в свинцовых баббитах сурьмы и олова прочность и твердость возрастает, а пластичность снижается. Медь в свинцовых баббитах устраняет ликвацию, увеличивает твердость и вязкость. Кадмий повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость баббитов.

Большое распространение для подшипников железнодорожного транспорта получил свинцовокальциевый баббит БКА, содержащий 0,8 -1,15% Ca, 0,6 -0,9% Na и 0,05 -0,20% Al. Антифрикционную структуру придиет кальций, образующий соединение Pb3Ca. кристаллы Pb3Ca играют ту же роль, что и кубические кристаллы β-фазы в оловянистых баббитах. Натрий повышает твердость, а алюминий улучшает механические и антифрикционные свойства баббита. Прочность баббита возрастает при естественном старении: процесс может быть ускорен нагревом до температуры 50 – 70 ºС. с повышением температуры твердость баббитов сильно снижается. Поэтому рабочие температуры подшипников, залитых баббитом, не должны превышать 80 ºС.

При применении очень мягких легкоплавких подшипниковых сплавов обеспечивается меньший износ шейки вала. Баббиты, кроме того, имеют и минимальный коэффициент трения со сталью и хорошо удерживают смазку. Поэтому наряду с чугунными и бронзовыми вкладышами в машиностроении для вкладышей подшипников широко применяют легкоплавкие сплавы на основе олова, свинца, а также цинка и алюминия.

Легкоплавкие сплавы на основе олова и свинца

Обычный припой (третник) представляет собой сплав примерно одной части свинца с двумя частями олова. Он широко применяется для соединения (пайки) трубопроводов и электропроводов. Из сурьмяно-свинцовых сплавов делают оболочки телефонных кабелей и пластины аккумуляторов. Сплавы свинца с кадмием, оловом и висмутом могут иметь точку плавления, лежащую значительно ниже точки кипения воды (~70° C); из них делают плавкие пробки клапанов спринклерных систем противопожарного водоснабжения. Пьютер, из которого ранее отливали столовые приборы (вилки, ножи, тарелки), содержит 85–90% олова (остальное -свинец). Подшипниковые сплавы на основе свинца, называемые баббитами, обычно содержат олово, сурьму и мышьяк.

Оловянно-свинцовые сплавы имеют светло серый цвет. Покрытия оловянно-свинцовыми сплавами применяют для защиты изделий от коррозии в морской воде и ряде других агрессивных сред.

Сплав может быть осажден в весьма широких диапазонах по составу. Наибольшей химической стойкостью обладает сплав с содержанием свинца и олова по 50 %. Оловянно-свинцовые сплавы с содержанием олова от 5 до 17 % применяют как антифрикционные, особенно в сочетании с маслами, где чистый свинец легко растворяется. Покрытия такого состава также выполняют роль смазки при штамповке деталей из листовой стали.

Значительное распространение в промышленности получили сплавы на основе свинца и олова с добавлением легирующих элементов. Эти сплавы применяются, в основном, для работы трущихся деталей в тяжелых условиях, в частности, двигателей внутреннего сгорания, когда коррозионное воздействие топлив и масел при повышенной температуре воздействует на свинец.

Стандартный потенциал олова -0,136 В.

Стандартный потенциал свинца -0,126 В.

Катодные и равновесные потенциалы свинца и олова довольно близки, поэтому самоосаждаются из растворов простых солей. Свинец и олово не образуют ни твердых растворов, ни химических соединений.

Чаще всего оловянные сплавы применяют в качестве антифрикционных материалов или припоев. Первые позволяют сохранять машины и механизмы, уменьшая потери на трение; вторые соединяют металлические детали.

Из всех антифрикционных сплавов наилучшими свойствами обладают оловянные баббиты, в составе которых до 90% олова. Мягкие и легкоплавкие свинцовооловянные припои хорошо смачивают поверхность большинства металлов, обладают высокой пластичностью и сопротивлением усталости. Однако область их применения ограничивается из-за недостаточной механической прочности самих припоев.

Олово входит также в состав типографского сплава гарта. Наконец, сплавы на основе олова очень нужны электротехнике. Важнейший материал для электроконденсаторов -станиоль; это почти чистое олово, превращенное в тонкие листы (доля других металлов в станиоле не превышает 5%).

Области применения легкоплавких сплавов

Во всех без исключения областях применения легкоплавких сплавов, главными востребованными свойствами для применения этих сплавов по назначению, являются - заданная низкая температура плавления. Вторичными свойствами востребованными в областях применения данных сплавов являются определённая плотность, прочность на разрыв, химическая инертность, вакуумоплотность, теплопроводность. С экономической точки зрения на первое место выходит стоимость сплава и его плотность. В том или ином случае применения легкоплавких сплавов требуется инженерный и экономический расчет для наиболее оптимального решения по применению сплава. Экономические показатели особенно резко проявляются в крупнотоннажном расходе легкоплавкого сплава той или иной марки. В настоящий момент основными областями применения легкоплавких сплавов являются:

  • производство и применение жидкометаллических теплоносителей в энергетике и машиностроении;

  • литейное дело (производство выплавляемых моделей);

  • системы раннего оповещения возгораний (датчики температуры, клапаны пожаротушения и др);

  • термометрия (рабочее тело для термометров различных типов);

  • вакуумная техника (уплотнения, паяные швы и др.);

  • микроэлектроника (припои, покрытия, датчики температуры, предохранители и др.);

  • медицина (фиксация костей, протезирование и др.);

  • использование в качестве расплавляемой металлической смазки.

Сплавы висмута с кадмием, оловом, свинцом, индием, таллием, ртутью, цинком и галлием, обладают очень низкой температурой плавления и применяются в качестве теплоносителей и припоев, а так же в медицине в качестве фиксирующих составов для сломанных конечностей. Некоторые легкоплавкие сплавы применяются в качестве элементов противопожарной сигнализации, в качестве специальных смазок работающих в вакууме и тяжелых условиях, в качестве клапанов (при расплавлении открывающих просвет для протекания жидкостей и газов (например, ракетных топлив), в качестве предохранителей в мощных электрических цепях, в качестве уплотнительных прокладок в сверхвысоковакуумных системах, как термометрические материалы, как материалы для изготовления выплавляемых моделей в литье и т. д.

Висмут в сплаве с индием находит применение в чрезвычайно стабильных и надежных ртутно-висмуто-индиевых элементах. Такие элементы прекрасно работают в космосе и в тех условиях, где важна стабильность напряжения, высокая удельная энергия, а снижение частоты отказов играет первостепенную роль (например, военные применения). Трехфтористый висмут применяется для производства чрезвычайно энергоёмких (3000 Вт·час/дм³, практически достигнутое -1500 - 2300 Вт·час/дм³) лантан-фторидных аккумуляторов.

В сплавах висмута (например, сплав Вуда, сплав Розе и др.) производят токарную, фрезерную обработку и сверление урана, вольфрама и его сплавов и других материалов, трудно поддающихся обработке резанием.

Кадмий используется как компонент твёрдых припоев (сплавов на основе серебра, меди, цинка) для снижения их температуры плавления. Около 10 % производимого кадмия - компонент ювелирных и легкоплавких сплавов.

Амальгама таллия является наиболее низкотемпературным известным металлическим сплавом (tпл = −61 °C) и находит применение для заполнения низкотемпературных термометров и в качестве теплоносителя.

Металлическая ртуть применяется для получения целого ряда важнейших легкоплавких сплавов. Сплав ртути с таллием используется для низкотемпературных термометров.

Индий используется в микроэлектронике как акцепторная примесь к германию и кремнию. Применяется в производстве стекла для жидкокристаллических экранов. Является компонентом легкоплавких припоев. Ряд сплавов индия с галлием, оловом и цинком являются жидкостями при комнатной температуре(один из сплавов плавится при +3 градусах Цельсия) и являются превосходными жидкометаллическими теплоносителями. Сам по себе чистый индий в высокой степени способен к захвату тепловых нейтронов и может быть использован для управления атомным реактором.

Применение в стоматологии. Легкоплавкие сплавы в изделиях стоматологического назначения занимают важное место, хотя и относятся к вспомогательным материалам. Наибольшее значение имеют легкоплавкие сплавы, служащие материалом для штампов и моделей, применяемых в технологии коронок и некоторых других протезов.

Такой материал должен обладать рядом свойств, из которых важнейшими являются:

  • легкоплавкость, облегчающая отливку индивидуальных штампов и моделей, отделение штампов от изделий;

  • относительная твердость, обеспечивающая устойчивость штампа в процессе штамповки;

  • минимальная усадка при охлаждении, гарантирующая точность штампованных изделий.

Некоторое время сплав латуни применяли в зубопротезной практике, он считался даже заменителем золота и назывался Рондольф. Но быстрое его окисление в полости рта и вредное воздействие на организм привели к запрещению использования этого сплава у нас в стране, что оговорено законом.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]