Коэффициент температурного расширения меди: Коэффициенты температурного расширения металлов: таблица значений

Содержание

Коэффициент теплового расширения и температура стеклования

Одним из основных термохимических свойств базовых материалов (диэлектрических оснований) печатных плат, определяющим в конечном счете их характеристики, является Коэффициент Теплового Расширения (КТР) (или в английской транскрипции — CTE, Coefficient of Thermal Expansion). Он отражает изменение линейных размеров диэлектрика в зависимости от температуры. Причем, температурное расширение в трансверсальном направлении, т.е. поперек армирующих волокон – по оси Z – более важный показатель, чем изменение линейных размеров по осям Х и Y.

Значения КТР материалов очень важны, поскольку они оказывают непосредственное влияние на надежность платы. В горизонтальных составляющих изменение размеров сдерживается армирующими тканями на основе стекловолокна, кварцевых и арамидных нитей, входящих в состав диэлектрика. Они имеют относительно небольшой КТР (кстати, если бы не было этих армирующих элементов, то «чистый» полимер расширялся бы изотропно, равномерно по всем направлениям), чего нельзя сказать о значении КТР по оси Z. Эти значения могут отличаться в 4-5 раз. Поэтому меньшее температурное расширение по оси Z будет означать большую степень надежности и меньшие напряжения, оказываемые этим расширением на металлизацию отверстий.

Также следует помнить, что КТР не является величиной постоянной. КТР зависит от другого термохимического свойства материала, такого как Температура стеклования (Tg). Это температура, при нагреве выше которой диэлектрик базового материала скачкообразно переходит из твердого состояния в пластичное. КТР материала ниже и выше Tg может различаться в несколько раз. Зависимость расширения печатной платы по оси Z от температуры нелинейная и выглядит приблизительно так:

Чем опасен нагрев печатной платы выше температуры стеклования? Он опасен тем, что при таком нагревании КТР диэлектрика (основания платы) по оси Z резко меняется с 45-55 до 200-250 мкм/мºС, в то время как КТР меди (проводников) остается прежним — около 15 мкм/мºС. В этом случае сколько-нибудь длительное воздействие температур, превышающих Тg, неминуемо приводит к разрыву стенок металлизированных отверстий печатной платы. Это особенно актуально для HDI-плат, которые отличаются использованием узких металлизированных отверстий в толстых основаниях плат.

На первый взгляд кажется, что более высокие значения температуры стеклования лучше. Ведь в этом случае рабочая температура эксплуатации печатной платы выше. Более высокие значения Tg, конечно, будут задерживать начало интенсивного температурного расширения для данной полимерной системы, но нельзя забывать и о суммарном расширении, которое может отличаться от материала к материалу. Материал с более низким значением Tg может демонстрировать меньшее суммарное расширение, чем материал с более высоким значением Tg, особенно это касается современных композиционных полимеров, понижающих общий КТР.

Кроме того, следует учитывать, что полимерные системы с повышенной температурой Tg могут оказаться более жесткими и хрупкими, чем системы с низкими значениями Tg. Это может усложнять как производственный процесс изготовления печатных плат, так и условия их дальнейшей эксплуатации.

Ведущие производители современных базовых материалов предлагают широкий спектр наименований и марок диэлектриков, закрывающий любые потребности разработчиков во всех областях экономики: от приборов бытового назначения до сложнейших изделий автомобильного, спутникового и телекоммуникационного назначения. Подробнее о материалах и об изготовлении печатных плат в статьях:

Юрий Суркис

Температурный коэффициент — линейное расширение

Температурный коэффициент — линейное расширение

Cтраница 2

Температурный коэффициент линейного расширения для алюминиевой твердотянутой проволоки аа 23 — 10 — 6 / град, а для стальной аС 12 — 10 — 6 l / град, т.е. почти в 2 раза меньше. Поэтому при нагревании выше температуры, при которой производилось скручивание провода и при которой алюминиевая и стальная части получали определенную деформацию в стальном сердечнике возникают растягивающие, а в алюминии-сжимающие усилия.  [16]

Температурные коэффициенты линейного расширения: аст12 5 10 — б 1 / град; ая 16 5 — 10 б 1 / град.  [17]

Температурный коэффициент линейного расширения близок к ТК линейного расширения стали.  [19]

Температурный коэффициент линейного расширения а0 сталеалюминиевого провода лежит между коэффициентами для стали и алюминия. Представим себе — что провод АВ ( рис. 14 — 5) нагрет до температуры, более высокой, чем температура Фо, при которой изготовлялся ( скручивался) провод. Без связи между алюминиевой и стальными частями провода алюминий получил бы большее удлинение, чем весь провод, и занял бы положение, соответствующее EF, а сталь — меньшее и заняла бы положение IK-Но обе части сталеалюминиевого провода должны иметь одинаковое удлинение; провод займет положение CD, что соответствует коэффициенту линейного расширения, лежащему между а и аст.  [21]

Температурный коэффициент линейного расширения зависит от химического состава стекла.  [23]

Температурный коэффициент линейного расширения бетона в среднем составляет 10 10 — 6, что близко к коэффициенту линейного расширения сталей и способствует совместной работе этих материалов в железобетонных конструкциях.  [24]

Температурный коэффициент линейного расширения графита также является анизотропной характеристикой.  [25]

Температурный коэффициент линейного расширения ос также зависит от чистоты никеля, и чем чище металл, тем выше коэффициент линейного расширения.  [26]

Температурные коэффициенты линейного расширения фарфора и металлической арматуры различны: арматура больше расширяется при тепле, чем фарфор, а при больших холодах сильно обжимает фарфор. Если к этим сжимающим усилиям добавляется усилие изгиба от тяжения ошиновки, увеличивающееся при морозе, и усилия от вибрации ошиновки при ветре, то достаточно небольших усилий от привода при переключениях и ударных его воздействий, чтобы вызвать поломку опорной колонки разъединителей.  [27]

Температурный коэффициент линейного расширения алюминия а / ( рис. 11.20) почти в 1 5 раза выше, чем у меди, и линейно возрастает с ростом температуры. Плотность алюминия приблизительно в 3 5 раза меньше, чем у меди.  [29]

Страницы:      1    2    3    4

Константан — Свердловский металлургический завод


Константан (от латинского constans – «неизменный» или «постоянный») – серебристо-желтый термически стабилизированный сплав меди и никеля, имеющий неизменные показатели сопротивления при резких температурных колебаниях. Материал имеет стандартное компонентное содержание: медь (Cu) не больше 57-59%, никель (Ni) около 38-41 % и добавка марганца (Mn) до 2 % от общего объема веществ. Материал плотностью до 8,9грамм/см3 и с показателем ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) 14*10-6С-1 плавится при температуре +1260 °С.

При нормальной температуре окружающей среды (не выше +20°С) сплав константан имеет электрическое сопротивление в пределах 0,48мкОм*мм2 на 1м. При использовании методики стабилизирующего отжига можно значительно повысить показатели температурного расширения (до уровня 2*10-6К-1) при стабильных показателях удельного электросопротивления.

Параметры материала

Предлагаем купить константан в двух состояниях:

  1. Твердый сплав. R составляет 0,48-0,52мкОм*мм2 на 1м, сопротивление (sp) до 720 МПа, ер не превышает 2,5-5%.
  2. Мягкий (отожженный) материал со следующими параметрами: R=0,44-0,48мкОм*мм2 на 1м, сопротивление (sp) до 500 МПа, ер не превышает 45-50%.

Термостабильный материал поставляется в виде проволоки с диаметром сечения от 0,03 до 5 мм или ленты толщиной до 0,1мм. Область применения – изготовление нагревательных приборов, реостатов, термопар для измерений температурных колебаний выше +500°С.

Чтобы уточнить дополнительные характеристики, которыми обладает константан, цены на оптовые партии и наличие на складах – свяжитесь с нами по номеру: (343) 216-02-65, 216-02-66 или закажите обратный звонок по Екатеринбургу и всей России.

Назад к каталогу продукции

37. Тепловое расширение. Деформации: задачи с ответами без решений

(Все задачи по молекулярно-кинетической теории и ответы к ним находятся в zip-архиве (290 кб), который можно скачать и открыть на своем компьютере. Попробуйте решить задачи самостоятельно и только потом сравнивать свои ответы с нашими. Желаем успехов!)

37.1.   При температуре t1 = 20° С длины алюминиевого и медного стержней одинаковы. Какова длина алюминиевого стержня при t2 = −20° С, если длина медного стержня при этой температуре lCu = 60 см? Коэффициенты линейного теплового расширения: алюминия — αal = 23,8 × 10−6 К−1; меди — αCu = 16,5 × 10−6 К−1.   [59.98 см]

37.2.   Какую длину должны иметь стальной и медный стержни при

0° С, чтобы при любой температуре стальной стержень был на Δl = 5 см длиннее медного? Коэффициенты линейного теплового расширения: меди — αCu = 16,5 × 10−6 К−1; стали — αст = 11,7 × 10−6 К−1.   [смотрите ответ в общем файле]

37.3.   Плотность ртути уменьшилась при нагревании до 98 % от её плотности при 0° С. До какой температуры нагрели ртуть? Коэффициент теплового объёмного расширения ртути βHg = 0,181 × 10−3 К−1.   [≅ 110.5° C]

37.4.   В U – образной трубке находится керосин. В одном колене высота уровня керосина h1 = 20 см, а температура t1 = 15° С. Какова температура керосина в другом колене, если высота уровня в нём на Δh = 1,5 см выше? Коэффициент объёмного расширения керосина βk = 0,96 × 10−3 К−1.   [94° C]

37.5.   Стальная и бронзовая ленты одинаковой толщины

a = 0,2 мм склеены вместе и при температуре Т1 = 293 K образуют плоскую биметаллическую пластинку. Каким будет радиус изгиба пластинки при температуре Т2 = 393 К? Коэффициенты линейного теплового расширения бронзы и стали равны: αбр = 2 × 10−5 K−1; αст = 1.1 × 10−5 K−1.   [ ≅ 22.3 см ]

37.6.   Стальной стержень вплотную вставляется между двумя бетонными стенами при температуре t1 = 0° С. С какой силой стержень будет действовать на стены, если его нагреть до t2 = 50° С? Площадь сечения стержня S = 10 см2. Коэффициент линейного теплового расширения стали равен αст = 11,7 × 10−6 К−1; модуль Юнга стали равен Eст = 20,6 × 1010 Н/м2.   [1.21 × 105 Н]

37.7.   Между двумя бетонными стенами помещён стержень сечением S, состоящий из двух одинаковых частей длиной L/2. Коэффициенты линейного теплового расширения частей равны α1 и α2, а модули Юнга — E1 и E2 соответственно. При некоторой температуре стержень свободно вставлен между стенами и его концы касаются стен. С какой силой стержень будет давить на стены, если его нагреть на ΔT? На какое расстояние переместится место стыка частей стержня?   [смотрите ответ в общем файле]

37.8.   Алюминиевый шарик массой m = 0,5 кг опущен на нити в керосин. На сколько изменится сила натяжения нити, если всю систему нагреть от T1 = 273 K до Т2 = 323 K. Коэффициент линейного теплового расширения и плотность алюминия равны: αal = 23,8 × 10−6 К−1; ρal = 2,71 г/см3. Коэффициент объёмного теплового расширения и плотность керосина равны: βk = 0,96 × 10−3 К−1; ρk = 0,8 г/см3.   [ ≅ 0.065 Н ]

37.9.   Тонкое кольцо радиусом R вращается вокруг своей оси. При какой угловой скорости кольцо разорвётся, если предел прочности материала на разрыв равен σпр, а плотность материала кольца ρ?   [смотрите ответ в общем файле]

37.10.   До какого максимального давления можно накачать сферический баллон диаметром d = 1,82 м, имеющий толщину стенок δ = 0,01 м? Предел прочности материала стенок σпр = 3 × 105 Н/м2; атмосферное давление нормальное. [ ≅ 1.066 × 105 Па ]

37.11.   Проволока длиной l = 2 м и диаметром d = 1 мм натянута горизонтально. Когда к середине проволоки подвесили груз массой m = 1 кг точка подвеса опустилась на Δh = 4 см. Определить модуль Юнга материала проволоки. [ ≅ 2 × 105 Н/мм2 ]

37.12.   Определить объём шарика ртутного термометра, если при температуре 0° С ртуть заполняет только шарик, а объём трубки между делениями 0° С и 100° С равен ΔV = 3 мм3. Коэффициент объёмного расширения ртути βHg = 0,181 × 10−3 К−1. [ ≅ 166 мм3 ]

37.13.   При укладке трамвайные рельсы сваривают в стыках. Какие напряжения возникают в рельсах при колебаниях температуры от −30° С до +30° С. Рельсы укладывали при температуре 10° С. Коэффициент линейного расширения стали равен αст = 1,25 × 10−5 К−1. Модуль Юнга стали равен Eст = 20,6 × 1010 Па. [от −0,5 × 108 Па до 108 Па]


Вернуться к списку разделов молекулярно-кинетической теории.

Справочник по алюминиевым сплавам Экопроект Краснодар

Марка сплава

Описание

Амц

Деформируемый сплав, основной легирующий элемент -марганец

АВ87

Для раскисления, производства ферросплавов, алюминотермии (магния, не более 3,0)

АВ91

Для раскисления, производства ферросплавов, алюминотермии (магния, не более 0,1)

АВ97

Для раскисления, производства ферросплавов, алюминотермии (магния, не более 3,0 %)

АК12

Сплавы на основе системы алюминий-кремний-магний (кремния 10-13%)

АК12м2

Для изготовления чушек, фасонных отливок литьем под давлением

АК12М2МгН, АК12ММгН

Литейные алюминиевые сплавы — высокое содержание кремния

АК12пч, АК12ч

Силумин в чушках используется в машиностроении, а также для изготовления изделий пищевой промышленности

АК5м2

Литейные алюминиевые сплавы — высокое содержание меди (более 1,5%)

АК7

Литейные алюминиевые сплавы с- низкое содержание меди (до 1,5%)

АК7ч

Детали самолетов, приборов, корпусы помп, карбюраторов, и работающие при температуре не выше 200° С

АК8м, АК9м2, АК9ч, АК7п

Сплавы на основе системы алюминий-кремний-магний

АМг2, АМг3, АМг5, АМг6

Деформируемые алюминиевые сплавы с высоким содержанием магния

А0, А5, А7, АД0, АД1

Алюминий чистый, нелегированный

ВД1

Алюминиевый деформируемый сплав с высоким содержанием меди, магния

Д16

Деформируемые алюминиевые сплавы — повышенное содержание магния (до 1,8%)

Д16ч, Д19ч

Сплавы алюминиевые деформируемые — повышенное содержание магния

1105

Алюминиевый деформируемый сплав — высокое содержание меди, магния

1561

Группа судостроительных сплавов, содержащая небольшое количество циркония

Коэффициент температурного расширения латуни — Домострой

α — коэффициент линейного расширения при расчетной температуре (коэффициент температурного расширения материала) .
Определение: коэффициент температурного расширения — характеризует относительную величину изменения линейных размеров тела с изменением температуры α = ΔL/LΔT.

ВАЖНО!
1 Физические характеристики материалов приняты согласно ПНАЭ Г-7-002-86. Промежуточные значения характеристик материала определяются линейной интерполяцией.
2 Справочные данные, приведенные на сайте, имеют статус «ознакомительный» и не могут заменить использование официальных источников (ПНАЭ, ГОСТы и т.п.).

Если данный калькулятор был для Вас полезным, пожалуйста нажмите на одну или несколько социальных кнопочек. Благодарим за Ваш большой вклад в поддержку нашего проекта. Желаем Вам крепкого здоровья, счастья, успехов в профессиональной деятельности и дальнейшего процветания Вашего бизнеса. Огромное спасибо.

Может Вам будет это интересно?

В этом руководстве, изложен порядок расчета теплого пола на нашем калькуляторе, о описаны некоторые принципы устройства теплого пола. Читать полностью

Каждый кто задумывается над строительством дома так или иначе задавал себе вопрос — какой построить дом одноэтажный который получил название бунгало или дом в два или три этажа?. Читать полностью

Немного о интерьере и о значении мебели в Вашем доме.. Читать полностью

Расчет температурного линейного расширения

Так же, как и здание после строительства может дать «усадку», некоторые материалы, напротив, со временем увеличиваются или удлиняются. Это явление в физике называется тепловым расширением, потому что возникает оно по мере того, как на твердое тело воздействует высокая температура. Оно становится причиной увеличения площади, поэтому фактор расширения необходимо принимать во внимание при строительстве автомагистралей и зданий.

К примеру, при возведении дома с железобетонными элементами в климатических условиях, близким к тропическим или южным, строители могут не учесть вероятность линейного расширения. Впоследствии увеличенные металлические конструкции могут привести к повреждению других механизмов и преждевременному разрушению всей конструкции.

Подобный пример можно привести и при строительстве железнодорожных рельс. Нагреваясь под прямыми лучами солнечного света, молекулы металла расширяются и удлиняются. В холодное время года рельсы напротив, укорачиваются. Хотя это сложно заметить невооруженным взглядом, с целью безопасности нужно учитывать это при строительстве с применением не только металла, но и камня, даже пластика.

Как определить температурное линейное расширение

Чтобы избежать негативных последствий расширения материалов, используются специальные термометры. Они чувствительны к малейшим изменениям температуры. Но лучше предусмотреть возможные изменения и перестраховаться еще на стадии планирования производства. Для этого разработан онлайн-калькулятор, который моментально демонстрирует:

  • коэффициент линейного теплового расширения;
  • удлинение по осям Х, Y и Z;
  • величину, на которую удлиняется материал при заданной температуре.

Все, что нужно сделать для этого – выбрать из выпадающего списка нужный материал, выбрать его параметры: толщину, дину и ширину. Если нужно конкретно узнать его состояние при той или иной температуре, можете выбрать и эту функцию на сайте. Отметим, расчеты проводятся относительно начальной температуры материала 0°C. Ответы выдаются на анализе коэффициентов линейного теплового расширения, и расчетам, которые уже проведены и запрограммированы на сайте. Система реагирует на изменения и самостоятельно выполняет подсчет.

Какие материалы чаще всего подвергаются расширению

Прежде всего, это – металлы: алюминий, купрум, медь. Среди камней можно отметить гранит базальт, кварцит и даже кирпич. Аналогично на высокие температуры реагируют дерево, сложные штукатурки и стекло. Из вышеперечисленных материалов наименьший коэффициент теплового расширения имеют:

  • клинкерный и стеновой кирпич;
  • дерево;
  • штукатурка;
  • базальт;
  • стеновой кирпич.

Для сравнения, наибольший показатель – у алюминия, стали и меди. К примеру, КТЛР алюминия составляет 24•10-6 1/град, что в 2 раза больше, чем у стали. Поэтому монтаж трубопровода невозможен без предварительных расчетов, особенно если планируется использовать алюминиевые трубы для горячего водоснабжения или отопления. Изменение длины трубопровода при перепадах температуры определяется по формуле

dL = a • l • (tmax – tc), мм, где:

  • а – КТЛР материала, из которого изготовлена труба или другое изделие;
  • tmax – наибольшая температура, которой достигает теплоноситель;
  • tс — температура окружающей среды на момент установки конструкции;
  • l — длина трубопровода.

Также есть специально составленные таблицы значений среднего температурного коэффициента линейного расширения различных материалов. Но прибегать к ним и сложным расчетам не обязательно, если под рукой есть интернет и безошибочное решение можно получить с помощью калькулятора за считанные минуты.

В таблице представлены значения коэффициента температурного расширения металлов (коэффициент линейного расширения металлов) в зависимости от температуры.

Значения коэффициента температурного расширения металлов даны для следующих металлов: алюминий Al, бериллий Be, висмут Bi, вольфрам W, галлий Ga, железо Fe, золото Au, иридий Ir, кадмий Cd, кобальт Co, магний Mg, марганец Mn, медь Cu, молибден Mo, никель Ni, олово Sn, платина Pt, родий Rh, свинец Pb, серебро Ag, сурьма Sb, титан Ti, хром Cr, цинк Zn.

Коэффициент линейного теплового расширения металлов в таблице приведен со множителем 10 6 .
Например, значение коэффициента температурного расширения металлов в таблице для алюминия при 0°С указано 22,8, а с учетом множителя 10 6 , это значение составляет 22,8·10 -6 1/град.

Следует отметить, что к металлам с низким коэффициентом расширения относятся такие металлы, как вольфрам, молибден, сурьма, титан и хром. Наименьшее линейное удлинение при нагревании испытывает вольфрам — коэффициент линейного расширения этого металла составляет величину от 4,3·10 -6 при 0°С до 5,8·10 -6 1/град при температуре 2100°С.

Металлом, который максимально хорошо расширяется при нагреве, является цинк — его коэффициент температурного расширения имеет значение от 22·10 -6 до 34·10 -6 1/град. Также хорошо расширяются при нагревании такие металлы, как алюминий, кадмий и магний.

Примечание: температурные коэффициенты линейного расширения сталей (более 300 марок) представлены в этой статье.

Теплофизические свойства материалов при низких температурах. Справочник. :: Книги по металлургии

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие……………………….        3

Принятые в таблицах сокращения……………….        5

Основные принятые обозначения………………       6

Обозначения методик измерения теплофизических свойств при низких тем­пературах ……………………….        7

Глава I. Алюминий и алюминиевые сплавы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения алюминия некоторых марок………….       9

2.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения сплавов системы Al—Si……………………       10

3.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения сплавоь системы Al—Mg……………………      11

4.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения сплавов системы А1—Сu……………………       11

5.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения сплавов системы Al—Si—Сu—Mg………………..       12

6.Коэффициент теплопроводности сплавов, сложных по химическому и фазовому составу………………….      12

7.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения алюминиевых сплавов малолегированных и не упрочненных термической   обработкой    ……………….        13

8.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения сплавов системы Al—Mg—Si…………..       17

9.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения сплавов системы А1—Си—Mg…………..       18

10.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения сплавов

системы Al—Сu—Mg—Fe—Ni…………..     20

11.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения сплавов системы А1—Сu—Мn………………..      20

12.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения зарубеж­ных алюминиевых сплавов……………….      21

13.Температурные коэффициенты линейного расширения сплавов систе­мы Al—Zn—Mg……………….     24

14.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения спечен­ных порошковых материалов на основе алюминия…….      25

15.Коэффициент теплопроводности сплава А1 с Liпри температуре 293 К     25

16.Коэффициенты теплопроводности сплава А1 с Zn………      25

17.Коэффициент теплопроводности алюминиевой   пленки (А1 99,5%) толщиной 0,04 мкм, испаренной в вакууме………..      25

18.Коэффициент теплопроводности алюминия в поперечном   магнит­ном поле……………………..      25

Глава II. Свойства титана и титановых сплавов

1. Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расшире­ния титана некоторых марок   ……………..       26

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения однофазных а-сплавов………………      27

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения двухфазных (а+Р)-сплавов…………..      29

4.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения некоторых зарубежных титановых сплавов……..      31

5.Теплоемкость и коэффициент линейного расширения   однофазных (З-сплавов    ……………………..      33

Глава III. Медь и медные сплавы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения меди некоторых марок…………….      34

2.Температурный коэффициент линейного расширения бронз оловян­ных, обрабатываемых давлением……………      37

3.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения безоло­вянных бронз……………………      37

4.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения бронз проводниковых…………….      39

5 Коэффициент теплопроводности бронз оловянных вторичных ли­тейных………………………      40

6.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности   и линейного рас­ширения медноникелевых сплавов……………       40

7.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения латуней» обрабатываемых давлением………..      41

8.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения зарубежных сплавов на медной основе……..      44

9.Коэффициент теплопроводности медных сплавов в магнитном поле     47

Глава IV. Никель и никелевые сплавы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения никеля некоторых марок…………….      48

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения сплавов с минимальным тепловым расширением…..      49

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения сплавов для спаев с неорганическими диэлектриками . .      50

4.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения конст­рукционных никелевых сплавов…………….     52

5.Немагнитные сплавы с заданными коэффициентами линейного рас­ширения……………………..      52

6.Коэффициент теплопроводности прецизионных сплавов с особо уп­ругими свойствами………………….      52

7.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения горячекатаных жаростойких сплавов………..       53

8.Коэффициенты теплопроводное>н и линейного расширения   термо-электродных сплавов………………..53

9.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения зарубежных никелевых сплавов…………       54

10. Теплоемкость и коэффициент теплопроводности сплавов для тер­мобиметаллов…………………..       58

Глава V. Олово и оловянные припои

1.Теплоемкость и коэффициент линейного расширения олова ….      59

2.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения припоев     59

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения некоторых зарубежных припоев………….       60

4.Изменение коэффициента теплопроводности монокристаллического о/юва (чистота 99,97%) в магнитном поле   .    . .<……..      61

5.Изменение   теплоемкости   поликристаллического   олова   (чистота 99,9999%) в магнитном поле………………       61

209

Глава VI. Магний и магниевые сплавы

1.Теплоемкость и коэффициент линейного расширения магния …      62

2.Теплоемкость и коэффициент теплопроводности литейных магние­вых сплавов…………………….       63

3.Теплоемкость и коэффициент теплопроводности    деформируемых магниевых сплавов………………….      64

Глава VII. Редкие элементы и их сплавы

1.Теплоемкость,   коэффициенты   теплопроводности и линейного   расширения рассеянных элементов…………….      65

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расширения легких элементов и сплавов на их основе………      68

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения редкоземельных   элементов    …………..       70

4.Изменение коэффициента теплопроводности    поликристаллического индия (чистота 99,993%) в поперечном магнитном поле…..     72

5.Изменение теплоемкости монокристаллического индия (чистота 99,999%) в магнитном поле………………       72

6.Изменение коэффициента теплопроводности монокристаллического гадолиния в магнитном поле………………       73

7.Изменение коэффициента теплопроводности    поликристаллического таллия (чистота 99,99%) в магнитном поле……….     73

Глава VIII. Хром и его сплавы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения хрома…………………       74

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения жаростойких и жаропрочных сплавов на хромоникелевой ос­нове……………………       75

Глава IX. Цинк и его сплавы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения цинка…………………..       76

2.Коэффициент теплопроводности цинковых сплавов…….       77

3.Изменение коэффициента теплопроводности монокристаллического цинка (чистота 99,997%) в магнитном поле………..       77

Г лава X. Свинец и свинцовые сплавы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения свинца……………….       78

2.Температурный коэффициент линейного расширения свинцово-сурьмянистых сплавов при 293 К………………       79

3.Изменение коэффициента теплопроводности монокристаллического свинца (чистота 99,998%) в магнитном поле……….       79

Глава XI. Щелочные металлы и их сплавы, марганец и некоторые элемен­ты II группы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения щелочных металлов и марганца………….       80

2.Теплоемкость и коэффициент теплопроводности электролитических сплавов калия снатрием………………..       81

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения некоторых элементов II группы………….       82

4.Изменение коэффициента теплопроводности монокристаллического кадмия (чистота 99,995%) в поперечном магнитном поле….       82

Глава XII. Кобальт и его сплавы

1. Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения кобальта…………………       83

2.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения кобаль­товых сплавов…………………       84

3.Средний коэффициент линейного расширения зарубежных кобаль­товых сплавов     .    .      ……………….       84

Г лава XIII. Чугуны, железо и стали

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейнего расши­рения   чугунов……………..u…..       85

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного рас­ширения железа………………..      86

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения углеродистых сталей для отливок………….       87

4.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качест­ва и качественных сталей с нормальным содержанием марганца . .       88

5.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения сталей углеродистых качественных конструкционных с повы­шенным содержанием   марганца    …………….       89

6.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения углеродистых высококачественных сталей небольшой прока-ливаемости…………………       90

7.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения электротехнической листовой стали и проволоки…..       91

8.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения легированных конструкционных хромистых сталей…..       92

9.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения высоколегированных, коррозионностойких, жаростойких и жа­ропрочных сталей………………..       93

10.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения зарубеж­ных сталей…………………..       98

11.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения хромомолибденовых и хромовольфрамовых сталей….      104

Глава XIV. Тугоплавкие материалы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения вольфрама и молибдена……………..     105

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расширения тугоплавких и легирующих элементов и сплавов на их ос­нове………..,………….      106

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения нормального, отпущенного (500° С, 2 ч) в вакууме ниобия в поперечном магнитном поле……………..      109

4.Температурный коэффициент линейного расширения нормального тантала в поперечном магнитном поле напряженностью 1 Э   .   .   .      109

5.Температурный коэффициент линейного   расширения   нормального, отпущенного   500° С, 2 ч) в вакууме ванадия   в поперечном   маг­нитном поле напряженностью 1 Э    ……………      109

Г лава XV. Благородные металлы и соединения на их основе

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения металлов платиновой группы и их сплавов……..      110

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения золота и серебра………………..      113

3.Коэффициент теплопроводности сплавов и металлокерамических композиций на основе благородных металлов……….      114

4.Коэффициент теплопроводности родия в магнитном поле….      114

5.Изменение коэффициента теплопроводности поликристаллического серебра (чистота 99,999%) в магнитном поле……….      114

Глава XVI. Радиоактивные металлы и их сплавы

1. Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения урана и его сплавов…………… 116

2. Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения плутония и тория…………………      117

Глава XVII. Оптические материалы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения диэлектрических щелочно-галоидных кристаллов……     118

2.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения кристаллов неорганических солей и окислов……..     123

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения оптических стекол бесцветных с малым термическим расши­рением…………………..      128

4.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения легких кронов…………………..      129

5.Коэффициенты   теплопроводности и линейного расширения флинт-кронов   …………………..    130

6.Температурный коэффициент линейного расширения кронов    . . .     130

7.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения баритовых кронов……………..      131

8.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения тяжелых кронов……………….     131

9.Температурный коэффициент линейного расширения специальных тяжелых кронов…………………     132

10.Температурный коэффициент линейного расширения кронфлинтов . —    132

11.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения баритовых флинтов……………….     133

12.Температурный коэффициент линейного расширения тяжелых бари­товых флинтов……………….      134

13.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения легких флинтов………………     134

14.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения флинтов…………………..     135

15.Коэффициенты теплопроводности и линейного расширения тяжелых флинтов…………………..      135

16.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения особых флинтов……………….     136

17.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения легких кронов серии 100…………….      136

18.Температурный коэффициент линейного расширения   флинткронов серии 100………………….      136

19.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения кронов серии 100……………….     137

20.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения баритовых кронов серии 100……………     137

21.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения тяжелых кронов серии 100…………….     137

22.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения баритовых флинтов серии 100…………..      137

23.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения легкого флинта ЛФ105…………….    138

24.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения флинтов серии 100………………     138

25.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения тяжелых флинтов серии 100……………     138

26.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения особого флинта ОФ101……………    139

27.. Температурный коэффициент   линейного   расширения (а107К~М

зарубежных оптических стекол…………….    139

Глава XVIII. Материалы на основе углерода

1.Состав, физические свойства и технология получения графитовых материалов отечественного производства…………     140

2.Основные сведения о графитовых материалах зарубежных фирм   .К-1)………….•   :     144

5Удельная теплоемкость графита с различной температурой терми­ческой обработки и разной структурой………….     146

6Возрастание теплоемкости графита при облучении нейтронным по­током…………………..      146

7.Коэффициент теплопроводности графитов отечественного   производ­ства (Вт м-1 К-1)        ………………..     147

8.Коэффициент теплопроводности (X, Вт м-1К-1)различных   типов алмазов……………………     148

9.Влияние добавок на коэффициент   теплопроводности   графита (X, Втм-‘К-1)………………….     Н8

10.Коэффициент теплопроводности {X, Вт • м-1 • К-1) графитов   отече­ственного производства…………….. —    149

11.Изменение коэффициента теплопроводности   пиролитического   гра­фита в зависимости от напряженности магнитного поля  . . . .  .    149

12.Коэффициент теплопроводности графитовых   материалов   зарубеж­ных фирм (X, Вт • м-1 • К1)……………..    150

13.Изменение коэффициента теплопроводности графита в зависимости

от потока нейтронного облучения……*………    152

14.Средний температурный коэффициент линейного расширения графи­та в интервале температур 77—293 К…………..     152

15.Средний температурный коэффициент линейного расширения сырье­вых углеродных материалов с различной степенью карбонизации в

интервале температур 77—293 К.   .   ………. .        152

16.Средний температурный коэффициент линейного расширения различ­ных коксо-пековых композиций в интервале температур   77—293 К    153

17.Температурный коэффициент линейного расширения материалов на основе   углерода     …………………     153

18.Температурный коэффициент линейного расширения графитов для электрощеток………………….     154

19.Зависимость температурного коэффициента линейного расширения реакторного графита марки А от температуры термической обра­ботки (а 10е, °С-4)……………….      154

Глава XIX.Технические стекла

1.Коэффициент теплопроводности (X, Вт м-1К-1)технического кварца    155

2.Коэффициент теплопроводности (Л, Вт-м-1 К-1)   стекол   электрова­куумной промышленности………………     155

3.Теплоемкость, и коэффициент теплопроводности зарубежных техни­ческих стекол………………….     155

Г лава XX.Полупроводниковые материалы

1.Коэффициент теплопроводности (X, Вт м-1 К-1) германия с различ­ной концентрацией носителей тока…………..     156

2.Зависимость коэффициента теплопроводности германия при 300 К от концентрации примесей……………….     158

3.Коэффициент теплопроводности германия после облучения  потоком электронов энергией 4 МэВ………………     158

4.Теплоемкость и температурный коэффициент линейного расширения германия……………………      159

5.Характеристическая температура  для германия различной чистоты    159

6.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения кремния…………………..      160

7.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения селена…………………..     161

8.Коэффициент теплопроводности   селена с различным содержанием галлия……………………      162

9.Коэффициент теплопроводности (X, Вт м-1 К-1) селена в зависимо­сти от содержания примесей галлия……………     162

10.Коэффициент теплопроводности стекловидного селена   при   273—

275 К в зависимости от содержания примеси сурьмы……      163

11.Коэффициент теплопроводности (Л, Вт-м-1-1) селена при 273—

275 К в зависимости от содержания примеси натрия…….      163

12.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения бора, фосфора и серы…………….     164

13.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения теллура………………….      165

14.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения сурьмы и висмута……………….      166-

15.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и линейного расши­рения соединения АВ и твердых растворов на их основе…..      167

16.Коэффициент теплопроводности решетки твердого раствора InSb— GaSb……………………..     168

17.Коэффициент теплопроводности решетки твердого раствора InSb—

In2Te3………………………168.

18.Коэффициент теплопроводности сплавов GaSb—GaTe3……     168

19.Коэффициент теплопроводности сплавов InSb—In2Te3……     169

20.Коэффициент теплопроводности сплавов InSb—In2Te3 в зависимо­сти от времени отжига при 450° С…………….     169

21.Теплоемкость и коэффициент теплопроводности халькогенидов    . .      170

22.Коэффициент    теплопроводности    решетки   твердого     раствора *PbSe—(1—*)РЬТе…………….. .  .    172

23.Зависимость коэффициента   теплопроводности   решетки    системы xPbSe(l—х)РЬТе при 280 К от содержания PbSe  ……..    172

24.Коэффициент теплопроводности (К, Вт м-1 К-1) некоторых редко­земельных металлов и их монохалькогенидов………    173

25.Зависимость коэффициента теплопроводности селенида висмута от произведния электропроводности на абсолютную температуру    . .     174

26.Дополнительное теплосопротивление при 100 К от введения второй компоненты в твердые растворы на основе BiTe3……..      174

27.Зависимость коэффициента теплопроводности (А,, Вт-м-1 К-1) тел-лурида висмута от электропроводности………….      174

28.Изменение коэффициента теплопроводности селенида ртути в зави­симости от напряженности магнитного поля АК=К0—Я(Н)     . . .      175

29.Изменение коэффициента теплопроводности монохалькогенидов свинца и ртути в зависимости от напряженности ?»аг;упт:юго поля АХ=Х0—ЦН)…………………      175

30.Теплоемкость и коэффициент теплопроводности карбидов….      176

31.Коэффициент теплопроводности (Вт-м-1-1) некоторых соедине­ний ………………………..     177

32.Изменение коэффициента теплопроводности Cd3As2 при 93 К в маг-

нитном поле…… 178

33.Коэффициент теплопроводности (к, Вт-м-1 К-1) антимонида кадмия     178

34.Коэффициент теплопроводности монокристаллических образцов анти­монида кадмия, легированных серебром и золотом…….      179

35.Коэффициент теплопроводности твердого раствора CdSb—ZnSb. .      179  Коэффициент  теплопроводности  твердого   раствора   InSb—In2Te3 .     180

37.Коэффициент теплопроводности решетки твердых растворов Si—Ge     180

38.Теплоемкость и коэффициент теплопроводности соединений типа АВХ2……………………      181

39.Коэффициент теплопроводности (X, Вт-м-1 К»1) некоторых двойных

и тройных селенидов переходных элементов………..      181

40.Коэффициент решеточной теплопроводности (X, Вт м-1 К-1) медь-германиевых халькогенидов……………..      182

41.Коэффициент теплопроводности при 300 К некоторых тройных сое­динений…………………..      182

Г лава XXI.Строительные материалы

1.Характеристика образцов изверженных горных пород……      183

2.Характеристика образцов осадочных горных пород…….      183

3.Характеристика пористых заполнителей…………      184

4.Температурный коэффициент линейного расширения пористых при­родных каменных материалов…………….      181

5.Температурный коэффициент линейного расширения природных ка-

менных материалов из плотных изверженных пород……     184

6Температурный коэффициент линейного расширения пористых запол­нителей…………………….      185

7Эмпирические формулы для приближенного вычисления температур­ного коэффициента линейного расширения пористых   заполнителей     185

8.Температурный коэффициент линейного расширения цементно-песча­ного раствора………………..      185

9.Характеристика образцов цементно-песчаного раствора    (мелкозер­нистого бетона)………………..      186

10.Характеристика образцов цементного камня из сульфатостойкого портландцемента с В/Ц-0,3……………….     186

11.Температурный коэффициент линейного расширения некоторых це­ментных и бетонных материалов при 20° С………..     186

12.Температурный коэффициент линейного расширения сухих образцов Д-1, Д-3, Д-5, Д-7 цементного камня с В/Ц-0,3 из сульфатостойкого портландцемента…………………     187

13.Температурный коэффициент линейного расширения   цементно-пес-чанных растворов, приготовленных на песках различного минерало­гического состава………………..     187

14.Температурный коэффициент линейного расширения пропаренного цементно-песчаного раствора……………     187

15.Характеристика образцов пропаренного цементно-песчаного раствора    188

16.Температурный коэффициент линейного расширения воздушно-сухих растворов на керамзитовом песке и на вспученном перлите    . . .     188

17.Температурный коэффициент линейного расширения бетонов    . . .     188

18.Температурный коэффициент линейного расширения легких бетонов

(по данным Прайса и Кордона)……………..     189

19.Температурный коэффициент линейного расширения   пеносиликата    189

20.Температурный коэффициент линейного расширения (а 106, °С-1) перлитобетона и газозолобетона…………..     190

Глава XXII.Теплоизоляционные материалы

1.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропро­водности пеноматериалов……………….    191

2.Коэффициент теплопроводности пенополистиролов, выпускаемых зарубежными фирмами………….’……    192

3.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропро­водности полиуретанов отечественного производства…….    193

4. Теплоемкость, коэффициенты  теплопроводности  и  температуропро­водности других пеноматериалов……………    194

5.Коэффициент теплопроводности (К • 103, Вт-м-1-1) пенополиу­ретанов зарубежных фирм……………..    196

6.Эффективные теплофизические характеристики пенопластов в за­висимости от плотности (Т=293 К, /г=’.10 мм)……….     197

7.Эффективная теплопроводность пенопласта ПС-4 в зависимости

от среднего размера пор (Т=293 К, Y = 3O-f-50 кг • м~3)…..    197

8.Эффективная теплопроводность (К • 103, Вт • м-1 • К-1) пенопла­стов при Т = 293 К в зависимости от толщины образца……     197

9.Теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и температуропро­водности волокнистой теплоизоляции…………   .    198

10.Коэффициент теплопроводности (К, Вт-м-1 К-1) некоторых во­локнистых теплоизоляционных материалов при 293 К в зависимо­сти от плотности………………..     198

М. Эффективные теплофизические характеристики некоторых порош­ковых и зернистых материалов…………….     199

12. Коэффициент теплопроводности (к, Вт-м-1 К-1) композиции по­листирол— наполнитель (тальк, окись магния, асбест, древесная мука;……………………….     200

 

 

Коэффициент линейного теплового расширения меди

Значения коэффициента линейного теплового расширения для медных сплавов
Материал Темп. Коэффициент теплового расширения
10 -6 (° С) -1 10 -6 (° F) -1
Кованые изделия из меди
Чистая медь 20 ° C / 68 ° F 16.5 9,2
Медь вязкая электролитическая (ЭТП) 20-100 ° C / 68-212 ° F 16,8 9,4
Автоматическая обработка меди, 0,5% Te или 1% Pb 20-300 ° C / 68-572 ° F 17.7 9,9
Кованые сплавы
Техническая бронза, 90% 20-300 ° C / 68-572 ° F 18,4 10,3
Красная латунь, 85% 18,7 10.4
Низкая латунь, 80% 19,1 10,6
Картридж латунь, 70% 19,9 11,1
Желтая латунь 20,3 11.2
Muntz металл 20,8 11,5
Свинцовая коммерческая бронза 18,4 10,2
Латунь автоматная 20,5 11.4
Ковка латунь 20,7 11,5
Морская латунь 21,2 11,8
Марганцевая бронза (А) 21,2 11.8
Автоматная фосфорная бронза 17,3 9,6
Алюминиевая бронза (класс 1) 16,8 9,4
Бериллий медный 17.8 9,9

Как рассчитать тепловое расширение материала?

Автор: Наоми Мартинес, инженер по обслуживанию клиентов, высокопроизводительные сплавы и композиты

Коэффициент теплового расширения (α), часто сокращенно CTE , обеспечивает меру того, насколько материал расширяется или сжимается при нагревании или охлаждении.Его единицы выражаются в деформации за время, которая становится обратной температурой (F -1 или C -1 ). Уравнение для расчета изменения длины (ΔL) компонента длиной (L) из-за изменения температуры: ΔL = L · α · ΔT. Поскольку изменение длины, деленное на исходную длину, представляет собой деформацию, тепловую деформацию можно рассчитать как:

Иногда вы увидите, что это записано как коэффициент линейного теплового расширения , потому что описанный выше коэффициент теплового расширения имеет дело с расширением только в одном направлении.Коэффициент расширения площади и коэффициент объемного расширения описывают изменение площади на градус повышения температуры и изменение объема на градус повышения температуры соответственно. Для изотропных материалов эти значения соответственно в два и три раза превышают линейный коэффициент теплового расширения:

Обратите внимание, что это относится только к изотропным (ненаправленным) твердым материалам, что означает, что их свойства одинаковы во всех направлениях. Значение, указанное в техническом паспорте твердого материала, почти всегда будет коэффициентом линейного расширения.Может быть включено более одного значения, особенно для композитных материалов, у которых скорость расширения может быть разной в разных направлениях.

Тепловая деформация расширяется во всех трех направлениях, в то время как механическая деформация расширяется в одном направлении и сжимается в двух других. Температурная деформация 20% сделает деталь на 20% длиннее, толще и шире. Механическая деформация на 20% сделает деталь на 20% длиннее, но только на 6% уже и тоньше (при условии, что коэффициент Пуассона равен 0,3, что типично для большинства металлов).

Коэффициент теплового расширения не является константой, а является функцией температуры, как показано на рисунке 1. Чтобы точно определить тепловое расширение и тепловую деформацию, вам необходимо знать не только изменение температуры, но и начальную и конечные температуры, чтобы вы могли использовать правильное значение CTE.


Рис. 1. Два различных метода представления данных о тепловом расширении

На рисунке 1 показана кривая мгновенного КТР оттемпература. Это график мгновенного наклона кривой зависимости термической деформации от температуры. Другой способ представления данных о тепловом расширении — это таблица скоростей линейного расширения, которая будет использоваться в конкретном диапазоне температур, как показано на вставке на рис. 1.

CTE действительно имеет практическое значение. Например, вы можете использовать известное поведение расширения в зависимости от температуры, чтобы построить простой датчик температуры с использованием двух материалов, которые расширяются с разной скоростью. В биметаллических датчиках и переключателях используются два материала с разной степенью теплового расширения, соединенные вместе.Из-за разной степени расширения композит будет изгибаться в сторону более короткой из-за меньшего расширения или большего сжатия. Это полезно для датчиков температуры или для простого включения или отключения электрической цепи, когда температура выходит за определенные пределы.

Некоторые сплавы специально разработаны с учетом низких коэффициентов теплового расширения. Наиболее известным из этих сплавов с низким коэффициентом расширения является FeNi36, также известный под торговым наименованием Invar® (который является товарным знаком Aperam Alloys Imphy).Когда температура близка к комнатной, этот сплав имеет КТР на порядок ниже, чем у большинства металлов (показано в Таблице 1 ниже).


Таблица 1. Коэффициент теплового расширения для различных металлов при 20–300 ° C. Показано в ppm / ° C. Monel® и Inconel® являются зарегистрированными товарными знаками Special Metals Corporation

.

Другие сплавы имеют КТР, которые соответствуют другим материалам, таким как сплав 42 (FeNi42) и сплав FeNi29Co17, известный как Kovar. Оба сплава имеют коэффициенты теплового расширения, соответствующие стеклу и керамике.Это делает их идеальными для герметичных корпусов процессоров или датчиков, где важно, чтобы упаковка оставалась закрытой, независимо от того, насколько она горячая или холодная. Дифференциальное тепловое расширение может легко разрушить такое уплотнение, поэтому для этих целей обычно используются сплавы с согласованным КТР.

При определенных условиях коэффициент теплового расширения может быть отрицательным. Например, при температуре от 0 ° C до 4 ° C вода будет расширяться при охлаждении и сжиматься при нагревании. Другие соединения также показывают отрицательные коэффициенты теплового расширения в широком диапазоне температур, например кубический вольфрамат циркония (ZrW 2 O 8 ).Есть несколько искусственно созданных метаматериалов, которые также демонстрируют такое поведение.

Коэффициент теплового расширения дает полезную информацию для нескольких приложений, хотя он зависит от температуры. Для проведения осмысленных расчетов вам необходимо знать коэффициент, соответствующий температурному диапазону, в котором вы работаете. Убедитесь, что вы выбрали материал, который лучше всего подходит для ваших конкретных потребностей и окружающей среды.

Спасибо, что присоединились ко мне для следующего выпуска In Our Element.Чтобы быть в курсе текущих отраслевых новостей, свяжитесь со мной в LinkedIn.

Если вы хотите получать уведомление по электронной почте о появлении новых статей, зарегистрируйтесь здесь.


Другие статьи от Майка:

Коэффициент теплового расширения (КТР)

Коэффициент теплового расширения материала обычно указывается в диапазоне температур, поскольку он изменяется в зависимости от температуры. Следующие значения приведены для температуры около 20 ° C.КТР обычно выражается в единицах мкм / м / ° C или ppm / ° C.

Материал CTE (ppm / ° C) Материал CTE (ppm / ° C)
AlAs 4,9 дюймов 4,52
AlP 4,5 InP 4.75
Глинозем 7 июня ИнСб 5,37
АсСб 4 Инвар 1,3
Медь 16,7 Ковар 5,9
Cu / I / Cu 8,4 Молибден 7.0-7,1
Cu / Mo / Cu 6 Полимеры 50-200
Cu / Mo-Cu / Cu 10 июня S-стекло 16
Стекло E 54 Кремний 2,6
Эпоксидная 55 Нитрид кремния (Si 3 N 4 ) 3.2
плавленый кремнезем 0,55 Силиконовые смолы 30-300
Арсенид галлия (GaAs) 6,86 Припой оловянно-свинцовый 27
GaP 4,5 Титан 9,5
GaSb 7,75 Вольфрам 5.7-8,3
Германий (Ge) 5,8

Источники: www.owlnet.rice.edu/~msci301/ThermalExpansion.pdf
www.matweb.com

Тепловое расширение меди, серебра и золота ниже 30 К

  • 1.

    Г. К. Уайт и Дж. Г. Коллинз, J. Low Temp. Phys. 7 , 43 (1972) (предыдущая статья в этом выпуске).

    Google ученый

  • 2.

    Р. Х. Карр, Р. Д. Маккаммон и Г. К. Уайт, Proc. Рой. Soc. ( Лондон ) A280 , 72 (1964).

    Google ученый

  • 3.

    Дж. М. Шапиро, Д. Р. Тейлор и Г. М. Грэм, Can. J. Phys. 42 , 835 (1964).

    Google ученый

  • 4.

    J. F. Kos и J. L. G. Lamarche, Can. J. Phys. 47 , 2509 (1969).

    Google ученый

  • 5.

    F. N. D. D. Pereira, C. H. Barnes, G. M. Graham, J. Appl. Phys. 41, , 5050 (1970).

    Google ученый

  • 6.

    Р. К. Кирби и Т. А. Хан, Сертификат анализа стандартного стандартного образца 736, медь, Министерство торговли США, 1969; Симпозиум по тепловому расширению, Вашингтон, округ Колумбия, 1968.

  • 7.

    D. W. Osborne, H. E. Flotow и F. Schreiner, Rev. Sci. Instr. 38, , 159 (1967).

    Google ученый

  • 8.

    Т. Х. К. Бэррон и Дж. А. Моррисон, Can. J. Phys. 35 , 799 (1957).

    Google ученый

  • 9.

    D. L. Martin, Phys. Сборка 141 , 576 (1966).

    Google ученый

  • 10.

    Дж. Г. Коллинз и Г. К. Уайт, в Progress in Low Temperature Physics , C. J. Gorter, ed. (Северная Голландия, Амстердам, 1964 г.), Vol. 4.

    Google ученый

  • 11.

    Дж. Коллинз, в трудах конференции по низкотемпературной калориметрии 1966 г., изд. О. В. Лунасмаа, Ann. Акад. Sci. Fennicae А6 , № 210 (1966).

  • 12.

    Х. Л. Дэвис, Дж. С. Фолкнер, Х. У. Джой, Phys.Сборка 167 , 601 (1968).

    Google ученый

  • 13.

    T. C. Cetas, C. R. Tilford, C. A. Swenson, Phys. Сборка 174 , 835 (1968).

    Google ученый

  • 14.

    D. W. Bloom, D. H. Lowndes, Jr., L. Finegold, Rev. Sci. Instr. 41, , 690 (1970).

    Google ученый

  • 15.

    D. L. Martin, Phys. Сборка 170 , 650 (1968).

    Google ученый

  • 16.

    Г. Т. Фурукава, В. Г. Саба, М. Л. Рейли, Natl. Бур. Stds. (США) NSRDS-NBS 18, 1968.

  • 17.

    G. A. Alers, D. O. Thompson, J. Appl. Phys. 32 , 283 (1961).

    Google ученый

  • 18.

    J. R. Neighbours and G.А. Алерс, Phys. Сборка 111 , 707 (1958).

    Google ученый

  • 19.

    R. J. Corruccini и J. J. Gniewek, Natl. Бур. Стд. (США) Монография 29, 1961.

  • 20.

    Р. Х. Карр и К. А. Свенсон, Криогеника 4 , 76 (1964).

    Google ученый

  • 21.

    P. W. Sparks, C. A. Swenson, Phys.Сборка 163 , 779 (1967).

    Google ученый

  • 22.

    К. Андрес, Phys. Kondensierten Materie 2 , 294 (1964).

    Google ученый

  • 23.

    Р. Берман и К. Ф. Мейт, Nature 182 , 1661 (1958).

    Google ученый

  • 24.

    А. К. Андерсон, Р.E. Peterson, J. E. Robichaux, Rev. Sci. Instr. 41, , 528 (1970).

    Google ученый

  • 25.

    М.С. Андерсон, неопубликованные результаты, Физический факультет, Университет штата Айова, 1971.

  • 26.

    Дж. С. Роджерс, Р. Дж. Тайнш, М. С. Андерсон и К. А. Свенсон, Metrologia 4 , 47 (1968).

    Google ученый

  • 27.

    T. C. Cetas, C. A. Swenson, Phys. Rev. Letters 25 , 338 (1970).

    Google ученый

  • 28.

    N. Waterhouse, Can. J. Phys. 47 , 1485. (1969).

    Google ученый

  • 29.

    К. О. Маклин, Низкотемпературное термическое расширение меди, серебра, золота и алюминия , Ph.D. диссертация, Университет штата Айова, неопубликованная, 1969.

  • 30.

    C. R. Case, Низкотемпературное тепловое расширение меди и NaCl , M.S. диссертация, Университет штата Айова, неопубликованная, 1971.

  • 31.

    Доктор К. А. Свенсон, физический факультет, Университет штата Айова, Эймс, Айова.

  • 32.

    G. Ahlers, J. Phys. Chem. Твердые 28 , 525 (1967).

    Google ученый

  • 33.

    Справочник Американского института физики , 2-е изд.(Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 1963).

  • 34.

    W. B. Daniels, C. S. Smith, Phys. Сборка 111 , 713 (1958).

    Google ученый

  • 35.

    P. S. Ho, J. P. Poirier, A. L. Ruoff, Phys. Статус Solidi 35 , 1017 (1969).

    Google ученый

  • Термическое расширение сульфидов меди и никеля и их сплавов

    [1] Физические величины / Под ред.ЯВЛЯЕТСЯ. Григорьев, Э. Мейлихова. Москва: Энергоатомиздат. 1991. 1232 с.

    [2] E.N. Селиванов, Р.И. Гуляев, А.Д. Вершинин.Термическое расширение и фазовые превращения сульфидов меди / Неорганические материалы. 2007. Т. 43, № 6. Стр. 653-658.

    [3] А.Д. Вершинин, Е. Селиванов, Р.И.Гуляев, Н.И. Сельменских. Тепловое расширение Ni3S2 в сплаве с Ni / неорганическими материалами. 2005. Т. 41, № 8. Стр. 1005-1011.

    [4] ЧАС.Fjellvag, A. Andersen. Свойства Ni3S2 при высоких температурах / Acta Chemica Scandinavica. 1994: 48. С. 290–293.

    [5] М.Э. Дриц, Н. Бочвар, Л. Гузей и др. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. Москва: Наука. 1979. 248 с.

    [6] А.Г. Морачевский, А.Г. Рябко, Л.С. Цемехман. Система железо-никель-сера. Фазовая диаграмма и термодинамические свойства. СПб .: СТЮ. 2006. 92 с.

    [7] Воганг Д., Крейг Дж. Химия сульфидных минералов. Springer-Verlag. 1981. 575 с.

    Справочник по медным трубам: III. Проектные данные

    В справочнике этого типа невозможно охватить все переменные, которые может принять во внимание проектировщик сантехнической системы. Однако, в дополнение к вышеизложенному, следующая информация также может оказаться полезной при подготовке спецификаций работы.

    Шлейфы расширения

    Медная трубка, как и все материалы трубопровода, расширяется и сжимается при изменении температуры. Следовательно, в системе из медных труб, подверженной чрезмерным изменениям температуры, длинная линия имеет тенденцию изгибаться или изгибаться при расширении, если в систему не встроена компенсация. Также могут возникнуть сильные нагрузки на суставы. Такие напряжения, изгибы или изгибы предотвращаются за счет использования компенсаторов или установки смещений, U-образных изгибов, контуров змеевика или аналогичных устройств в трубном узле.Эти сегменты трубы особой формы воспринимают расширение и сжатие без чрезмерного напряжения. Расширение длины медной трубки можно рассчитать по формуле:

    Повышение температуры (градусы F)
    x Длина (футы)
    x 12 (дюймов на фут)
    x Коэффициент расширения (дюймов на дюйм на градус F)
    = Расширение (дюймы)

    Расчет расширения и сжатия должен основываться на среднем коэффициенте расширения меди, который составляет 0,0000094 дюйма на дюйм на градус по Фаренгейту, между 70 ° F и 212 ° F.Например, расширение каждых 100 футов длины трубы любого размера, нагретой от комнатной температуры (70 ° F) до 170 ° F (повышение на 100 ° F), составляет 1,128 дюйма.

    100 ° F x 100 футов x 12 дюймов / фут.
    x 0,0000094 дюйма / дюйм / ° F
    = 1,128 дюйма

    На рис. 14.2 показано изменение длины медной трубы на 100 футов в зависимости от температуры. Предыдущий пример показан пунктирной линией.

    В таблице 14.8 приведены радиусы, необходимые для спиральных расширительных контуров, показанных на рисунке 14.3. Длины смещения при расширении можно оценить по Таблице 14.8.

    В качестве альтернативы, необходимая длина трубы в расширительном контуре или смещении может быть рассчитана по формуле: где:

    ГДЕ:

    L = развернутая длина в футах в расширительном контуре или смещении, как показано на рисунке 14.3.
    E = модуль упругости меди в фунтах на квадратный дюйм.
    P = расчетное допустимое напряжение волокна материала при изгибе, фунт / кв. Дюйм.
    d o = внешний диаметр трубы в дюймах.
    e = поглощаемое расширение в дюймах.

    Для отожженной медной трубки:
    E = 17000000 фунтов на кв. Дюйм
    P = 6000 фунтов на квадратный дюйм

    Таким образом, развернутая длина L будет просто:
    L
    = 7,68 (d o e) 1/2

    Трубные опоры

    Тянутая дрессировочная трубка из-за ее жесткости предпочтительнее для открытых трубопроводов. Если иное не указано в правилах сантехники, вытяжная закаленная трубка требует поддержки горизонтальных линий с интервалом примерно 8 футов для размеров от 1 дюйма и меньше и с интервалом примерно 10 футов для больших размеров.

    Вертикальные линии обычно поддерживаются на каждом этаже или примерно с 10-футовыми интервалами, но для длинных линий, где есть обычные условия для расширения и сжатия, анкеры могут находиться на расстоянии нескольких этажей друг от друга, при условии, что на всех промежуточных этажах есть гильзы или аналогичные устройства. для ограничения бокового движения см. Рисунок 3.1.

    Отожженная дрессировочная трубка в бухтах позволяет работать на большие расстояния без промежуточных стыков. Вертикальные линии отожженной дрессировочной трубы должны поддерживаться не менее чем через каждые 10 футов.Горизонтальные линии должны поддерживаться как минимум через каждые 8 ​​футов.

    Устойчивость к раздавливанию

    Испытания, проведенные путем размещения круглого стального стержня диаметром 3/4 дюйма под прямым углом к ​​1-дюймовой отожженной медной трубке и последующего приложения давления вниз, показали, что даже при такой серьезной нагрузке точечного контакта требовалось 700 фунтов, чтобы раздавить трубку. до 75 процентов от первоначального диаметра. Двухдюймовые размеры из-за большей толщины стенок выдерживали еще больший вес перед раздавливанием.

    Сантехнические нормы и надлежащая практика прокладки трубопроводов требуют, чтобы все котлованы были полностью засыпаны как можно скорее после осмотра, насколько это возможно.Траншеи сначала следует засыпать 12-дюймовым утрамбованным, чистым грунтом, который не должен содержать камней, золы или других материалов, которые могут повредить трубу или вызвать коррозию. Для полной засыпки можно использовать такое оборудование, как бульдозеры и грейдеры. Необходимо принять соответствующие меры для обеспечения постоянной устойчивости трубы, уложенной в свежем грунте.

    Гидравлический молот

    Гидравлический удар — это термин, используемый для описания разрушающих сил, ударов и вибраций, которые возникают в водяной системе, когда поток жидкости резко останавливается запорным клапаном.

    Когда происходит гидравлический удар, ударная волна высокого давления отражается в системе трубопроводов до тех пор, пока энергия не будет потрачена на потери на трение. Шум от таких чрезмерных скачков давления можно предотвратить путем добавления в систему закрытой воздушной камеры или устройства для защиты от скачков давления.

    В продаже имеются фиксирующие устройства, обеспечивающие постоянную защиту от ударов гидравлического удара. Они сконструированы таким образом, чтобы вода в системе не контактировала с воздушной подушкой в ​​ОПН, и после установки они не требуют дальнейшего обслуживания.

    На ответвлениях с одной арматурой разрядник следует размещать непосредственно перед арматурным клапаном. На ответвлениях с несколькими приспособлениями предпочтительное место для ОПН находится на ответвлении, питающем группу приспособлений, между двумя последними подводящими трубами приспособлений.

    Давление разрушения медной трубки

    Постоянно растущее использование труб из меди и медных сплавов в конденсаторах, водонагревателях и других устройствах теплопередачи для линий воды, газа и жидкости, а также во многих других инженерных приложениях, где существует перепад давления на противоположных сторонах стенки трубы, позволяет получать точные данные необходимо относительно давлений обрушения.См. Рисунок 14.1.

    Замораживание

    Отожженная закаленная трубка выдерживает расширение ледяной воды несколько раз до разрыва. В ходе испытаний вода, заполняющая мягкую трубку диаметром 1/2 дюйма, замораживалась шесть раз, а вода размером 2 дюйма — одиннадцать раз. Это жизненно важный фактор безопасности при использовании мягких трубок для подземных водопроводных сетей. Однако это не означает, что медные водопроводные трубы должны подвергаться замерзанию.

    Коррозия

    Медная водяная трубка устойчива к коррозии.Очень редко встречаются воды или особые условия, которые могут вызвать коррозию медных труб. Когда они встречаются, их следует распознать и соответствующим образом обработать.

    После Второй мировой войны в Соединенных Штатах было произведено более 18 миллиардов фунтов медных водопроводных труб, 80% из которых было установлено в системах водоснабжения. Это составляет более 7 миллионов миль медных трубок. Редкие проблемы коррозии из-за агрессивной воды, которые могут усугубляться неправильной конструкцией или производством, следует рассматривать в контексте этого общего отчета о выдающихся эксплуатационных характеристиках.В целом, широкое использование медных водопроводных труб в данной местности можно рассматривать как хорошее доказательство того, что вода там не агрессивна по отношению к меди.

    Когда возникают проблемы с коррозией, они обычно возникают по одной из следующих причин:

    1. агрессивная жесткая колодезная вода, вызывающая точечную коррозию;
    2. мягкая кислая вода, не позволяющая образовываться защитной пленке внутри медной трубки;
    3. конструкция или установка системы, которая приводит к чрезмерной скорости потока воды или турбулентности в трубе;
    4. неприемлемое качество изготовления;
    5. чрезмерный или агрессивный флюс;
    6. агрессивные почвенные условия.

    Агрессивные питтинговые воды могут быть идентифицированы химическим анализом и обработаны для доведения их состава до допустимых пределов. Как правило, они имеют высокое содержание растворенных твердых веществ (tds), включая сульфаты и хлориды, pH в диапазоне от 7,2 до 7,8, высокое содержание газообразного диоксида углерода (CO 2 ) (более 10 частей на миллион, ppm) и наличие растворенного кислорода (DO) в газе.

    Квалифицированный специалист по водоподготовке может определить способ обработки любой агрессивной воды, чтобы сделать ее неагрессивной для сантехнических материалов.Обычно это включает повышение pH и объединение или удаление газа CO 2 . Иногда для лечения достаточно простой аэрации воды (например, опрыскивания на открытом воздухе).

    Точечная коррозия также может быть вызвана или усилена из-за некачественного изготовления, из-за которой после установки внутри трубы остается чрезмерное количество остаточного агрессивного флюса. Если стыки были перегреты во время установки и излишек остаточного флюса полимеризовался, проблема точечной коррозии может усугубиться.

    Мягкая кислая вода может вызвать раздражающую проблему зеленого окрашивания светильников или «зеленой воды».«Повышение pH такой воды до значения примерно 7,2 или более обычно решает проблему, но следует проконсультироваться с квалифицированным специалистом по водоподготовке. Типичная обработка индивидуального водоснабжения скважины — это пропускание воды через слой мрамора. или известняковая крошка.

    Чрезмерная скорость воды может способствовать эрозии, коррозии или ударам в водопроводных системах. Как объяснялось при обсуждении размеров напорной системы, чтобы избежать проблем с эрозией, коррозией (и шумом), скорость воды в водопроводной системе не должна превышать 5-8 футов в секунду — нижний предел, применяемый для труб меньшего размера.

    Эффект скорости может усугубляться, если вода химически агрессивна из-за pH или содержания газа, как указано выше, или если твердые частицы (ил) уносятся потоком. Комбинация приемлемой в остальном скорости и несколько агрессивного химического состава воды иногда может вызывать проблемы, которые сами по себе не связаны ни с одним из этих факторов.

    Эрозия-коррозия может усугубиться также из-за ненадлежащего изготовления. Например, заусенцы, оставшиеся на концах обрезанных труб, могут нарушить плавный поток воды, вызвать локальную турбулентность и высокие скорости потока, что приведет к эрозии и коррозии.

    Любая металлическая труба, уложенная в огарках, подвержена воздействию кислоты, образующейся при соединении сернистых соединений в огнеупорных веществах с водой. В таких обстоятельствах трубка должна быть изолирована от огарков инертным влагонепроницаемым барьером, обернутой изоляционной лентой, покрытием из асфальтовой краски или каким-либо другим одобренным материалом. Природные почвы, за редким исключением, не агрессивны к меди.

    Медная дренажная трубка редко подвергается коррозии, за исключением случаев неправильного использования или ошибок при проектировании или установке дренажной системы.Неправильный горизонтальный уклон может создать ситуацию, когда коррозионные растворы могут попасть в трубу и разрушить ее. Если газообразный сероводород в большом объеме может выйти обратно в канализацию дома, он может повредить трубу.

    Вибрация

    Медная трубка может выдерживать воздействие вибрации при тщательном рассмотрении конструкции системы.

    Следует проявлять осторожность при установке систем, подверженных вибрации, чтобы убедиться, что они не подвержены остаточным напряжениям из-за изгиба или несоосности.Остаточные напряжения в сочетании с вибрацией могут вызывать усталость на изгибах и соединениях, где такие остаточные напряжения заложены в системе.

    Прочность

    В нормальных условиях правильно спроектированная и правильно установленная медная водопроводная труба прослужит весь срок службы здания. На протяжении всего своего существования сборка должна функционировать так же хорошо, как и при первоначальной установке.

    Сертификация по стандартам NSF / ANSI

    Закон США о безопасной питьевой воде (SDWA) и Правило по свинцу и меди требуют, чтобы поставщики коммунальной воды обеспечивали потребителей неагрессивной питьевой водой.Обычно это достигается за счет регулирования pH (pH от 6,5 до 8,5) и за счет добавления ингибиторов коррозии, таких как орто- и полифосфаты. Результирующие концентрации свинца и меди в водопроводной воде должны быть ниже рабочих уровней 15 мкг / л и 1300 мкг / л соответственно.

    NSF International разработала сторонние согласованные американские национальные стандарты общественного здравоохранения для химических веществ, используемых для обработки питьевой воды (NSF / ANSI 60) и продуктов, контактирующих с питьевой водой (NSF / ANSI 61).NSF / ANSI 61: Компоненты системы питьевой воды — Воздействие на здоровье был разработан для установления минимальных требований по контролю потенциальных неблагоприятных последствий для здоровья человека от продуктов, контактирующих с питьевой водой, но не пытается включать требования к характеристикам продукта, помимо воздействия на здоровье. Этот стандарт заменил Консультативную программу USEPA по добавкам для компонентов систем питьевой воды, а в апреле 1990 года USEPA прекратил выполнение своей консультативной роли.

    Производители медных труб и фитингов сертифицируют свою продукцию по NSF / ANSI 61, национально признанному стандарту воздействия на здоровье всех устройств, компонентов и материалов, контактирующих с питьевой водой.Все они имеют ограничения по сертификации для использования в неагрессивных водных средах. В частности, pH не должен быть ниже 6,5. В противном случае результирующие концентрации меди в водопроводной воде могут превысить уровень действия, установленный EPA.

    Стандарт NSF / ANSI 61 требует, чтобы продукты, прошедшие оценку в условиях, отличных от тех, которые указаны в стандарте (например, pH 5,0 и воздействие воды 10,0), должны быть маркированы заявлением об ограничении, как показано ниже:

    Медная трубка (сплав C12200) была оценена {сертифицированным испытательным агентством, таким как NSF, UL, IAPMO, WQA, CSA…} на соответствие NSF / ANSI 61 для использования в системах питьевого водоснабжения с pH 6.5 и выше. Питьевая вода с pH ниже 6,5 может потребовать защиты от коррозии, чтобы ограничить выщелачивание меди в питьевую воду.

    Сертифицированные медные трубы и фитинги должны иметь сертификационный знак и указанное выше заявление об ограничении использования. Длина заявления об ограничении затрудняет установку на трубу и сами фитинги. Кроме того, современные технологии нанесения красок приводят к смазыванию и плохой разборчивости. По этим причинам политика сертификации NSF позволяет производителям медных труб размещать заявление об ограничении на бирке, прикрепленной к пучкам медных трубок или на коробках с спиральными медными трубками.Все медные трубы и фитинги, сертифицированные на соответствие NSF / ANSI 61, будут иметь соответствующий знак сертификации. В случае медной трубки это обычно означает включение надписи «NSF 61» в требуемую маркировку чернилами на трубке.

    Соответствие содержания свинца

    4 января 2014 г. вступил в силу Закон о безопасной питьевой воде с внесенными в него поправками, согласно которому продукты питьевой воды, продаваемые или устанавливаемые для использования в общественных системах водоснабжения и водопровода на объектах, должны соответствовать средневзвешенному значению не более 0.25% свинца по отношению к смачиваемым поверхностям труб, трубопроводной арматуры, сантехнической арматуры и арматуры. Сторонняя сертификация этих продуктов в соответствии с новыми требованиями к бессвинцовой среде потребуется во многих юрисдикциях. Кроме того, штаты Калифорния, Вермонт, Мэриленд и Луизиана уже ввели эти требования для продуктов, находящихся в настоящее время на рынке. Продукция, отвечающая этому требованию, может иметь маркировку NSF / ANSI 61-G, NSF / ANSI 372 или NSF® 372.

    Медная труба и фитинги сертифицированы в соответствии с новыми стандартами содержания свинца и имеют соответствующие сертификационные знаки.Это не было трудным испытанием для производителей медных труб и фитингов, потому что свинец никогда не был компонентом их продукции.

    Thermal Expansion — The Physics Hypertextbook

    Обсуждение

    Твердые

    Для многих твердых тел расширение прямо пропорционально изменению температуры.

    ∆ℓ = αℓ 0 T

    Площадь расширяется вдвое больше, чем длина.

    A = 2α A 0 T

    Объемы увеличиваются в три раза по сравнению с длиной.

    V = 3α V 0 T

    заявки

    • изгиб
    • компенсационный зазор / стык
    • клапан против ожогов
    • планка биметаллическая, термостат
    • расширение отверстий (крепление поездных шин)
    • «Более того, самолет расширяется на 15-25 сантиметров во время полета из-за палящего тепла, создаваемого трением с воздухом.Дизайнеры использовали ролики, чтобы изолировать кабину от тела, чтобы растяжение не разорвало самолет на части. «Хелен Пирсон» Concorde уходит в отставку. «Nature Physics Portal. Октябрь 2003 г.
    • «Конкорд имеет длину 204 фута — растяжение в полете от шести до десяти дюймов из-за нагрева планера. Он окрашен в специально разработанную белую краску, чтобы учесть эти изменения и рассеять тепло, генерируемое сверхзвуковым полетом». источник
    • Тепловое расширение — небольшой, но не всегда незначительный эффект.Типичные коэффициенты измеряются в частях на миллион на кельвин (10 -6 / K). Это означает, что длина вашей типичной классной измерительной линейки никогда не меняется более чем на 100 мкм за весь срок службы — вероятно, никогда не более чем на 10 мкм, пока учащиеся ее используют.

    методы измерения

    • компаратор длины
    • дилатометр с толкателем (дает относительное расширение, так как само устройство расширяется)
    • интерферометр (метод высшей точности)
    • рентгеновский дифактометр
    • дилатометр емкостной
    • тензодатчик
    • дилатометр оптический (в основном цифровой фотоаппарат)

    анизотропное расширение

    • Некоторые материалы расширяются по-разному в разных направлениях, особенно графит и дерево (пиломатериалы).

    жидкости

    Жидкости могут только увеличиваться в объеме.

    V = β V 0 T

    Жидкости имеют более высокий коэффициент расширения, чем твердые.

    β ~ 10 −3 / K, 3α ~ 10 −5 / K

    заявки

    Коэффициенты линейного теплового расширения
    материал α (10 −6 / К)
    оксид алюминия (αAl 2 O 3 ) 5.30
    алюминий 23,1
    феррит бария 10
    латунь 20,3
    карбон, алмаз 1,18
    углерод, графит ∥ 6,5
    углерод, графит ⊥ 0,5
    хром 4,9
    бетон 8–12
    медь 16.65
    эпоксидная 55
    германий 6,1
    стекло, типовое 8,5
    стекло, сверхнизкое расширение 0,04
    золото 14,2
    инвар (64% Fe, 36% Ni) 1,2
    утюг 11,8
    свинец 28,9
    никель 13.3
    пластмассы 40–120
    оргстекло 93
    платина 8,8
    плутоний 54
    кремний 4,68
    серебро 18,9
    припой свинцово-оловянный 25
    сталь, нержавеющая 17,3
    сталь конструкционная 12
    банка 22
    титан 8.5
    вольфрам 4,5
    уран 13,9
    вода, лед (0 ° C) 51
    древесина (пиломатериалы) тангенциальная 36
    дерево (пиломатериал) радиально 26
    дерево (пиломатериал) осевое 3,7
    цинк 30,2
    вольфрамат циркония (ZrW 2 O 8 ) −8.8
    Коэффициенты объема тепловое расширение ☞ Все значения в обеих таблицах являются средними для температур около 20 ° C, если не указано иное.
    материал β (10 −6 / К)
    спирт этиловый 1120
    бензин 950
    Топливо реактивное, керосин 990
    ртуть 181
    вода, жидкость (1 ° C) −50
    вода, жидкость (4 ° C) 0
    вода, жидкость (10 ° C) 88
    вода, жидкость (20 ° C) 207
    вода, жидкость (30 ° C) 303
    вода, жидкость (40 ° C) 385
    вода, жидкость (50 ° C) 457
    вода, жидкость (60 ° C) 522
    вода, жидкость (70 ° C) 582
    вода, жидкость (80 ° C) 640
    вода, жидкость (90 ° C) 695

    вода

    • аномальное расширение воды
      • лед менее плотный, чем вода
      • наиболее плотная вода при 4 ° C (ρ = 999.973 кг / м 3 )
    • заявки
      • лопнули замерзшие трубы
      • Круговорот озерной воды весной

    плутоний

    Плутоний претерпевает больше фазовых переходов при обычных давлениях, чем любой другой элемент. При нагревании плутоний перед плавлением трансформируется через шесть различных кристаллических структур — α [альфа], β [бета], γ [гамма], Δ [дельта], Δ ‘[простое дельта] и ε [эпсилон]. Физические свойства, такие как плотность и тепловое расширение, значительно различаются от фазы к фазе, что делает его одним из самых сложных металлов для обработки и обработки.Металлургию плутония лучше доверить специалистам.

    Примечания формируют LLNL, которые необходимо перефразировать. «Одно из уникальных физических свойств плутония заключается в том, что чистый металл демонстрирует шесть фазовых превращений в твердом состоянии, прежде чем достигнет жидкого состояния, переходя от альфа, бета, гамма, дельта, дельта-простота к эпсилону. стабильная альфа-фаза при комнатной температуре и жидкое состояние элемента.Другой необычной особенностью является то, что нелегированный плутоний плавится при относительно низкой температуре, примерно 640 ° C, с образованием жидкости более высокой плотности, чем твердое тело, из которого он плавится.Кроме того, упругие свойства дельта-гранецентрированной кубической (ГЦК) фазы плутония являются сильно направленными (анизотропными). То есть эластичность металла широко варьируется по разным кристаллографическим направлениям в шесть-семь раз ».

    инвар

    Газы

    Поведение газов более сложное, газы будут расширяться настолько, насколько позволит давление. Ознакомьтесь с законами о газе.

    .