Тепло и электропроводность алюминия: Имеет ли алюминий теплопроводность,электропроводность какая температура плавления и температура

Электропроводность — алюминий — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Cтраница 3

Алюминий имеет высокую теплопроводность и электропроводность. Электропроводность алюминия также зависит от его чистоты.
 [31]

А электропроводность алюминия лишь на одну треть уступает электропроводности меди. Эти обстоятельства и тот факт, что алюминий стал значительно дешевле меди ( в паши дни — примерно в 2 5 раза), послужили причиной массового использования алюминия в проводах и вообще в электротехнике.
 [32]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсато — — ров. Хотя электропроводность алюминия меньше, чем у меди ( около 0 % электропроводности меди), но это компенсируется легкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного.
 [33]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность алюминия меньше, чем у меди ( около 60 % электропроводности меди), но это компенсируется легкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного.
 [34]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность алюминия составляет только около 60 % электропроводности меди, но это компенсируется легкостью-алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного.
 [35]

Чистый алюминий в электротехнике частично заменяет медь; из него делают провода, шины, контакты и другие изделия, которые должны обладать высокой электропроводностью. Хотя электропроводность алюминия составляет всего 65 % от электропроводности меди, плотность его более чем в три раза ниже, следовательно меньше расход металла в весовом отношении.
 [36]

В виде чистого металла алюминий используется для изготовления химической аппаратуры, электрических проводов, конденсаторов. Хотя электропроводность алюминия меньше, чем у меди ( около 60 % электропроводности меди), по это компенсируется легкостью алюминия, позволяющей делать провода более толстыми: при одинаковой электропроводности алюминиевый провод весит вдвое меньше медного.
 [37]

Более важным является отношение Z) / ( S 28n), где 5П — глубина проникновения магнитного потока в пазовое пространство в переходном режиме. Увеличение электропроводности алюминия за счет его охлаждения уменьшает глубину проникновения магнитного потока в тело экрана и тем самым увеличивает степень поперечного сжатия магнитного потока. Наибольшая степень сжатия обеспечивается сверхпроводящими экранами.
 [38]

Чистый алюминий применяют в электротехнике для изготовления проводников тока. Тепло — и электропроводность алюминия несколько ниже, чем у чистой меди. Все примеси, присутствующие в алюминии, ухудшают его тепло — и электропроводность.
 [39]

Более заметное действие оказывают примеси меди, серебра и магния, снижающие электропроводность алюминия на 5 — 10 % при том же весовом содержании. Очень сильно понижают электропроводность алюминия добавки титана и марганца.
 [40]

Более заметное действие оказывают примеси меди, серебра и магния, снижающие электропроводность алюминия па 5 — 10 % при том же весовом содержании. Очень сильно понижают электропроводность алюминия добавки титана и марганца.
 [41]

Согласно нормам VDE 0202 / VII.43 изменение сопротивления алюминиевого проводника для электротехнических целей, имеющего длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 мм2, составляет 1 1 10 — 4 ом / С. При наименьшей величине электропроводности алюминия, применяемого для проводников, х 36 это соответствует критической температуре f 0 232 C. Согласно измерениям, произведенным автором, для алюминия, имеющего такую электропроводность, величина критической температуры оказывается немного больше. ГОСТ 183 — 55 рекомендует для алюминия д0 245 С.
 [42]

Он хорошо проводит тепло и электричество. В зависимости от чистоты, электропроводность алюминия составляет 62 — 65 / а электропроводности меди.
 [43]

При сварке меди Ml с алюминием марки А5 по слою стандартного флюса, применяемого для сварки алюминия ( АН-А1) при толщине металла до 20 мм, используют проволоку марки АД1 диаметром 2 5 мм. МПа, электропроводность сохраняется на уровне электропроводности алюминия.
 [44]

По способности проводить электрический ток алюминий также заметно уступает меди. В отличие от меди отжиг не изменяет электропроводность алюминия.
 [45]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Глава I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Глава I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ОБ АЛЮМИНИИ

§ 1. Свойства алюминия и области его применения

Алюминии—химический элемент третьей группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Его порядковый номер 13, атомная масса 26,98. Устойчивых нзотопов алюминии не имеет.

Химические свойства

Алюминий имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p¹. На третьем (внешнем) энергетическом уровне атома алюминия находятся три электрона, и в химических соединениях алюминии обычно трехвалентен. Из трех валентных электронов два расположены на s-подуровне и один на p-подуровне (3s²3p¹).

Так как один p-электрон с ядром атома связан слабее, чем два спаренных s-электрона, то в определенных условиях, теряя p-электрон, атом алюминия становится одновалентным ионом, образуя соединения низшей валентности (субсоединения). Кристаллизуется алюминии в гранецентрированной кубической решетке.

Алюминий химически активен. Уже в обычных условиях он взаимодействует с кислородом воздуха, покрываясь очень тонкой и прочной пленкой оксида Al²S³.
Эта пленка защищает алюминий от дальнейшего окисления и обусловливает его довольно высокую коррозионную стойкость, а также ослабляет металлический блеск. Чем чище алюминий, тем выше его стойкость против коррозии, что объясняется более прочным сцеплением оксндной пленки с поверхностью чистого металла. Из присутствующих в алюминии примесей наиболее сильно снижают его коррозионную стойкость примеси железа.

В мелкораздробленном состоянии алюминий при нагревании на воздухе воспламеняется и сгорает с выделением большого количества тепла. С серой алюминий реагирует также при нагревании с образованием сульфида алюминия Al₂S₃; с хлором и жидким бромом реагирует при обычной температуре, а с йодом — при нагревании или в присутствии воды, служащей катализатором. В атмосфере фтора при комнатной температуре алюминий покрывается пленкой фтористого алюминия АlFз, которая препятствует дальнейшей реакции; при темно-красном калении

взаимодействие алюминия с фтором протекает очень энергично. С азотом алюминии взаимодействует при нагревании выше 800°С с образованием нитрида алюминия AlN. Взаимодействие алюминия с углеродом начинается при 650°С, но протекает энергично при температуре около 1400С° с образованием карбида алюминия А1₄С₃.

Нормальный электродный потенциал алюминия в кислой среде 1,66 В, в щелочной 3,25 В.

Будучи амфотерным, алюминий растворяется в соляной кислоте и в растворах щелочей. В серной кислоте и в разбавленной азотной алюминий растворяется медленно; в концентрированной азотной кислоте, в органических кислотах и в воде алюминий устойчив.

Физические свойства

Температура плавления алюминия технической чистоты (99,5 % А1) 658°С.

С повышением степени чистоты температура плавления алюминия возрастает и для металла высокой чистоты (99,996 % А1) составляет 660,24°С. Удельная теплота плавления алюминия—около 390 Дж/г, удельная теплоемкость при 0°С—0,88 Дж/(г.°С). При переходе алюминия из жидкого состояния в твердое объем его уменьшается на 6,6 % (99,75% А1). Кипит алюминий при 2500 °С.

Следует отметить, что удельная теплота плавления алюминия по сравнению с другими металлами очень высока; например, удельная теплота плавления меди 205 Дж/г, железа 273 Дж/г.

Плотность алюминия меньше плотности железа в 2,9 раза, меди—в 3,3 раза.

В твердом состоянии (при 20 °С) для алюминия технической чистоты (99,75 % А1) она составляет 2,703 г/см³, а для алюминия высокой чистоты (99,996 % А1) 2,6989 г/см³. В расплавленном состоянии алюминий жидкотекуч и хорошо заполняет формы при литье. Вязкость и поверхностное натяжение алюминия при 1000° С составляют соответственно 0,0013 Па.с и 0,454 Н/м.

В твердом виде алюминий легко подвергается ковке, прокатке, волочению, резанию. Из него можно вытягивать тончайшую проволоку и катать фольгу.

Пластичность алюминия возрастает по мере повышения, его чистоты. Временное сопротивление литого алюминия технической чистоты составляет 88—118 Па, прокатанного 176—275 Па. Относительное удлинение соответственно равно 18—25 и 3—5 %, а твердость по Бринеллю НВ 235—314 и 440—590.

Алюминий имеет высокую теплопроводность и электропроводность. В зависимости от чистоты теплопроводность алюминия составляет 238 Вт/(м-°С) (99,7% А1) и 247 Вт/(м.°С) (99,99% А1). Электропроводность алюминия также зависит от его чистоты. Для алюминия технической чистоты (99,5 % А1) она составляет 62,5 % от электропроводности меди, а для алюминия высокой чистоты (99,997% А1) 65,45 %. Различные примеси влияют на электропроводность алюминия в неодинаковой степени. Наиболее сильно электропроводность снижают

примеси хрома, ванадия и марганца. В меньшей степени, чем примеси, на электропроводность алюминия влияет степень его деформации и режим термической обработки. Отрицательное влияние деформации на электропроводность устраняется отжигом. Удельное электросопротивление отожженной проволоки из алюминия технической чистоты (99,7% А1) составляет (0,0279-0,0282) Ю-⁶ Ом.м.

Следует также отметить, что алюминий обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, которая близка к отражающей способности серебра и увеличивается с повышением чистоты металла.

Области применения

Алюминий обладает целым рядом свойств, которые выгодно отличают его от других металлов. Это — небольшая плотность алюминия, хорошая пластичность и достаточная механическая прочность, высокие тепло- и электропроводность. Алюминий нетоксичен, немагнитен и коррозионностоек к ряду химических веществ. Благодаря всем этим свойствам, а также относительно невысокой стоимости по сравнению с другими цветными металлами он нашел исключительно широкое применение в самых различных отраслях современной техники.

Значительная часть алюминия используется в виде сплавов с кремнием медью, магнием, цинком, марганцем и другими металлами. Промышленные алюминиевые сплавы обычно содержат не менее двух-трех легирующих элементов, которые вводятся в алюминий главным образом для повышения механической прочности.

Наиболее ценные свойства всех алюминиевых сплавов—малая плотность (2,65—2,8), высокая удельная прочность (отношение временного сопротивления к плотности) и удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии.

Алюминиевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. Деформируемые сплавы подвергают горячей и холодной обработке давлением, поэтому они должны обладать высокой пластичностью. Из деформируемых сплавов широкое применение нашли дуралюмины — сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем. Имея небольшую плотность, дуралюмины по механическим свойствам близки к мягким сортам стали. Из деформируемых алюминиевых сплавов, а также из чистого алюминия в результате обработки давлением (прокатка,

штамповка) получают листы, полосы, фольгу, проволоку, стержни различного профиля, трубы. Расход алюминия на изготовление этих полуфабрикатов составляет около 70 % его мирового производства. Остальной алюминий применяется для изготовления литейных сплавов, порошков, раскислителей, а также для других целей.

Из литейных сплавов получают фасонные отливки различной конфигурации.

Широко известны литейные сплавы на основе алюминия—силумины, в которых основной легирующей добавкой служит кремний (до 13%).

В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов—авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления.

Использование алюминия и его сплавов во всех видах транспорта и в первую очередь — воздушного позволило решить задачу уменьшения собственной (“мертвой”) массы транспортных средств и резко увеличить эффективность их применения. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали.

Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы.

Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении алюминий и его сплавы используют в производстве кино- и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов.

Благодаря высокой коррозионной стойкости и нетоксичности алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов. Алюминиевая фольга, будучи прочнее и дешевле оловянной, полностью вытеснила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. Все более широко используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства, для строительства зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений. Являясь одним из важнейших стратегических металлов, алюминий, как и его сплавы, широко используется в строительстве самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике.

Алюминий высокой чистоты находит широкое применение в новых областях техники — ядерной энергетике, полупроводниковой электронике, радиолокации, а также для защиты металлических поверхностей от действия различных химических веществ и атмосферной коррозии. Высокая отражающая способность такого алюминия используется для изготовления из пего отражающих поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал.

В металлургической промышленности алюминий используют в качестве восстановителя при получении ряда металлов (например, хрома, кальция, марганца) алюмотермическими способами, для раскисления стали, сварки стальных деталей.

Широко применяют алюминий и его сплавы в промышленном и гражданском строительстве для изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. В Канаде, например, расход алюминия для этих целей составляет около 30 % от общего потребления, в США— более 20 %.

По масштабам производства и значению в народном хозяйстве алюминий прочно занял первое место среди других цветных металлов.

§ 2. История развития алюминиевой промышленности

Алюминий сравнительно недавно стал промышленным металлом. Впервые металлический алюминий получил датский физик Г. Эрстед в 1825 г.. восстановив хлористый алюминий амальгамой калия. В дальнейшем способ Эрстеда был улучшен:, амальгаму калия заменили металлическим калием, а затем—более дешевым натрием; нестойкий и гигроскопичный хлористый алюминий заменили двойным хлоридом алюминия и натрия (AlCl₃-NaCI).

В 1865 г. русский ученый Н. Н. Бекетов предложил получать алюминий вытесненном его из фтористых соединении магнием. Этот способ нашел применение .о ряде стран Западной Европы. Производство алюминия “химическими” методами осуществлялось примерно в течение 35 лет (с 1854 до 1890 г. ). За это время было получено около 200 т алюминия. В конце 80-х годов прошлого столетия химические способы производства алюминия были вытеснены электролитическим.

Основоположниками электролитического способа производства алюминия являются Поль Эру во Франции и Чарльз Холл в США, которые в 1866 г. независимо друг от друга заявили аналогичные патенты на способ получения алюминия электролизом глинозема (А1₂0₃), растворенного в расплавленном криолите (Na₂AIF₆). С открытием электролитического способа началось быстрое развитие алюминиевой промышленности. Если в 1900 г. выпуск алюминия во всем мире составил 5,7 тыс. т, но уже к 1930 г. он приблизился к 270 тыс. т, в 1950 г. составил (без стран социализма) около 1,3 млн. т, а в 1980 г.—более 12 млн. т.

В капиталистическом мире основными производителями алюминия являются США, Япония, Канада, ФРГ, Норвегия.

В дореволюционной России не было собственной алюминиевой промышленности. Однако
в конце прошлого и начале настоящего столетия русские ученые (Н. Н. Бекетов,
П. П. Федотьев, Н. А. Пушин, Д. А. Пеняков, Е. И. Жуковский и другие) выполнили
ряд исследований, сыгравших большую роль в развитии мировой алюминиевой промышленности.
Под руководством П. П. Федотьева были проведены глубокие исследования теоретических
основ электролитического способа получения алюминия, в частности были исследованы
двойные системы фторид алюминия—фторид натрия, криолит—глинозем, явления растворимости
алюминия в электролите, анодный эффект, а также ряд других процессов, связанных
с электролизом криолито-глиноземных расплавов. Результаты этих исследований
получили мировую известность.

В 1882—1892 гг. химик К. П. Байер разработал в России щелочной способ получения
глинозема, который до настоящего времени является основным в мировой алюминиевой
промышленности. В 1895 г. Д. А. Пеняков предложил способ получения глинозема
из бокситов спеканием с сульфатом натрия в присутствии угля, а А. Н. Кузнецов
и Е. И. Жуковский в 1915 г.—способ получения глинозема из низкосортных руд путем
восстановительной плавки их на шлаки алюминатов щелочноземельных металлов. Н.
А. Пушин с сотрудниками в 1914 г.

впервые в нашей стране получил алюминий “русского происхождения”, т. е. Из отечественных сырья и материалов.

Условия для создания в нашей стране алюминиевой промышленности, являющейся крупным потребителем электроэнергии, появились только после Великой Октябрьской социалистической революции. Решающую роль в этом сыграл разработанный в 1920 г. по инициативе и под руководством В. И. Ленина план ГОЭЛРО, положивший начало созданию прочной энергетической базы в нашей стране. Построенная в соответствии с этим планом в 1926 г. первая крупная гидроэлектростанция на р. Волхов явилась энергетической базой первого в СССР

Волховского алюминиевого завода. В декабре 1927 г. XV съезд ВКП(б) принял решение о создании в нашей стране алюминиевой промышленности, а в августе 1929 г. Совет Труда и Обороны принял решение о строительстве в СССР Волховского и Днепровского алюминиевых заводов. В 1929 г. на Ленинградском опытном заводе “Красный Выборжец” под руководством П. П. Федотьева были

проведены длительные производственные испытания по получению алюминия электролитическим путем из отечественных материалов.

В 1930 г. в Ленинграде был пущен опытный завод, который сыграл большую роль в развитии советской алюминиевой промышленности. На этом заводе испытывалось оборудование, осваивался технологический режим, готовились рабочие и инженерно-технические кадры для первых советских алюминиевых заводов. Одновременно были проведены исследования по производству электродных изделий, необходимых для получения алюминия. Результаты этих исследований легли в основу проектирования первых электродных заводов—Московского и Днепровского. Разработанный в Институте прикладной минералогии способ получения криолита был положен в основу проектирования производства криолита

на Полевском криолитовом заводе.

В 1931 г. были созданы Научно-исследовательский институт алюминиевой промышленности (НИИСалюминпй) и проектный институт—гипроалгомпний.

Позднее НИИСалюминий и Гипроалюминий были объединены в единый Всесоюзный алюминиево-магниевын институт (ВАМИ).

14 мая 1932 г. вступил в эксплуатацию Волховский алюминиевый завод, а в 1933 г. на базе Днепровской ГЭС—Днепровский алюминиевый завод. Очень много внимания становлению советской алюминиевой промышленности уделял С. М. Киров, который возглавлял Ленинградскую партийную организацию. Первым алюминиевым заводам нашей страны—Волховскому и Днепровскому—в дальнейшем было присвоено его имя.

В период с 1926 по 1936 г. в Государственном институте прикладной химии (ГИПХ) под руководством А. А. Яковкина был разработан способ получения глинозема из тихвинских бокситов спеканием их с содой и известняком. В результате впервые была разрешена проблема переработки высококремнистых бокситов. В 1938 г. вошел в эксплуатацию Тихвинский глиноземный завод, а в 1939 г. на базе высококачественных североуральских бокситов—Уральский алюминиевый завод.

В начале Великой Отечественной войны Волховский и Днепровский алюминиевые заводы и Тихвинский глиноземный были выведены из строя. Оборудование этих заводов вывезли на Урал и в Сибирь. В годы Великой Отечественной войны был значительно расширен Уральский алюминиевый завод к введены в эксплуатацию Новокузнецкий (1943 г.) и Богословский (1945 г.) алюминиевые заводы.

В послевоенные годы были восстановлены Волховский и Днепровский алюминиевые заводы и Тихвинский глиноземный завод, а также вошли в эксплуатацию новые алюминиевые заводы: Канакерский (1950 г.), Кандалакшский (1951 г.), Надвоицкий (1954 г.), Сумгаитский (1955 г.). Ряд крупных алюминиевых заводов был пущен на базе дешевой электроэнергии гидроэлектростанций, построенных на Волге и реках Сибири: Волгоградский (1959 г.). Иркутский (1962 г.). Красноярский (1964 г.), Братский (1966 г.) и Таджикский (1975 г.).

Одновременно вводились новые предприятия по производству глинозема — Никалевский (1959 г. ) и Ачинский (1970 г.) глиноземные комбинаты. Павлодарский (1964 г.) и Кировабадскии (1966 г.) алюминиевые заводы, Николаевский глиноземный завод (1980 г.).

Алюминиевая промышленность, созданная в нашей стране, занимает одно из ведущих мест в мире. При создании ее советскими учеными и специалистами впервые в мировой практике был решен ряд важных научно-технических проблем: комплексная переработка нефелиновых руд и концентратов с получением глинозема, соды, поташа и цемента, комплексная переработка алунитовых руд с получением глинозема, сульфата калия и серной кислоты, а также многие другие.

Что такое алюминий и его электропроводность?

20 декабря 2022 г. 20 декабря 2022 г.

| 11:50

Алюминий — широко распространенный металл, который широко используется в повседневной жизни. Одним из наиболее важных его свойств является его способность проводить электричество, но как алюминий соотносится с другими металлами, когда дело доходит до проведения электричества? Давайте исследуем электропроводность алюминия и то, что делает его уникальным.

Что такое алюминий и почему он так популярен?

Алюминий — это серебристо-белый металл, легкий, прочный и устойчивый к коррозии. По этим причинам он имеет широкий спектр применения в современной жизни, от автомобилей и самолетов до электроники и строительных материалов. Но одним из важнейших свойств алюминия является его электропроводность.

Как алюминий сравнивается с другими металлами, когда дело доходит до проведения электричества?

Все металлы являются хорошими проводниками электричества, но некоторые лучше других. Медь имеет самую высокую электропроводность среди всех металлов, за ней следуют серебро, золото, алюминий, железо и т. д. Алюминий имеет примерно одну треть электропроводности электропроводность меди (59 процентов по IACS). Это означает, что алюминий выделяет больше тепла, чем медь, при одинаковом количестве энергии, проходящей через проводник, что может привести к таким проблемам, как короткое замыкание или отказ оборудования в определенных ситуациях. Однако это также означает, что алюминий может работать с более высокими токами более эффективно, чем медь, что делает его идеальным для таких приложений, как воздушные линии электропередач или электродвигатели, где важно снижение веса.

Алюминий также имеет более низкое удельное сопротивление, чем медь, , что означает, что он может выдерживать более высокие напряжения без риска возникновения дуги или искрения между компонентами. Это делает его идеальным для высоковольтных линий электропередачи и других приложений, где необходимо минимизировать изоляцию или сопротивление. Кроме того, алюминий обладает лучшими тепловыми свойствами, чем другие металлы, поэтому он может быстро рассеивать тепло, что делает его пригодным для электронных компонентов, таких как радиаторы или печатные платы, где рассеивание тепла имеет решающее значение.

Заключение

Таким образом, алюминий предлагает много преимуществ по сравнению с другими металлами, когда речь идет об электропроводности и сопротивлении, благодаря более низкому удельному сопротивлению и лучшим термическим свойствам. Его меньший вес делает его идеальным выбором для высоковольтных линий электропередачи, а также для сильноточных приложений, таких как электродвигатели или печатные платы, где необходимо максимальное рассеивание тепла. В общем, алюминий зарекомендовал себя как отличный проводник электричества!

Piping Mart

Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубопроводных изделиях. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

Свойства чистого алюминия | AlumiPlate

Алюминий с гальваническим покрытием был полностью охарактеризован путем всесторонних исследований его физических и механических свойств.

Алюминий AlumiPlate® представляет собой покрытие высокой чистоты, обычно выше 9чистота 9,99%. Многократные попытки характеризации задокументировали наиболее важные металлургические свойства этого металлизированного месторождения.

Собранные данные представлены ниже в виде таблицы:

Характеристика	Алюминий с гальваническим покрытием
Чистота	>99,99%
Плотность	2,67 г/см 3
Удельное электрическое сопротивление	2,95 мкВт·см
Теплопроводность	218 Дж/см·К
Температура плавления	660 °C
Удлинение разрушения	>50%
Микротвердость	22-25 HV 0,015
Истирание по Таберу (поверхность с покрытием)	28 мг/1000 циклов
Внутреннее напряжение	15 Н/мм 2
Испытание кольца на сдвиг	70-90 Н/мм 2
Рекомендуемая толщина без пор	> 8 мкм (0,0003 дюйма)
Коэффициент трения	мк ок. 0,16

Источник: Технический отчет по заказу Siemens AG от Metaalnstituut TNO, «Исследования свойств электроосажденных алюминиевых покрытий SIGAL® galvano алюминий»

Приведенные данные являются справочными значениями, которые могут варьироваться в зависимости от геометрии детали и инструмента. Наши инженеры по металлизации настраивают параметры покрытия, чтобы компенсировать локальное влияние геометрии и плотности тока на физические свойства. Также доступен более подробный список справочных свойств чистого алюминия.

Чистота — Алюминий с гальваническим покрытием обычно имеет чистоту более 99,99%. Покрытие не содержит легирующих элементов, с чрезвычайно низким уровнем загрязнений и примесей. Чистота контролируется на регулярной основе с использованием масс-спектрометрии высокого разрешения (GDMS). Репрезентативные данные о чистоте см. на нашей странице полупроводниковых приложений.

Толщина — Процесс алюминиевого покрытия AlumiPlate® позволяет равномерно наносить тонкие или толстые слои. Этот процесс может быть полезен для приложений, требующих толстых слоев для последующей обработки или наращивания материала для утилизации деталей. На инженерные компоненты обычно наносят покрытие толщиной от 0,0001 до 0,015 дюйма (от 2 до 400 мкм) и более.

Коэффициент теплового расширения (КТР) и криогенное использование — Алюминий с гальваническим покрытием хорошо работает при криогенных температурах. Материалы и подложки, которые имеют КТР, значительно отличающийся от гальванического алюминия, выигрывают от низкого внутреннего напряжения покрытия, высокой пластичности и отличной адгезии. Алюминий с гальваническим покрытием использовался в коммерческих и научных устройствах, работающих при криогенных температурах, здесь, на Земле, и в космосе.

Крутящий момент и натяжение — Благодаря модификатору поверхностного трения алюминиевые крепежные изделия с гальваническим покрытием имеют стабильные характеристики с низкой дисперсией и предсказуемыми свойствами крутящего момента/растяжения. Испытания крепежных изделий военного назначения показали, что гальванические алюминиевые крепежные изделия соответствуют поверхностным свойствам крепежных изделий с кадмиевым покрытием, обеспечивая при этом улучшенную защиту от коррозии и сводя к минимуму проблемы, связанные с охрупчиванием. Модификатор поверхности и результирующий коэффициент момента затяжки могут быть спроектированы так, чтобы предложить «встраиваемое» решение для вашего крепежа. Покрытие из чистого алюминия соответствует требованиям к покрытию крепежных изделий NAS 4006.

Внутренние напряжения — В отличие от других процессов гальванического покрытия алюминий с гальваническим покрытием имеет очень низкие внутренние напряжения. Это отличный выбор для очень тонких деталей, которые требуют защиты от коррозии, но подвержены деформации из-за сильно нагруженных покрытий, температурных градиентов и различий в КТР. Алюминий с гальваническим покрытием можно использовать для гальванопластики алюминиевой фольги высокой чистоты.

Высокая термостойкость — Температура плавления алюминия составляет 1220 °F (660 °C). Алюминий AlumiPlate защищает поверхности от коррозии при значительно более высоких температурах, чем практически любой другой металл с обычным покрытием.

• Серьезные испытания, проведенные авиакосмической промышленностью , показали, что алюминиевое покрытие AlumiPlate способно выдерживать и защищать высокопрочную сталь при температурах до 350°C.
• Полупроводниковая промышленность Всесторонние испытания для кратковременных высокотемпературных применений подтвердили превосходные характеристики алюминия AlumiPlate до 450 °C.

В отличие от многих обычных систем покрытия, которые разрушаются или теряются при более высоких температурах, алюминий AlumiPlate обеспечивает превосходную защиту основных металлов при высоких температурах.

Электропроводность — Электропроводность чистого алюминия обычно выше 99,99% (чистота 4-девятки или Al4N) составляет примерно 62% от проводимости меди. Чистый алюминий является одним из лучших проводников среди неблагородных металлов. Покрытие обеспечивает лучшую совместимость с материалами при более низкой стоимости, чем дорогие золотые и серебряные покрытия для многих применений. Чистое алюминиевое покрытие отлично подходит в качестве защитного покрытия для электрических разъемов в суровых условиях, таких как герметичный разъем вспомогательной силовой установки Lockheed Martin F-35 Lightning II (базовый вариант истребителя Joint Strike Fighter).

Теплопроводность — Алюминий AlumiPlate обладает в три раза большей теплопроводностью, чем сталь, и может использоваться в качестве теплопроводного коррозионностойкого покрытия, обеспечивающего превосходное соответствие коэффициентов теплового расширения и совместимости материалов. Алюминий высокой чистоты проявляет сверхпроводимость при температурах, близких к абсолютному нулю (Tc 1,2 К).

Пластичность / Формуемость — Алюминий — мягкий и пластичный металл. Было измерено удлинение от 50 до 65% без разрушения. На пластичной подложке чистый гальванический слой можно сгибать, сгибать, растягивать, прокатывать, вытягивать, обжимать или подвергать механической обработке без растрескивания или отслаивания. Выдающаяся пластичность делает алюминий AlumiPlate идеальным выбором для защиты от коррозии, требующей формовки и опрессовки после нанесения покрытия.

Плотность — Плотная непористая природа AlumiPlate Al является уникальным свойством аморфной, беспористой структуры покрытия. Тонкий слой толщиной 0,0003 дюйма (8 мкм) обеспечивает беспористое алюминиевое покрытие и физически защищает основной материал, способствуя выдающейся коррозионной стойкости покрытия. Толстый плотный слой чистого алюминия действует как барьер для миграции и диффузии примесей подложки в вакуум или контролируемые среды, чувствительные к незначительным уровням загрязнения.

Однородность — Как процесс электролитического покрытия, покрытие алюминия следует тем же физическим правилам, что и другие процессы гальванического покрытия, такие как Cd или Zn. Другими словами, если компонент в настоящее время покрыт Cd, алюминий с гальваническим покрытием предлагает немедленную замену с аналогичной однородностью и контролем. В отличие от других процессов «прямой видимости», гальваническое покрытие алюминия можно использовать для сложных геометрических форм, внутренних диаметров и внутренних поверхностей (см. Бросающая сила 9).0016 для получения дополнительной информации). Критические полупроводниковые и аэрокосмические детали, требующие жесткого контроля покрытия, являются отличными кандидатами для этого процесса.

Пробивная способность — Процесс гальванического покрытия алюминия представляет собой настоящий процесс электроосаждения с использованием неводных жидких ванн. Детали со сложной геометрией и малым внутренним диаметром могут быть покрыты ровным слоем алюминия. Дополнительные аноды, текущие воры и грабители, а также параметры покрытия могут быть оптимизированы на основе геометрии отдельных компонентов. Компания AlumiPlate Inc. разработала специальные методы, формы сигналов и инструменты для нанесения покрытий на небольшие сквозные отверстия и внутренние поверхности компонентов полупроводникового оборудования.

Адгезия — Детали с алюминиевым покрытием обладают отличной адгезией и могут пройти все разрушающие и неразрушающие испытания на адгезию в соответствии со стандартом ASTM B-571 (Стандартная практика для качественных испытаний на адгезию металлических покрытий). Для количественного определения адгезии внутренний тест с использованием тестера отрывной адгезии показал, что адгезионная прочность превышает 60 МПа (8,6 тысяч фунтов на кв. дюйм).

Анодируемость — Беспористое покрытие позволяет алюминиевым деталям с гальваническим покрытием быть прозрачным или анодированным с твердым покрытием. Алюминий AlumiPlate можно наносить на и анодируется практически на любую проводящую подложку, включая, помимо прочего, сталь, медь, алюминиевые сплавы, нержавеющие сплавы, бериллий и композитные материалы с металлической матрицей и другие различные сплавы.

Слой оксида алюминия (глинозема), образованный анодированием, является непроводящим и может быть хорошим электрическим изолятором, особенно при высоких температурах. Кроме того, покрытие из оксида алюминия Al ₂ O ₃ , полученное в результате гальванического покрытия анодированным алюминием, является более чистым и однородным, чем покрытие из анодированных алюминиевых сплавов. Анодированный алюминий с гальваническим покрытием показал повышенную защиту от коррозии (испытание пузырьком HCl), более высокое напряжение пробоя и значительно более низкий уровень загрязнения при использовании в полупроводниках.

Косметические применения — Благодаря своей высокой чистоте, плотности и толщине алюминий с гальваническим покрытием можно обрабатывать методами, разработанными для алюминиевых сплавов. Косметическое и цветное анодирование, электрополировка, полировка, химическая и электроочистка, текстурирование и многое другое теперь доступны для любого материала, а не только для алюминия! Кроме того, эти методы обычно улучшаются, когда они выполняются на чистом гальваническом алюминиевом покрытии.

Возможность перманентного окрашивания поверхности анодированного алюминия делает слой AlumiPlate привлекательным выбором по широкому спектру причин внешнего вида или производительности. Расцветку можно использовать для цветового кодирования различных типов компонентов. Существует множество приложений, в которых эстетика играет важную роль, например, в медицине, море, рекреации, автомобилестроении, декоративных товарах, спортивных товарах, литье под давлением, ювелирных изделиях и многих других отраслях.

Керамические и диффузионные процессы — Недавние разработки в алюминиевой промышленности привели к появлению электрохимических процессов для преобразования поверхности алюминиевых сплавов в высокотемпературную керамику и интерметаллиды. Эти покрытия обладают очень высокой твердостью, устойчивостью к высоким температурам и потенциально очень высокой диэлектрической прочностью (только оксиды). Нержавеющие стали и жаропрочные сплавы Fe, Ni, Cr и Co теперь могут получать преимущества от оксидных и алюминидных покрытий, ранее доступных только для алюминиевых сплавов.