Металл не проводящий ток: Какой металл не проводит электрический ток? — Спрашивалка

Содержание

Создан материал, который проводит электричество, но не нагревается

Хорошо известно, что различного рода металлы, способные проводить электричество, в то же время довольно сильно нагреваются. Это обусловлено целым рядом химических и физических свойств материалов, но электро- и теплопроводность почти всегда «идут рука об руку». Однако, как мы знаем, в нашем мире нет ничего ничего не возможного. Например, как передает редакция издания Sciencealert, группа исследователей из лаборатории Университета Беркли (США) смогла создать металл, который отлично проводит электричество, но при это не нагревается.

Создан материал, нарушающий физические законы?

Какой металл обладает уникальными свойствами?

Как сообщают ученые, новый металл (а точнее соединение металла), что проводит электричество, не проводя тепла бросает вызов нашему нынешнему пониманию того, как работают проводники. Так как само его наличие противоречит тому, что называется законом Видемана-Франца. Если не вдаваться в подробности, то данный физический закон утверждает, что хорошие проводники электричества также будут пропорционально хорошими проводниками тепла. Этим объясняется, например, то, что приборы, использующие для своей работы электричество, со временем нагреваются. Но не будем больше оттягивать интригу. Команда ученых из США показала, что данное явление не наблюдается в оксиде ванадия, который обладает странной способностью «переключаться» с материала, являющегося изолятором, на проводящий металл при температуре 67 градусов Цельсия.

Это было совершенно неожиданное открытие, — сказал ведущий исследователь Джункуао Ву из отдела материаловедения Лаборатории Беркли. Это открытие имеет фундаментальное значение для понимания основного принципа работы новых проводников. Новое неожиданное свойство не только изменяет то, что мы знаем о проводниках, но и может быть невероятно полезным. Например, металл однажды может быть использован для преобразования отработанного тепла от двигателей и приборов обратно в электричество.

Так что никаких физических законов оксид ванадия не нарушает. Стоит заметить, что исследователи уже знали о нескольких других материалах, которые проводят электричество лучше, чем тепло, но они проявляют эти свойства только при температурах ниже нуля, что делает их крайне непрактичными для применения в реальной жизни. Оксид ванадия, с другой стороны, обычно является только проводником электричества при плюсовых температурах выше комнатной температуры, что означает, что он имеет быть намного более практичным. Чтобы открыть это странное свойство, команда изучила, как электроны движутся в кристаллической решетке оксида ванадия, а также то, сколько тепла в этот момент генерируется.

Удивительно, но они обнаружили, что теплопроводность, которую можно было бы приписать электронам в материале, была в 10 раз меньше той величины, которая предсказывалась законом Видемана-Франца. Причина этого, по-видимому, заключается в способе перемещения электронов через материал.

Электроны двигаются синхронно друг с другом. Как жидкость, а не как отдельные частицы, что наблюдается в обычных металлах. Для электронов теплопроводность — это случайное движение. Обычные металлы переносят тепло эффективно, потому что существует много различных возможных микроскопических конфигураций поведения электронов и они могут хаотично перемещаться. А вот скоординированное движение электронов в диоксиде ванадия наносит ущерб теплопередаче, поскольку существует меньше «возможностей для движения». При этом электропроводность в данном случае не страдает.

Интересно, что когда исследователи смешали оксид ванадия с другими металлами, они смогли «настроить» количество электричества и тепла, которое он может проводить, что может быть невероятно полезно для будущих применений. Например, когда эксперты добавили металл под названием вольфрам к оксиду ванадия, они сделали его лучшим теплопроводником. Хотите узнать больше новостей из мира высоких технологий? Подписывайтесь на нас в Яндекс.Дзен.

Читайте также: Разработан «складной металл». Как он поможет улучшить робототехнику

Настраивая таким образом теплопроводность, материал может эффективно применяться для автоматического рассеивания тепла в жаркое лето, потому что он будет иметь высокую теплопроводность, но предотвращать его потерю в холодную зиму из-за низкой теплопроводности при более низких температурах.

10.2. Другие направления применения химического действия тока

10.2. Другие направления применения химического действия тока

Кроме использования химического действия тока для запасания электрической энергии и в описанных выше гальваностегии и гальванопластике, в конце ХIХ века электролиз нашел еще и другие применения, которые с каждым годом приобретали все большее и большее развитие.

Самым ранним и развитым применением электролиза после гальваностегии и гальванопластики является электрометаллургия, которую можно разделить на две отрасли: когда ток действует на растворы; когда разлагающаяся жидкость получена плавлением разлагаемого вещества.

Электролитическое добывание и очистка металлов. Хотя опыты по добыванию металлов посредством электролиза проводились уже десятки лет в лабораториях, промышленное применение этого способа началось прежде всего с электрической очистки меди, которая, конечно, стала возможной только после изобретения динамо-машины. Все, что было раньше, можно прямо считать не имеющим промышленного значения. Впрочем, надо упомянуть, что уже в середине шестидесятых годов ХIХ века Элкингтон выработал и применил способ электрической очистки меди, который в своих основных чертах одинаков с современными способами. Но Элкингтон имел в своем распоряжении только машины Вильде и не удивительно, что с такими еще несовершенными машинами он не мог достичь удовлетворительных результатов. Первая успешная установка для очистки меди была устроена в 1878 г. Сименсом и Гальске на заводе «Kommunion-Huttenwerke». Примененный ими способ очистки в сущности походит на способ гальванопластики медью: очищаемая медь в форме пластины располагается в ванне в качестве анода и осаждается на пластину чистой меди, служащей катодом. При таком переносе меди током с одного электрода на другой посторонние примеси по большей части выпадают и в осадке получается металл, содержащий до 99,5% чистой меди. Ванной служит раствор медного купороса. Мощность этих машин незначительна. Так, им приходится преобразовать в ток всего около 6 л. с. механической энергии, но все-таки они представляют интерес в том отношении, что их пришлось строить для силы тока в 1000 А. Зато соответственно низка электровозбудительная сила машины (всего 3,5 В), что упрощает изолирование обмотки. Машины построены по старому типу динамо-машин Сименса и Гальске с барабанным якорем. Обмотка якоря состоит из толстых мощных прутьев, которые отделяются друг от друга и от сердечника якоря прокладками из асбеста. Коллектор и щетки устроены больших размеров и, соответственно, на большую силу тока. Обмотка каждой половины электромагнитов состоит из 7 витков толстых медных полос. Каждая такая машина доставляет ток 12 соединенным последовательно ваннам и осаждает 250–300 кг меди в день. Таким образом, на заводе ежегодно очищалось током от 500 до 600 тонн меди.

В начале ХIХ века число предприятий для электрической очистки меди значительно возросло. К 1898 году в Америке их насчитывалось 9, в Германии 7, во Франции 6, в Англии 5, в России 3 и в Японии 1. Они производили за год около 170000 тонн электролитической меди.

Способы выщелачивания золота. Как известно, содержащий золото кварц толчется машинами и затем еще размельчается, после чего на него действуют ртутью. Последняя растворяет содержащиеся в размельченной породе частицы золота, получается амальгама, из которой золото добывают возгонкой ртути. Указанный способ имеет тот недостаток, что в кварце остается от 30 до 40% золота, и поэтому старались придумать, как бы извлечь и этот драгоценный остаток. В начале ХIХ века Сименс и Гальске применили способ, удовлетворяющий данной цели. Ранее было известно, что содержащееся в остатках амальгаматоров золото можно извлекать выщелачиванием при помощи раствора цианистого калия, в котором золото растворяется. Дело было за извлечением золота из цианисто-калийного раствора. Для этой цели прибегли к помощи очень простого на вид приема, а именно: в раствор золота вводили цинковые стружки, причем происходил обмен золота на цинк, и освобожденное золото осаждалось на стружках. С помощью обтирания стружек золотой налет освобождался.

В 1855 г. на Всемирной выставке в Париже было представлено «серебро из глины», которое произвело большую сенсацию. Это были слиток алюминия и пластины, полученные французским ученым Девилем. Легкий (втрое легче стали), гибкий, почти не подверженный коррозии металл получил чрезвычайно высокую оценку. Стимулировал развитие отрасли по добыванию алюминия император Наполеон III. Однажды он дал обед, на котором наиболее значительных особ ожидали алюминиевые ложки и вилки. В дальнейшем монарх мечтал об алюминиевых доспехах для всей армии. Но тогда алюминий был безумно дорогим и чудесным металлом, поэтому только личная гвардия Наполеона получила кирасы из алюминия.

Самому Д.И. Менделееву в 1889 г. в Лондоне за заслуги в науке был преподнесен ценный подарок – весы, которые были выполнены из золота и алюминия. Датский король Кристиан Х носил корону из алюминия.

Этот способ оказался на практике сложным и не обеспечивал успех. Лишь после того как Сименс и Гальске усовершенствовали способ гальванического осаждения, метод выщелачивания получил требуемую практическую форму.

В способе Сименса и Гальске цианистый раствор золота отводится в деревянные ящики, в которых расположены попеременно железные и натянутые в деревянных рамах тонкие свинцовые листы. Соединенные между собою железные листы представляют собой аноды, тогда как соединенные между собою свинцовые листы являются катодами, на них и осаждается золото. Когда осадок достигает достаточной толщины, свинцовые листы вынимаются и замещаются новыми. Вынутые листы расплавляются, свинец удаляется с помощью известных металлургических приемов и остается одно золото.

Освобожденный от золота раствор снова направляется к содержащим золото минералам и возвращается в ящик вновь обогащенный золотом, так что процесс выщелачивания и освобождения золота идет непрерывно.

Добывание магния. Если подвергать действию тока соли щелочных и земельных металлов в расплавленном на огне состоянии, то на отрицательном полюсе выделяются металлы. Таким путем Дэви открыл в 1808 г. калий и натрий. В 1851 г. Бунзену удалось разложить хлористый магний с помощью тока на магний и хлор, и затем через несколько десятков лет из этих открытий развилась технология добывания щелочноземельных и земельных металлов с помощью электрического тока. Магний – единственный щелочноземельный металл – добывался при помощи тока заводским путем в больших количествах в Гемелингене. Добытый электрически металл начинал постепенно вытеснять английский продукт, добываемый химическим путем.

Добывание алюминия и его сплавов. Из всех электрометаллургических процессов для добывания металлов ни один не привлекал такого внимания и не достигал такого значения, как электрическое добывание алюминия, благодаря которому сделалось возможным получение этого ценного материала в больших количествах и по ценам, весьма незначительным в сравнении с прежними. Благодаря этому металл, соединяющей в себе несколько превосходных качеств, превратился почти сразу из редкого металла в общеупотребительный и за несколько лет приобрел широкое распространение. Алюминий известен с 1827 г., когда он был получен Велером. Но тогда не могли еще получить его в виде связной массы – он представлял собой серый порошок. Велер получил металл, действуя калием на хлористый алюминий, т.е. чисто химическим путем, и этот способ получения долгое время оставался единственным, каким могли добывать алюминий. В сороковых годах ХIХ века добыванием алюминия стал заниматься французский химик Девиль, усилиями которого тогда были основаны во Франции два алюминиевых завода. Последние пользовались несколько десятков лет монополией производства алюминия, так как не могло быть и речи о широком применении металла и выгодности его производства при высокой цене.

В гробнице китайского военачальника Джоу-Джу были обнаружены элементы орнамента, выполненные из какого-то легкого металла. Спектральный анализ дол невероятный результат – восемьдесят пять процентов алюминия! Датируется погребение III веком до нашей эры. Остается предположить, что некогда существовал неизвестный способ получения алюминия.

Рис. 10.4. Электрическая печь братьев Коулс

Некоторые химики старались найти усовершенствованные способы производства металла. Но все эти успехи затмило электричество. Когда начали добывать металл электрическим путем, цена на алюминий за несколько лет упала до 2 марок за 1 кг.

Уже вскоре после изобретения динамо-машины пытались применить ток к добыванию алюминия, но прошло еще целое десятилетие, пока это производство достигло стадии практической применимости. Долгое время рассчитывали найти возможность добывать металл электролизом из водных растворов и осаждать его на другие металлы, но не могли

добиться никакого успеха в этом направлении, так как при электролизе алюминий не выделялся в виде металла, а окислялся при самом выделении из водных растворов и падал на дно в виде глинозема.

Гораздо счастливее оказались те, кто применил электролиз расплавленных алюминиевых соединений, из которых можно получать металл в чистом состоянии таким же способом, как при добывании магния. Такой способ стал сначала применять гемелингенский завод, но впоследствии ему пришлось оставить это производство, потому что нашли другой способ более дешевого добывания металла. Изобретателями этого нового способа были два американца – братья Коулсы, из изобретений которых развились затем дальнейшие усовершенствованные способы.

Братья Коулсы воспользовались током не для разложения алюминиевого соединения, а для нагревания смеси этого соединения с углем до такой температуры, при которой уголь начинает действовать раскисляющим образом на глинозем и восстанавливает металл.

Их способ состоит в том, что они нагревают вольтовой дугой смесь глинозема, зерен меди и угля. Благодаря необыкновенно высокой температуре, развиваемой вольтовой дугой, уголь раскисляет окиси алюминия, и последний, освобождаясь, сплавляется с расплавленной там же медью в так называемую алюминиевую бронзу.

На рис. 10.4 изображена электрическая печь, в которой происходит этот процесс. Она сделана из огнеупорного материала, с боков вовнутрь проходят две наклонные трубки, через которые просовываются толстые угольные стержни. Их концы настолько сближают, чтобы между ними образовалась вольтова дуга. Ток проходит между ними через плохо проводящий материал, в котором концентрируется теплота. Для данной цели дно печи покрывается древесным углем и на этой набивке располагаются концы угольных электродов, которые представляют собою от 7 до 9 параллельно поставленных стержней в 65 мм диаметром. Сверху печь наполняется смесью глинозема, истолченной в зерна меди и древесного угля и затем закрывается чугунной крышкой с отверстиями для выхода образующихся газов. Пропускают ток, смесь нагревается, и глинозем начинает разлагаться. Применяемый в такой печи ток доходит до 5000 А и производится динамо-машиной в 600 л. с. Восстановление заканчивается за 1-2 часа. Тем временем приготовляют новую печь, которую теперь и вводят в цепь, а прежней дают остыть. Затем ее опустошают и наполняют снова. Таким образом, последовательно действуют две печи завода, а производство ведется непрерывно.

Хотя способ Коулсов дает возможность получать не чистый алюминий, а только его сплавы, но все-таки он, несомненно, был важным шагом вперед в области добывания алюминия, потому что он первый дал возможность добывать практически этот металл при помощи тока в большом количестве. С теоретической точки зрения он представляет интерес в том отношении, что в нем впервые было применено в большом масштабе воздействие электрическим путем развиваемой теплоты на металлургические процессы. Химики придерживаются взгляда, что уголь восстанавливает окись любого металла, если только температура достигает требуемого значения, а так как для некоторых металлов эта температура должна быть очень высокой, то воздействие развиваемой током теплоты, допускающее ее значительную концентрацию и позволяющее получать температуры, которые иным путем не могли быть достигнуты, является наилучшим средством к достижению условий, необходимых для проявления восстановляющей способности угля.

Другой способ открыл Геру. Здесь ток одновременно производит нагревание и разложение, расплавляя разлагаемую массу, поддерживая ее в этом состоянии и электролизируя ее. Прямоугольный железный ящик снабжен толстой облицовкой из угольных пластин, которые служат отрицательным электродом и соединяются проводом с динамо-машиной. Положительный электрод состоит из пучка параллельных угольных пластинок, которые электрически соединены в одно целое. При помощи особого приспособления они опускаются до требуемой глубины в плавильную камеру. Если надо получить алюминиевую бронзу, то дно камеры покрывают кусками меди и опускают положительный электрод настолько, чтобы он прикасался к слою меди. Сильный ток расплавляет медь, после чего в плавильную камеру вводят глинозем. Вследствие надлежащего поднятия положительного электрода между жидкой медью и положительным электродом образуется сильная вольтова дуга, которая расплавляет глинозем. Последний в расплавленном состоянии проводит ток, а потому, когда он покрывает медь, по нему проходит ток и разлагает его. Освобождающийся алюминий сплавляется с медью, а получающийся на положительном полюсе кислород сжигает положительный угольный электрод, образуя углекислый газ. Соответственно уменьшению массы глинозем и медь опускаются вниз, так что процесс продолжается непрерывно. Скапливающийся в плавильной камере металл вытекает в литейную форму. Чтобы получить по этому способу чистый алюминий, следует лишь сначала подвести некоторое количество меди к расплавляемому телу и затем вводить только чистый глинозем.

Из этого описания можно видеть, что способ Геру имеет много общего со способом Коулсов, хотя существенно отличается от него в некоторых отношениях. Оба способа одинаковы по применению нагревательного действия тока, но братья Коулс пользовались им только с целью получения высокой температуры, необходимой для восстанавливающего действия угля, тогда как в способе Геру его применяют и для плавления, и для электролиза. Отделение алюминия от кислорода у Коулсов производится действием угля, а у Геру – проходящим током в соединении с восстанавливающим действием угля.

Итак, аппарат братьев Коулс представлял собой электрическую плавильную печь, а аппарат Геру – электролизатор. В отношении устройства между ними есть существенная разница, и печи Геру следует отдать преимущество перед печью Коулсов.

Способ Геру был принят в качестве основного для добывания алюминия Обществом алюминиевой промышленности. Новое общество получило концессию на использование из Рейнского водопада 20 м3воды в секунду, приобретя таким образом более чем достаточное количество энергии, и тотчас приступило к оборудованию своего предприятия, которое было закончено в течение года. В начале 1890 г. уже началась работа.

Благодаря добросовестному ведению дела как в коммерческом, так и в техническом отношениях Нейгаузенскому заводу удалось доставить алюминию право гражданства и найти для него многочисленные применения. Вследствие этого предприятие уже в самом начале дало хорошие результаты и в течение некоторого времени удовлетворяло весь спрос на алюминий. Это обстоятельство побудило американцев устроить у себя алюминиевый завод («Pittsburgh Aluminium Redaction C°» –

«Питтсбургская компания для добывания алюминия»), перебравшийся, когда возникла Ниагарская установка, в ее соседство и берущий теперь оттуда 3000 л.с. энергии. Между тем и Нейгаузенский завод перестал удовлетворять все возрастающий спрос, вследствие чего был устроен дополнительный завод в Рейнфельденте. В Англии был построен алюминиевый завод на водопаде, дающем 6000 л.с. Два подобных же завода имелись и во Франции.

Использование электротехнологий для получения алюминия обеспечило резкое снижение цен на него и его широкое применение, в том числе для изготовления электрических проводов. Проводимость алюминия в два раза меньше проводимости меди, в связи с чем для достижения одинакового эффекта алюминиевой проволоке приходится придавать вдвое большее сечение по сравнению с медной, следовательно, приходится употреблять вдвое большее количество металла. Но удельный вес алюминия лишь немногим больше 1/4 удельного веса меди, поэтому двойное количество алюминия весит приблизительно в два раза меньше соответствующего количества меди, и при меньшей стоимости достигается снижение нагрузки на опоры линий электропередач.

Рис. 10.5. Электрические печи для производства карбида кальция у Ниагарского водопада

Карборунд. Простая по устройству печь братьев Коулс сосредоточила на себе интерес исследователей и изобретателей. После того как было доказано, что накаленный током углерод обладает огромным химическим сродством с кислородом, отнимает его из соединений с другими веществами, восстанавливая последние, все набросились на это явление, стремясь получить вещества, не встречающиеся в природе в свободном состоянии и добывание которых химическим путем крайне затруднительно. Среди этих попыток особенно замечательны два неправильно поставленных опыта, приведших совершенно неожиданно к открытию новых веществ, а именно к открытию карборунда и добыванию карбида кальция. В обоих случаях изобретатели хотели добыть основное вещество в чистом виде, а получили вместо того соединение этих элементов с углеродом. Американский электротехник Ачесон стремился добыть кремний из кварцевого песка, для чего он смешивал последний с углем и помещал в печь Коулсов. К своему удивлению вместо кремния он получил светло-зеленоватый порошок, состоявший из небольших пластинчатых кристаллов. Анализ показал, что эта масса представляет собой соединение кремния с углеродом, т.е. карбид кремния. Ачесон, связав два названия – карбо и корунд, на который новое соединение было похоже по своей твердости, назвал его карборундом.

Карборунд изготовлялся в больших количествах на заводе «Компания карборунда». Завод был расположен вблизи Ниагарского водопада и пользовался необходимой электрической энергией от Ниагарской ГЭС. Общество расходовало до 1000 л.с., добывая ежедневно 2000 кг карборунда.

Для получения карборунда пользуются коксом, песком, солью и опилками, которые соответственно размельчаются и смешиваются в определенных весовых отношениях. Такую смесь вводят в печь.

Рис. 10.6. Установка для приготовления белильной жидкости по способу Эрмита

Печь загружается массой, которой идет не менее 10000 кг на каждый заряд. В середину массы закладывается цилиндрическое ядро из коксовых зерен, соединяющее электроды обеих сторон. После этого пропускают ток, который предварительно преобразуют с помощью трансформатора из тока высокого напряжения в ток низкого напряжения.

Карбид кальция. Подобно открытию карбида кремния было открыто и другое соединение углерода, которое обрело в последние годы весьма важное значение. Американец Вильсон, желая с помощью восстановительного процесса получить металл кальция из чистой окиси кальция, подверг последнюю совместно с углем действию электрической печи. Вместо металла он получил соединение его с углем – карбид кальция. Муассан почти одновременно (1892 ) добыл это вещество в электрической печи. Для добывания карбида кальция пользовались не старой конструкцией печи братьев Коулс, а печью, загрузка и выгрузка которой упрощены и которая допускает регулирование силы тока изменением расстояния между электродами. Такая печь «Компании ацетиленового освещения, отопления и энергии» («Acetylene Light, Heat & Power C°») в Филадельфии, построенная в 1896 г. на карбидном заводе у Ниагарского водопада, состояла из квадратного литого железа ящика длиной немного больше 1 метра, шириной до 70 см и высотой до 80 см при толщине стенок до 25 мм (рис. 10.5).

Так как железный пол печи служит одновременно электродом, то, чтобы предохранить его от действия вольтовой дуги, на него насыпали слои угольной пыли толщиной до 30 см. Вторым электродом являлась прямоугольного сечения угольная призма, составленная из отдельных угольных пластин и прикрепленная к железной штанге. Угольная призма соединялась с полюсом динамо-машины с помощью гибких медных канатов, прикрепленных к железному стержню. Так как каждая печь, из которых в действии всегда находилось две, расходовала 500 л.с., то сила тока достигала приблизительно 5000 А. Ежедневно печь вырабатывала 2,5 тонны карбида, так что завод давал в день 5000 кг вещества.

Рис. 10.7. Электролизатор для беления по способу Эрмита

Электрическое отбеливание. Французский химик Эрмит применил ток для получения белильной жидкости. Для этой цели он пропускал ток через раствор хлористого магния. При этом на положительном полюсе образовывались соединения кислорода и хлора, обладающие сильной отбеливающей способностью. На отрицательном полюсе получались магний и водород, из них первый разлагал воду, образуя окись магния. Если в эту жидкость ввести отбеливаемые волокна, то их окрашивающие вещества окисляются кислородо-хлорным соединением, хлор освобождается и соединяется с освободившимся водородом в соляную кислоту, которая с окисью магния образует опять прежнее соединение – хлористый магний. Способ Эрмита нашел применение в большом масштабе на бумажной фабрике близ Кардифа. Устроенная для этого большая установка (рис. 10.6) при затратах 300 л.с. производила в сутки белильную жидкость в количестве, эквивалентном 2 тоннам белильной извести. Эта установка состояла из 20 электролизаторов, по которым циркулировал раствор хлористой соли. Электролизатор (рис. 10.7) представлял собой ящик из оцинкованного железа, в котором расположены попеременно и параллельно платиновые и цинковые пластинки на небольшом расстоянии одна от другой. Платиновые пластинки соединены между собой и с положительным полюсом динамо-машин. Точно также соединенные между собой цинковые пластинки находятся в сообщении с отрицательным полюсом. Раствор входит по трубе, сообщающейся с электролизатором около его дна, проходит между пластинками и выливается через край сосуда в желоб, откуда он стекает в общий резервуар. Для дальшего употребления он поднимается центробежной помпой в верхний резервуар, откуда снова протекает по электролизаторам. Вторая помпа доставляет его в белильные резервуары, откуда он опять отводится в общий резервуар для электролиза.

Эрмит пытался применить свое изобретение и для дезинфекционных целей. При этом он пользовался, как и в случае белильного процесса, особой, добытой электрическим путем дезинфекционной жидкостью, которую он получал электролизом воды, содержащей хлористые соли. Так как для дезинфекции одного кубического метра сточной воды требуется 1 кг хлористой жидкости, то весьма важно, чтобы раствор был возможно дешевым, что и будет иметь место в приморских городах, где можно пользоваться для производства дезинфекционной жидкости морской водой. Во многих фабричных городах фабрики дают содержащую хлористые соединения воду в качестве отбросов, которыми и пользуются для этих целей.

Русский изобретатель С. Н. Степанов, разработал простой и экономичный способ приготовления белильной жидкости электролизом поваренной соли – продукта дешевого и добываемого в России в изобилии. Все усовершенствование, сделанное Степановым в электрохимическом отношении, заключается в том, что в раствор поваренной соли прибавляется небольшое количество едкой извести. При пропускании тока в растворе образуются хлорноватокислая известь, едкий натрий и хлористый кальций, а, кроме того, из него выделяется водород; затем половина едкого натра разлагает хлористый кальций, причем осаждается известь. Получающаяся в растворе хлорноватокислая известь лучше хлорноватистонатровой соли выдерживает действие тока, не переходя в хлорноватую соль, так что оказывается возможным получать растворы с 1,4–1,6% этой соли, что вполне достаточно для практических целей. Кроме того, при этих реакциях электровозбудительная сила бывает не больше 1,8 В, тогда как при способе Эрмита, например, она достигает 4 В.

Существенное отличие аппарата Степанова заключается в том, что отдельные элементы соединены в цепи не параллельно (т.е. не расположены в одной ванне), а последовательно.

Хризопея воды

Главная задача алхимика — поиск первоматерии, а последовательные трансмутации вещества в золото — шаги на пути к пониманию сути вещей. Чем больше по своим качествам вещество станет походить на золото, тем ближе алхимику удалось подобраться к идеальной материи. Философский камень современных химиков интересует разве что как аллегория, но дело алхимиков они, впрочем, не забросили окончательно — и продолжают превращать в золото совсем непохожие на него вещества. Недавно в лаборатории чешских ученых тонкая пленка воды на несколько мгновений стала золотистым металлом. Рассказываем, что должно произойти с водой для ее трансмутации в металл и как далеки химики от того, чтобы завершить Великое делание своих средневековых коллег.

Золото как концепция

С точки зрения современного химика или физика, трансмутация железа в золото — ядерная реакция, в результате которой из атома с 26 протонами в ядре образуется атом с 79 протонами (уж не важно, при каких условиях такая реакция возможна). С точки зрения египетского или средневекового алхимика, золото — это желтый ковкий материал с металлическим блеском.

Золото есть совершенное тело, порождаемое чистой, неподвижной, прозрачной красной Ртутью и чистой, неподвижной, красной, не горящей Серой, и оно ни в чем не имеет потребности.

(Псевдо-)Роджер Бэкон, «Зеркало Алхимии», между XIII и XV веком

По-настоящему золотое золото, кроме того, проходит и другие тесты — например, плохо растворяется в кислоте. Но это не самое главное — в конце концов, алхимику нужно не золото, а философский камень, первоматерия. Искусственное золото настолько же далеко от золота, как и золото от философского камня, но намного ближе, чем изначальное вещество. Поэтому алхимики вполне гордились трансформацией железа, олова, свинца и меди в золотистый сплав — еще не венец Великого делания, но шаг в нужном направлении. Теперь дело за секретом трансмутации, изменения сущности вещей — а он уже позволит превращать что угодно во что угодно: грязь в золото, а болезнь в здоровье.

Про электрические свойства золота алхимики, конечно, не думали — это теперь мы пониманием, что металлический блеск и ковкость напрямую связаны с электронной структурой материала, а говоря «металл», в первую очередь имеем в виду кристалл, в котором электронный газ никак не привязан к решетке из атомных ядер. Так «желтое, ковкое и блестит» превращается в «проводит ток как металл».

У воды нет ни цвета, ни формы, ни металлического блеска. На пути к секрету всех тайных вещей (и золоту) каждый уважающий себя алхимик в первую очередь изгонял из запертого в тигеле вещества всякий намек на влагу, которая не благородна и суть «дым, чернота и смерть».

Знай, что Небо должно быть соединено с Землей через посредника — но Форма в средней природе [помещена] между небом и землей сопряженными, которая [форма] суть является нашей водой. Но вода во всем воздерживается от первенства, которое следует из этого камня; но второе суть золото и третье золото только в том, что более благородно, чем вода и испражнения.

«Золотой трактат Гермеса Трисмегиста»

Суть воды

Вода — настолько не золото, насколько это вообще возможно. Нет кристаллической решетки, состоит из совсем других атомов. А кроме того, вода диэлектрик, и свободных электронов в ней нет вообще. Чтобы сделать из нее что-то близкое к золоту, придется увеличить количество проводящих электронов на много порядков — не просто чтобы они там появились, а чтобы еще и перешли в свободное состояние. Растворять в воде электроны — не самая простая задача, но можно попытаться превратить воду в металл, начав с более естественных для воды носителей заряда — протонов, катионов металлов и анионов.

Вопрос: Каков материал Хаоса?
Ответ: Это ничто иное, как влажный пар, так как среди всех веществ только создание воды завершается в нехарактерные сроки, и она одна подлинный предмет, подготовленный к получению формы.

Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Перед тем, как переходить непосредственно к превращениям, тщательно оценим начальное состояние вещества, с которым нам предстоит работать. Даже в чистой воде без примесей есть некоторое количество заряженных частиц. Из-за автопротолиза, во время которого одна молекула отбирает у соседней протон, в воде возникают заряженные частицы: первая молекула превращается в положительно заряженный ион H3O+, а ее соседка — в гидроксид-анион OH. Но их в воде совсем немного, 10-7 моль на литр. Это примерно 6 × 1016 катионов. Благодаря механизму транспорта катионов водорода между молекулами у воды аномально высокая протонная проводимость — намного выше, чем была бы при обычной диффузии, — но от нужного нам состояния металла вода невообразимо далеко. В таком же объеме золота примерно 6 × 1025 электронов — это на девять порядков больше.

Попытка 0: солим воду

Хоть как-то приблизиться к нужному значению можно, насыпав в воду дополнительных носителей заряда. Разница в электроотрицательности между атомом водорода и кислорода в молекуле воды делает ее электрическим диполем. Это помогает воде хорошо растворять, образуя гидратные оболочки вокруг ионов, которые появляются в результате диссоциации. Ионы — заряженные частицы, поэтому двигаясь по воде они переносят заряд и превращают ее в электролит. Таким образом мы точно приближаем ее к металлическому состоянию, но насколько сильно?

Хорошо растворимые соли диссоциируют в воде практически полностью. Для разных солей величины будут отличаться, но оценить их порядок можно на примере хлорида натрия. Максимальная масса соли, которую можно растворить в литре воды при комнатной температуре, — 359 граммов, все лишнее останется лежать на дне сосуда. Это примерно 6 моль соли, то есть 3,6 × 1024 ионов одного знака. Это намного ближе к концентрации электронов в золоте (их там 6 × 1025).

Но ионы — это не электроны. Они не образуют единой среды, а скорость их перемещения определяется скоростью их диффузии в воде. Этого вполне хватает, чтобы на соленых растворах работали гальванические элементы, но в состояние, аналогичное электронному газу, ионы не переходят.

Засолить воду до состояния металла не получится — для хризопеи воды нужен более изощренный способ.

Попытка 1: делаем лед

Вообще, превращение диэлектрика в металл — фазовый переход, который происходит по квантовому механизму. Если постепенно увеличивать концентрацию электронов в веществе, то в какой-то момент их станет так много, что радиус экранирования кулоновского взаимодействия станет совсем маленьким, они полностью потеряют свою связь с положительно заряженным ядром атома и превратятся в единый электронный газ. Как единое целое он распространяется и по среде (обычно это кристаллическая решетка). Увеличить концентрацию носителей заряженных квантовых частиц в диэлектрике или полупроводнике можно изменяя температуру, давление, внешнее поле или степень допирования.

Чтобы применить существующие для твердых материалов наработки к воде, можно попробовать сначала ее заморозить и доводить количество носителей заряда до нужного количества уже в кристалле льда. По данным расчетов, лед действительно можно превратить таким образом в настоящий металл, только стабильными эти фазы становятся при невероятно высоких давлениях — около 50 миллионов атмосфер. В лабораторных условиях такое пока невозможно.

В конце XX века появилась еще одна идея. Раз у жидкой воды очень высокая протонная проводимость, то, может быть, возможны кристаллические фазы, в которых протоны тоже образуют единый газ и превращают лед в «протонный металл» — то есть проводящий материал, где заряд разносят не электроны, а протоны? Сначала моделирование показало, что такая фаза действительно есть — это суперионный лед XVIII. В нем атомы кислорода образуют упорядоченную решетку, а протоны не связаны с ними валентными связями и свободно перемещаются между ними. Такая кристаллическая фаза льда возможна, но стабильной она будет только при давлениях, которые приближаются к 10 миллионам атмосфер, — как в ядрах ледяных гигантов (например, Нептуна или Урана). В 2018 году такую воду удалось получить в лаборатории.

Модель суперионного льда. Шариками обозначены атомы кислорода, линиями — траектории ионов водорода

S. Hamel, M. Millot, J. Wickboldt / LLNL—NIF

Проблема в том, что в это состояние вода переходит в ячейке с алмазными наковальнями при давлении больше миллиона атмосфер, и даже для минимального количества вещества его можно поддерживать не дольше 20 наносекунд. Проводимость суперионного льда подбирается к проводимости золота значительно ближе, чем водные растворы соли: она в районе 10 тысяч сименсов на метр (у золота проводимость на три порядка больше: 45,5 миллиона сименсов на метр, а у морской воды на четыре порядка меньше, три сименса на метр). При этом протонная проводимость суперионного льда может дополняться и небольшой электронной проводимостью. Это состояние воды вполне могло бы претендовать на то, чтобы считаться алхимическим золотом, если бы оно было хоть немного более устойчивым и мы могли посмотреть на него своими глазами, оценив цвет и блеск.

Промежуточный итог первых двух попыток с более естественными для воды носителями заряда — ионами и протонами — скорее неутешительный. Несмотря на локальный успех с суперионным льдом, «золотым» его назвать все же нельзя. Поэтому придется вернуться к электронам, но искать более реальные условия, чем давление в 50 миллионов атмосфер.

Вопрос: Каковы предосторожности, которые необходимо принимать, чтобы не разувериться в работе?
Ответ: Нужно усердствовать в снимании испражнений материи и думать только о получении ядра или центра, который заключает в себе свойства смеси.

Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Попытка 2: хризопея аммиака

Накачать воду электронами можно и в более приемлемых условиях. Для этого можно растворить в ней материал, который готов легко этими электронами делиться — например щелочной металл. Проблема в том, что в воде эти электроны не перемещаются в свободном состоянии по среде, а сразу же реагируют с молекулой растворителя, образуя гидроксид-анион и молекулу водорода. Эта реакция идет бурно, и в случае со многими щелочными металлами может привести к взрыву. Но чтобы удостовериться, что такой принцип вообще может работать, для начала можно потренироваться на какой-нибудь другой жидкости.

Один из подходящих кандидатов для такой тренировки — сжиженный аммиак. В нормальных условиях это газ, но его температура кипения всего -33 градуса Цельсия, и еще XIX веке его научились получать в жидком виде. Жидкий аммиак — тоже сильный ионизирующий растворитель, но, в отличие от воды, он не так бурно реагирует с щелочными металлами, поэтому может растворять в себе довольно много, например, лития.

Гемфри Дэви в начале XIX века заметил, что газообразный аммиак реагирует с литием, давая необычную синюю окраску, а когда аммиак стал доступен в жидком виде, наблюдения за взаимодействием щелочных металлов с аммиаком перенеслись в раствор. А в 1897 Хэмилтон Кэди увидел, что при определенной концентрации лития раствор начинает проводить как металл, а не как электролит. В течение XX века химики пытались определить, как много лития можно растворить в аммиаке и действительно ли он превращается в металл. Растворение в бесцветном аммиаке сравнительно небольшого количества лития придает ему голубую окраску, и связано это с повышением концентрации отрицательно заряженных частиц, в том числе свободных электронов. К середине века химики определились, что в аммиаке можно растворить до 21 мольного процента лития — его окраска при этом будет сначала синеть, потом станет зеленой, а затем — золотистой.

Изменение цвета аммиачного раствора лития в зависимости от концентрации лития. При концентрации около четырех мольных процентов лития происходит моттовский переход (TMS) в металлическое состояние и раствор приобретает золотистую окраску

Eva Zurek et al. / Angewandte Chemie, 2009

Изменение окраски сопровождается расслоением раствора — связано это именно с увеличением концентрации электронов. Если при сравнительно небольших концентрациях лития и ионы металла, и растворенные в аммиаке электроны — отдельные частицы, то когда их становится больше, они начинают взаимодействовать друг с другом, собираться в пары и кластеры. В зависимости от количества растворенного лития могут формироваться молекулярные комплексы различной структуры с разным количеством молекул аммиака в комплексе, разной геометрией и разными свойствами.

В тот момент, когда у раствора появляется золотистая окраска, происходит моттовский переход: раствор лития в аммиаке действительно превращается в металл, электроны полностью теряют свою локализацию и становятся электронным газом. Происходит это, когда лития в аммиаке уже единицы мольных процентов. В литре раствора в этот момент находится около 1024 электронов.

Вблизи насыщения концентрация металла в аммиаке составляет около 21 процента. По проводимости металлический аммиак превосходит даже ртуть.

Наблюдения: золотистый блеск

Если в веществе достаточно электронов, то оно начинает блестеть. Это происходит оттого, что фотоны взаимодействуют с электронным газом: свет рассеивается и дает блеск. «Металлизация» аммиака состоялась, именно когда он заблестел.

Если блеск возник, как только в нем появился электронный газ, то с золотистой окраской аммиачному раствору лития просто повезло. Электронная структура молекулярных кластеров из молекул аммиака и лития мало похожа на электронную структуру атомов золота — просто спектр поглощения этого раствора оказался достаточно близок к спектру поглощения золота.

Внешний вид аммиачного раствора лития при различных концентрациях лития, от 0 до 21 мольного процента

Eva Zurek et al. / Angewandte Chemie, 2009

Попытка 3: металлическая вода

Имея на руках достаточно данных о том, как превратить аммиак в золото, можно вернуться к воде — надо только найти способ избежать взрыва при ее реакции с щелочным металлом. Как это сделать, показали только что химики под руководством Павела Юнгвирта (Pavel Jungwirth) из Института органической химии и биохимии Чешской академии наук. Они взяли каплю жидкого сплава натрия и калия, которая медленно вытягивалась из капилляра в вакуумную камеру. Там находился водяной пар под давлением 10-7 атмосфер, у молекул которого было десять секунд, чтобы как-то провзаимодействовать со сплавом. Через десять секунд капля достигала 5 миллиметров в диаметре, отрывалась от капилляра и падала вниз. Пока она висела, на ее поверхности адсорбировалась пленка воды толщиной 80 мономолекулярных слоев. Этого хватило, чтобы вода прореагировала с металлом, не приводя к взрыву.

Образование металлической водяной пленки на поверхности капли сплава натрия и калия

Philip E. Mason et al. / Nature, 2021

Практически сразу, как первые слои воды адсорбировались на поверхность капли сплава, в ней начали растворяться атомы щелочных металлов и резко возросла концентрация свободных электронов. Из-за этого капли из серебристых стали золотистыми. Ученые исключили связь окраски с интерференцией и другими оптическими эффектами и доказали, что связано это именно с металлизацией воды. Им удалось довести концентрацию электронов в воде до 5 × 1024 штук в литре — этого вполне достаточно, чтобы стать металлом.

В металлическом состоянии вода находилась несколько секунд, после чего постепенно превращалась в обычный электролит — водный раствор ионов натрия и калия.

Внешний вид капли сплава натрия и калия, вытекающей из капилляра в вакуумную камеру с парами воды. На первом рисунке такая же капля, но в камере без водяных паров

Philip E. Mason et al. / Nature, 2021

Так же, как и в аммиаке, золотистый блеск — прямое следствие появления в воде электронов проводимости. То, что этот блеск не серебристо-белый, а желтый — уже свойство взаимодействия электронов с ядрами атомов и тех энергетических переходов, которые приводят к поглощению света. Интересно, что именно окраска стала сигналом о том, что электронный газ появляется в водяной пленке, ведь у самого сплава этой окраски нет.

В итоге, хоть и всего на несколько секунд, химики превратили воду в металл с цветом золота, блеском золота и электронами, как в золоте. Хризопея прошла успешно.

Вопрос: Возможно не избежать риска создания разновидности уродства, если искать золотоносное семя вне самого золота, ввиду отдаления его от природы?
Ответ: Не давайте повод сомнению, что золото содержит золотоносное семя и даже более совершенное, чем какое-либо другое тело, но это не вынуждает нас использовать вульгарное золото, так как вышеупомянутое семя находится во всех и в каждом по отдельности из остальных металлов. Оно не что иное, как неизменное зернышко, которое природа ввела в первоначальную замороженную ртуть. Все металлы имеют то же самое происхождение и одну общую материю, о чем узнают точно в следующем градусе те, кто стали достойными того, чтобы получить его применение и его последовательное освоение.

Барон де Чуди, «Пламенеющая Звезда, катехизис степени Подмастерья Устава Неизвестных Философов», ок. 1770 г.

Заметки на полях

Для настоящего алхимика трансмутация обычного металла в золото была скорее формальной целью, которая на самом деле должна приблизить понимание устройства мира. То, что при этом у них должен получиться драгоценный металл, больше волновало английских королей, которые своими указами ограничивали их деятельность.

Совершенствование технологий Великого делания повлияло на технический прогресс, но — по крайней мере, насколько известно миру — не привело к постижению секрета всех тайных вещей и власти над сущим. Таинство алхимической трансмутации в XXI веке, конечно, продолжает беспокоить умы отдельных людей, но для большинства из нас трансмутация давно стала делом физиков, синтезирующих новые элементы в поисках острова стабильности, а не космической власти.

Вряд ли приблизились к секрету эликсира философов и чешские химики, превратив в золото воду. И хотя им, как и настоящим алхимикам прошлого, само по себе золото было совершенно не важно, успех эксперимента уточнил наши представления о возможных состояниях воды, научил управлять скоростью бурных экзотермических реакций и насыщать жидкости свободными электронами. Но к «совершенной эмансипации воли» он не привел. В общем-то, потому, что к тому и не стремился.

Александр Дубов

Почему нет чистого тока в проводе без приложенного напряжения?

Короткий ответ: некоторые учебники заражены неправильным представлением о том, что электроны всегда вращаются вокруг отдельных атомов металла. Нет. Они также скажут вам, что электроны прыгают только между атомами, когда на провода подается напряжение. Неправильно.

В металлах внешний электрон (ы) каждого атома металла покинул свой первоначальный атом. Это происходит, когда металл впервые сформирован. Если бы электроны продолжали прилипать к каждому атому, тогда металл был бы изолятором, и при низких значениях тока, Ом не был бы постоянным. В действительности, электроны внешней или «зоны проводимости» постоянно вращаются среди всех атомов металла. Металлическая проволока напоминает своего рода «затвердевшую плазму». Металлы странные.

Физики называют мобильное электронное население металла названием «море электронов» или «океан заряда». В химии это называется «металлическая связь».

С не квантовой точки зрения, мы можем рассматривать металлические объекты как контейнеры, заполненные «электрической жидкостью», в стиле Бена Франклина! Электроны металла с большой скоростью дрожат вокруг, блуждая вокруг, подобно молекулам газа внутри шланга. Но это электронное движение в случайных направлениях. Это хранилище тепловой энергии, но у него нет единого направления, так что это не «ветер»; не электрический ток. Для каждого электрона, идущего в одну сторону, есть другой, идущий назад.

Следовательно, действительный электрический ток постоянного тока в металле представляет собой медленный средний дрейф этого электронного облака. Отдельные электроны не двигаются медленно, конечно. Вместо этого они все время бродят почти со скоростью света. Но во время постоянного тока на их средний путь блуждающих сигналов накладывается небольшой дрейф постоянного тока. Атмосфера Земли делает то же самое: каждая молекула движется почти со скоростью звука, даже в мертвых неподвижных условиях; безветренно. Мы рассматриваем блуждание как «тепловое», как броуновское движение. То же самое с отдельными электронами в металле.

Правильная анимация атомов / электронов металлов будет изображать прыжки электронов в обоих направлениях при нулевом токе. Или покажите, как они шевелятся взад-вперед по нескольким атомам со случайным движением в течение нуля ампер. (Или покажите внутреннюю часть провода в виде «телевизионного снега», похожего на мерцающий белый шум.) Затем, во время постоянного тока, весь набор электронов будет медленно скользить как единое целое. Чем выше ампер, тем быстрее поток. «Жидкий белый шум» движется медленно, как вода в трубе, но отдельные частицы никогда не остаются неподвижными.

Обратите внимание, что эта картина не применяется ко всем проводникам . Это относится только к твердым металлам (наиболее распространенная форма проводников, используемых в электротехнике), но не к соленой воде, кислотам, поверхностным токам, тканям / нервам человека, жидким металлам, движущимся металлам, плазме, искрам и т. Д. t электроны, поэтому инженеры и ученые используют «обычный ток», который применяется ко всем типам проводников. Электронный поток внутри металлов является частным случаем электрических токов в целом.

PS
Обратите внимание, что электроны не невидимы! (На самом деле, электроны о единственных вещах, которые видны.) Таким образом, всякий раз , когда мы смотрим на оголенный провод, мы видим его электрон-море. Подвижные электроны являются экстремальными отражателями электромагнитных волн. «Металлический» вид металлической поверхности — это наш взгляд на свободные электроны. Итак, электроны похожи на серебристую жидкость. Во время электрических токов в металле это серебристый материал, который течет вдоль. Но в этом потоке нет грязи или пузырьков, поэтому, хотя мы можем видеть «жидкость», мы не можем видеть ее движение. (Хех, даже если бы мы могли видеть что-то движущееся, дрейф заряда был бы слишком медленным, чтобы заметить; как минутная стрелка на часах!)

Электрический ток в металлах — материалы для подготовки к ЕГЭ по Физике

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: носители свободных электрических зарядов в металлах.

В этом листке мы приступаем к подробному изучению того, как осуществляется прохождение электрического тока в различных проводящих средах — твёрдых телах, жидкостях и газах.

Напомним, что необходимым условием возникновения тока является наличие в среде достаточно большого количества свободных зарядов, которые могут начать упорядоченное движение под действием электрического поля. Такие среды как раз и называются проводниками электрического тока.

Наиболее широко распространены металлические проводники. Поэтому начинаем мы с вопросов распространения электрического тока в металлах.

Мы много раз говорили о свободных электронах, которые являются носителями свободных зарядов в металлах. Вам хорошо известно, что электрический ток в металлическом проводнике образуется в результате направленного движения свободных электронов.

Свободные электроны


Металлы в твёрдом состоянии имеют кристаллическую структуру: расположение атомов в пространстве характеризуется периодической повторяемостью и образует геометрически правильный рисунок, называемый кристаллической решёткой.

Атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов, расположенных на внешней электронной оболочке. Эти валентные электроны слабо связаны с ядром, и атом легко может их потерять.

Когда атомы металла занимают места в кристаллической решётке, валентные электроны покидают свои оболочки — они становятся свободными и отправляются «гулять» по всему кристаллу (а именно, свободные электроны перемещаются по внешним орбиталям соседних атомов. Эти орбитали перекрываются друг с другом вследствие близкого расположения атомов в кристаллической решётке, так что свободные электроны оказываются «общей собственностью» всего кристалла). В узлах кристаллической решётки металла остаются положительные ионы, пространство между которыми заполнено «газом» свободных электронов (рис. 1).

Рис. 1. Свободные электроны

Свободные электроны и впрямь ведут себя подобно частицам газа (другой адекватный образ — электронное море, которое «омывает» кристаллическую решётку) — совершая тепловое движение, они хаотически снуют туда-сюда между ионами кристаллической решётки. Суммарный заряд свободных электронов равен по модулю и противоположен по знаку общему заряду положительных ионов, поэтому металлический проводник в целом оказывается электрически нейтральным.

Газ свободных электронов является «клеем», на котором держится вся кристаллическая структура проводника. Ведь положительные ионы отталкиваются друг от друга, так что кристаллическая решётка, распираемая изнутри мощными кулоновскими силами, могла бы разлететься в разные стороны. Однако в тоже самое время ионы металла притягиваются к обволакивающему их электронному газу и, как ни в чём не бывало, остаются на своих местах, совершая лишь тепловые колебания в узлах кристаллической решётки вблизи положений равновесия.

Что произойдёт, если металлический проводник включить в замкнутую цепь, содержащую источник тока? Свободные электроны продолжают совершать хаотическое тепловое движение, но теперь — под действием возникшего внешнего электрического поля — они вдобавок начнут перемещаться упорядоченно. Это направленное течение электронного газа, накладывающееся на тепловое движение электронов, и есть электрический ток в металле (поэтому свободные электроны называются также электронами проводимости). Скорость упорядоченного движения электронов в металлическом проводнике, как нам уже известно, составляет приблизительно 0,1мм/с.

Опыт Рикке

Почему мы решили, что ток в металлах создаётся движением именно свободных электронов? Положительные ионы кристаллической решётки также испытывают на себе действие внешнего электрического поля. Может, они тоже перемещаются внутри металлического проводника и участвуют в создании тока?

Упорядоченное движение ионов означало бы постепенный перенос вещества вдоль направления электрического тока. Поэтому надо просто пропускать ток по проводнику на протяжении весьма длительного времени и посмотреть, что в итоге получится. Такого рода эксперимент и был поставлен Э.Рикке в 1901 году.

В электрическую цепь были включены три прижатых друг к другу цилиндра: два медных по краям и один алюминиевый между ними (рис. 2). По этой цепи пропускался электрический ток в течение года.

Рис. 2. Опыт Рикке

За год сквозь цилиндры прошёл заряд более трёх миллионов кулон. Предположим, что каждый атом металла теряет по одному валентному электрону, так что заряд иона равен элементарному заряду Кл. Если ток создаётся движением положительных ионов, то нетрудно подсчитать (сделайте это сами!), что такая величина прошедшего по цепи заряда соответствует переносу вдоль цепи около 2кг меди.

Однако после разъединения цилиндров было обнаружено лишь незначительное проникновение металлов друг в друга, обусловленное естественной диффузией их атомов (и не более того). Электрический ток в металлах не сопровождается переносом вещества, поэтому положительные ионы металла не принимают участия в создании тока.

Опыт Стюарта–Толмена

Прямое экспериментальное доказательство того, что электрический ток в металлах создаётся движением свободных электронов, было дано в опыте Т.Стюарта и Р.Толмена (1916 год).

Эксперименту Стюарта–Толмена предшествовали качественные наблюдения, сделанные четырьмя годами ранее русскими физиками Л.И.Мандельштамом и Н.Д.Папалекси. Они обратили внимание на так называемый электроинерционный эффект: если резко затормозить движущийся проводник, то в нём возникает кратковременный импульс тока. Эффект объясняется тем, что в течение небольшого времени после торможения проводника его свободные заряды продолжают двигаться по инерции.

Однако никаких количественных результатов Мандельштам и Папалекси не получили, и наблюдения их опубликованы не были. Честь назвать опыт своим именем принадлежит Стюарту и Толмену, которые не только наблюдали указанный электроинерционный эффект, но и произвели необходимые измерения и расчёты.

Установка Стюарта и Толмена показана на рис. 3.

Рис. 3. Опыт Стюарта–Толмена

Катушка большим числом витков металлического провода приводилась в быстрое вращение вокруг своей оси. Концы обмотки с помощью скользящих контактов были подсоединены к специальному прибору — баллистическому гальванометру, который позволяет измерять проходящий через него заряд.

После резкого торможения катушки в цепи возникал импульс тока. Направление тока указывало на то, что он вызван движением отрицательных зарядов. Измеряя баллистическим гальванометром суммарный заряд, проходящий по цепи, Стюарт и Толмен вычислили отношение заряда одной частицы к её массе. Оно оказалось равно отношению для электрона, которое в то время уже было хорошо известно.

Так было окончательно выяснено, что носителями свободных зарядов в металлах являются свободные электроны. Как видите, этот давно и хорошо знакомый вам факт был установлен сравнительно поздно — учитывая, что металлические проводники к тому моменту уже более столетия активно использовались в самых разнообразных экcпериментах по электромагнетизму (сравните, например, с датой открытия закона Ома — 1826 год. Дело, однако, заключается в том, что сам электрон был открыт лишь в 1897 году).

Зависимость сопротивления от температуры

Опыт показывает, что при нагревании металлического проводника его сопротивление увеличивается. Как это объяснить?

Причина проста: с повышением температуры тепловые колебания ионов кристаллической решётки становятся более интенсивными, так что число соударений свободных электронов с ионами возрастает. Чем активнее тепловое движение решётки, тем труднее электронам пробираться сквозь промежутки между ионами (Представьте себе вращающуюся проходную дверь. В каком случае труднее проскочить через неё: когда она вращается медленно или быстро? :-)). Скорость упорядоченного движения электронов уменьшается, поэтому уменьшается и сила тока (при неизменном напряжении). Это и означает увеличение сопротивления.

Как опять-таки показывает опыт, зависимость сопротивления металлического проводника от температуры с хорошей точностью является линейной:

(1)

Здесь — сопротивление проводника при . График зависимости (1) является прямой линией (рис. 4).

Рис. 4.

Множитель называется температурным коэффициентом сопротивления. Его значения для различных металлов и сплавов можно найти в таблицах.

Длина проводника и его площадь поперечного сечения при изменении температуры меняются несущественно. Выразим и через удельное сопротивление:

и подставим эти формулы в (1). Получим аналогичную зависимость удельного сопротивления от температуры:

Коэффициент весьма мал (для меди, например, ), так что температурной зависимостью сопротивления металла часто можно пренебречь. Однако в ряде случаев считаться с ней приходиться. Например, вольфрамовая спираль электрической лампочки раскаляется до такой степени, что её вольт-амперная характеристика оказывается существенно нелинейной.

Рис. 5. Вольт-амперная характеристика лампочки

Так, на рис. 5 приведена вольт-амперная характеристика автомобильной лампочки. Если бы лампочка представляла собой идеальный резистор, её вольт-амперная характеристика была прямой линией в соответствии с законом Ома. Эта прямая изображена синим пунктиром.

Однако по мере роста напряжения, приложенного к лампочке, график отклоняется от этой прямой всё сильнее и сильнее. Почему? Дело в том, что с увеличением напряжения ток через лампочку возрастает и больше разогревает спираль; сопротивление спирали поэтому также увеличивается. Следовательно, сила тока хотя и продолжит возрастать, но будет иметь всё меньшее и меньшее значение по сравнению с тем, которое предписывается «пунктирной» линейной зависимостью тока от напряжения.

можно ли наносить литол на клеммы

 

Литол, а точнее «Литол 24», является одной из самых известных автомобильных смазок. По составу это однородная густая мазь, изготовленная на основе минеральных масел с добавлением присадок, цвет которой может варьироваться от бледно-желтого до коричневого.

Производители указывают на этикетках, что «Литол 24» — универсальный, многоцелевой состав, который может использоваться для смазки самых разных узлов и механизмов. Рабочие температуры: от -40 до +120 градусов, поэтому средство успешно применяется круглый год.

На автомобильных форумах часто советуют обрабатывать литолом клеммы аккумуляторных батарей. Более того, даже в автомастерских вам могут предложить подобную услугу. Стоит ли наносить литол на клеммы АКБ, является ли он токопроводящим, содержится ли в нем вода? Попробуем разобраться.

 

Истоки вопроса

Привычка покрывать клеммы и наконечники АКБ литолом пошла еще с советских времен. Более того, такую рекомендацию все еще можно встретить в технических руководствах к некоторым отечественным автомобилям десятилетней давности. Единственная причина, по которой это делали, — защита клемм от появления окислов. Они в свою очередь приводили к саморазрядке аккумулятора, и мотор мог просто не запуститься. Поэтому использование солидолов, и литола в частности, считалось меньшим злом.

 

Почему наносить литол на контакты аккумулятора не стоит?

Главная причина, почему не стоит использовать подобные смазки на контактах, заключается в том, что все они относятся к диэлектрикам. И литол тоже не проводит электрический ток. В сети можно найти результаты экспериментов, которые наглядно показывают, что при смазывании контактов такой смазкой сопротивление возрастает на 30-35 %. Это является критичным для некоторых аккумуляторов, которые при перераспределении мощности от стартера к обработанному контакту сгорят при первом же пуске.

В принципе смазывать чем-то клеммы АКБ необходимости нет: перед подключением их достаточно протереть и зачистить. Если надо защитить контакты от окислов, то это делается уже после соединения «металл-металл», причем используются специальные составы, например, технический вазелин.

Еще один распространенный аргумент среди мастеров и участников тематических форумов сводится к тому, что производители литола прямо не указывают на то, что смазка не проводит электричество, и состав позиционируется как универсальный. Но если внимательно прочитать инструкцию, то можно увидеть, что «Литол-24» предлагается использовать исключительно в качестве антифрикционного средства в узлах трения. Учитывая распространенность мифа об использовании литола как токопроводящего масла, некоторые производители отдельно стали указывать на этикетке, что смазка не проводит электричество и не должна применяться при соединении контактов.  Подробнее узнать о том, какие технические характеристики литол 24  имеет,  можно у нас на сайте.

Если у вас остались вопросы относительно литола и сферы его применения, на них с удовольствием ответят эксперты компании «Масла и смазки Казахстана». Мы реализуем смазки собственного производства оптом и в розницу и готовы подобрать подходящее решение для смазывания оборудования вашего предприятия.

Теплопроводность – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

  • Участник: Шароглазова Ксения Сергеевна
  • Руководитель: Печерская Светлана Юрьевна
Цель данной работы: изучение явления теплопроводности, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостями и газами.

Актуальность: В наше время разрабатываются новые материалы. Знания о теплопроводности различных веществ позволяет не только широко использовать их, но и предотвращать их вредное воздействие в быту, технике и природе.

Цель: изучение явления теплопроводности, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостями и газами.

Задачи:

  • изучить теоретический материал по данному вопросу;
  • исследовать теплопроводность твердых тел;
  • исследовать теплопроводность жидкостей;
  • исследовать теплопроводность газов;
  • сделать выводы о полученных результатах.

Гипотеза: все вещества (твердые, жидкие и газообразные) имеют разную теплопроводность.

Оборудование: спиртовка, штатив, деревянная палочка, стеклянная палочка, медная проволока, пробирка с водой.

Элементы УМК к учебнику А.В.Перышкина: учебник «Физика. 8 класс» А.В.Перышкина

Содержание работы

Внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку. Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью.

Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.

Видео: https://cloud.mail.ru/public/JCFY/CFTcCeqhE

Опыт 1

Исследование теплопроводности твердых тел на примере деревянной палочки, стеклянной палочки и медного стержня

Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится.

Вывод: дерево обладает плохой теплопроводностью.

Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец останется холодным.

Вывод: стекло имеет плохую теплопроводность.

Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.

Вывод: металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь. 

Рассмотрим передачу тепла от одной части твердого тела к другой на следующем опыте. Закрепим один конец толстой медной проволоки в штативе. К проволоке прикрепим воском несколько гвоздиков (рис. 6). При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск будет таять. Гвоздики начнут постепенно отваливаться. Сначала отпадут те, которые расположены ближе к пламени, затем по очереди все остальные.


Выясним, как происходит передача энергии по проволоке. Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура следующей части проволоки и т. д. Следует помнить, что при теплопроводности не происходит переноса вещества от одного конца тела к другому.

Опыт 2. Исследование теплопроводности жидкостей на примере воды

Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмем пробирку с водой и станем нагревать ее верхнюю часть. Вода у поверхности скоро закипит, а у дна пробирки за это время она только нагреется (рис. 7). Значит, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и расплавленных металлов. Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твердых телах.

Вывод: теплопроводность жидкостей меньше теплопроводности металлов.


Опыт 3. Исследование теплопроводности газов

Исследуем теплопроводность газов. 

Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки донышком вверх (рис. 8). Палец при этом долго не почувствует тепла. Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа еще больше, чем у жидкостей и твердых тел.

Вывод: теплопроводность у газов еще меньше, чем у жидкостей. Итак, теплопроводность у различных веществ различна.


Выводы и их обсуждение

Вывод: Проведенные опыты показывают, что теплопроводность у различных веществ различна. Наибольшей теплопроводность обладают металлы, у жидкостей теплопроводность невелика и самая малая теплопроводность у газов.

Используя §4 учебника физики для 8 класса, представим результаты в виде таблицы:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

ХОРОШАЯ

ПЛОХАЯ

металлы (серебро, медь, железо)

жидкости (вода)

 

газы (воздух)

 

вакуум

 

пористые тела, пробка, бумага, стекло, кирпич, пластмассы

 

волосы, перья птиц, шерсть

 

вата, войлок

Объяснение явления теплопроводности с молекулярно-кинетической точки зрения: теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В металлах частицы расположены близко, они постоянно взаимодействуют друг с другом. Скорость колебательного движения в нагретой части металла увеличивается и быстро передается соседним частицам. Повышается температура следующей части проволоки. В жидкостях и газах молекулы расположены на больших расстояниях, чем в металлах. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Применение теплопроводности

Теплопроводность на кухне

Теплопроводность и ее регулировка важны в процессе приготовления пищи. Часто во время тепловой обработки продукта необходимо поддерживать высокую температуру, поэтому на кухне используют металлы (медь, алюминий…), так их теплопроводность и прочность выше, чем у других материалов. Из металла делают кастрюли, сковородки, противни, и другую посуду. Когда они соприкасаются с источником тепла, это тепло легко передается пище. Иногда бывает необходимо уменьшить теплопроводность — в этом случае используют кастрюли из материалов с более низкой теплопроводностью, или готовят способами, при которых пище передается меньшее количество тепла. Приготовление блюд на водяной бане — один из примеров уменьшения теплопроводности. Для посуды, предназначенной для приготовления пищи, не всегда используют материалы с высокой теплопроводностью. В духовом шкафу, например, часто используют керамическую посуду, теплопроводность которой намного ниже, чем у металлической посуды. Их самое главное преимущество — способность держать температуру. Хороший пример использования материалов с высокой теплопроводностью на кухне — плита. Например, конфорки электроплиты сделаны из металла, чтобы обеспечить хорошую передачу тепла от раскаленной спирали нагревательного элемента к кастрюле или сковородке. Люди используют материалы с низкой теплопроводностью между руками и посудой, чтобы не обжечься. Ручки многих кастрюль сделаны из пластмасс, а противни вынимают из духовки прихватками из ткани или пластмассы с низкой теплопроводностью.

Материалы с невысокой теплопроводностью также используют для поддержания температуры пищи неизменной. Так, например, чтобы утренний кофе или суп, который берут в путешествие или на обед на работу, оставался горячим, его наливают в термос, чашку или банку с хорошей теплоизоляцией. Чаще всего в них пища остается горячей (или холодной) благодаря тому, что между их стенками находится материал, плохо проводящий тепло. Это может быть пенопласт или воздух, который находится в закрытом пространстве между стенками сосуда. Он не дает теплу перейти в окружающую среду, пище — остыть, а рукам — получить ожог. Пенопласт используют также для стаканчиков и контейнеров для пищи навынос. В вакуумном сосуде Дьюара (известном как «термос», по названию торговой марки) между наружной и внутренней стенкой почти нет воздуха — это еще больше уменьшает теплопроводность.

Отопительная система

Задача любой системы отопления является эффективная передача энергии от теплоносителя (горячей воды) в помещение. Для этого используют специальные элементы системы отопления – радиаторы. Радиаторы предназначены для повышения теплопередачи накопившейся в системе тепловой энергии в помещение. Они представляют собой секционную или монолитную конструкцию, внутри которой циркулирует теплоноситель. Основные характеристики радиатора отопления: материал изготовления, тип конструкции, габаритные размеры (кол-во секций), теплоотдача. Чем выше этот показатель, тем меньше тепловых потерь будет при передаче энергии от теплоносителя в помещение. Лучший материал для изготовления радиаторов – это медь. Наиболее часто используют чугунные радиаторы; алюминиевые радиаторы; стальные радиаторы; биметаллические радиаторы.

Теплопроводность для тепла

Мы используем материалы с низкой теплопроводностью для поддержания постоянной температуры тела. Примеры таких материалов — шерсть, пух, и синтетическая шерсть. Кожа животных покрыта мехом, а птиц — пухом с низкой теплопроводностью, и мы заимствуем эти материалы у животных или создаем похожие на них синтетические ткани, и делаем из них одежду и обувь, которые защищают нас от холода. Кроме этого мы делаем одеяла, так как спать под ними удобнее, чем в одежде. Воздух имеет низкую теплопроводность, но проблема с холодным воздухом в том, что обычно он может свободно двигаться в любом направлении. Он вытесняет теплый воздух вокруг нас, и нам становится холодно. Если движение воздуха ограничить, например, заключив его между внешней и внутренней стенками сосуда, то он обеспечивает хорошую термоизоляцию. У снега и льда тоже низкая теплопроводность, поэтому люди, животные и растения используют их для теплоизоляции. В свежем не утрамбованном снеге внутри находится воздух, что еще больше уменьшает его теплопроводность, особенно потому, что теплопроводность воздуха ниже теплопроводности снега. Благодаря этим свойствам, ледяной и снежный покров защищает растения от замерзания. Животные роют ямки и целые пещеры для зимовья в снегу. Путешественники, переходящие через заснеженные районы, иногда роют подобные пещеры, чтобы в них переночевать. С древнейших времен люди строили убежища изо льда, а сейчас создают целые развлекательные центры и гостиницы. В них часто горит огонь, и люди спят в мехах и синтетических спальных мешках.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности в организме людей и животных необходимо поддерживать определенную температуру в очень узких пределах. У крови и других жидкостей, а также у тканей разная теплопроводность и ее можно регулировать в зависимости от потребностей и окружающей температуры. Так, например, организм может изменить количество крови на участке тела или во всем организме с помощью расширения или сужения сосудов. Наше тело также может сгущать и разжижать кровь. При этом теплопроводность крови, а, следовательно, и части тела, где эта кровь течет, изменяется.

Теплолечение

Современные методы лечения теплом могут быть разделены на три большие группы: 1) контактное приложение нагретых сред; 2) светотепловое облучение и 3) использование теплоты, образующейся в тканях при прохождении высокочастотного электрического тока. Остановимся на использовании нагретых сред. Для теплолечения выбираются среды, позволяющие создать в них значительный запас теплоты. Эта теплота затем должна медленно и постепенно передаваться организму во все время процедуры. Для этого среда должна иметь, возможно, высокую теплоемкость и сравнительно низкие теплопроводность и конвекционную способности. Для теплолечения в основном применяют следующие среды: воздух, воду, торф, лечебные грязи и парафин.

Теплопроводность в бане

Многие любят отдыхать в саунах или банях, но сидеть там на скамейках из материала с высокой теплопроводностью — было бы невозможно. Требуется много времени, чтобы сравнять температуру таких материалов с температурой тела, поэтому вместо них используют материалы с низкой теплопроводностью, например дерево, верхние слои которого намного быстрее принимают температуру тела. Так как в сауне температура поднимается достаточно высоко, люди часто надевают на голову шапочки из шерсти или войлока, чтобы защитить голову от жары. В турецких банях хамамах температура намного ниже, поэтому там для скамеек используют материал с более высокой теплопроводностью — камень.

Интересные факты о теплопроводности

Тепло ли колючим зверям в иголках?

Шерсть не только спасает зверей от холода, но и служит средством защиты. А чтобы защита была внушительнее и надежнее, волосяной покров порой видоизменяется, превращаясь в своеобразные доспехи. Иглы, например. Но вот сохраняет ли такое облачение присущие шерсти свойства, не зябнут ли ежи и дикобразы в своих колючих шубках?

Ученые Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северова РАН обстоятельно изучили теплопроводные и теплоизоляционные свойства иголок, взятых со спины взрослого самца североамериканского дикобраза из коллекции Зоологического музея МГУ, и убедились, что греют эти самые иголки очень даже неплохо. Чтобы понять внутреннюю структуру игл, на них делали тонкие срезы, на которые напыляли золото для исследования в электронном микроскопе. Кератин — главная составляющая иголок — проводит тепло в 10 раз лучше, чем воздух. И благодаря этому иглы увеличивают теплопроводность «доспехов». Следовательно, возрастают и потери тепла с тела животного. Однако внутренняя пористая структура игл создает дополнительное экранирование теплового излучения, что, скорее всего, и компенсирует увеличение теплопроводности. Так что дикобраз, как и другие колючие звери, вовсе не страдает от холода. Иглистый покров сохраняет ровно столько тепла, сколько нужно теплокровному животному такого размера.

Полипропилен

Пока является лучшей основой для материалов (волокон, нитей, пряжи, полотен, тканей), используемых в производстве нательной спортивной одежды, термобелья и термоносков. Среди всех синтетических материалов, применяемых в этой области, он обладает самой низкой теплопроводностью. Поэтому одежда из полипропилена позволяет наилучшим образом сохранить тепло зимой и прохладу летом.

Какой материал имеет самую высокую теплопроводность?

Материалом с наивысшей теплопроводностью является вовсе не какой-нибудь металл (серебро или медь), как думают многие. Самую высокую теплопроводность имеет материал, который похож на стекло – алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше, чем у серебра или меди. Если изготовить чайную ложечку из алмаза, то воспользоваться ею не удастся, так как она будет обжигать пальцы в ту же секунду.

Из чего изготавливают сваи при строительстве зданий в регионах с вечной мерзлотой?

Большие трудности строителям зданий доставляет просадка фундамента особенно в регионах с вечной мерзлотой. Дома часто дают трещины из-за подтаивания грунта под ними. Фундамент передает почве какое-то количество теплоты. Поэтому здания начали строить на сваях. В этом случае тепло передается только теплопроводностью от фундамента свае и далее от сваи грунту. Из чего же надо делать сваи? Оказывается, сваи, выполненные из прочного твердого материала, внутри должны быть заполнены керосином. Летом свая проводит тепло сверху вниз плохо, т.к. жидкость обладает низкой теплопроводностью. Зимой свая за счет конвекции жидкости внутри неё, наоборот, будет способствовать дополнительному охлаждению грунта.

«Огнеупорный шарик»

Обычный воздушный шарик, надутый воздухом, легко воспламеняется в пламени свечи. Он тут же лопается. Если же к пламени свечи поднести такой же шарик, заполненный водой, он становится «огнеупорным». Теплопроводность воды в 24 раза больше, чем у воздуха. Значит, вода проводит тепло в 24 раза быстрее, чем воздух. Пока вода не испарится внутри шарика – он не лопнет.


Какие металлы непроводящие?

Связанные вопросы Ответы

Клиффорд Томас
Профессиональный

Быстрый ответ: легко ли царапается золото?

Несмотря на то, что платина прочнее и долговечнее, платина является более мягким металлом, чем 14-каратное золото. Это означает, что она поцарапается немного легче, чем 14-каратное золото. Однако важно отметить, что когда золото царапается, золото теряется и выглядит как царапина.Легко ли царапается 10-каратное золото? Из-за своей твердости ювелирные изделия из 10-каратного золота относительно прочны. Для сравнения, такие сплавы, как 18-каратное или 20-каратное золото, намного легче царапаются, а украшения из них легче сгибаются. Нажмите здесь, чтобы увидеть широкий выбор ювелирных изделий из 10-каратного золота. Легко ли царапается 18-каратное золото? Обычно вы не найдете золотых колец выше 18 карат, потому что они слишком легко царапаются и деформируются. Очевидно, что 18-каратное золото является самым дорогим, но оно также менее подвержено потускнению.Тем не менее, он более подвержен воздействию повседневного использования…

Эрик Гарсия
Профессиональный

Можно ли закрасить засохшую краску?

Как покрасить уже окрашенный металл? Металлические поверхности, которые уже были окрашены распылением, предварительно подготовив проект, выполнив следующие действия: Удалите рыхлую ржавчину с помощью проволочной щетки, наждачной бумаги или химического средства для удаления ржавчины. Слегка отшлифуйте металлическую поверхность.Удалите пыль липкой салфеткой. Как закрасить облупившуюся краску? Подготовьте область. Старая краска может трескаться, отслаиваться или отслаиваться, оставляя после себя трещины и небольшие отверстия. … Удалить облупившуюся краску. Если вы попытаетесь закрасить облупившуюся краску, у вас не получится гладкой, профессиональной отделки. … Залатать стену. … Песчаные участки. … Очистите и нанесите грунтовку. … Подождите, пока грунтовка полностью высохнет, прежде чем перекрашивать. Что будет, если не использовать грунтовку перед покраской? Поскольку грунтовка для гипсокартона имеет клеевую основу, она помогает краске лучше прилипать.Если вы пропустите грунтовку, вы рискуете отслоить краску, особенно во влажных условиях. Кроме того, отсутствие адгезии…

Грэм Брукс
Профессиональный

Как удалить царапины с фарфора?

В тех случаях, когда царапины относительно незначительны, можно использовать пищевую соду, чтобы удалить раздражающие царапины на фарфоровой раковине. Просто посыпьте пищевой содой всю длину царапины или покройте всю царапину большой дозой пищевой соды.Затем отполируйте царапины и порезы мягкой влажной тканью. Как убрать царапины с фарфорового унитаза? Как удалить царапины с фарфорового унитаза Смочите неабразивную тряпку чистой водой. Насыпьте немного абразивного порошка на тряпку, а не на фарфор. Промойте чистой водой, когда царапины исчезнут. Смочите пемзу водой, чтобы смазать ее. Сначала проверьте пемзу на незаметном участке унитаза, просто на всякий случай. Как удалить металлические царапины с фарфора? Шаги по удалению меток: Начните с разбрызгивания пищевой соды на отмеченные поверхности.Может помочь опрыскивание…

Леонарс Росс
Профессиональный

Почему керамика так легко ломается?

«Твердые керамические осколки разбитых свечей зажигания отлично подходят для разрушения закаленного стекла. Причина в том, что маленькие, острые и твердые керамические осколки вызывают царапины, проникающие сквозь остаточные напряжения в стекле. Как только трещина начинается, она быстро распространяется. ». Почему керамика так легко разбивает стекло? При броске с умеренной скоростью в боковое окно острый осколок исключительно твердой керамики на основе оксида алюминия, используемой в свечах зажигания, фокусирует энергию удара на достаточно небольшой площади, не затупляясь, чтобы инициировать растрескивание, высвобождая внутреннюю энергию и разбивая стекло.Может ли керамика легко сломаться? Проблема с керамикой заключается в том, что, хотя ее трудно поцарапать, она * * более склонна к растрескиванию по сравнению с металлом. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, причиной поломки было…

Эван Симмонс
Профессиональный

Вопрос: Почему керамические ножи такие острые?

Керамические лезвия требуют значительно меньше работы, чем металлические ножи.Традиционные стальные лезвия необходимо регулярно точить и повторно затачивать, чтобы они оставались острыми, но было доказано, что керамический нож остается острым до 10 раз дольше. Керамические ножи остаются острыми? Когда они сделаны хорошим производителем, они поставляются резко. Они дольше остаются острыми, чем стальные ножи, и, конечно же, не ржавеют. Кроме того, многие люди считают, что малый вес ножей является удобным. Керамические ножи имеют тот недостаток, что их трудно, а то и невозможно заточить самостоятельно.Нужна ли заточка керамическим ножам? Если вы не режете другую керамику или алмазы, эти ножи практически никогда не затупятся. Кость имеет твердость около 3,5, стальные ножи около 6,5 и керамические ножи около 9,5. Бриллиантов 10. Если вы действительно хотите их заточить, вам понадобится…

Алан Паттерсон
Гость

Вопрос: Какой самый прочный, но самый легкий металл?

Новый сплав на основе магния как самый прочный и легкий металл в мире изменит мир: исследователи из Университета штата Северная Каролина разработали материал с использованием магния, который легкий, как алюминий, но такой же прочный, как титановые сплавы.Этот материал имеет самое высокое отношение прочности к весу, известное человечеству.12 Dec 2015 Какой самый прочный, легкий и дешевый металл? Самый прочный природный металл — вольфрам, самый твердый металл — хром, самый дешевый металл — железо, а самый легкий металл на земле — микрорешетка. Да, вы правы, алюминий — один из самых легких и дешевых металлов, но менее прочный. Алюминиевый сплав 6063, обладающий отличной коррозионной стойкостью, используется в аэрокосмических деталях.14 июня 2016 г. Какие металлы самые прочные? В то время как вышеупомянутые сплавы можно считать самыми прочными металлами в мире, следующие металлы являются самыми прочными чистыми, нелегированными металлами: Вольфрам обладает самой высокой прочностью на растяжение среди всех природных металлов, но он хрупок и склонен…

Джордж Эдвардс
Гость

Вопрос: стекло или керамика лучший изолятор?

Керамика сохраняет тепло лучше, чем стекло Теплопроводность – это потеря тепла при прямом контакте двух материалов, один из которых холоднее другого.Поскольку керамика более пористая, чем стекло, проводимость в керамических кружках происходит медленнее. Керамика прочнее стекла? Керамика легче стекла, но обычно потому, что она пористая. Одним из больших преимуществ керамики по сравнению с классом является то, что керамика является хорошим теплоизолятором благодаря своей пористости. Стекло или пластик лучший изолятор? Если у вас есть 2 чашки одинаковой толщины, одна стеклянная и одна пластиковая, пластиковая чашка будет изолировать в 5-10 раз лучше, чем стеклянная, потому что теплопроводность пластика в 5-10 раз ниже, чем у стекла.Это позволяет теплу передаваться быстрее в стекле, чем в пластике. В чем разница между стеклом и керамикой? При производстве стекла и керамики…

Филип Тернер
Гость

Что такое высокотехнологичная керамика?

Высокотехнологичные керамические часы представляют собой сверхтонкий порошок, состоящий из оксида циркония, соединения, используемого в медицине и космической технике. В порошок добавляются пигменты, чтобы зафиксировать его цвет.В результате получается революционная, нецарапающаяся керамика, легкая и гладкая. Что такое плазменная высокотехнологичная керамика? ПЛАЗМЕННАЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КЕРАМИКА. Плазменная высокотехнологичная керамика Rado — прекрасный пример современной алхимии, зарождающегося движения, рожденного стремлением создавать красоту посредством преобразования материалов. Керамика, материал, который сопровождал человечество на протяжении тысячелетий, теперь получил революционный металлический оттенок. Какая самая прочная керамика? Технические свойства карбида кремния очень похожи на свойства алмаза.Это один из самых легких, твердых и прочных технических керамических материалов, обладающий исключительной теплопроводностью, химической стойкостью и низким тепловым расширением. Керамика дорогая? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамических изделий.…

Нил Торрес
Гость

Вопрос: Какая керамика самая прочная?

Что прочнее стекло или керамика? Теоретически керамика прочнее стекла.Обычно керамика прочнее стекла той же толщины и более устойчива к нагреву и температурным изменениям. Керамика тверже алмаза? Твердость материала определяется путем измерения размера отпечатка, сделанного острым алмазом, сильно прижатым к образцу материала. Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали. Какое стекло самое твердое? Новое металлическое стекло прочнее и жестче стали.Исследователи создали металлическое стекло, которое является самым прочным и жестким материалом из когда-либо созданных. Мост Золотые Ворота сделан из стали с относительно низкой прочностью, поэтому он не сломается, когда землетрясение сотрясет район залива. Керамика тверже титана? Вольфрам примерно в 10 раз тверже, чем 18К…

Алехандро Мартин
Гость

Как удалить металлические следы с фарфора?

Шаги по удалению меток: Начните с разбрызгивания пищевой соды на отмеченные поверхности.Может помочь сначала слегка сбрызнуть раковину водой, чтобы пищевая сода прилипла. Слегка распылите на поверхность средство Windex. Протрите мягкой тканью или губкой, пока пятна не исчезнут. Повторите при необходимости. Как убрать металлические царапины с фарфорового унитаза? Как удалить царапины с фарфорового унитаза Смочите неабразивную тряпку чистой водой. Насыпьте немного абразивного порошка на тряпку, а не на фарфор. Промойте чистой водой, когда царапины исчезнут. Смочите пемзу водой, чтобы смазать ее.Сначала проверьте пемзу на незаметном участке унитаза, просто на всякий случай. Как удалить царапины с алюминиевого фарфора? Как удалить царапины на алюминии с фарфоровой раковины Распылите воду на царапины. Посыпать пищевой содой на…

Кэмерон Ховард
Профессор

Вопрос: Керамика тверже стекла?

Теоретически керамика прочнее стекла.Стекло на самом деле является разновидностью керамики, но, если быть точным, стекло не имеет упорядоченной молекулярной структуры. Большая часть современной керамики имеет кристаллическую молекулярную структуру. Как правило, керамика прочнее стекла той же толщины и более устойчива к нагреву и температурным изменениям.3 Февраль 2016 Керамика прочнее стекла? Керамика легче стекла, но обычно потому, что она пористая. Одним из больших преимуществ керамики по сравнению с классом является то, что керамика является хорошим теплоизолятором благодаря своей пористости.6 Ноябрь 2009 г. В чем разница между стеклом и керамикой? В производстве как стекла, так и керамики есть небольшая разница.Стеклянная печь будет иметь нагревательные элементы сверху, тогда как керамическая печь будет иметь нагревательные элементы по бокам. Известно, что стекло некристаллическое. Керамика может быть кристаллической или частично кристаллической.11 июня 2017 г. Легко ли ломается керамика? Керамика…

Брэндон Лопес
Профессор

Вопрос: Устойчива ли керамика к царапинам?

Керамика сохраняет цвет и устойчива к царапинам; это означает, что безель всегда будет выглядеть «совершенно новым».Керамика является одним из самых твердых известных материалов, а это означает, что инженерия материала чрезвычайно трудна. С другой стороны, поскольку он настолько прочен, его трудно поцарапать. Легко ли ломается керамика? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбилась пора. Керамика дорогая? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик.Совершенно нормально, что керамический корпус дороже стального или даже титанового. Однако вряд ли он превысит стоимость золотого или платинового корпуса, так как используемые материалы не такие…

Блейк Вуд
Профессор

Вопрос: Легко ли царапается Rolex?

В отличие от других высококлассных механических часов, часы Rolex созданы для того, чтобы выдерживать ежедневные удары, будь то корпус часов, стекло и все такое прочее.Царапины и наручные часы — это реальность. Часы Rolex из золота, платины и нержавеющей стали 904L царапаются при повседневном использовании. Устойчивы ли часы Rolex к царапинам? Без сомнения, часы Rolex известны как одни из самых прочных механических часов. Rolex использует нержавеющую сталь 904L, которая хорошо полируется и устойчива к царапинам, но царапины случаются. Царапается ли лицо Rolex? Акрил имеет свои преимущества. Он очень прочный, легко противостоит ударам. Тем не менее, он не устойчив к царапинам, поэтому челка все равно может оставить след.Rolex использовал акрил в своих часах, но постепенно начал предлагать замену синтетическому сапфиру, подобному изображенному на изображении выше. Как предотвратить появление царапин на часах? 0:41 1:28 Предлагаемый клип · 40 секунд Как перестать царапать часы !! — YouTube YouTube Старт…

Уолтер Браун
Профессор

Вопрос: стекло тверже керамики?

Теоретически керамика прочнее стекла.Стекло на самом деле является типом керамики, но, если быть точным, стекло не имеет упорядоченной молекулярной структуры. Большинство современных керамических изделий имеют кристаллическую молекулярную структуру. Обычно керамика прочнее стекла той же толщины и более устойчива к теплу и термическим изменениям. Считается ли стекло керамикой? Керамический материал представляет собой неорганический, неметаллический, часто кристаллический оксидный, нитридный или карбидный материал. Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, можно считать керамикой. Стекло часто не считается керамикой из-за его аморфного (некристаллического) характера.Керамика легко разбивается? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбилась пора. Какая самая твердая керамика? Технические свойства кремния…

Кертис Гриффин
Профессор

Вопрос: Легко ли ломается керамика?

Проблема с керамикой заключается в том, что, хотя ее трудно поцарапать, она * * более склонна к растрескиванию по сравнению с металлом.Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем крупнее поры, тем легче их разбить», — говорит Грир. Легко ли ломаются керамические часы? Потенциально хрупкий Несмотря на то, что керамика чрезвычайно прочна и устойчива к царапинам и обычным повреждениям, из-за молекулярной структуры она не устойчива к разрушению. Если керамический корпус упадет на твердую поверхность с высоты нескольких футов или более, велика вероятность того, что он разобьется.Почему керамика легко ломается? Но в керамике из-за комбинированного механизма ионной и ковалентной связи частицы не могут легко перемещаться. Керамика ломается, когда прикладывается слишком большое усилие, и работа, проделанная для разрушения связей, создает новые поверхности при растрескивании.…

Майлз Джексон
Пользователь

Быстрый ответ: Керамика прочнее стали?

Прочность (1) Твердость материала определяется путем измерения размера отпечатка, сделанного острым алмазом, сильно прижатым к образцу материала.Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали. Керамика прочная? Керамический материал представляет собой неорганический, неметаллический, часто кристаллический оксидный, нитридный или карбидный материал. Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, можно считать керамикой. Керамические материалы хрупкие, твердые, прочные на сжатие и слабые на сдвиг и растяжение. Какая сталь самая прочная? Какой самый прочный нелегированный металл в мире? Вольфрам обладает самой высокой прочностью на растяжение среди всех природных металлов, но он хрупок и имеет тенденцию разрушаться при ударе.Титан имеет предел прочности на растяжение 63 000 фунтов на квадратный дюйм. Хром, по шкале твердости Мооса, является самым твердым металлом. Керамика прочнее металлов? В…

Герберт Лонг
Пользователь

Быстрый ответ: бьется ли керамика?

Керамика и фарфор — два материала, прочные и гладкие, но хрупкие. Это разновидность керамики, но глина делает ее более плотной и долговечной. Глина белая и очень изысканная.Хотя они очень похожи, фарфор, как правило, дороже керамики. Керамика легко разбивается? Керамика хрупкая, потому что она заполнена неравномерно распределенными порами. Некоторые виды керамики, такие как кирпичи, имеют большие поры. «Чем больше поры, тем легче их сломать», — говорит Грир. Если вы когда-нибудь разбивали керамическую вазу или что-то в этом роде, вероятно, разбилась пора. Керамика прочная? Керамический материал представляет собой неорганический, неметаллический, часто кристаллический оксидный, нитридный или карбидный материал.Некоторые элементы, такие как углерод или кремний, можно считать керамикой. Керамические материалы хрупкие, твердые, прочные на сжатие и слабые на сдвиг и растяжение. Керамика хрупкая? Две наиболее распространенные химические связи для керамических материалов…

Кит Скотт
Пользователь

Быстрый ответ: может ли керамика поцарапать металл?

Керамика, с другой стороны, практически не царапается. В отличие от корпуса из алюминия или нержавеющей стали, керамический можно лизнуть и продолжать тикать.Проблема с керамикой заключается в том, что, хотя ее трудно поцарапать, она * * более склонна к растрескиванию по сравнению с металлом. Можно ли поцарапать керамику? Керамика сохраняет цвет и устойчива к царапинам; это означает, что безель всегда будет выглядеть «совершенно новым». Керамика является одним из самых твердых известных материалов, а это означает, что инженерный материал чрезвычайно тверд. С другой стороны, поскольку он такой прочный, его трудно поцарапать. Керамика тверже стали? Твердость материала определяется путем измерения размера отпечатка, сделанного острым алмазом, сильно прижатым к образцу материала.Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали.…

Генри Джексон
Пользователь

Вопрос: Устойчивы ли керамические лицевые панели к царапинам?

Керамика сохраняет цвет и устойчива к царапинам; это означает, что безель всегда будет выглядеть «совершенно новым». Насколько долговечны керамические часы? Высокотехнологичная керамика – это действительно материал с уникальными свойствами.Помимо того, что высокотехнологичная часовая керамика устойчива к царапинам, она очень легкая, термостойкая и антиаллергенная. Керамические часы долговечны и очень универсальны в блестящих металлических цветах с гладкими или декоративными поверхностями. Может ли Rolex поцарапать лицо? Акрил имеет свои преимущества. Он очень прочный, легко противостоит ударам. Тем не менее, он не устойчив к царапинам, поэтому челка все равно может оставить след. Как вы можете видеть на изображении выше, акриловый кристалл может собрать много царапин, особенно если его часто носят.Почему керамические часы такие дорогие? Механическая обработка, как правило, очень сложна для большинства керамик. Сырье для изготовления керамических деталей дешевое, но процесс их изготовления дорогой. Металлы часто другие…

Иеремия Диаз
Пользователь

Керамика тверже нержавеющей стали?

Прочность (1) Твердость глиноземной керамики почти в три раза выше, чем у нержавеющей стали; карбид кремния более чем в четыре раза тверже нержавеющей стали.Эта чрезвычайная твердость является одним из многих уникальных свойств, которые делают Fine Ceramics «суперматериалами» для современных технологий. Керамические ножи лучше металлических? Лезвие настолько тонко заточено, что любой твердый предмет может сколоть керамический нож. Нож, который вы выберете, будет соответствовать вашим потребностям; Керамические ножи не так универсальны, как стальные, и из них нельзя сделать хороший универсальный нож, однако они отлично подходят для тонкой нарезки фруктов и овощей. Керамика тверже титана? Вольфрам примерно в 10 раз тверже 18-каратного золота, в 5 раз тверже инструментальной стали и в 4 раза тверже титана.Твердость вольфрама составляет от 8 до 9 по шкале Мооса. (Бриллианты — это 10 — высшая оценка.) Вольфрам, хотя и очень твердый, но…

Гальваника на непроводящих материалах | СПК

Быстрые ссылки

Что такое непроводящие материалы? | Проблема нанесения покрытия на керамику и пластик

Преимущества гальванического покрытия | Химическое покрытие | Использование гальваники для завершения процесса

Производители в самых разных отраслях полагаются на гальваническое покрытие, чтобы придать своей продукции последний штрих.Гальваническое покрытие дает несколько преимуществ для готовой детали, включая упрочнение поверхности, защиту от коррозии, износостойкость и общее улучшение внешнего вида.

Если вы знакомы с гальванопокрытием, вы, вероятно, знаете, что этот метод включает погружение подложки в химическую ванну, содержащую ионы металла, такого как золото, медь, никель или серебро. Сразу же после этого процесса введение постоянного тока наносит покрытие посредством электроосаждения.

В большинстве случаев процесс гальванического покрытия заключается в нанесении металлического покрытия на поверхность другого металлического предмета. Эти металлы могут проводить электричество, что необходимо для облегчения адгезии покрытия. Но что произойдет, если вам нужно нанести металл на поверхность непроводящего материала?

Что такое непроводящие материалы?

Непроводящие материалы, также известные как изоляторы, представляют собой материалы, которые либо предотвращают, либо блокируют поток электронов.Эти материалы обладают этой особенностью, потому что атомы внутри этих изоляторов не содержат дополнительных электронов, необходимых для передачи электрического заряда — это невероятно затрудняет передачу заряда через материал.

Некоторые примеры непроводящих материалов включают бумагу, стекло, резину, фарфор, керамику и пластик. Из этих материалов стекло, керамика и пластик являются стандартными в различных отраслях промышленности и часто покрываются металлом для изменения их внешнего вида и физических свойств.Непроводящие материалы с покрытием особенно популярны в следующих секторах.

  • Автомобильная промышленность: В автомобильной промышленности используется довольно много гальванического непроводящего материала, в основном пластик с гальваническим покрытием. Пластмассовым деталям легко придать практически любую форму, а затем покрыть металлом, что позволяет автомобильным инженерам проявлять больше творчества в своих проектах, не рискуя увеличить вес своих автомобилей.
  • Домашняя арматура : Пластмассовые и керамические приспособления широко используются в доме и вокруг него во всем, от сантехнических и электрических установок до ручек и декоративных элементов.В то время как обычный пластик или керамика не всегда являются наиболее привлекательным вариантом, непроводящие материалы с покрытием обеспечивают большую эстетическую привлекательность, а также обеспечивают такие преимущества, как повышенная износостойкость. Кроме того, эти продукты, как правило, дешевле, чем их цельнометаллические аналоги, а это означает, что они имеют более конкурентоспособную цену.
  • Электроника: Покрытие — это стандартная процедура для электронной промышленности, используемая при изготовлении различных электронных компонентов. Покрытие улучшает внешний вид пластиковой отделки персональной электроники, а также часто наносится на печатные платы и керамические детали в качестве защитного элемента.

Вы также можете найти непроводящие материалы с покрытием в нескольких типах потребительских товаров, включая кухонную утварь, туалетные принадлежности, предметы ванной комнаты, одежду и даже крышки для бутылок.

Проблема нанесения покрытия на керамику и пластик

В обрабатывающей промышленности известно гораздо больше о нанесении гальванопокрытий на непроводящие материалы, чем в начале этой практики, и этот процесс постоянно совершенствуется. Тем не менее, при нанесении покрытия на непроводящие материалы нередко возникают проблемы.Чтобы обеспечить высококачественный результат, важно помнить о нескольких факторах, наиболее важными из которых являются факторы, связанные с дизайном продукта и процессами покрытия. Эти трудности перечислены ниже, при этом наиболее серьезная проблема указана первой.

Непроводящие материалы не проводят электричество: Хотя это очевидный момент, упомянутый выше, важно помнить, поскольку он влияет на процесс гальванического покрытия. Поскольку материал подложки не может проводить электричество, нанесение покрытия с использованием традиционного процесса гальванопокрытия функционально невозможно.В результате первый слой, нанесенный на деталь, необходимо будет нанести методом химического осаждения. Этот шаг сам по себе является сложной задачей, поскольку он существенно влияет на обращение с продуктом в процессе проектирования и нанесения покрытия.

Препятствия при проектировании: Одной из наиболее значительных трудностей, связанных с покрытием из непроводящего материала, является разработка продукта для процесса покрытия. Поскольку вы не можете наносить покрытие на непроводящие материалы с помощью электрического тока, их конструкция должна учитывать возможность нанесения покрытия химическим путем.Чтобы покрытие было успешным, крайне важно, чтобы дизайн продукта включал следующие функции и соображения.

  • Толщина стенки: Толщина стенок продукта должна составлять 3,8 миллиметра или меньше. Более толстые стенки обеспечивают меньший поток воздуха, что может привести к неравномерному охлаждению и вызвать деформацию или усадку детали. Вместо более толстых стенок ребра могут повысить прочность компонента, что позволяет снизить вес изделия.
  • Минимальная вариация: Размеры поперечного сечения изделия должны быть одинаковыми.Вместо того, чтобы проектировать продукт с острыми краями, изгибами, углами и углублениями, создайте его с плавными изгибами. До глубоких канавок может быть трудно добраться, а острые углы могут привести к налипанию пластины или заусенцам, что повлияет на окончательную посадку и внешний вид изделия.
  • Простота слива: Одной из наиболее серьезных проблем в процессе нанесения покрытия является улавливание технологических химикатов. Эти химические вещества, используемые при очистке, ополаскивании или гальванике, могут попасть на поверхность продукта или на нее и вытечь на другом этапе, вызывая повреждение или препятствуя слипанию слоев.Чтобы избежать этого, проектируйте детали так, чтобы они могли стекать быстрее — например, если конструкция включает глухое отверстие, сделайте его сквозным или увеличьте его, чтобы облегчить процесс слива жидкости.
  • Исполнение для выталкивания: В частности, для пластмассовых деталей большое значение имеет конструкция пресс-формы. Крайне важно спроектировать форму изделия таким образом, чтобы можно было легко извлечь готовую деталь без смазки для формы. Смазки для форм, такие как силикон, могут прилипать к пластиковой поверхности и препятствовать прилипанию покрытия к детали.Вместо использования таких агентов простые шаги, такие как полировка поверхности формы, могут облегчить извлечение без использования проблематичных химикатов.

Проблемы нанесения покрытия: Хотя нанесение покрытия на неметаллические материалы, такие как керамика и пластмасса, дает много преимуществ, этот процесс может быть значительно сложнее, чем нанесение покрытия на металл. Некоторые из наиболее важных соображений, которые следует учитывать при нанесении покрытия на непроводящие материалы, включают следующее.

  • Чистота: Обеспечение чистоты материала подложки необходимо для получения качественного конечного продукта — загрязненные поверхности могут вызвать ряд проблем с покрытием, включая плохую адгезию и поверхностные дефекты. С этой целью материал подвергается химической очистке перед нанесением покрытия, очищая открытые участки поверхности от загрязнений с помощью химических ванн. Однако подложка — это не единственное, что должно оставаться чистым: пластиковые формы, стойки, ванны и другое оборудование, задействованное в процессе производства и нанесения покрытия, должно оставаться чистым, чтобы избежать осаждения загрязняющих веществ внутри и на продукте.
  • Слив: Слив и сушка продукта между каждым этапом очень важны, поэтому проектирование продукта для слива имеет жизненно важное значение. Захваченные химические вещества могут вытекать на этапах процесса покрытия, что приводит к низкому качеству пластины или плохой адгезии между слоями покрытия.
  • Сушка: Влага также может быть проблемой во время нанесения покрытия — карманы влаги в пластиковых деталях могут привести к дефектам поверхности, таким как пузыри и вздутия.
  • Деформация и поломка: Непроводящие материалы могут деформироваться или ломаться на различных этапах процесса нанесения покрытия из-за воздействия экстремальных температур или токов.Ошибки в обработке также могут привести к этим проблемам.

Хотя эти проблемы, безусловно, отличаются от тех, с которыми люди сталкиваются при нанесении покрытия на проводящие материалы, их относительно легко преодолеть, особенно если вы работаете с профессиональной компанией по нанесению покрытий, которая специализируется на гальваническом покрытии непроводящих материалов и знакома со сложными аспектами гальванопокрытий. процесс.

Почему выгодно использовать химическое покрытие для керамических и пластиковых заготовок

Внедрение химического покрытия и различных дополнительных операций делает нанесение покрытия на керамику более сложной задачей, чем традиционное покрытие «металл по металлу».Однако дополнительные усилия могут дать ряд ценных преимуществ для вашего продукта и для вашей компании в целом. Ниже перечислены некоторые из наиболее распространенных особенностей и преимуществ, которые ищут при гальваническом покрытии.

  • Поверхностная проводимость: В некоторых приложениях электроники может потребоваться прохождение электрического тока по поверхности детали. Покрытие непроводящей подложки проводящим покрытием, таким как медь, позволит изделию проводить этот ток. Возможность нанесения на пластик токопроводящего покрытия позволила производителям электроники создавать более легкие изделия, которые имеют множество применений в автомобильной, аэрокосмической и бытовой электронике.
  • Тепловые характеристики: В некоторых отраслях промышленности детали должны работать в условиях высоких температур или в средах, где температура колеблется между высокой и низкой температурой. Металлическое покрытие может защитить менее термически стабильную подложку от деформации или разрушения в этих условиях, что очень важно для автомобильных и аэрокосмических приложений.
  • Защита от повреждений: Металл более долговечен, чем пластик или керамика, и добавление металлического покрытия к любой подложке может помочь защитить эти изделия от повреждений.Металл более устойчив к износу при постоянном использовании, что полезно при производстве потребительских товаров. Он также имеет лучшую твердость поверхности, чем пластик, что затрудняет разрушение продукта.
  • Коррозионная стойкость: Одной из наиболее опасных форм повреждения пластиковых и керамических деталей является коррозия — пластик со временем подвергается коррозии под воздействием определенных химических веществ и факторов окружающей среды, в то время как некоторые виды керамики могут подвергаться коррозии от влаги.Стойкие к коррозии металлы, такие как золото и никель, действуют как защитные слои от этой коррозии, эффективно увеличивая срок службы изделия с покрытием.
  • Повышенная прочность: В зависимости от конкретного материала неагрессивные основания имеют разную степень твердости. Независимо от того, керамика это или пластик, металлическое покрытие может повысить твердость и прочность продукта, позволяя ему выдерживать интенсивное использование в течение более длительного времени.
  • Снижение веса: Нанесение металлического покрытия на прочные, но легкие материалы — это простой способ изготовления функциональных, эстетически привлекательных деталей, которые значительно легче по весу, чем цельнометаллические компоненты.Например, нанесение покрытия на пластик — это метод, широко распространенный в автомобильной промышленности с 1960-х годов как способ снижения веса и повышения эффективности использования топлива.
  • Улучшенная эстетика: Пластмасса, керамика и стекло могут не соответствовать внешнему виду более крупного изделия или сами по себе могут быть тусклыми или непривлекательными. Металлическое покрытие может придавать блеск поверхности объекта, делая его более привлекательным или помогая ему соответствовать желаемому внешнему виду. Хромированный пластик является особенно популярной формой, особенно в автомобильной промышленности.

Сочетание этих факторов приведет к тому, что керамические изделия станут более качественными и красивыми, покупатели будут более охотно покупать и делать повторные заказы, когда придет время. В то время, когда привлечение и удержание клиентов является более сложной задачей, чем когда-либо, нанесение покрытий на керамику может оказать положительное влияние на доходы производителя, а также на то, что имеет наибольшее значение.

Использование химического покрытия для покрытия керамических и пластиковых изделий

Ключом к гальваническому покрытию непроводящих материалов является процесс, называемый химическим осаждением.В отличие от гальванопокрытия, которое основано на нанесении тонкого слоя металла с помощью электрического тока, химическое покрытие наносит легкое покрытие металла без использования электричества. Вместо этого в процессе химического нанесения покрытия покрытие прилипает с помощью автокаталитической реакции. Мы объясним шаги более подробно ниже.

  1. Очистка: Перед нанесением каких-либо химикатов поверхность подложки должна быть очищена от любых масел, смазок и твердых частиц — любые из них могут помешать процессу травления или нанесения покрытия и привести к некачественному покрытию.Как правило, очистка включает в себя применение нескольких кислот и щелочей, чередующихся с несколькими полосканиями для удаления остатков химических веществ.
  2. Травление: После того, как поверхность материала станет чистой, процедура, называемая травлением, подготовит его к металлизации. В этом процессе пластиковая или керамическая заготовка погружается в травильный раствор хрома и серы, который разъедает поверхность подложки. Этот процесс создает текстуру на поверхности изделия, что позволяет металлу легко прилипать к подложке.После завершения этого шага необходимо тщательно очистить подложку, чтобы нейтрализовать избыток хромовой кислоты.
  3. Электролитная ванна: Следующим шагом после травления является погружение объекта в электролитную ванну с солями палладия и олова. Затем объект покрывается химическим раствором никеля или меди. Раствор соли палладия и олова действует как катализатор, вызывая реакцию, которая заставляет никель или медь образовывать тонкий слой на подложке.
  4. Альтернатива краске: Если вы предпочитаете метод, отличный от ванны с электролитом, вы можете добавить проводящую краску на поверхность подложки.
  5. Гальванопокрытие медью: После того, как химический слой готов, на поверхность заготовки наносится тонкий слой металлической меди.

В зависимости от требований производителя химического покрытия может быть достаточно, чтобы обеспечить идеальную отделку продукта. Однако при желании также можно нанести гальваническое верхнее покрытие, особенно если есть необходимость укрепить поверхность или улучшить окончательный вид заготовки.

Использование гальванического покрытия для завершения процесса

После завершения процесса нанесения покрытия химическим путем поверхность подложки подвергается «металлизации», т. е. прилипанию вторичного покрытия посредством гальванического покрытия. В этом процессе электрический ток заставляет ионы растворенных металлов прилипать к поверхности объекта. В то время как непроводящие материалы не могут подвергаться этому процессу из-за их неспособности нести электрический заряд, керамика и пластмассы, которые были металлизированы с помощью химического покрытия, могут проводить электричество и, следовательно, могут подвергаться гальванопокрытию.

Процесс нанесения гальванического покрытия на металлизированные непроводящие материалы такой же, как и нанесение гальванического покрытия на металлическую деталь: подложка действует как отрицательно заряженный электрод, а выбранный металл является положительно заряженным электродом. Оба погружаются в ванну с электролитом, и в систему подается внешний электрический ток. Ток окисляет атомы металла в выбранном металле, растворяя их в электролитной ванне. Затем эти атомы начинают наносить на подложку желаемую толщину.Таким образом можно добавить несколько слоев.

Нанесение покрытия на непроводящие материалы может быть сложным процессом, требующим учета множества факторов. Тем не менее, это может быть намного проще, если с вами работает опытная компания, занимающаяся гальванопокрытием.

Компания Sharretts Plating имеет более чем 90-летний опыт обработки металлов, который мы можем использовать для достижения ваших целей. Мы обладаем обширным опытом в области процессов химического нанесения покрытий на непроводящие материалы и много работали над совершенствованием наших методов нанесения гальванических покрытий на пластмассовые и керамические материалы.Мы будем работать с вами, чтобы максимизировать ваш дизайн и создать индивидуальный процесс, адаптированный к вашим производственным потребностям.

Узнайте больше сегодня! Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации или заполните эту форму для бесплатного расчета стоимости без каких-либо обязательств.

Какой материал не является проводником?

Автор вопроса: Рашид Картрайт
Оценка: 4,2/5 (66 голосов)

Некоторые примеры непроводящих материалов включают бумагу, стекло, резину, фарфор, керамику и пластик .Из этих материалов стекло, керамика и пластик являются стандартными в различных отраслях промышленности и часто покрываются металлом для изменения их внешнего вида и физических свойств.

Какой самый непроводящий материал?

Металлы обладают наибольшей проводимостью, а изоляторы (керамика, дерево, пластик) — наименьшей.

Какой металл не является проводником?

Вольфрам и висмут – это металлы, плохо проводящие электричество.Их много, но некоторые включают алюминий, висмут, галлий, индий, свинец, таллий, олово, унунгексий, унунпентий, унунквадиум и унунтрий.

Какой материал не является проводником?

Материалы, которые не пропускают ток, называются изоляторами . Большинство неметаллических материалов, таких как пластик, дерево и резина, являются изоляторами. Вы заметите это, если когда-либо подключали что-то к сетевой розетке.

Является ли древесина непроводящей?

1. Дерево не проводит электричество . На самом деле это не миф — дерево на самом деле не проводит электричество. Однако вода проводит электричество, и мокрая или влажная древесина все еще может представлять опасность.

29 связанных вопросов найдено

Что означает непроводящий?

: не проводящие : непроводящие непроводящие материалы.

Является ли соль проводящей воду?

Они могут свободно перемещаться в воде в виде положительно и отрицательно заряженных ионов.Такое разделение заряда позволяет раствору проводить электричество. В этом образце соленой воды метр показывает сопротивление менее 80 000 Ом. Соленая вода обладает гораздо большей проводимостью, чем чистая вода .

Какие 5 хороших проводников?

Наиболее эффективными электрическими проводниками являются:

  • Серебро.
  • Золото.
  • Медь.
  • Алюминий.
  • Меркурий.
  • Сталь.
  • Железо.
  • Морская вода.

Какой плохой проводник?

Такие материалы, как стекло и пластик, являются плохими проводниками электричества и называются изоляторами . Они используются для предотвращения прохождения электричества там, где оно не нужно или может быть опасным, например, через наши тела. Кабели — это провода, покрытые пластиком, поэтому мы можем безопасно обращаться с ними.

Какой материал плохо проводит тепло?

В принципе, когда дело доходит до теплопроводности, не все вещества одинаковы. Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, в то время как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань , плохо проводят тепло.

Какие жидкости не являются электропроводными?

В настоящее время вся ваша электроника окружена воздухом, непроводящей жидкостью. Деионизированная вода также соответствует всем требованиям, как и этанол, пропаналь, метанол….

Является ли алюминий непроводящим металлом?

Электропроводность

Большинство металлов в определенной степени проводят электричество. Некоторые металлы обладают более высокой проводимостью, чем другие. Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества.

Является ли медь диэлектриком?

Медь представляет собой металл, состоящий из плотно упакованных атомов меди…. Электроны могут свободно перемещаться по металлу. По этой причине они известны как свободных электронов . Их также называют электронами проводимости, потому что они помогают меди быть хорошим проводником тепла и электричества.

Какой самый проводящий материал на земле?

В результате серебро на сегодняшний день является самым проводящим металлом на Земле. Это потому, что серебро имеет только один валентный электрон.Кроме того, этот единственный электрон может свободно перемещаться с небольшим сопротивлением. В результате такие металлы, как серебро и медь, являются одними из металлов с этой особой характеристикой.

Является ли силикон электропроводным?

Чистый силикон, естественно, является электрическим изолятором, который обычно требуется для применения в медицинских устройствах. Новые инновационные медицинские приложения, для которых требуется гибкий и биосовместимый, но электропроводящий каучук , в настоящее время находятся в стадии разработки.

Что такое непроводящее покрытие?

Непроводящие покрытия представляют собой специализированные покрытия, которые ограничивают передачу тепла или электричества к металлической подложке с нанесенным покрытием . Большинство непроводящих покрытий имеют органическую природу и достигают своих изоляционных свойств за счет отсутствия проводящих металлов, таких как медь, цинк и никель.

Является ли Алмаз хорошим проводником электричества?

В молекуле графита один валентный электрон каждого атома углерода остается свободным, что делает графит хорошим проводником электричества.В то время как в алмазе у них нет свободного подвижного электрона. Следовательно, не будет потока электронов. Это причина того, что алмаз является плохим проводником электричества .

Хорошие проводники?

Большинство металлов считаются хорошими проводниками электрического тока. Медь — это лишь один из наиболее популярных материалов, используемых для проводников. Другими материалами, которые иногда используются в качестве проводников, являются серебро, золото и алюминий…. Алюминий и большинство других металлов не так хорошо проводят электричество, как медь.

Является ли лимонный сок хорошим проводником электричества?

Лимонный сок содержит лимонную кислоту. … Следовательно, они могут проводить электричество, поскольку эти заряженные частицы могут течь внутри кислоты. Хотя лимон, как и уксус, являются слабыми проводниками электричества. Лимонная кислота в лимоне будет действовать как электролит, раствор, который может проводить электричество.

Какие бывают 3 типа проводников?

Из всех материалов тройку лидеров составляют серебро , медь и алюминий . Известно, что серебро является лучшим проводником электричества, но оно не получило широкого распространения по экономическим причинам. Он используется только для специального оборудования, такого как спутники. Медь, хотя и не такая высокая, как серебро, также имеет высокую проводимость.

Что такое 5 изоляторов?

Изоляторы:

  • стекло.
  • Резина
  • .
  • масло
  • .
  • Асфальт
  • .
  • стекловолокно.
  • фарфор.
  • керамика.
  • кварц.

Какой металл является лучшим проводником тепла?

Медь обладает очень высокой теплопроводностью и намного дешевле и доступнее, чем серебро, которое является лучшим металлом для проведения тепла.

Является ли белый уксус электропроводным?

Чистая вода образует очень мало ионов и плохо проводит электричество…. Уксус — это в основном вода с небольшим количеством уксусной кислоты. Уксусная кислота разделяется на ионы, так что раствор проводит электричество.

Сахар проводит воду?

Растворы с ионами проводят электричество. Поскольку в чистой воде мало ионов, она плохой проводник. Незаряженные молекулы, растворяющиеся в воде, такие как сахар , не проводят электричество .

Является ли уксус хорошим проводником электричества?

Уксус представляет собой водный раствор уксусной кислоты и производится в процессе ферментации этанола или сахаров…. Поскольку он высвобождает ионы H+ и Ch4COO-, движение этих ионов в растворе способствует проведению электричества. Следовательно, можно сказать, что уксус является хорошим проводником электричества .

Почему важны непроводящие строительные материалы

Пултрузионные изделия не проводят электрический ток для таких материалов, как металл. FRP также имеют низкую теплопроводность, что означает, что теплопередача происходит с меньшей скоростью.Это приводит к более удобной поверхности продукта при физическом контакте.

Предложение непроводящих материалов во всех отраслях промышленности является одной из ключевых особенностей, которая выделяет изделия из пултрузионного стекловолокна на рынке. Стеклопластики, также называемые армированными волокнами полимерами, могут выдерживать тепло от электрических или природных источников.

Для создания пултрузионных изделий пучки углеродных, арамидных или стекловолоконных ровингов протягивают через ванну со смолой. Этот процесс укрепляет полимерные волокна и создает термостойкие, высокоэффективные материалы, которые могут прослужить до 15 лет практически без обслуживания.

Во время производственного процесса волокнистые ровинги также инжектируются смолой для их дополнительного усиления. Отлитый, а затем отвержденный до нужного размера и формы, полученный материал чрезвычайно легкий и простой в установке.

Являясь превосходной альтернативой дереву, бетону, алюминию и даже стали, изделия из армированного волокном полимера (FRP) более безопасны благодаря высокой термостойкости.

В течение последних 22 лет Tencom усердно работает над созданием безопасных и долговечных пултрузионных материалов для коммерческого и жилого строительства.Чтобы узнать больше о пултрузии, нажмите здесь.

Термостойкие материалы

Теплостойкость и противопожарная защита являются двумя ключевыми факторами, обеспечивающими безопасность коммерческих и жилых зданий.

Для придания дереву, бетону и асфальту теплостойкости необходимо нанести слой защитного покрытия. Это тип химического покрытия, которое очень токсично для окружающей среды и работает не так, как композиты FRP.

Пултрузионные изделия устойчивы к высоким температурам с самого начала.Нет необходимости добавлять слои токсичных химикатов. Что касается таких металлов, как алюминий и сталь, то они обладают большей теплоемкостью, чем древесина, но не являются полностью жаростойкими. Они все еще могут плавиться при более высоких температурах, которые могут возникнуть во время безудержного пожара.

Насколько термостойки композиты FRP?

Все сводится к способу создания полимерных композитов, армированных волокном. Волокнистые ровинги подаются в пултрузионную машину, поддерживая постоянный уровень прочности на протяжении всего продукта.

Натяжной ролик также пропускает катушки с материалом и армирование через машину. Это формирует армированный волокнами полимер в композит. Затем ровницы проходят стадию «пропитки», на которой они погружаются в жидкую смолу.

По мере намокания ровницы пропитываются смолой, что дополнительно улучшает состав изделия. На этом этапе можно добавить различные цвета, вводя пигменты в незавершенное изделие.

Наконец, продукт будет отлит и отвержден, что сделает композит устойчивым к ударам, ультрафиолетовым лучам, коррозии и нагреву.

Композиты FRP и древесина

Проще всего сравнить пултрузионный стекловолоконный продукт и обычный строительный материал, если сравнить композиты FRP с древесиной. Древесина легко воспламеняется и быстро сгорает без надлежащего химического покрытия для ее защиты.

Древесина использовалась в строительных проектах, когда человечество впервые научилось срубать дерево. На протяжении всей истории человечества он служил основным материалом для строительства, но у использования дерева есть много недостатков.

Одна из самых больших проблем заключается в том, насколько он токопроводящий. Это чемпион по удержанию тепла в конкурсе, который отдает предпочтение непроводящим материалам. По соображениям безопасности композиты FRP все чаще предпочтительнее дерева в строительных проектах.

Композиты

, армированные стекловолокном, имеют сверхвысокую температуру стеклования (Tg) около 575°F (302°C). Как пултрузионный материал с самым высоким рейтингом Tg, когда-либо испытанный, эти композиты FRP остаются непроводящими, химически стойкими и коррозионно-стойкими при чрезвычайно высоких температурах.

Это означает, что в случае пожара внутри здания несущие конструкции из композитных материалов FRP не шатаются. Они выдержат сильный жар и давление.

Нет необходимости добавлять токсичные химические покрытия на композитные детали FRP, и они практически не требуют обслуживания.

Пултрузионное стекловолокно, часто используемое в качестве перекладин, столбов, балок, столбов и других элементов структурной поддержки, поможет сохранить целостность здания в случае пожара.Он также может помочь замедлить распространение этого огня благодаря своим термостойким свойствам.

Композиты FRP и металлы

По сравнению с алюминием или сталью изделия из стеклопластика по-прежнему являются лучшим выбором. Непроводящие, коррозионностойкие и до 75% легче, чем изделия из стали, пултрузионные материалы из стекловолокна обеспечивают дополнительную безопасность без ущерба для прочности или жесткости.

В зданиях требуется много (мили) электропроводки, чтобы обеспечить электричеством каждую комнату и каждое устройство.Это может генерировать много тепла, особенно в больших корпоративных зданиях. Тепло, поступающее от тепловых или электрических источников, не повредит и не расплавит композиты FRP, как это происходит с алюминием и сталью.

Хотя известно, что металлы обладают более высокой термостойкостью, чем древесина, они все же не могут сравниться с пултрузионными изделиями.

Наличие непроводящих свойств полезно не только для зданий. Это также большое преимущество в автомобильном мире. На протяжении десятилетий автомобили, грузовики и внедорожники производились в основном из стали.

Это сделало автомобили слишком тяжелыми и неудобными для бензина. Он также не подходил для высокопроизводительных автомобилей или грузовиков на топливных элементах. В поисках непроводящего легкого материала автомобильные инженеры обратились к композитам из стекловолокна.

Этот термостойкий материал можно увидеть в кузове знаменитого Lamborghini. Изящный и легкий, водителю не нужно беспокоиться о том, что во время гонки под капотом станет слишком жарко.

Композитные материалы

FRP также используются для создания непроводящих водородных баков для грузовиков на топливных элементах.Это обеспечивает безопасность водителя и других людей на дорогах в случае аварии. Кроме того, с более высокой прочностью на растяжение бак с меньшей вероятностью лопнет при ударе, что само по себе является еще одной функцией безопасности.

Благодаря способности выдерживать чрезвычайно высокие температуры при сохранении целостности здания, стеклопластики обеспечивают душевное спокойствие и безопасность, которых просто нет в других продуктах, таких как дерево и металл.

Все об электропроводящих материалах

Опубликовано RCF Technologies

Как известно большинству людей, металлы служат отличными проводниками электричества, в то время как неметаллы (такие как пластик и резина) этого не делают.Электропроводность или ее отсутствие делают эти два типа материалов подходящими для различных вариантов использования в промышленном секторе. При выборе материала для изготовления электрического или электронного устройства важно учитывать его электрические свойства, в том числе его проводимость, чтобы гарантировать, что конечный продукт будет функционировать должным образом.

Следующая запись в блоге служит руководством по электропроводным материалам, в котором описываются причины их основных свойств, доступные типы, их отношение к производству и способы превращения обычно непроводящего материала в проводящий.

Что вызывает электропроводность?

Производственные материалы различаются по количеству (от одного до восьми) валентных электронов, присутствующих во внешней оболочке их атомов. Как правило, чем меньше число, тем более проводящий материал (обычно проводник), а чем выше число, тем менее проводящий материал (обычно изолятор).

Большинство металлов имеют от одного до трех валентных электронов, что позволяет электрически заряженным субатомным частицам смещаться и легко мобилизоваться.Свободное движение электронов приводит к передаче заряда, т. е. к проводимости электричества. Напротив, резина и пластмассы обычно имеют мало свободных электронов, если вообще имеют их, что делает их плохими электрическими проводниками, но отлично подходит для изоляционных применений.

Примеры электропроводящих материалов

Многие из материалов с самой высокой проводимостью — это металлы. Три металла с самой высокой электропроводностью:

  1. Серебро
  2. Медь
  3. Золото

Каждый из этих металлов имеет один валентный электрон.Алюминий является следующим наиболее проводящим металлом, несмотря на то, что у него три валентных электрона. Хотя серебро и золото обладают большей проводимостью, чем медь и алюминий, соответственно, последние материалы используются чаще из-за их более низкой стоимости и более широкой доступности.

Влияние электропроводности на производство

Электрические свойства материала влияют на то, как он используется в электрических и электронных устройствах. Например:

  • Проводники —материалы с высокой проводимостью (например,г., такие металлы, как серебро, золото или медь) — используются для производства электрических проводов и кабелей
  • Изоляторы — материалы с плохой электропроводностью (например, резина или пластик) — используются для изготовления изоляции и других изделий для электрозащиты
  • Полупроводники — материалы, которые не являются ни хорошими, ни плохими проводниками электричества (например, кремний) — широко используются для изготовления интегральных схем для компьютеров, телефонов, телевизоров и многих других электронных устройств

Как сделать непроводящие материалы проводящими

В качестве альтернативы металлам компании-производители продукции могут также использовать обычно непроводящий материал, такой как ткань или эластомер, которые были модифицированы для повышения электропроводности.Производители материалов могут преобразовать непроводящую подложку в электрический проводник, используя специальную технику, которая интегрирует электропроводящие добавки в основной материал.

Электропроводящие продукты RCF Technologies

В RCF Technologies мы используем наш запатентованный материал — Rishon® — для создания широкого спектра электропроводящих изделий, таких как муфты и уплотнения. Хотя ришон по своей природе непроводящий, мы можем добавлять незначительные количества добавок, которые улучшают его проводимость, не увеличивая при этом его веса.Чтобы узнать больше о наших электропроводящих продуктах, свяжитесь с нами сегодня.

Прочные, эффективные, высококачественные непроводящие металлы

О продуктах и ​​поставщиках:
 Выбирайте из самых надежных и прочных  непроводящих металлов  на Alibaba.com для всех типов металлоконструкций, строительства, автомобилестроения, ремонта машин и другие аналогичные цели. Эти непроводящие металлы   невероятно прочны и выпускаются в различных готовых, оцинкованных и перфорированных моделях.Эти продукты проверены и протестированы на долговечность и предлагают оптимальные характеристики без ущерба для качества. Вы можете получить доступ к непроводящим металлам   со стандартными листовыми металлами, которые можно настроить в соответствии с вашими требованиями. 

Непроводящие металлы , представленные на сайте для продажи, изготовлены из различных прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, оцинкованные металлы, алюминиевые сплавы и многие другие, в зависимости от выбранной вами модели. Эти непроводящие металлы не ржавеют, не подвержены коррозии, анодированы и покрыты порошковой краской.Найденные здесь непроводящие металлы поставляются с обработкой поверхности, а именно покраской, порошковым покрытием, гальванопокрытием, полировкой и т. д., для повышения устойчивости. Эти продукты находят применение в таких секторах, как автомобилестроение, медицина, телекоммуникации, строительство, ремонт машин и многие другие, но не ограничиваются ими.

Ознакомьтесь с широким ассортиментом непроводящих металлов на Alibaba.com, доступных в различных формах, размерах и различных материалах, таких как алюминий, нержавеющая сталь, пластик и стальные сплавы.Эти непроводящие металлы сертифицированы ISO, CE, SGS для обеспечения надежности. Вы можете выбрать из разновидностей непроводящих металлов , таких как перфорированные металлические листы для токарных станков, металлы для сварочных работ, изделия для штамповки на заказ, старинные монеты, и этот список можно продолжить.

Просмотрите многочисленные диапазоны непроводящих металлов на Alibaba.com, чтобы сэкономить деньги на этих прибыльных продуктах. Эти продукты доступны в качестве заказов OEM, и вы также можете выбрать услуги по индивидуальной упаковке.Если вы являетесь поставщиком непроводящих металлов , вы также можете получить на них оптовые скидки.

Что означает непроводящий?

Вопрос задан: Ширли МакКлюр
Оценка: 4,2/5 (64 голоса)

В физике и электротехнике проводник — это объект или тип материала, который обеспечивает протекание заряда в одном или нескольких направлениях. Материалы, изготовленные из металла, являются обычными электрическими проводниками.

Что значит не проводящий?

: не проводящие : непроводящие непроводящие материалы.

Что такое непроводящие материалы?

Непроводящие материалы, также известные как изоляторы, представляют собой материалы, которые либо предотвращают, либо блокируют поток электронов . … Некоторые примеры непроводящих материалов включают бумагу, стекло, резину, фарфор, керамику и пластик.

Что означает электрически непроводящий?

не способный проводить тепло, электричество или звук . синонимы: непроводящий, непроводящий.Антонимы: проводящий. обладающие качеством или способностью проводить тепло, электричество или звук; проявляющие проводимость.

Какие металлы непроводящие?

Вольфрам и висмут – это металлы, плохо проводящие электричество. Их много, но некоторые включают алюминий, висмут, галлий, индий, свинец, таллий, олово, унунгексий, унунпентий, унунквадиум и унунтрий.

Найдено 17 связанных вопросов

Какой самый прочный непроводящий материал?

Топ-3 самых прочных пластмасс

  • ФР-4/G10.FR-4/G10 представляет собой композитный материал, состоящий из тканого стекловолокна и эпоксидной смолы. …
  • 2 . Полиариламид (ПАРА) …
  • Термопластичный полиуретан (ТПУ) Термопластичный полиуретан представляет собой ударопрочный аморфный полимер*** с химической стойкостью кристаллических смол.

Что такое непроводящее покрытие?

Непроводящие покрытия представляют собой специализированные покрытия, которые ограничивают передачу тепла или электричества к металлической подложке с нанесенным покрытием .Большинство непроводящих покрытий имеют органическую природу и достигают своих изоляционных свойств за счет отсутствия проводящих металлов, таких как медь, цинк и никель.

Как иначе называется непроводник электричества?

На этой странице вы можете найти 3 синонима, антонима, идиоматического выражения и родственных слов для непроводника, например: изолятор , диэлектрик и проводник.

Какие примеры непроводников?

сущ. Вещество, которое не проводит или не передает определенную форму энергии (в частности, теплоту или электричество) или которое передает ее с трудом: так, шерсть не является проводником тепла; стекло и сухое дерево не являются проводниками электричества.

Какие 5 хороших проводников?

Наиболее эффективными электрическими проводниками являются:

  • Серебро.
  • Золото.
  • Медь.
  • Алюминий.
  • Меркурий.
  • Сталь.
  • Железо.
  • Морская вода.

Какие бывают 3 типа проводников?

Из всех материалов тройку лидеров составляют серебро , медь и алюминий .Известно, что серебро является лучшим проводником электричества, но оно не получило широкого распространения по экономическим причинам. Он используется только для специального оборудования, такого как спутники. Медь, хотя и не такая высокая, как серебро, также имеет высокую проводимость.

Что противоположно проводящему?

проводящий прилагательное. обладающие качеством или способностью проводить тепло, электричество или звук; проявляющие проводимость. Антонимы: непроводящий , непроводящий, непроводящий.

Что является синонимом слова проводящий?

свинец; прямой ; выполнять; выполнять; делать. вести себя; оправдать; медведь; депортировать; комфорт; нести; держать; действовать; переехать. передавать; передавать; канал; приносить; брать.

Что это значит, когда что-то является проводящим?

: обладающие проводимостью : относящиеся к проводимости (относительно электричества)

Можно ли сделать воду непроводящей?

ну ответ в твоём посте! Вода сама по себе непроводящая .Но он улавливает ионы меди или алюминия, которые позволяют ему проводить ток в процессе его работы. Вы можете легко противодействовать этому, просто добавьте в раствор полярную молекулу, например, смачивающую воду, антифриз тоже работает.

В чем разница между проводником и непроводником?

проводников пропускают через себя тепло и электричество. непроводящие материалы не пропускают через себя тепло и электричество .Примеры проводников: сталь, железо и т. д.

Является ли резина диэлектриком?

Металлы, как правило, являются очень хорошими проводниками, то есть они легко пропускают ток. Материалы, которые не пропускают ток, называются изоляторами . Большинство неметаллических материалов, таких как пластик, дерево и резина, являются изоляторами.

Что из следующего является примером непроводника электричества?

Примеры диэлектриков или изоляторов электричества — пластик, стекло, бумага, воздух, кожа и т.д. .

Проводящее ли керамическое покрытие?

Когда дело доходит до непроводящих вариантов покрытия в индустрии нанесения покрытий методом термического напыления, керамическое покрытие выделяется как один из наиболее распространенных типов покрытия по нескольким причинам. Это связано с тем, что керамические составы универсальны и могут быть легко использованы для покрытия широкого круга деталей.

Является ли краска электропроводной?

Узнать больше о Electric Paint

Electric Paint — это электропроводящая краска на водной основе, нетоксичная краска, которая высыхает на воздухе при комнатной температуре.

Является ли акриловая краска непроводящей?

Да, несмотря на пластик и водную основу, акриловые краски являются хорошими и умеренными проводниками статического электричества .

Является ли дерево электропроводным?

Дерево не проводит электричество .

На самом деле это не миф — дерево на самом деле не проводит электричество.Однако вода проводит электричество, и мокрая или влажная древесина все еще может представлять опасность.

Что такое проводящие материалы?

Материалы , которые проводят электричество за счет свободных электронов , когда к ним приложена разность электрических потенциалов, известны как проводящие материалы. … Проводящие материалы являются хорошими проводниками электричества и тепла. Золото, серебро, медь, алюминий являются примерами проводящих материалов.

Насколько прочны пластиковые винты?

Пластиковые винты легкие и прочные

Гибкие и прочные Пластиковые винты также могут быть в 10 раз легче, чем металлические винты.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.