Odolnosť zliatin

Existuje veľa kovov a oveľa viac zliatin niekoľkých kovov.

Najstaršie umelé zliatiny z ľudských metalurgických experimentov boli vytvorené (na základe archeologických pozostatkov) približne od roku 3000 do 2500 pred Kristom.

Je to predovšetkým bronz, pretože kovy, z ktorých sa skladá (meď a cín), sú prítomné (v hojnosti) v ich pôvodnom stave a nevyžadujú extrakciu z rudy.

Zlato a striebro sú kovy, ktoré sa v prírode vyskytujú vo veľkom množstve a preto sú známe už od 5. tisícročia pred Kristom, preto sa tiež veľmi často miešajú, najmä kvôli zmene farby či tvrdosti zlata.

Teoreticky existuje nekonečné množstvo zliatin. Základný proces je jednoduchý: jednoducho zahrejte dva alebo viac kovov, kým nedosiahnu príslušnú teplotu topenia, potom ich zmiešajte podľa správnych dávok a začnite ich chladiť.

Stačí teda čo i len mierne zmeniť dávkovanie zložiek, aby sa vytvorila nová zliatina, ktorá má jedinečné vlastnosti.Okrem toho sú rozhodujúce aj výrobné podmienky novej zliatiny: stačí napríklad zmeniť bod topenia, podmienky výpalu alebo aj čas chladenia.

Závislosť odolnosti zliatin od ich zloženia má veľmi odlišný charakter. V niektorých prípadoch je zliatina súborom veľmi malých kryštálov dvoch kovov, ktoré tvoria zliatinu. Každý kov kryštalizuje nezávisle od seba, potom sa ich kryštály rovnomerne a skôr náhodne zmiešajú v zliatine.

Ide o olovo, cín, zinok a kadmium, ktoré sa miešajú ľubovoľným spôsobom. Odolnosť takýchto zliatin pri rôznych koncentráciách leží medzi extrémnymi hodnotami odolnosti čistých kovov, to znamená, že je vždy menšia ako väčšia z nich a väčšia ako menšia.

Podrobnosti o odolnosti kovov: Čo určuje odpor vodiča

Ďalší užitočný článok: Základné vlastnosti kovov a zliatin

Na obrázku nižšie je graficky znázornená závislosť merného odporu zliatiny zinku a cínu od objemovej koncentrácie týchto dvoch kovov.

Na vodorovnej osi sú znázornené objemy cínu v percentách z jednotkového objemu zliatiny, t.j. os x 60 znamená, že jednotkový objem zliatiny obsahuje 0,6 objemu cínu a 0,4 objemu zinku. Na osi y sú hodnoty odporu zliatiny vynásobené 106.

Keďže čisté kovy teplotné koeficienty odporu sú množstvá rovnakého rádu blízke koeficientu rozťažnosti plynov, je zrejmé, že zliatiny uvažovanej skupiny majú koeficienty rovnakého rádu.

V mnohých iných prípadoch sú zliatiny týchto dvoch kovov homogénnou hmotou zloženou z malých kryštálov zložených z atómov týchto dvoch kovov.

Niekedy môžu byť takéto zmiešané kryštály vytvorené z atómov dvoch kovov v akomkoľvek pomere, niekedy sú takéto formácie možné len v určitých oblastiach koncentrácie.

Mimo týchto oblastí sú zliatiny podobné tým z prvej skupiny, o ktorej sme práve uvažovali, až na to, že sú zmesou kryštálov čistého kovu a kryštálov zmiešaného typu zložených z atómov oboch typov.

Odpor zliatin tohto typu je zvyčajne väčší ako odpor dvoch kovov.

Obrázok nižšie graficky znázorňuje koncentračnú závislosť merného odporu zliatiny zlata a striebra tvoriacej zmiešané kryštály pri každej koncentrácii. Spôsob konštrukcie krivky je rovnaký ako krivka na predchádzajúcom obrázku.

Odolnosť čistého striebra na grafe je 1,5 * 10-6, čistého zlata 2,0 * 10-8... Legovaním rovnakých objemov dvoch kovov (50 %) získame zliatinu s odporom 10,4 * 10- 6.

Teplotné koeficienty odporu pre zliatiny tejto skupiny sú vo všeobecnosti nižšie ako pre každý z kovov, ktoré tvoria zliatinu.

Na obrázku nižšie je graficky znázornená závislosť teplotného koeficientu zliatiny zlata a striebra od koncentrácie zlata.

V rozsahu koncentrácií od 15 % do 75 % teplotný koeficient odporu nepresahuje štvrtinu rovnakého koeficientu čistých kovov.

Niektoré zliatiny troch kovov majú technický význam.

Prvá z týchto zliatin, manganín, má pri správnom spracovaní teplotný koeficient nula, v dôsledku čoho sa manganínový drôt používa na výrobu presných odporových zásobníkov.

Zliatina niklu, chrómu, s prídavkami mangánu, kremíka, železa, hliníka (nichróm) je najbežnejším materiálom na výrobu rôznych vykurovacích telies.

Viac podrobností o tomto type zliatin: Nicrómy: odrody, zloženie, vlastnosti a charakteristiky

Zvyšné zliatiny (konštantán, nikelín, nikel striebro) sa používajú na výrobu regulačných reostatov, pretože majú značný odpor a sú relatívne málo oxidované na vzduchu pri tých pomerne vysokých teplotách, ktoré často majú drôty reostatov.

Viac podrobností o ternárnych zliatinách najčastejšie používaných v elektrotechnickom priemysle nájdete tu:Vysoko odolné materiály, vysoko odolné zliatiny

Najlepšie je vyhľadať špecifické hodnoty odporu rôznych zliatin v špeciálnych referenčných knihách alebo určiť experimentálne, pretože sa môžu značne líšiť.

Ako príklad uvádzame hodnoty elektrického odporu a tepelnej vodivosti zliatin Mg-Al a Mg-Zn:

V tejto práci sa skúma elektrický odpor a tepelná vodivosť binárnych zliatin Mg — Al a Mg — Zn v teplotnom rozsahu od 298 K do 448 K a analyzuje sa vzťah medzi zodpovedajúcou elektrickou vodivosťou a tepelnou vodivosťou zliatin.

Pozri tiež: Najbežnejšie vodivé materiály v elektrických inštaláciách