Физические свойства металлов
К ним относятся электрические, магнитные и тепловые свойства.
В первую очередь это материалы, которые используются в электротехнической промышленности. От них требуется высокая электропроводность, или наоборот высокое электросопротивление, или например магнитные свойства. В таких случаях механические свойства материалов второстепенны.
Удельное электросопротивление проводника зависти от его размеров. Чем больше длина и меньше площадь сечения, тем электросопротивление проводника больше.
r = (с*l) /s
где с измеряется в (Ом*мм2) /мм = Ом*см
с - удельное электрическое сопротивление материала из которого изготовляется проводник длиной 1м и площадью сечения 1мм2
Величина обратная удельному сопротивлению называется удельной проводимостью.
для меди с = 1,7*10-6 Ом*см
для алюминия с = 2,7* 10-6 Ом*см
Тепловые свойства.
Теплопроводность материала характеризует способность передавать тепловую энергию, от одной части к другой, если между ними возникает разница в температурах.
Для определения теплопроводности, испытуемый материал одним концом помещается в нагревательное устройство, а другим в водяной калорифер.
Явление теплопроводности представляет собой перенос кинетической энергии за счет электронов проводимости и колебаний кристаллической решетки, при этом за счёт электронов передача тепла примерно в 30 раз больше чем за счёт решётки.
Теплопроводность не металлических материалов определяется ионной или ковалентной связью, т.е. только колебанием кристаллической решетки и поэтому теплопроводность в этих материалах на 1-2 порядок ниже, чем у металлов. Эта разница в теплопроводности применение материалов в технике и быту.
Термоэлектрические свойства.
Если 2 проводника из разных металлов соединить концами, а место соединения нагреть до разных температур, то в контуре возникнет ЭДС и пойдет термоэлектрический ток.
Величина ЭДС зависит от разности температур холодных и горячих спаев и природы материалов. Этот эффект используется для определения температур с помощью термопар. Термопара представляет собой спай двух разнородных проводников, для которых экспериментально установлена величина ЭДС в зависимости от температуры. В качестве материала используются следующие пары: хромель (90% никеля, 10% хрома); алюмель (94,5% никеля, 2% алюминия, 2% марганца, 1% кремния, 0,5% кобальта); платина - платинародий (90% платина, 10% родия).
Термическое расширение.
При нагреве материалов наблюдается тепловое расширение. Его величина оценивается коэффициентом объёмного или линейного расширения. Зависимость расширения металла от температуры носит криволинейный характер.
Подбор материала достигается использованием железо - никелевым сплавом. Сплав с содержанием 36% никеля называется инвар, практически не расширяемым. Этот сплав применяется в приборостроении деталей, для которых не допустимы изменения размеров при колебании температуры.
Технологические свойства металлов и сплавов.
Технологические свойства металлов характеризует поведение материалов в процессе изготовления из них деталей.
Под технологичностью понимается лёгкость поведения технологических операций. Основные технологические процессы: литьё, обработка давлением, обработка резанием, сварка.
Жидко текучесть лучше у тех металлов, которые имеют более низкую температуру плавления. Из алюминиевых сплавов хорошими литейными качествами обладают силумины (сплав алюминия с кремнием).
При производстве фасонного литья, т.е. изделия из сложной формы, материал должен обладать малой усадкой, т.е. объем должен мало изменяться при затвердевании. Малой усадкой 1% обладает бронза, т.к она пористая и чугун, который обладает усадкой 1,5%. У стали, процент усадки более 2%.