Przeczytaj
Co to jest bimetal?
Bimetal to materiał złożony z trwale połączonych na całej powierzchni styku dwóch różniących się właściwościami fizykochemicznymi metali, bądź stopów.
Rozróżnia się m.in.:
bimetale stykowe,
bimetale przewodowe,
bimetale przeciwkorozyjne,
termobimetale.
Bimetale stykowe
Bimetale stykowe złożone są z dwóch metali lub stopów, w których jeden z nich odznacza się dużą przewodnością elektryczną i wytrzymałością mechaniczną (np. stal, miedź i jej stopy). Drugi metal lub stop wykazuje bardzo małą oporność stykową i dużą odporność na działanie łuku elektrycznego (np. srebro, złoto, platyna i jej stopy).
Bimetale przewodowe
Bimetale w formie drutu, w których rdzeń jest metalem lub stopem odznaczającym się dużą wytrzymałością (np. stal), a powłoka jest metalem lub stopem wykazujacym dużą przewodność elektryczną (np. miedź). Stosowane są one w przewodach prądowych.
Bimetale przeciwkorozyjne
Złożone z dwóch metali lub stopów, z których jeden wykazuje dużą wytrzymałość (np. stal), a drugi tworzy powłokę o dobrej odporności na korozję (np. mosiądz czy aluminium).
Termobimetale
W termobimetalach wykorzystuje się różnicę współczynników rozszerzalności cieplnej (alfa)współczynników rozszerzalności cieplnej (alfa). Metal lub stop o wyższej wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej nazywany jest warstwą czynną, a ten o mniejszej warstwą bierną.
Wraz ze wzrostem temperatury, warstwa czynna wygina się w stronę warstwy biernej na skutek różnicy współczynników rozszerzalności temperaturowej. Warstwa czynna zaczyna wydłużać się bardziej aniżeli warstwa bierna.
Pierwsze historyczne wzmianki o praktycznym zastosowaniu bimetali pochodzą już z XVIII wieku. Angielski zegarmistrz samouk John Harrison wykorzystał bimetal do konstrukcji chronometru. Jego wynalazek był wykorzystywany na statkach. Chronometr jest to wyjątkowo dokładny zegar, który cechuje się odpornością na zmienne warunki atmosferyczne.
Materiały wykorzystywane w produkcji termobimetali
Praktycznie każda para metali lub ich stopów może tworzyć bimetal. Wynika to z różnicy wartości współczynnika wartości cieplnej, który jest charakterystyczny dla danego metalu bądź jego stopu. Jednak aby otrzymany bimetal mógł zostać praktycznie wykorzystany, stosuje się pewne kryteria:
otrzymany bimetal powinien mieć wysoką czułość;
warstwa bierna powinna wykazywać niską wartość współczynnika rozszerzalności cieplnej, a warstwa czynna dużą;
odporność materiałów na korozjękorozję;
materiały powinny być plastyczne i łatwe w obróbce.
Jako warstwy biernej używa się substancji o względnie niskich wartościach współczynnika rozszerzalności cieplnej. Ze względów ekonomicznych głównie w tym celu wykorzystuje się inwar (alfa= 1–210Indeks górny −6−6/K). Jest to stop żelaza i niklu z niewielkim dodatkiem węgla i chromu. W zależności od stopu, zawartość procentowa żelaza wynosi 54‑64%, a niklu odpowiednio 36‑46%. Warstwa czynna powinna wykazywać wysoką wartość współczynnika rozszerzalności. Najczęściej stosuje się stal wysokoniklową (alfa= 1510Indeks górny −6−6/K), tombaktombak (alfa= 18‑1910Indeks górny −6−6/K) oraz mosiądzmosiądz (alfa= 2010Indeks górny −6−6/K).
Podsumowanie
Bimetale to trwałe połączenia pomiędzy dwoma metalami lub stopami metali. Bimetale odgrywają istotną rolę w życiu codziennym. Dzięki swoim właściwościom znajdują szerokie spektrum zastosowań, np. pozwalają mierzyć temperaturę oraz bez przeszkód korzystać z piekarnika czy żelazka.
Słownik
substancja składająca się z 2 lub więcej pierwiastków chemicznych, z których co najmniej 1, ale występujący w przeważającej ilości, jest metalem
ciągłe wyładowanie elektryczne zazwyczaj w gazie pod ciśnieniem normalnym (atmosferycznym) lub wyższym; zachodzi pomiędzy dwiema elektrodami z materiału przewodzącego prąd elektryczny lub innymi elementami pełniącymi ich role
wielkość charakteryzująca daną substancje; wskazuje, jak zmieniają się jej rozmiary ze wzrostem temperatury
proces niszczenia (degradacji) materiałów w wyniku reakcji chemicznych lub elektrochemicznych przebiegających na granicy zetknięcia z otaczającym je środowiskiem
stop miedzi (min. 80%) i cynku
stop miedzi z innymi metalami i cynkiem