Контролна работа - Проводим алуминий
Предлагаме на нашите посетители да използват безплатния софтуер "StudentHelp", който ще ви позволи да подобрите оригиналността на всеки MS Word файл само за няколко минути. След такова увеличение на оригиналността, вашата работа лесно ще премине проверката в антиплагиатските системи на университета, antiplagiat.ru, RUCONTEXT, etxt.ru. Програмата "StudentHelp" работи по уникална технология, така че външният вид на файл с повишена оригиналност да не се различава от оригинала.
Резултати от търсенето
дисциплина: Материалознание
Тема: „Проводим алуминий. Влиянието на примесите върху електрическата проводимост на алуминия и факторите, които го влияят"
1. Алуминий, проводим алуминий……………………………………..…3 2. Недостатъци на алуминия ……………………………………………………………7 3. Влияние на примесите върху свойствата на алуминий, алуминиеви сплави.…………….11 4. Получаване на ………………………………………………………………………..14 5. Приложение в електротехниката и индустрията ………………………..16 6. Списък на използваната литература ………………………………………..20
| Обозначаване | Тегловно съдържание на алуминий, % |
| Индустриален алуминий | 99,5 - 99,79 |
| Алуминий с висока чистота | 99.80 - 99.949 |
| Изключително чист алуминий | 99,950 - 99,9959 |
| Алуминий с висока чистота | 99,9960 - 99,9990 |
| Свръхчист алуминий | над 99.9990 |
Механични свойства на алуминия при стайна температура:
| Чистота, % | Граница на провлачванеd0.2, MPa | Якост на опън,din, MPa | Относително удължение d,% (на базата на 50 mm) |
| 99,99 | 10 | 45 | 50 |
| 99.8 | 20 | 60 | 45 |
| 99.6 | тридесет | 70 | 43 |
Повечето метални елементи са легирани с алуминий, но само няколко от тях играят ролята на основни легиращи компоненти в индустриалните алуминиеви сплави. Въпреки това, значителен брой елементи се използват като добавки за подобряване на свойствата на сплавите. Алуминият може лесно да бъде изкован, щампован, валцован, изтеглен. Добре се заварява чрез газово, контактно и други видове заваряване. Алуминият е добре полиран, анодизиран и има висока отразяваща способност, близка до среброто (отразява до 90% от енергията на падащата светлина).
3. Влияние на примесите върху свойствата на алуминия, алуминиевите сплави Алуминият се отличава с ниска плътност, висока топло- и електрическа проводимост, добра устойчивост на корозия в много среди поради образуването на плътен оксиден филм Al203 върху металната повърхност. Технически закален алуминий ADM е закален чрез студена пластична деформация. Алуминият е силно пластичен и лесен за работа с натиск, но при рязане възникват усложнения, една от причините за които е залепването на металаинструмент. В зависимост от наличието на примеси в алуминия се наблюдават промени в неговите корозионни, физични, механични и технологични свойства. Повечето примеси влияят неблагоприятно на електрическата проводимост на алуминия. Най-честите примеси са желязо, силиций. Желязото, заедно с електрическата проводимост, намалява пластичността и устойчивостта на корозия и повишава якостните свойства на алуминия. Наличието на желязо в сплавите на алуминий със силиций и магнезий влияе неблагоприятно на свойствата на сплавта. Само в тези алуминиеви сплави, където присъства никел, желязото се счита за полезен примес. Най-често срещаният примес в алуминиевите сплави е силицият. Този метал, както и мед, магнезий, цинк, манган, никел и хром, се въвеждат в алуминиевите сплави като основни компоненти. Съединения CuAl2, Mg2Si, CuMgAl2– ефективно укрепване на алуминиеви сплави. Основни легиращи елементи в алуминиеви сплави. Манганът подобрява устойчивостта на корозия. Силицият е основният легиращ елемент в редица лети алуминиеви сплави (силумини), тъй като участва в образуването на евтектика. Ni, Ti, Cr, Fe повишават устойчивостта на топлина на сплавите, като инхибират процесите на дифузия и образуват стабилни комплексно легирани втвърдяващи фази. Литият в сплавите допринася за увеличаване на техния модул на еластичност. В същото време магнезият и манганът намаляват топлинната и електрическата проводимост на алуминия, а желязото намалява неговата устойчивост на корозия. Маркиране на алуминиеви сплави. В момента се използват едновременно две маркировки от сплави: старата буквено-цифрова и новата цифрова. Заедно с това има буквено-цифрово маркиране на технологичната обработка на полуфабрикати и продукти, което качествено отразява механичните, химичните и други свойства на сплавта. Класификация на алуминиеви сплави. Алуминиевите сплави се разделят главно на ковани и ляти алуминиеви сплави, тъй като процесите на пластична деформация и леене се използват при производството на прахообразни сплави и композитни материали. Алуминиевите сплави се разделят според способността им да се закаляват чрез термична обработка на закалени и незакалени. Те могат да бъдат подложени на хомогенизиране, рекристализация и омекотяващо отгряване. Сплавите от системата Al-Cu-Mg - дуралуминиите D1, D16, D18, D19 и др., се отличават с добра комбинация от якост и пластичност.Термичната обработка укрепва дуралуминиите, повишава тяхната заваряемост чрез точково заваряване. Те могат да се обработват задоволително, но са склонни към междукристална корозия след нагряване. Значително повишаване на устойчивостта на корозия на сплавите се постига чрез плакиране. В авиацията дуралуминиите се използват за производството на лопатки на витла (D1), силови елементи на конструкции на самолети (D16, D19). Високоякостните сплави от системата Al-Zn-Mg-Cu (V93, V95, V96Ts) се характеризират с високи стойности на якост на опън (до 700 MPa). В същото време достатъчна пластичност, устойчивост на пукнатини и устойчивост на корозия се постигат чрез коагулационно поетапно стареене (T2, T3), както и чрез използване на сплави с висока (V95kch) и специална (V95och) чистота. Високомодулната сплав 1420, дължаща се на легирането на алуминий с литий и магнезий (система Al-M-Li), има намалена плътност (с 11%) и същевременно увеличен (с 4%) модул на еластичност. Сплавите за коване AK6 и AK8 (система Al-M-Si-Cu) имат висока пластичност по време на гореща обработка. Те са задоволително заварени, добре обработени, но податливи на корозия при напрежение. За осигуряване на устойчивост на корозия на части от сплавAK6 и AK8 са анодизирани или покрити с бои и лакове. Сплавите за коване се използват за изработване на ковани и щамповани части на самолети, които работят под натоварване. Тези сплави могат да работят при криогенни температури. Топлоустойчиви алуминиеви сплави от системите Al-Cu-Mn (D20, D21) и Al-Cu-Mg-Fe-Ni (AK4-1) се използват за производството на части (бутала, цилиндрови глави, дискове), работещи при повишени температури (до 300 ° C). Термоустойчивостта се постига чрез легиране на сплави с никел, желязо и титан, които инхибират процесите на дифузия и образуват сложно легирани фино диспергирани укрепващи фази, които са устойчиви на коагулация при нагряване. Сплавите имат висока пластичност и обработваемост в горещо състояние. Лети алуминиеви сплави. Основните изисквания към сплавите за леене в матрици са комбинация от добри леярски свойства (висока течливост, ниско свиване, ниско горещо напукване и порьозност) с оптимални механични и химични (устойчивост на корозия) свойства. Евтектичните сплави имат най-добри леярски свойства.
5. Приложение в електротехниката и индустрията. В електротехниката алуминият успешно замества медта, особено при производството на масивни проводници, като въздушни линии, кабели за високо напрежение, шини за разпределителни уредби, трансформатори. Електрическата проводимост на алуминия достига 65,5% от електрическата проводимост на медта и е повече от три пъти по-лека от медта; с напречно сечение, което осигурява същата проводимост, масата на алуминиевите проводници е половината от тази на медта. Изключително чистият алуминий се използва в производството на електрически кондензатори и токоизправители, чиято работа се основава на способността на филма от алуминиев оксид да предава само електрически токв една посока. Изключително чистият алуминий, пречистен чрез зоново топене, се използва за синтеза на полупроводникови съединения тип III-V, използвани за производството на полупроводникови устройства. Чистият алуминий се използва при производството на различни видове рефлекторни огледала. Алуминият с висока чистота се използва за защита на метални повърхности от атмосферна корозия (облицовки, алуминиева боя). С относително ниско напречно сечение на поглъщане на неутрони, алуминият се използва като конструктивен материал в ядрените реактори. Алуминиеви резервоари с голям капацитет съхраняват и транспортират течни газове (метан, кислород, водород и др.), азотна киселина, оцетна киселина, чиста вода, водороден пероксид и хранителни масла. Алуминият намира широко приложение в оборудването и апаратите на хранително-вкусовата промишленост, за опаковане на храни (под формата на фолио), за производството на различни домакински продукти. Рязко се е увеличило потреблението на алуминий за декорация на сгради, архитектурни, транспортни и спортни съоръжения. В металургията алуминият (в допълнение към сплавите на негова основа) е една от най-разпространените легиращи добавки в сплави на основата на Cu, Mg, Ti, Ni, Zn и Fe. Алуминият се използва и за дезоксидиране на стомана, преди изливането й във форма, както и в процесите на получаване на определени метали по метода на алуминотермията. На базата на алуминий чрез праховата металургия е създаден SAP (синтерован алуминиев прах), който има висока устойчивост на топлина при температури над 300 ° C. Алуминият се използва при производството на експлозиви (амонал, алумотол). Широко използвани са различни алуминиеви съединения. Производството и потреблението на алуминий непрекъснато нараства, като значително изпреварва производството на стомана, мед, олово и цинк по отношение на темповете на растеж. В момента една четвърт от целия алуминий отива заза нуждите на строителството, транспортното машиностроене потребява същото количество, около 17% се изразходват за опаковъчни материали и кутии, 10% - в електротехниката. Алуминиевите сплави се използват в ракетната технология, в производството на самолети, автомобили, кораби и инструменти, в производството на съдове и в много други индустрии. По отношение на широчината на приложение алуминиевите сплави се нареждат на второ място след стоманата и чугуна. Алуминият се използва и като легираща добавка към много сплави, за да ги направи топлоустойчиви. Високата топлопроводимост, съчетана с повече от задоволителна химическа устойчивост, направи алуминия обещаващ материал за топлообменници и други устройства в химическата промишленост, домашни хладилници, радиатори за автомобили и трактори. Високата отразяваща способност на алуминия се оказа много полезна при производството на мощни рефлектори, големи телевизионни екрани и огледала на негова основа. Малкото улавяне на неутрони направи алуминия един от най-важните метали в ядрената технология. Всички тези многобройни предимства на алуминия стават още по-значими, защото този метал е високотехнологичен. Отлично се обработва чрез натиск - валцуване, пресоване, щамповане, коване. В основата на това полезно свойство е кристалната структура на алуминия. Неговата кристална решетка е изградена от кубчета с центрирани лица; разстояние между успоредни равнини 4.04 . Металите, конструирани по този начин, обикновено понасят добре пластичната деформация. Алуминият не е изключение. Но в същото време алуминият е слаб. Якостта на опън на чистия алуминий е само 6,8 kg / mm 3 и ако не беше способността му да образува много по-здрави сплави, алуминият едва ли щеше да се превърне в един от най-важните метали на 20-ти век. Фактът, че алуминият -добър проводник, известен отдавна и активно използван в електротехниката и електрониката. Но се оказва, че при определени условия може да се държи като керамика и дори като полупроводник. До този извод са стигнали изследователи от Държавния университет на Охайо, въз основа на симулация на квантовата механика на поведението на слоеве от алуминий и мед с дебелина само един атом. По-специално, беше изследван процесът на плъзгане на един слой от атоми върху втория слой. Важността на такова изследване се крие във факта, че в много малки електронни устройства температурните колебания могат да доведат до разширяване или свиване на материала и следователно надеждността на такива устройства зависи до голяма степен от това как се държат техните компоненти, когато слоевете от атоми се изместват един спрямо друг. Оказа се, че слоевете от медни атоми имат достатъчна подвижност, докато слоевете от алуминиеви атоми не се плъзгат, а сякаш се плъзгат един през друг. Учените смятат, че причината е във връзките, в които атомите на съседните слоеве могат да споделят електрони, което е доста типично за керамиката и полупроводниците. Освен това се оказа, че алуминият е по-устойчив на механични натоварвания от медта. Тези неизвестни досега свойства на алуминия го правят много обещаващ материал за наноелектрониката, въпреки че преди това се смяташе за неподходящ за създаване на електронни устройства. и т.н.