Свойства фехрали и хромали

Для обозначения марок хромалюминиевых сплавов использует­ся традиционная система из букв и чисел, отличающаяся только тем, что для обозначения алюминия используется буква Ю. Так, обо­значение Х23Ю5 соответствует сплаву с содержанием 23 % хрома и 5 % алюминия.

Сплавы для термопар. Для термопар, принцип действия которых изложен ранее, наиболее широко применяются следующие сплавы: копель (56% Сu и 44% Ni), алюмель (95% Ni, остальное – Al, Si и Mr), хромель (90%Ni и 10%Сr), платинородий (90%Pt и 10%Rh), константан (60%Сu и 40%Сr). Материалы, образую­щие термопару, подбираются таким образом, чтобы в диапазоне измеряемых температур они обладали максимальным значением термоЭДС. При этом погрешность в определении температуры су­щественно снижается. Согласно этому условию, для измерения тем­ператур могут применяться следующие термопары: медь-кон­стантан и медь-копель (до 350°С); железо-константан, железо-копель и хромель-копель (до 600°С); хромель-алюмель (до 900-1000°С); платинородий-платина (до 1600°С).

Знак термоЭДС у термопар зависит от направления тока в хо­лодном и горячем спаях. Принято считать, что в холодном спае ток идет от первого названного в паре материала ко второму (т. е. от хромеля к копелю, от платинородия к платине), а в горячем спае – наоборот.

Следует отметить также, что некоторые полупроводниковые ма­териалы (например, тройной сплав Bi-Sb-Zn) тоже обладают зна­чительными коэффициентами термоЭДС, что позволяет с успехом использовать их для изготовления термоэлементов, термогенерато­ров, холодильных устройств и пр.

Контактные материалы. Электрическим контактом называют поверхность соприкосновения токоведущих частей электротехниче­ских устройств, а также конструктивные приспособления, обеспе­чивающие такой контакт. По принципу работы контакты разделяют­ся на неподвижные, разрывные и скользящие.

К неподвижным контактам относятся цельноме­таллические (сварные или паяные) зажимные (болтовые, винтовые) соединения. Цельнометаллические соединения должны отличаться не только механической прочностью, но и обеспечивать стабильный электрический контакт с малым переходным сопротивлением.

Качество зажимного контакта определяется в основном контакт­ным давлением и способностью материала к пластической деформа­ции. В связи с этим такие контактные поверхности целесообразно покрывать мягкими коррозионно-стойкими металлами (оловом, се­ребром, кадмием и др.).

Разрывные контакты обеспечивают периодическое замыкание и размыкание электрической цепи. Более ответственная их функция предопределяет и более строгие требования к ним: ус­тойчивость против коррозии, стойкость к свариванию и действию электрической эррозии, стойкость к действию сжимающих и удар­ных нагрузок, высокие проводимость и теплофизические свойства, хорошая технологичность и способность прирабатываться друг к другу.

В качестве контактных материалов для слаботочных разрывных контактов помимо чистых тугоплавких металлов (вольфрама, мо­либдена) применяются благородные металлы (платина, золото, серебро), а также различные сплавы на их основе (золото-серебро, платина-рутений, платина-родий) металлокерамические компо­зиции (например, Ag-CdO).

Сильноточные разрывные контакты изготовляются, как правило, из металлокерамических материалов, которые получаются методом порошковой металлургии и включают в себя композиции на основе меди и серебра: серебро-оксид кадмия, серебро-оксид меди, медь-графит, серебро-никель, серебро-графит. Используются также и тройные композиции: серебро-никель-графит, серебро-вольфрам-никель, медь-вольфрам-никель. Медная и серебря­ная фазы в этих композициях обеспечивают высокую электро- и теплопроводность контакта, а включения тугоплавкой фазы придают контактам стойкость к механическому износу, электрической эро­зии и свариваемости.

Для изготовления сильноточных контактов, работающих при повышенных напряжениях и контактных давлениях, способных пробить или разрушить механическим путем оксидную пленку на контактной поверхности, рекомендуется использовать твердую медь, что значительно удешевляет электротехническое устройство.

Скользящие контакты должны дополнительно от­личаться высокой стойкостью к истирающим нагрузкам, которые особенно велики при сухом трении, т. е. когда оба контакта изго­товлены из одного материала, а также при неудачном выборе пар. Наиболее высокими качествами обладают контактные пары, состав­ленные из металлического и графитсодержащего материалов. По­мимо низкого коэффициента трения графит и материалы на его ос­нове отличаются большим напряжением дугообразования, поэтому износ контактов от искрения незначителен. Кроме того, на поверх­ности графита не образуются оксидные пленки и контакт имеет линейную вольт-амперную характеристику.

Широкое применение для изготовления скользящих контактов нашли также проводниковые бронзы и латуни, отличающиеся вы­сокой механической прочностью, стойкостью к истирающим на­грузкам, упругостью, антифрикционными свойствами и стойкостью к атмосферной коррозии (например, ЛС59-1, ЛМц58-2, БрКд1 БрБ2 и т. д.).

Для изготовления коллекторных пластин часто используются твердая медь, а также медь, легированная серебром, и другие ма­териалы.

Металлокерамика нашла достаточно широкое применение в электротехнике. Как уже отмечалось выше, этот материал применя­ется для изготовления контактов круглой, прямоугольной и слож­ной формы методом порошковой металлургии. Композиции полу­чаются путем трехфазного спекания спрессованных из порошков за­готовок либо путем пропитки серебром или медью предварительно опрессованных пористых каркасов из вольфрама или вольфрамоникелевого сплава. Удельное электрическое сопротивление металло­керамических контактов должно быть не более 0,07мкОм·м при 20°С, отличаться высокой стабильностью во времени и малой за­висимостью от условий эксплуатации.

Хорошие магнитные свойства некоторых металлокерамических композиций позволили их использовать для изготовления постоян­ных магнитов методом прессования порошка, состоящего из измель­ченных тонкодисперсных магнитотвердых сплавов, с последующим спеканием при высоких температурах. В результате такой техноло­гии изделия получаются достаточно точных размеров и не требуют дальнейшей обработки. Металлокерамические магниты имеют вы­сокую механическую прочность, но пониженные магнитные свой­ства по сравнению с литыми магнитами, что обусловлено в основ­ном большим содержанием (до 30 %) немагнитного связующего ве­щества.

Отечественная промышленность выпускает одиннадцать марок металлокерамических магнитов (МК1-МК11), у которых коэрци­тивная сила может быть 24-128кА/м, остаточная индукция 0,48-1,1Тл, а запасенная магнитная энергия не более 3-16кДж/м³. Экономическая эффективность металлокерамических композиций, обладающих магнитными свойствами, существенно возрастает при массовом автоматизированном производстве магнитов небольших размеров и сложной формы.

Электротехнический уголь относится к твердым неметалличе­ским проводниковым материалам, и сырьем для его производства могут служить сажа, графит, антрацит. Для получении монолит­ного изделия используются связующее вещество (каменноугольная смола или жидкое стекло) и обжиг при высоких температурах (800-3000°С). Режим обжига определяет в основном форму, в ко­торой углерод будет находиться в изделии. При высоких температу­рах (2000-3000°С) происходит переход углерода в форму графи­та, поэтому такой процесс получил название графитирование.

Электротехнический уголь широко применяется для изготовле­ния щеток электрических машин; электродов для прожекторов, ду­говых электрических печей и электролитических ванн; анодов гальванических элементов. Угольные порошки, изготовленные из антрацита, используются в микрофонах для создания сопротивления значение которого изменяется в зависимости от приложенного к нему давления.

Используется уголь также и при изготовлении непроволочных высокоомных резисторов, различных разрядников для телефонных сетей, электровакуумных приборов.

Композиции на основе сажи и графита используются для экранирования жил силовых кабелей, добавляются в состав резиновых смесей для повышения механических характеристик резин, а также стойкости к световому и тепловому старению, некоторым агрессивным средам.