Металлические материалы, теплопроводность

Медь, серебро и золото несколько выпадают из общей для переходных металлов закономерности по своему электронному строению с валентной конфигурацией Они характеризуются более низкими температурами плавления и кипения, чем предшествующие им переходные элементы, и являются довольно мягкими металлами. Проявление таких свойств соответствует закономерной тенденции к ослаблению металлических связей, обнаруживаемой начиная с группы У1Б(Сг-Мо- У). Эта тенденция объясняется постепенным уменьшением числа неспаренных -электронов у атомов металлов второй половины переходных рядов. Медь, серебро и золото обладают очень большой электро- и теплопроводностью, поскольку их электронное строение обусловливает высокую подвижность 5-электронов. Эти металлы ковки, пластичны и инертны и могут находиться в природе в металлическом состоянии. Они встречаются довольно редко и поэтому имеют высокую стоимость, но все же распространены значительно больше, чем платиновые металлы. Относительно большая распространенность и возможность существования этих металлов в природе в несвязанном виде послужили причиной того, что они явились первыми металлами, с которыми познакомился чёловск и кошрые иН научился обрабатывать. По-видимому, первым металлом, который стали восстанавливать из его руды, была медь. Металлургия началась с открытия того, что сплав меди с оловом (естественно встречающаяся примесь) дает намного более твердый материал - бронзу. Медные предметы были найдены [c.446]

К теплоизоляционным материалам относятся легковесные огнеупоры, диатомовый кирпич, минеральная вата, асбест, котельный или доменный гранулированный шлак и др. Чаще для тепловой изоляции печей применяют диатомовый кирпич. Его изготовляют из смеси трепела или диатомита с древесными опилками. При обжиге-онилки выгорают, кирпич получается пористым, следовательно, менее теплопроводным. Диатомовые изделия могут применяться в местах с температурой не выше 900 °С. В местах, где температура не превышает 600 С, применяют минеральную вату. В качестве прокладки между металлическим кожухом и огнеупорной кладкой для уменьшения газопроницаемости и как теплоизоляционный материал применяют минеральную вату. В качестве засыпной изоляции для сводов и стен печей используют также диатомовый и трепельный порошок, асбозурит (смесь молотого диатомита с асбестом), просеянный котельный шлак, а так ке гранулированный доменный шлак. Основные свойства теплоизоляционных материалов и их применение приведены в табл. 40. [c.283]

Имеются данные [119] о том, что коэффициент теплопроводности лучших образцов вакуумно-многослойной изоляции примерно в 8 раз ниже, чем вакуумно-порошковой, экранированной металлическими порошками. Однако при давлениях более 0,01 мм рт. ст. применение дорогого ламинированного материала дает мало преи- [c.120]

Основная сложность в производстве металлических компози-щюниых материалов состоит в том, что необходимо обеспечить равномерное распределение порошка или волокна в объеме матрицы. Примером металлического композиционного материала является спеченный алюминиевый материал САП, представляющий собой алюминий, упрочненный дисперсными частицами оксида алюминия. Исходным продуктом для производства этого материала служит алюминиевая пудра, содержащая от 6 до 22% оксида алюминия в виде чешуек со средним размером до 10—15 мкм н толщиной менее 1 мкм. Для получения материала САП исходную смесь порошков подвергают холодному прессованию, затем спекают при 450—500 °С. Этот материал отличается большой удельной прочностью (прочность, отнесенная к плотности), особенно тепло-прочностью. С увелнченнем содержания частиц оксида алюминия предел прочности и твердость материала растут, а пластичность н удельная теплопроводность снижаются. САП успешно заменяет теплостойкие или нержавеющие стали в авиации, атомной технике, в химической промышленности и др. [c.395]

Простейший калориметр с изотермической оболочкой изображен на рис. 3. Металлический стакан 1 вставлен в оболочку 2 на подставке 3 из материала с малой теплопроводностью (пробка, резина, дерево, органическое стекло и др.). [c.49]

Волокна. Основным компонентом композиций, применяемых для изготовления фрикционных накладок, являются волокна асбеста (хризотила) [7]. Используются волокна, имеющие различные длину, крутку н переплетение. Описание физико-химических свойств асбеста и его токсикологии [8] дано в разд. 10.2.2. Асбест придает фрикционным накладкам прочность и термостойкость и при этом сам имеет относительно низкую абразивность. Кроме того, асбест может применяться совместно с волокнами хлопка, а также с органическими и металлическими волокнами. Углеродные волокна в углеродной матрице (см. разд. 19.1) рекомендуют применять при изготовлении фрикционных накладок, используемых в авиации. Низкая скорость износа углерода в сочетании с низкой теплопроводностью и высокой прочностью волокна позволяет получать материал с хорошими эксплуатационными свойствами. [c.243]

В современной промышленности получили распространение полимерные покрытия из фторопласта ЗМ, полиэтилена, полипропилена, наносимые методом горячего напыления. Процесс образования пленки полимерного материала на горячей поверхности. металлического изделия во многом определяется теплофизическими свойства.ми порошкообразных полимерных материалов. В литературе отсутствуют данные по теплофизическим свойствам засыпок фторопласта ЗМ, полиэтилена НД, полипропилена. Для определения температуропроводности и теплопроводности засыпок порошкообразных полимеров был использован зондовый метод с цилиндрическим зондом постоянной мощности [5]. Были выбраны зондовые методы, так как эти методы относительно просты и с достаточной точностью (7%) позволяют из одного эксперимента определять как теплопроводность, так и температуропроводность засыпок. Кроме того, при проведении эксперимента цилиндрический зонд мало нарушает первоначальную структуру исследуемой системы. [c.69]

При покрытии металлической стенки слоем какого-либо неметаллического материала теплопроводность ее сильно падает (см. ниже Изоляционные материалы ). Крайне вредна поэтому образующаяся на внутренних стенках аппаратов накипь, представляющая собою слой различных солей, выделившихся из жидкости при ее кипячении. [c.59]

Конструирование форм для литья иод давлением связано с определением наиболее оптимального расположения литниковых систем, с применением безлитникового литья, а также с использованием новых материалов для форм. Высокая цена литьевой оснастки в большой степени определяется стоимостью механической обработки и отделки поверхности. Снижение стоимости оснастки может быть получено при использовании в качестве конструкционных материалов эпоксидных компаундов, армированных металлической проволокой. Прочность и теплопроводность такого материала оказываются вполне приемлемыми. Так, ири содержании в компаунде до 80 /о медной проволоки с диаметром 10 мк теплопроводность смол может быть увеличена в J0 раз и достигает 3 ккал/м ч ° С. [c.176]

И пламенно-ионизационный детектор (ДИП). Принцип работы детектора по теплопроводности основан на изменении электрического сопротивления проводника в зависимости от теплопроводности окружающей среды. На рис. 3.4 показана схема измерительного моста детектора по теплопроводности. Плечи моста, представляющие собой металлические нити, изготавливаемые из материала, электрическое сопротивление которого значительно зависит от температуры, в сравнительной и рабочей ячейках нагреваются постоянным электрическим током от батареи. От нитей происходит интенсивная теплоотдача газу. Температура нитей, а следовательно, и сопротивление зависят от природы газа. Если через обе ячейки про.ходит газ одинакового состава, то выходной сигнал моста равен нулю. При изменении состава потока через одну из ячеек меняются характер теплоотдачи и температура соответствующего плеча, а следовательно, и сопротивление. Нарушается электрическое равновесие, между точками а и Ь возникает разность потенциалов, не компенсирующаяся дополнительным сопротивлением Я. Эта разность регистрируется в виде сигнала, который усиливается и записывается регистратором в виде пика. [c.193]

Материал, размеры и форма колонки. Материал, из которого изготовлена хроматографическая колонка, должен отвечать определенным требованиям. Чаще всего их изготавливают из меди, нержавеющей стали, алюминия, латуни, стекла, кварца и тефлона. В металлических колонках могут проявляться нежелательные каталитические эффекты, особенно при высоких температурах. Однако этот недостаток компенсируется механической прочностью, устойчивостью к высоким температурам, высокой теплопроводностью. Выбор материала для изготовления колонки должен производиться с учетом природы анализируемых веществ и условий эксперимента. [c.60]

Однако они обладают и недостатком — кривые термических эффектов имеют малый угол наклона вследствие высокой теплопроводности металла. Керамические блоки в противоположность металлическим дают большие по величине пики при том же самом количестве исследуемого вещества, что обусловлено меньшей теплопроводностью керамического материала. Недостатком керамических блоков является их пористость, которая может влиять на форму кривой теплового эффекта. Керамические блоки целесообразно использовать при анализах, проводимых при температуре выше 1000 С. [c.9]

Необходимо, однако, учесть, что рассчитанная поверхность теплообмена F будет удовлетворять заданию только при геометрических ее размерах, обеспечивающих условия, принятые в расчете коэффициента теплопередачи К- Так, в случае кожухотрубных аппаратов эти условия сводятся к скоростям потоков теплоносителей W, диаметру труб d, их числу п, длине I и шагу, коэффициенту теплопроводности материала труб ст и толщине их стенок S. Материал труб (следовательно, и Хст) диктуется физикохимическими свойствами теплоносителей (коррозия, температура) это могут быть чугуны, углеродистые и легированные стали, цветные металлы и- металлические сплавы, различные неметаллические материалы. Диаметры труб и толщины стенок регламентированы государственными стандартами и выбираются соответственно рабочему давлению и требованиям технологии машиностроения для обеспечения компактности аппарата стремятся к минимальному диаметру труб. [c.368]

Особый тип химической связи наблюдается в металлах. Металлические кристаллы характеризуются большим числом весьма полезных свойств, которые сделали их незаменимым материалом для человечества. К ним относятся высокая отражательная способность, высокая пластичность (способность вытягиваться в проволоку), ковкость, высокие теплопроводность и электропроводность. Эти свойства обусловлены особенностями металлического типа химической связи. Одна из них, как уже упоминалось, обязана высокой подвижности электронов, которая, по-видимому, приводит к тому, что кристаллические решетки металлов не являются такими жесткими, как у типичных ионных или ковалентных кристаллов. Отметим также важную особенность металлов — их способность образовывать сплавы, т. е. давать однородные твердые растворы, отличающиеся новыми, полезными свойствами. Например, сталь — главный конструкционный материал современной техники — представляет собой в основном твердый раствор углерода в железе. Огромную роль на начальных этапах истории человечества сыграли плавящиеся при относительно низкой температуре сплавы меди и олова, т. е. бронза (бронзовый век). [c.163]

Эффективные коэффициенты теплопроводности зернистых и волокнистых изоляционных материалов определяются теплофизическими свойствами этого материала и размерами частиц (табл. 3.18). Для снижения теплового излучения к изоляции добавляют металлические (чаще алюминиевые или бронзовые) порошки с размером частиц 10 мкм и менее. Этот своеобразный экран, с одной стороны, снижает лучистый тепловой поток, с другой — увеличивает количество теплоты, передаваемой теплопроводностью. Экспериментально найдено, что оптимальными являются смеси, массовое содержание металлического порошка в которых достигает 40—60%. [c.253]

При кондуктивной сушке теплота передается материалу в основном теплопроводностью от нагретой поверхности. В качестве источника теплоты в большинстве случаев используют водяной пар, высококипящие органические теплоносители, воду с температурой выше 100 °С (373 К) при соответствующем давлении, а также расплавы солей или металлов. При этом теплота к материалу передается через стенку с хорошей теплопроводностью. Коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя к стенке достаточно велики. Поэтому нагретые газы редко применяются в качестве источника теплоты (вследствие малых коэффициентов теплоотдачи). Можно также нагревать непосредственно металлическую стенку, на которой расположен материал, токами повышенной частоты с небольшими перепадами напряжения, [c.269]

Теплостойкость большинства пластмасс с гальванопокрытиями увеличивается в среднем на 15 — 20 7о по сравнению с пластмассами без покрытия, что обусловлено высокой отражательной способностью металлов (серебряные покрытия, например, отражают до 95 % светового и теплового излучения) и хорошей их теплопроводностью, обеспечивающей равномерное рассеяние тепла по всей поверхности детали. Благодаря никелевому покрытию толщиной 38 мкм теплостойкость деталей из полипропилена возрастает почти до 170 °С, а из полисульфона — до 184 °С. Рабочий интервал температуры пластиков АБС с металлическим покрытием от -50 до -И20 °С, полиэтилена — от -70 до +120 °С, пресс-материала типа АГ-4 — от —60 до + 200 °С, поливинилхлорида —от -24 до +95 °С. [c.6]

Методы расчета. В кальцинаторах с непрямым нагревом теплопередача происходит главным образом излучением от стенок цилиндра к слою твердого материала. Термический к. п. д. находится в пределах от 35 до 65%. Определяющими факторами процесса теплопередачи являются коэффициенты теплопроводности и излучения металлической стенки и слоя твердого материала. Если эти характеристики известны, то размеры [c.261]

Общий коэффициент теплопередачи, как известно, находится в прямой зависимости от теплопроводности материала и в обратной зависимости от толщины стенки теплообменных элементов. Однако во многих случаях из-за высоких давлений тепло-обменные элементы вынуждены изготавливать толстостенными многослойными из материалов с низкой теплопроводностью , что в значительной мере усложняет конструкцию и иногда приводит к ошибочным решениям и авариям. Это особенно важно учитывать при разработке и эксплуатации теплообменных элементов, работающих в коррозионных средах. Большинство неметаллических материалов, применяемых для антикоррозионных покрытий поверхностей теплопередачи, обладают весьма низкой теплопроводностью. Сравнительно незначительные изменения толщины антикоррозионного слоя, нанесенного на металлическую поверхность, вызывают резкое снижение общего коэффициента теплопередачи и могут быть причиной опасных нарушений технологического режима. Вместе с тем, неудовлетворительная антикоррозионная защита теплообменной поверхности может приводить к преждевременному разрушению теплообменных элементов и опасным последствиям, связанным с образованием взрывоопасных сред. [c.182]

Тейлопроводность металлических материалов в значительной мере зависи от чистоты металлов. При высоких температурах теплопроводность еще мало чувствительна к чистоте и температуре материала. Теплопроводность сплавов, как правило, ниже теплопроводности чистых материалов. При низких температурах (2-100 К) наблвдается максимум теплопроводности, превышающий в ряде с.пучаев во много раз его значение при комнатной температуре. У всех цветных металлов температурный коэЩициент теплопроводности положителен. Следует отметить весьма значительное падение теплопроводности алшиния и его сплавов при температурах ниже 20 К. [c.127]

В настоящее время катарометр — наиболее распространенный детектор. Основным элементом ячейки по теплопроводности служит металлическая нить, скрученная в спираль и расположенная внутри камеры в металлическом блоке. Нигь изготавливают из материала, электрическое сопротивление которого резко изменяется с температурой. Пропуская постоянный ток, нить нагревают, ее температура определяется равновесием, устанавливающимся м жду. входной электрической мощностью и мощностью тепловых потерь, связанных с отводом тепла окружающим газом. Когда через прибор протекает только газ-носитель, потери тепла постоянны и поэтому температура нити сохраняется. При изменении состава газа (например, при наличии анализируемого вещества) температура нити изменяется, что вызывает соответствующее изменение электрического сопротивления, которое фиксируется с помощью моста Уитстона. Тепло отводят в тот момент, когда молекулы газа ударяются о нагретую нить и отскакивают от нее с возросшей кинетической энергией. Чем больше число таких столкновений в единицу времени, тем больше скорость отвода тепла. [c.299]

ТО термическое сопротивление стенки l a io пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлениями жидкостных сред l/aj и l/aj. Однако металлическая стейка может быть покрыта слоем материала с низкой теплопроводностью, образующимся при работе установки. Такой процесс называется загрязнением. Полное термическое сопротивление может в значительной степени определяться теплопроводностью этого слоя [c.77]

При изготовлении аппаратов для промышленности органических полупродуктов и красителей применяются некоторые н е-металлические неорганические матери а-л ы, например, керамика, фарфор, стекло, кислотоупорный бетой, графит. Эти материалы обладают высокой химической стойкостью, но плохо поддаются механической обработке и отличаются хрупкостью, низкой термической стойкостью и, за 1 ск,лючеписм графта, плохой теплопроводностью (0,8—1,0 ккал/м час-г ад), что сильно ограничивает области их применения в качестве копструкцноннглх мате[)налов. [c.88]

Построить математическую модель, предназначенную для определения числа шариков (веса), необходимого для того, чтобы погасить синусоидальные колебания температуры, амплитуда которых равна А (в °С) и частота (о (в Исек). При моделировании считать, что заданы коэффициент теплоотдачи от жидкости к твердой фазе, теплоемкость жидкости и теплопроводность материала металлических шариков. Расход жидкости постоянен и равен Q м 1сек. [c.245]

Для определения коэффициента теплопередачи изолированного ограждения, включающего такого рода металлические элементы, предложено несколько методов. Одним из распространенных способов является метод, разработанный Е. Б. Иоэльсоном и А. Е. Ниточкиным для расчета судовой изоляции. Этот метод представляет собой уточнение первого способа и позволяет в определенной степени учесть концентрацию линий теплового потока, вызванную наличием элементов с высокой теплопроводностью. Как и в первом способе, конструкцию разбивают нетеплопроводными перегородками (мембранами) па зоны, не только однотипные, но и со своим, присущим им характером направления линий теплового потока. В этом методе пренебрегают термическими сопротивлениями теплоотдачи у поверхностей ограждения и термическими сопротивлениями стальных обшивок и стальных элементов конструкции (набора). В связи с этим температуру обшивки и стальных элементов (включений) считают равной температуре наружного воздуха. Основной предпосылкой метода является предположение, что линии теплового потока, идущие от боковых поверхностей стальных элементов конструкции через изоляционный материал, являются дугами окружностей. По этой причине рассматриваемый метод называют методом круговых потоков. [c.77]

Безусловно, что в кратком обзоре невозможно охарактеризо- вать все классы неорганических материалов, однако нельзя не сказать о графитовых материалах, которые выделяются исключительно высокой теплопроводностью, превышающей теплопроводность многих металлов и сплавов. Это качество наряду с химической инертностью и термической стойкостью при резких перепадах температур, высокой электрической проводимостью и хорошими механическими свойствами сделали графит и материалы на его основе незаменимыми в различных областях техники и промышленности. В частности, в химической промышленности применение графита особенно эффективно для изготовления теплообменной аппаратуры, эксплуатируемой в агрессивных средах. На ее поверхности в значительно меньшей степени откладываются накипь и загрязнения, чем на поверхности всех других металлических и неметаллических материалов. Сырьем для получения искусственного графита служит нефтяной кокс, к которому добавляют каменноугольный пек, играющий роль вяжущего материала при формовании изделий из графитовой шихты. Сам цикл получения изделий включает измельчение и прокаливание сырья, смешение шихты, прессование, обжиг и графитизацию. Условия обжига тщательно подбирают, чтобы избежать появления механических напряжений и микротрещин. При графитизации обожженных изделий, проводимой при температуре 2800—3000 °С, происходит образование упорядоченной кристаллической структуры из первоначально аморфизованной массы. Чтобы изделиям из графита придать непроницаемость по отношению к газам, их пропитывают полимерами, чаще всего фенолформальдегидными, или кремнийор-ганическими смолами, или полимерами дивинилацетилена. Пропитанный графит химически стоек даже при повышенных температурах. На основе графита и фенолформальдегидных смол в настоящее время получают новые материалы, свойства которых существенно зависят от способа приготовления. Материалы, формируемые при повышенных давлениях и температурах, известны под названием графитопластов, а материалы, получаемые холодным литьем, названы графитолитами. Графитолит, например, применяют не только как конструкционный, но и как футеровочный материал. Он отверждается при температуре 10 °С в течение 10—15 мин, имеет высокую адгезию ко многим материалам, хорошо проводит теплоту и может эксплуатироваться вплоть до 140—150°С. В последнее время разработан метод закрытия пор графита путем отложения в них чистого углерода. Для этого графит обрабатывают углеводородными соединениями при высокой температуре. Образующийся твердый углерод уплотняет графит, а летучие продукты удаляются. Такой графит назван пироуглеродом. [c.153]

Наряду с широко известными уникальными абразивными характеристиками, алмаз обладает и замечательной теплопроводностью, причем не столько по абсолютной величине, сколько по ее температурной зависимости. Достаточно сказать, что теплопроводность монокристалла алм аза при комнатной температуре в пять раз выше, чем у меди. Это позволяет рассматривать алмаз как наиболее перспективный материал для изготовления тепло-отводящих элементов малогабаритных полупроводниковых приборов. Поэтому были проведены исследования по влиянию температуры на теплопроводность монокристаллов алмаза. Для измерения отбирались кристаллы кубооктаэдрической формы с размером ребра кубических граней около 0,4-10 м, практически не содержащие макровключений метялла-рястворителя (образцы 7, 8 в табл. 34), а также удлиненные кристаллы кубического габитуса с размерами смежных ребер около (0,4 и 0,8) 10 м, содержащие отдельные металлические вклю еяня пластинчатой формы (образцы 5 и 6 см, табл. 34). Интервал измерения температуры составлял от 290 до 630 К. т. е. включал в себя реальный диапазон рабочих температур полупроводниковых приборов. Погрешность измерения теплопроводности 12—15%- [c.449]

Фокальное пятно стандартной рентгеновской трубки имеет длину ж 10 мм и ширину 1 мм, что при мощности 2000 Вт соответствует удельной нагрузке 200 Вт/мм. Рабочая удельная нагрузка зависит от теплопроводности материала мишени. Максимальная удельная нагрузка для длиннофокусной трубки с медным анодом размером 12x0,4 мм составляет 460 Вт/мм . В дифрактометрии порошковых образцов обычно используется линейный фокус, т.е. трубка с линейным источником. Линейный источник распространяет излучение по всем направлениям. Чтобы улучшить фокусировку, необходимо ограничить расхождение пучка в направлении по линии фокуса. Это достигается за счет установки на пути первичного пучка коллиматора Соллера, который представляет собой систему протяженных щелей, образованных плотной сборкой тонких металлических пластин. [c.48]

Решение задачи нестационарной теплопроводности металлической инертной частицы совместно со статистическим акализэм процессов скалывания сухой пленки и распределения орошения по поверхности инерта дают принципиальную возможность найти значение средней температуры материала и сушильного агента, а также связать производительность аппарата по высушиваемому продукту с количеством необходимого инерта в псевдоожиженном слое [80]. Конкретные вычисления, однако, осложняются отсутствием численных значений трудноопределяемых кинетических параметров процесса гранулирования на частицах инертного материала. [c.358]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология