А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Лінійний коефіцієнт - розширення
Лінійний коефіцієнт розширення в елементарних підручниках фізики визначається як подовження, що припадає на одиницю довжини тіла (1 см) при нагріванні останнього на 1 С. Це визначення не зовсім точно: при різних початкових температурах нагрівання на 1 дає для одного і того ж тіла різні подовження одиниці довжини срав.
Стисливість X лужних металів в залежності від тиску. Лінійні коефіцієнти розширення та стисливості анізотропні і знаходяться в тісному зв'язку з симетрією кристала. Якщо, наприклад, нагрівати або стискати кристалічний куля і вимірювати при зміні умов коефіцієнти а і х з різних напрямків, то спостерігається спотворення форми кристалів з низькою симетрією.
Лінійний коефіцієнт розширення гуми 80 - 10 Теплопровідність гуми 0 1 - 0 2 ккал м-годину-град.
Невеликий лінійний коефіцієнт розширення (3610 - 7) цього скла обумовлює його термостійкість.
Лінійний коефіцієнт розширення порцеляни дорівнює в середньому 356 - 10 при температурах від 20 до-200 С і поступово зростає до 469 - 10-у при 1000 С. Верхньої температурною межею застосовності глазурованого фарфору є температура 1250 С, неглазурованного порцеляни 1400 С.
. Значення лінійного коефіцієнта розширення дані для інтервалу температур 20 - 100 С.
Вакуумні мікроваги. Так як лінійний коефіцієнт розширення вольфраму невеликий (0033610 - 4 см /см /С), то можна очікувати, що будь-яка зміна довжини внаслідок зміни температури буде компенсуватися тим, що рама діє як пружина.
З при лінійному коефіцієнті розширення а 23 - 1СГв Нград і 50% - ном запасі на деформацію втулки після надягання її на вал. Усадку і напруга розраховують за тим же методом, що і для металів.
Через неоднаковою величини лінійних коефіцієнтів розширення кварцу і кремнію зразки при охолодженні іноді руйнуються.
кварцеве скло відрізняється надзвичайно малим лінійним коефіцієнтом розширення. Вироби з кварцу не тріскаються при швидкому нагріванні і охолодженні; крім того, вони досить стійкі по відношенню до багатьох хімічних реагентів, які роз'їдають звичайне скло.
Отримана формула дозволяє визначити температурний лінійний коефіцієнт розширення всього сталеалюмінієвого дроти.
Для компенсації різниці в лінійних коефіцієнтах розширення ебоніту і металу ебонітова прошарок роз'єднана в швах м'якою гумою.
Залежність коефіцієнта термічного розширення від складу щелочесілікатних стекол.
Для хімічних стекол зазвичай вимірюють лінійний коефіцієнт розширення.
Фізичні властивості кристалів PbF2. Саука[158]вивів з рентгеноструктурних досліджень величини лінійних коефіцієнтів розширення ромбічної форми по всіх трьох осях.
З формули (11.5) випливає, що, знаючи лінійний коефіцієнт розширення твердого тіла, легко обчислити об'ємний. Тому для твердих тіл в таблицях вказані лише коефіцієнти лінійного розширення.
При виготовленні біметалевих пластин матеріали шарів підбирають так, щоб різниця їх лінійних коефіцієнтів розширення була значною. В цьому випадку отримують високу чутливість роботи апарату.
При виготовленні біметалевих пластин матеріали шарів підбирають так, щоб різниця їх лінійних коефіцієнтів розширення була значною.
В даний час можливість появ мікротріщин усунена припаюванням до германієвої платівці коварового базового кільця, що має той же лінійний коефіцієнт розширення, що і германій. Це удосконалення збільшує ефективну товщину германієвої пластинки і оберігає її від появи тріщин.
З простих властивостей стекол порівняно краще за інших вивчені щільність (молярний об'єм), показник заломлення, середня дисперсія і середній лінійний коефіцієнт розширення.
складові ємності представляють собою гнучкі резервуари з малою товщиною первинної оболонки (0 5 - 1 мм) з нержавіючої сталі або зі спеціальних сплавів, що володіють дуже незначним лінійним коефіцієнтом розширення.
Еталон виготовляють зазвичай з сплаву пірос (82% Ni, 7% Сг; 5% W; 3% Мп; 3% Fe); його лінійний коефіцієнт розширення плавно змінюється від 1258 - 10-у до 2124 - Ю-6 1 /Г в інтервалі від 0 до 1000 С.
Прийняти, що лінійні коефіцієнти розширення і робоча температура отвори (а, ID) і вала (a, td) не рівні, a to і 1ц більше температури складання з'єднання.
Ці напруги виникають внаслідок нерівності лінійних коефіцієнтів розширення сталевих шпильок (АШП ас 0000011) та алюмінієвих стягуються деталей (аа. При нагріванні така пластинка внаслідок різниці лінійних коефіцієнтів розширення використаних для її виготовлення металів згинається (положення при нагріванні показано пунктиром) і вільний кінець діє на зубчасту рейку, яка повертає стрілку на циферблаті, що показує вимірювану температуру.
Схема роботи пьезопластінкі. Для запобігання розтріскування перехідного шару внаслідок різних лінійних коефіцієнтів розширення зазначених сумішей і зразка швидкість нагріву не повинна перевищувати 1 - 3 в 1 хв.
Температура досвіду може бути значно вище або нижче цієї температури. Щоб обчислити справжні розміри циліндрів при температурі досвіду, слід їх розрахувати, знаючи лінійний коефіцієнт розширення матеріалу, з якого вони виготовлені.
Нижче описуються різні за принципом ваги, що відрізняються простотою конструкції і достатньою зручністю для повсякденної роботи. Нитки для ваг виготовляють з різних матеріалів, однак вважають за краще кварц, який вигідно відрізняється порівняно невеликою модулем пружності і малим лінійним коефіцієнтом розширення. Недолік кварцу - крихкість, тому р-абота з тонкими кварцовими нитками вимагає обережності.
В силу своєї міцності, теплостійкості, корозійної стійкості, хороших технологічних властивостей нікель представляє собою зручний матеріал для машинобудівника. Фізичні параметри нікелю наступні: питома вага у 8 9 кг /дм3 температура плавлення tnA тисячі чотиреста п'ятьдесят два С, теплоємність з 010 ккал /кг С, теплопровідність Я 58 ккал /м З годину, лінійний коефіцієнт розширення а 134 XX 10 - 5 питомий електричний опір Q 0092 ом-мм 2 /м, температура лиття 1550 С. Нікель ллється і піддається гарячої та холодної обробки. Він абсолютно хімічно стійкий до розчинів і плавиться лугів, органічних кислот і багатьох органічних сполук. Нікель застосовується в апаратурі органічного синтезу в тих випадках, коли застосування нержавіючих сталей неможливо через їх впливу як каталізатора на хід побічних або небажаних реакцій, а також для виготовлення апаратури фармацевтичній і харчовій промисловості, де потрібна максимальна чистота продукту.
За розглянутими вище методам вирощування монокристалів проводиться в контейнерах, що дозволяють отримувати монокристали заданої форми. При цьому, однак, часто в кристалах спостерігається внутрішнє напруження, яке може привести до їх деформації або зміни фізичних і механічних властивостей. Таке явище спостерігається особливо тоді, коли лінійні коефіцієнти розширення матеріалу контейнера і речовини, що кристалізується сильно розрізняються. Щоб уникнути внутрішніх напружень, застосовують методи, які використовують вільний зростання кристала в розплаві при односторонньому охолодженні. В цьому випадку зростаючий кристал не стикається зі стінками контейнера.
Відомо, що в ряді випадків зварювання шарів відбувається вже в процесі нагрівання двошарової заготовки. Це іноді спостерігається при виготовленні заготовок з натягом і при ССВ ан, а також при підвищеному хімічну спорідненість металів шарів: метали верств взаємно дифундують вже в процесі нагрівання. Це може бути і в разі, якщо лінійний коефіцієнт розширення внутрішнього шару менше зовнішнього. Для цього необхідно здійснювати нагрів двошарової заготовки індуктором, введеним всередину неї, з великим (до 200 - 300 С) перепадом температур по перетину заготовки.
Для цього необхідно покласти Щ]і08ц, де н0 - лінійний коефіцієнт концентраційного розширення решітки.
Полімеризації стрічки в рулонах по 5 - 10 кг поміщають на що знаходиться на верхній частині прядильної машини подає пристосування, де вони за допомогою затягують стрічку вальцов17 розмотуються в зворотному напрямку. При цьому стрічка проходить через пару маленьких вальців з тонкопрофілірованнимі колесами і потрапляє в щілину обігрівається плавильної камери. У цій камері, поперечний переріз якої пристосовано до форми стрічки, з урахуванням лінійного коефіцієнта розширення розплаву відбувається перехід поліаміду з твердого стану в розплавлене. Безперервно проходить через колеса вальців стрічка діє своєї ще не розплавленої частиною як поршень і тисне на вже розплаву масу, рухаючи її до філь'єрі, звідки виходить сформована нитка. Таким чином, зберігається той же принцип, що і при формуванні волокна зі стрижнів, але в багатьох відносинах цей спосіб перевершує його. Перевагою є те, що завдяки незначній товщині шару розплаву легше побачити і видалити сторонні включення.
Розглянемо розширення куба якогось изотропного тіла, кожне ребро якого при температурі t приймемо одиниці. Нагріваємо куб на 1 тоді кожне ребро його подовжиться на величину с. Ця величина с, що показує збільшення одиниці довжини при підвищенні температури на 1 називається лінійним коефіцієнтом розширення розглянутого тіла.
Досвідчені дані і теоретичні дослідження показують, що в обсязі даної речовини, здатного поглинати і втрачати якусь рідину, виникають залишкові напруги внаслідок різниці коефіцієнтів лінійного розширення сусідніх шарів, в яких концентрації рідини різні уздовж якої-небудь однієї лінійної координати. Так як в полімерних матеріалах в тих чи інших кількостях мігрує волога або інші рідини, можна очікувати в них виникнення залишкових напружень при міграції рідин протягом усього періоду до насичення, а для замкнутих систем - і після насичення. Для підрахунків цих напруг необхідно знати: а) функцію розподілу концентрації рідини по лінійної координаті і б) дифузійні лінійні коефіцієнти розширення.
Коефіцієнт теплового (термічного) розширення зазвичай сильно залежить від температури. У більшості випадків він збільшується з температурою. Зміна коефіцієнта а з температурою для кристалів NaCl показано на рис. 2.1. Хід кривої можна розглядати як характерний для термічного поведінки багатьох кристалів. З малюнка видно, що лінійний коефіцієнт розширення зі зниженням температури, тобто з наближенням до ідеального граничного стану прагне до нуля.
Для проведення різних дослідів в лабораторії застосовують спеціальну хімічну посуд з тонкостінного або товстостінного лабораторного скла. Посуд з тонкостінного скла повинна бути стійка до хімічних впливів і коливань температури. Реакції при нагріванні ведуть в посуді з жаростійкого скла, наприклад, скла пирекс або кварцового скла. Скло пирекс містить до 81% діоксиду кремнію, близько 5% оксидів лужних металів і 13% оксиду бору і володіє низьким лінійним коефіцієнтом розширення. Посуд з такого скла досить термостійка і витримує різкий перепад температур до 150 - 180 С.
У всіх випадках при тимчасової консервації електролізерів найбільшої шкоди їм заподіюється скороченням міжремонтного строку експлуатації та зниженням їх продуктивності після повторного пуску на електроліз. Загальновідомо, що при нормальній експлуатації катодного пристрій має в робочій зоні температуру 950 - 965 С, температура футеровки значно змінюється від робочої зони до бічних стінок. При тимчасової консервації в період охолодження футеровочні матеріали стискаються, а в футеровці утворюються тріщини, спостерігаються й інші порушення. При подальшому розігріві подини футеровочні матеріали розширюються. Оскільки у різних матеріалів футеровки подини лінійні коефіцієнти розширення різні, футеровка катодного вузла електролізера порушується. При цьому зменшується тривалість експлуатації (термін служби) електролізера, збільшуються втрати напруги і погіршується розподіл струму в катодному пристрої, а також знижується вихід по струму, що за інших рівних умов рівносильно зниженню продуктивності.
Стисливість X лужних металів в залежності від тиску. Лінійні коефіцієнти розширення та стисливості анізотропні і знаходяться в тісному зв'язку з симетрією кристала. Якщо, наприклад, нагрівати або стискати кристалічний куля і вимірювати при зміні умов коефіцієнти а і х з різних напрямків, то спостерігається спотворення форми кристалів з низькою симетрією.
Лінійний коефіцієнт розширення гуми 80 - 10 Теплопровідність гуми 0 1 - 0 2 ккал м-годину-град.
Невеликий лінійний коефіцієнт розширення (3610 - 7) цього скла обумовлює його термостійкість.
Лінійний коефіцієнт розширення порцеляни дорівнює в середньому 356 - 10 при температурах від 20 до-200 С і поступово зростає до 469 - 10-у при 1000 С. Верхньої температурною межею застосовності глазурованого фарфору є температура 1250 С, неглазурованного порцеляни 1400 С.
. Значення лінійного коефіцієнта розширення дані для інтервалу температур 20 - 100 С.
Вакуумні мікроваги. Так як лінійний коефіцієнт розширення вольфраму невеликий (0033610 - 4 см /см /С), то можна очікувати, що будь-яка зміна довжини внаслідок зміни температури буде компенсуватися тим, що рама діє як пружина.
З при лінійному коефіцієнті розширення а 23 - 1СГв Нград і 50% - ном запасі на деформацію втулки після надягання її на вал. Усадку і напруга розраховують за тим же методом, що і для металів.
Через неоднаковою величини лінійних коефіцієнтів розширення кварцу і кремнію зразки при охолодженні іноді руйнуються.
кварцеве скло відрізняється надзвичайно малим лінійним коефіцієнтом розширення. Вироби з кварцу не тріскаються при швидкому нагріванні і охолодженні; крім того, вони досить стійкі по відношенню до багатьох хімічних реагентів, які роз'їдають звичайне скло.
Отримана формула дозволяє визначити температурний лінійний коефіцієнт розширення всього сталеалюмінієвого дроти.
Для компенсації різниці в лінійних коефіцієнтах розширення ебоніту і металу ебонітова прошарок роз'єднана в швах м'якою гумою.
Залежність коефіцієнта термічного розширення від складу щелочесілікатних стекол.
Для хімічних стекол зазвичай вимірюють лінійний коефіцієнт розширення.
Фізичні властивості кристалів PbF2. Саука[158]вивів з рентгеноструктурних досліджень величини лінійних коефіцієнтів розширення ромбічної форми по всіх трьох осях.
З формули (11.5) випливає, що, знаючи лінійний коефіцієнт розширення твердого тіла, легко обчислити об'ємний. Тому для твердих тіл в таблицях вказані лише коефіцієнти лінійного розширення.
При виготовленні біметалевих пластин матеріали шарів підбирають так, щоб різниця їх лінійних коефіцієнтів розширення була значною. В цьому випадку отримують високу чутливість роботи апарату.
При виготовленні біметалевих пластин матеріали шарів підбирають так, щоб різниця їх лінійних коефіцієнтів розширення була значною.
В даний час можливість появ мікротріщин усунена припаюванням до германієвої платівці коварового базового кільця, що має той же лінійний коефіцієнт розширення, що і германій. Це удосконалення збільшує ефективну товщину германієвої пластинки і оберігає її від появи тріщин.
З простих властивостей стекол порівняно краще за інших вивчені щільність (молярний об'єм), показник заломлення, середня дисперсія і середній лінійний коефіцієнт розширення.
складові ємності представляють собою гнучкі резервуари з малою товщиною первинної оболонки (0 5 - 1 мм) з нержавіючої сталі або зі спеціальних сплавів, що володіють дуже незначним лінійним коефіцієнтом розширення.
Еталон виготовляють зазвичай з сплаву пірос (82% Ni, 7% Сг; 5% W; 3% Мп; 3% Fe); його лінійний коефіцієнт розширення плавно змінюється від 1258 - 10-у до 2124 - Ю-6 1 /Г в інтервалі від 0 до 1000 С.
Прийняти, що лінійні коефіцієнти розширення і робоча температура отвори (а, ID) і вала (a, td) не рівні, a to і 1ц більше температури складання з'єднання.
Ці напруги виникають внаслідок нерівності лінійних коефіцієнтів розширення сталевих шпильок (АШП ас 0000011) та алюмінієвих стягуються деталей (аа. При нагріванні така пластинка внаслідок різниці лінійних коефіцієнтів розширення використаних для її виготовлення металів згинається (положення при нагріванні показано пунктиром) і вільний кінець діє на зубчасту рейку, яка повертає стрілку на циферблаті, що показує вимірювану температуру.
Схема роботи пьезопластінкі. Для запобігання розтріскування перехідного шару внаслідок різних лінійних коефіцієнтів розширення зазначених сумішей і зразка швидкість нагріву не повинна перевищувати 1 - 3 в 1 хв.
Температура досвіду може бути значно вище або нижче цієї температури. Щоб обчислити справжні розміри циліндрів при температурі досвіду, слід їх розрахувати, знаючи лінійний коефіцієнт розширення матеріалу, з якого вони виготовлені.
Нижче описуються різні за принципом ваги, що відрізняються простотою конструкції і достатньою зручністю для повсякденної роботи. Нитки для ваг виготовляють з різних матеріалів, однак вважають за краще кварц, який вигідно відрізняється порівняно невеликою модулем пружності і малим лінійним коефіцієнтом розширення. Недолік кварцу - крихкість, тому р-абота з тонкими кварцовими нитками вимагає обережності.
В силу своєї міцності, теплостійкості, корозійної стійкості, хороших технологічних властивостей нікель представляє собою зручний матеріал для машинобудівника. Фізичні параметри нікелю наступні: питома вага у 8 9 кг /дм3 температура плавлення tnA тисячі чотиреста п'ятьдесят два С, теплоємність з 010 ккал /кг С, теплопровідність Я 58 ккал /м З годину, лінійний коефіцієнт розширення а 134 XX 10 - 5 питомий електричний опір Q 0092 ом-мм 2 /м, температура лиття 1550 С. Нікель ллється і піддається гарячої та холодної обробки. Він абсолютно хімічно стійкий до розчинів і плавиться лугів, органічних кислот і багатьох органічних сполук. Нікель застосовується в апаратурі органічного синтезу в тих випадках, коли застосування нержавіючих сталей неможливо через їх впливу як каталізатора на хід побічних або небажаних реакцій, а також для виготовлення апаратури фармацевтичній і харчовій промисловості, де потрібна максимальна чистота продукту.
За розглянутими вище методам вирощування монокристалів проводиться в контейнерах, що дозволяють отримувати монокристали заданої форми. При цьому, однак, часто в кристалах спостерігається внутрішнє напруження, яке може привести до їх деформації або зміни фізичних і механічних властивостей. Таке явище спостерігається особливо тоді, коли лінійні коефіцієнти розширення матеріалу контейнера і речовини, що кристалізується сильно розрізняються. Щоб уникнути внутрішніх напружень, застосовують методи, які використовують вільний зростання кристала в розплаві при односторонньому охолодженні. В цьому випадку зростаючий кристал не стикається зі стінками контейнера.
Відомо, що в ряді випадків зварювання шарів відбувається вже в процесі нагрівання двошарової заготовки. Це іноді спостерігається при виготовленні заготовок з натягом і при ССВ ан, а також при підвищеному хімічну спорідненість металів шарів: метали верств взаємно дифундують вже в процесі нагрівання. Це може бути і в разі, якщо лінійний коефіцієнт розширення внутрішнього шару менше зовнішнього. Для цього необхідно здійснювати нагрів двошарової заготовки індуктором, введеним всередину неї, з великим (до 200 - 300 С) перепадом температур по перетину заготовки.
Для цього необхідно покласти Щ]і08ц, де н0 - лінійний коефіцієнт концентраційного розширення решітки.
Полімеризації стрічки в рулонах по 5 - 10 кг поміщають на що знаходиться на верхній частині прядильної машини подає пристосування, де вони за допомогою затягують стрічку вальцов17 розмотуються в зворотному напрямку. При цьому стрічка проходить через пару маленьких вальців з тонкопрофілірованнимі колесами і потрапляє в щілину обігрівається плавильної камери. У цій камері, поперечний переріз якої пристосовано до форми стрічки, з урахуванням лінійного коефіцієнта розширення розплаву відбувається перехід поліаміду з твердого стану в розплавлене. Безперервно проходить через колеса вальців стрічка діє своєї ще не розплавленої частиною як поршень і тисне на вже розплаву масу, рухаючи її до філь'єрі, звідки виходить сформована нитка. Таким чином, зберігається той же принцип, що і при формуванні волокна зі стрижнів, але в багатьох відносинах цей спосіб перевершує його. Перевагою є те, що завдяки незначній товщині шару розплаву легше побачити і видалити сторонні включення.
Розглянемо розширення куба якогось изотропного тіла, кожне ребро якого при температурі t приймемо одиниці. Нагріваємо куб на 1 тоді кожне ребро його подовжиться на величину с. Ця величина с, що показує збільшення одиниці довжини при підвищенні температури на 1 називається лінійним коефіцієнтом розширення розглянутого тіла.
Досвідчені дані і теоретичні дослідження показують, що в обсязі даної речовини, здатного поглинати і втрачати якусь рідину, виникають залишкові напруги внаслідок різниці коефіцієнтів лінійного розширення сусідніх шарів, в яких концентрації рідини різні уздовж якої-небудь однієї лінійної координати. Так як в полімерних матеріалах в тих чи інших кількостях мігрує волога або інші рідини, можна очікувати в них виникнення залишкових напружень при міграції рідин протягом усього періоду до насичення, а для замкнутих систем - і після насичення. Для підрахунків цих напруг необхідно знати: а) функцію розподілу концентрації рідини по лінійної координаті і б) дифузійні лінійні коефіцієнти розширення.
Коефіцієнт теплового (термічного) розширення зазвичай сильно залежить від температури. У більшості випадків він збільшується з температурою. Зміна коефіцієнта а з температурою для кристалів NaCl показано на рис. 2.1. Хід кривої можна розглядати як характерний для термічного поведінки багатьох кристалів. З малюнка видно, що лінійний коефіцієнт розширення зі зниженням температури, тобто з наближенням до ідеального граничного стану прагне до нуля.
Для проведення різних дослідів в лабораторії застосовують спеціальну хімічну посуд з тонкостінного або товстостінного лабораторного скла. Посуд з тонкостінного скла повинна бути стійка до хімічних впливів і коливань температури. Реакції при нагріванні ведуть в посуді з жаростійкого скла, наприклад, скла пирекс або кварцового скла. Скло пирекс містить до 81% діоксиду кремнію, близько 5% оксидів лужних металів і 13% оксиду бору і володіє низьким лінійним коефіцієнтом розширення. Посуд з такого скла досить термостійка і витримує різкий перепад температур до 150 - 180 С.
У всіх випадках при тимчасової консервації електролізерів найбільшої шкоди їм заподіюється скороченням міжремонтного строку експлуатації та зниженням їх продуктивності після повторного пуску на електроліз. Загальновідомо, що при нормальній експлуатації катодного пристрій має в робочій зоні температуру 950 - 965 С, температура футеровки значно змінюється від робочої зони до бічних стінок. При тимчасової консервації в період охолодження футеровочні матеріали стискаються, а в футеровці утворюються тріщини, спостерігаються й інші порушення. При подальшому розігріві подини футеровочні матеріали розширюються. Оскільки у різних матеріалів футеровки подини лінійні коефіцієнти розширення різні, футеровка катодного вузла електролізера порушується. При цьому зменшується тривалість експлуатації (термін служби) електролізера, збільшуються втрати напруги і погіршується розподіл струму в катодному пристрої, а також знижується вихід по струму, що за інших рівних умов рівносильно зниженню продуктивності.