Sakausējumu pretestība

Ir daudz metālu un daudz vairāk vairāku metālu sakausējumu.

Agrākie mākslīgie sakausējumi no cilvēku metalurģijas eksperimentiem tika izveidoti (pamatojoties uz arheoloģiskajām atliekām) aptuveni no 3000 līdz 2500 p.m.ē.

Tā galvenokārt ir bronza, jo metāli, no kuriem tā sastāv (varš un alva), atrodas (pārpilnībā) to sākotnējā stāvoklī, un tiem nav nepieciešama ekstrakcija no rūdas.

Zelts un sudrabs ir dabā plaši sastopami metāli, un šī iemesla dēļ tie ir zināmi no 5. tūkstošgades pirms mūsu ēras, tāpēc tos arī ļoti bieži sajauc, jo īpaši, lai mainītu zelta krāsu vai cietību.

Teorētiski sakausējumu ir bezgalīgi daudz. Pamatprocess ir vienkāršs: vienkārši uzsildiet divus vai vairākus metālus, līdz tie sasniedz atbilstošo kušanas temperatūru, pēc tam sajauciet tos atbilstoši pareizajām devām un sāciet tos atdzesēt.

Tādējādi pietiek pat nedaudz mainīt sastāvdaļu devu, lai izveidotu jaunu sakausējumu, kam ir unikālas īpašības.Turklāt izšķiroša nozīme ir arī jaunā sakausējuma ražošanas apstākļiem: pietiek, piemēram, mainīt kušanas temperatūru, degšanas apstākļus vai pat dzesēšanas laiku.

Sakausējumu pretestības atkarība no to sastāva ir ļoti atšķirīga. Dažos gadījumos sakausējums ir ļoti mazu divu metālu kristālu kolekcija, kas veido sakausējumu. Katrs metāls kristalizējas neatkarīgi viens no otra, pēc tam to kristāli vienmērīgi un diezgan nejauši sajaucas sakausējumā.

Tie ir svins, alva, cinks un kadmijs, kas tiek sajaukti jebkurā veidā. Šādu sakausējumu pretestība dažādās koncentrācijās atrodas starp tīru metālu pretestības galējām vērtībām, tas ir, tā vienmēr ir mazāka par lielāko no tiem un lielāka par mazāko.

Sīkāka informācija par metāla izturību: Kas nosaka vadītāja pretestību

Vēl viens noderīgs raksts: Metālu un sakausējumu pamatīpašības

Zemāk esošajā attēlā grafiski parādīta cinka-alvas sakausējuma pretestības atkarība no abu metālu tilpuma koncentrācijas.

Abscisa parāda alvas tilpumus procentos no sakausējuma vienības tilpuma, t.i. abscisa 60 nozīmē, ka sakausējuma tilpuma vienībā ir 0,6 tilpumi alvas un 0,4 tilpumi cinka. Ordinātas parāda sakausējuma pretestības vērtības, kas reizinātas ar 106.

Tā kā tīri metāli pretestības temperatūras koeficienti ir vienādas kārtas daudzumi, kas ir tuvu gāzu izplešanās koeficientam, ir acīmredzams, ka aplūkojamās grupas sakausējumiem ir vienādas kārtas koeficienti.

Daudzos citos gadījumos abu metālu sakausējumi ir viendabīga masa, kas sastāv no maziem kristāliem, kas sastāv no abu metālu atomiem.

Dažreiz šādus jauktus kristālus var veidot no divu metālu atomiem jebkurā attiecībā, dažreiz šādi veidojumi ir iespējami tikai noteiktās koncentrācijas zonās.

Ārpus šiem reģioniem sakausējumi ir līdzīgi pirmās tikko aplūkotās grupas sakausējumiem, izņemot to, ka tie ir tīra metāla kristālu un jaukta tipa kristālu maisījums, kas sastāv no abu veidu atomiem.

Šāda veida sakausējumu pretestība parasti ir lielāka nekā divu metālu pretestība.

Zemāk esošajā attēlā grafiski parādīta zelta un sudraba sakausējuma pretestības atkarība no koncentrācijas, kas veido jauktus kristālus katrā koncentrācijā. Līknes konstruēšanas metode ir tāda pati kā līkne iepriekšējā attēlā.

Tīra sudraba pretestība grafikā ir 1,5 * 10-6, tīra zelta 2,0 * 10-8... Sakausējot abus metālus vienādos tilpumos (50%), iegūstam sakausējumu ar pretestību 10,4 * 10- 6.

Šīs grupas sakausējumu pretestības temperatūras koeficienti parasti ir zemāki nekā katram metālam, kas veido sakausējumu.

Zemāk esošajā attēlā grafiski parādīta zelta un sudraba sakausējuma temperatūras koeficienta atkarība no zelta koncentrācijas.

Koncentrāciju diapazonā no 15% līdz 75% pretestības temperatūras koeficients nepārsniedz ceturto daļu no tā paša tīro metālu koeficienta.

Daži trīs metālu sakausējumi ir tehniski svarīgi.

Pirmajam no šiem sakausējumiem, manganīnam, ja to pareizi apstrādā, temperatūras koeficients ir nulle, kā rezultātā manganīna stiepli izmanto precīzas pretestības žurnālu izgatavošanai.

Niķeļa, hroma sakausējums ar mangāna, silīcija, dzelzs, alumīnija (nihroma) piedevām ir visizplatītākais materiāls dažādu sildelementu ražošanai.

Sīkāka informācija par šāda veida sakausējumiem: Nihromi: šķirnes, sastāvs, īpašības un īpašības

Pārējie sakausējumi (konstantāns, niķelīns, niķeļa sudrabs) tiek izmantoti regulējošo reostatu ražošanai, jo tiem ir ievērojama pretestība un tie salīdzinoši maz oksidējas gaisā tajās diezgan augstās temperatūrās, kādas bieži ir reostata stieplēm.

Plašāku informāciju par trīskāršajiem sakausējumiem, ko visbiežāk izmanto elektriskajā rūpniecībā, skatiet šeit:Augstas izturības materiāli, augstas izturības sakausējumi

Vislabāk ir meklēt dažādu sakausējumu specifiskās pretestības vērtības īpašās atsauces grāmatās vai noteikt eksperimentāli, jo tās var ievērojami atšķirties.

Kā piemēru mēs sniedzam Mg-Al un Mg-Zn sakausējumu elektriskās pretestības un siltumvadītspējas vērtības:

Šajā darbā tiek pētīta Mg — Al un Mg — Zn bināro sakausējumu elektriskā pretestība un siltumvadītspēja temperatūras diapazonā no 298 K līdz 448 K un analizēta sakausējumu atbilstošās elektrovadītspējas un siltumvadītspējas attiecība.

Skatīt arī: Visizplatītākie vadošie materiāli elektroinstalācijās