Odpornost zlitin

Obstaja veliko kovin in veliko več zlitin več kovin.

Najzgodnejše umetne zlitine iz človeških metalurških poskusov so bile ustvarjene (na podlagi arheoloških ostankov) od približno 3000 do 2500 pred našim štetjem.

Predvsem je bron, ker so kovine, iz katerih je sestavljen (baker in kositer), prisotne (v izobilju) v naravnem stanju in jih ni treba pridobivati ​​iz rude.

Zlato in srebro sta kovini, ki ju je v naravi veliko in ju zato poznamo že v 5. tisočletju pr. n. št., zato ju tudi zelo pogosto mešajo, predvsem za spreminjanje barve ali trdote zlata.

V teoriji obstaja neskončno število zlitin. Osnovni postopek je preprost: preprosto segrejte dve ali več kovin, dokler ne dosežejo ustreznega tališča, nato jih zmešajte v pravilnih odmerkih in začnite ohlajati.

Tako je dovolj, da celo rahlo spremenite odmerek sestavin, da ustvarite novo zlitino, ki ima edinstvene lastnosti.Poleg tega so ključni tudi pogoji izdelave nove zlitine: dovolj je na primer spremeniti tališče, pogoje žganja ali celo čas ohlajanja.

Odvisnost odpornosti zlitin od njihove sestave ima zelo različen značaj. V nekaterih primerih je zlitina zbirka zelo majhnih kristalov dveh kovin, ki sestavljata zlitino. Vsaka kovina kristalizira neodvisno druga od druge, nato pa se njihovi kristali enakomerno in precej naključno pomešajo v zlitino.

To so svinec, kositer, cink in kadmij, ki jih poljubno mešamo. Odpornost takšnih zlitin pri različnih koncentracijah leži med skrajnimi vrednostmi upornosti čistih kovin, to je, da je vedno manjša od večje od njih in večja od manjše.

Podrobnosti o kovinski odpornosti: Kaj določa upor prevodnika

Še en uporaben članek: Osnovne lastnosti kovin in zlitin

Spodnja slika grafično prikazuje odvisnost upornosti zlitine cink-kositer od volumske koncentracije obeh kovin.

Abscisa prikazuje prostornine kositra kot odstotek prostornine enote zlitine, tj. abscisa 60 pomeni, da enota prostornine zlitine vsebuje 0,6 prostornine kositra in 0,4 prostornine cinka. Ordinata prikazuje vrednosti upornosti zlitine, pomnožene s 106.

Od čistih kovin temperaturni koeficienti odpornosti so količine istega reda blizu ekspanzijskega koeficienta plinov, je očitno, da imajo zlitine obravnavane skupine koeficiente istega reda.

V mnogih drugih primerih so zlitine obeh kovin homogena masa, sestavljena iz majhnih kristalov, sestavljenih iz atomov obeh kovin.

Včasih lahko takšni mešani kristali nastanejo iz atomov obeh kovin v poljubnem razmerju, včasih so takšne tvorbe možne le v določenih območjih koncentracije.

Zunaj teh območij so zlitine podobne tistim iz prve pravkar obravnavane skupine, le da so mešanica kristalov čiste kovine in kristalov mešanega tipa, sestavljenih iz atomov obeh vrst.

Upornost zlitin te vrste je običajno večja od upornosti obeh kovin.

Spodnja slika grafično prikazuje koncentracijsko odvisnost upornosti zlitine zlata in srebra, ki pri vsaki koncentraciji tvori mešane kristale. Metoda konstruiranja krivulje je enaka krivulji na prejšnji sliki.

Upornost čistega srebra na grafu je 1,5 * 10-6, čistega zlata 2,0 * 10-8 ... Z legiranjem enakih volumnov obeh kovin (50 %) dobimo zlitino z uporom 10,4 * 10- 6.

Temperaturni koeficienti odpornosti za zlitine te skupine so na splošno nižji kot za vsako od kovin, ki sestavljajo zlitino.

Spodnja slika grafično prikazuje odvisnost temperaturnega koeficienta zlitine zlata in srebra od koncentracije zlata.

V območju koncentracij od 15% do 75% temperaturni koeficient upora ne presega četrtine enakega koeficienta čistih kovin.

Nekatere zlitine treh kovin so tehničnega pomena.

Prva od teh zlitin, manganin, ima ob pravilni obdelavi temperaturni koeficient nič, zaradi česar se manganinska žica uporablja za izdelavo preciznih odpornih nabojnikov.

Zlitina niklja, kroma z dodatki mangana, silicija, železa, aluminija (nikrom) je najpogostejši material za izdelavo različnih grelnih elementov.

Več podrobnosti o tej vrsti zlitin: Nikromi: sorte, sestava, lastnosti in značilnosti

Preostale zlitine (konstantan, nikelin, nikljevo srebro) se uporabljajo za izdelavo regulacijskih reostatov, ker imajo precejšnjo odpornost in sorazmerno malo oksidirajo na zraku pri tistih precej visokih temperaturah, ki jih pogosto imajo reostatske žice.

Za več podrobnosti o ternarnih zlitinah, ki se najpogosteje uporabljajo v elektroindustriji, glejte tukaj:Visoko odporni materiali, visokoodporne zlitine

Najbolje je, da poiščete specifične vrednosti odpornosti različnih zlitin v posebnih referenčnih knjigah ali jih določite eksperimentalno, saj se lahko zelo razlikujejo.

Kot primer podajamo vrednosti električnega upora in toplotne prevodnosti zlitin Mg-Al in Mg-Zn:

V tem delu sta raziskani električna upornost in toplotna prevodnost binarnih zlitin Mg-Al in Mg-Zn v temperaturnem območju od 298 K do 448 K ter analizirano razmerje med ustrezno električno prevodnostjo in toplotno prevodnostjo zlitin.

Poglej tudi: Najpogostejši prevodni materiali v električnih inštalacijah