Сравнение материалов для изготовления нитей накаливания и термопар
Министерство сельского хозяйства и продовольствия РБ
Белорусский Государственный Аграрно-Технический Университет
Кафедра ППС
Реферат на тему:
Сравнение материалов для изготовления нитей накаливания и термопар
Выполнил:
студент 2 эа гр.
Алейчик
Дмитрий
Проверил:
Довнар И.В.
материал
нить накаливание термопара
Минск 2009
Лампы
накаливания
Нити
накала ламп накаливания изготавливаются из вольфрама.
Свойства
вольфрама. Металлический вольфрам имеет светло-серый цвет.
После углерода у него самая высокая температура плавления среди всех простых
веществ. Ее значение определено в пределах 3387–3422° С. У вольфрама –
превосходные механические качества при высоких температурах и наименьший
коэффициент расширения среди всех металлов. Температура кипения 5400–5700° С.
Вольфрам – один из наиболее тяжелых металлов с плотностью 19250 кг/м3. Электропроводность
вольфрама при 0° C – величина порядка 28% от электропроводности серебра,
являющегося наиболее электропроводящим металлом. Чистый вольфрам довольно легко
поддается обработке, однако обычно он содержит примеси углерода и кислорода,
что и придает металлу известную всем твердость.
Вольфрам
обладает очень высоким модулем растяжения и сжатия, очень высоким
сопротивлением температурной ползучести, высокой тепло- и электропроводностью,
высоким коэффициентом электронной эмиссии, который может быть еще улучшен
сплавлением вольфрама с некоторыми оксидами металлов.
Вольфрам
химически стоек. Соляная, серная, азотная, фтороводородная кислоты, царская
водка, водный раствор гидроксида натрия, аммиак (до 700° С), ртуть и пары
ртути, воздух и кислород (до 400° С), вода, водород, азот, угарный газ (до 800°
С), хлороводород (до 600° С) на вольфрам не действуют. С вольфрамом реагируют
аммиак в смеси с пероксидом водорода, жидкая и кипящая сера, хлор (свыше 250°
С), сероводород в условиях температуры красного каления, горячая царская водка,
смесь фтористоводородной и азотной кислот, расплавы нитрата, нитрита, хлората
калия, диоксида свинца, нитрита натрия, горячая азотная кислота, фтор, бром,
йод. Карбид вольфрама образуется при взаимодействии углерода с вольфрамом при
температуре выше 1400° С, оксид – при взаимодействии с водяным паром и
диоксидом серы (при температуре красного каления), углекислым газом (выше 1200°
С), оксидами алюминия, магния и тория.
Термопары
Система
из двух разнородных проводников, спаянных концами и дающих заметную термоэдс,
когда спаи имеют разные температуры, называется термопарой или термоэлементом.
Первое название обычно применяют, когда такая система применяется к
термоэлектрическим источникам энергии. Величины термоэдс для большинства металлов
измеряются микровольтами на градус, как и предсказывает формула (12). Такие эдс
слишком малы для сколько-нибудь практических источников энергии, но ими очень
удобно пользоваться для измерений температуры. Термопары в особенности полезны
для измерения температуры в труднодоступных для обычных термометров местах или
в очень малых объемах; кроме того, термопары из очень тонких проволочек мало
инерционны и позволяют следить за сравнительно быстрыми изменениями
температуры. Для полупроводников, к которым можно приближенно применять формулу
(3), достижимы эдс порядка милливольта на градус, и полу проводниковые
термоэлементы находят применение как источники электроэнергии для маломощных
установок. Для изготовления измерительных термопар выбираются пары металлов или
сплавов, дающие достаточно большие, стабильные и воспроизводимые термоэдс.
Термопарная
проволока: алюмель, хромель, копель, константан - химический состав, свойства,
области применения
Алюмель
- сплав, применяемый в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода
термопары хромель-алюмель, а также в виде компенсационных проводов. Химический
состав алюмеля (в %): 1,8-2,5 алюминия; 0,85-2,0 кремния; 1,8-2,2 марганца;
остальное - никель и кобальт, причём кобальт присутствует как примесь в никеле,
и для обеспечения требуемого значения термоэдс его содержание должно быть в
пределах 0,6-1,0%.
Термопарами
с алюмелью пользуются для измерений температуры до 1000С. Свыше 1000С при
длительных выдержках изменение термоэдс становится весьма заметным. Разработаны
и применяются сплавы алюмели, легированные 0,06-0,1% циркония или 0,06%
циркония + 0,005-0,03% бора и др. Легирование алюмели существенно увеличивает
пластичность (при 600-1100С) и длительную прочность (при 700-900С), а также
повышает стабильность термоэдс при температурах до 1250-1300С.
Хромель
изготовляется в виде проволоки и применяется в паре с алюмелем в качестве
положительного термоэлектрода термопары хромель - алюмель, которая используется
при измерении температуры. Хромель применяется также в качестве компенсационных
проводов. В России выпускают хромель марок НХ9,5 и НХ9.
Копель
- медно-никелевый сплав, содержащий ~43% Ni и ~0,5% Mn. По химическому составу,
физическим и механическим свойствам копель близок к константану, температура
плавления копеля около 1290С.
Из
всех медно никелевых сплавов копель обладает максимальной термоэлектродвижущей
силой в паре с хромелем (около 6,95 мв при 100С, 49,0 мв при 600С).
Применяется
главным образом в пирометрии в качестве отрицательного термоэлектрода термопар
при измерении температур до 600С, а также в качестве компенсационных проводов.
В России изготовляется копель марки МНМц 43-0,5.