კალის და ტყვიის შენადნობი: თვისებები და დასახელება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

ჯობია ამ თემის აღწერა თუნუქით და ტყვიით ცალკე დავიწყოთ. ამ მასალის ტყვიას, კალის და შენადნობებს აქვთ გარკვეული თვისებები, რაც განპირობებულია მათი საწყისი მდგომარეობით.

კალის ზოგადი აღწერა

აქ მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ამ ნედლეულის ორი სახეობა გამოირჩევა. პირველ ტიპს თეთრ კალას უწოდებენ და ეს არის ამ ნივთიერების β-მოდიფიკაცია. მეორე ტიპი არის α მოდიფიკაცია, რომელიც უფრო ცნობილია როგორც კალის ნაცრისფერი. ერთი მოდიფიკაციიდან მეორეზე გადასვლისას, კერძოდ, თეთრიდან ნაცრისფერში, ხდება ნივთიერების მოცულობის ძლიერი ცვლილება, რადგან ხდება ისეთი პროცესი, როგორიცაა ლითონის ფხვნილად გაფანტვა. ამ თვისებას კალის ჭირი ჰქვია. აქვე მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ კალის ერთ-ერთი ყველაზე უარყოფითი თვისება ყინვისადმი მიდრეკილებაა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, -20-დან +30 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურაზე შეიძლება დაიწყოს სპონტანური გადასვლა ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე. გარდა ამისა, გადასვლა გაგრძელდება ტემპერატურის მომატების შემთხვევაშიც, მაგრამ პროცესის დაწყების შემდეგ. ამის გამო ნედლეული უნდა ინახებოდეს საკმაოდ მაღალი ტემპერატურის ადგილებში.

კალის და ტყვიის თვისებები

ღირს იმის თქმა, რომ კალის,ტყვიას და ამ მასალების შენადნობებს ძალიან ცოტა საერთო თვისებები აქვთ. მაგალითად, რაც უფრო სუფთაა კალა, მით მეტია შანსი, რომ მასზე ჭირი დაზარალდეს. ტყვია, თავის მხრივ, საერთოდ არ განიცდის ალოტროპულ გარდაქმნებს.

თუმცა, აღსანიშნავია ისიც, რომ თუნუქის ამგვარი ტრანსფორმაციის შესანელებლად გამოიყენება დამატებითი ნივთიერებები. ყველაზე კარგი, ისეთმა მასალამ, როგორიცაა ბისმუტი და ანტიმონი, გამოიჩინა თავი. ამ ნივთიერებების დამატება 0,5% მოცულობაში შეამცირებს ალოტროპული ტრანსფორმაციის სიჩქარეს თითქმის 0-მდე, რაც ნიშნავს, რომ თეთრი კალა შეიძლება ჩაითვალოს სრულიად სტაბილურად. აქვე შეიძლება აღინიშნოს, რომ ნაკლებად, მაგრამ მაინც, კალის და ტყვიის შენადნობი გამოიყენება იმავე მიზნით.

თუ ვსაუბრობთ ტყვიის თვისებებზე, მაშინ მას აქვს უფრო მაღალი დნობის წერტილი - 327 გრადუსი ცელსიუსით, ვიდრე კალის - 232 გრადუსი. ტყვიის სიმკვრივე ოთახის ტემპერატურაზე არის 11,34 გ/სმ3.

თუნუქის და ტყვიის მახასიათებლები

ღირს დავიწყოთ იმით, რომ სამუშაოზე გამაგრებული კალის, ტყვიის და შენადნობების ხელახალი კრისტალიზაცია ხდება ოთახის ტემპერატურაზე დაბალ ტემპერატურაზე. ამ მიზეზით, მათი დამუშავება ცხელია.

ზოგადი მაჩვენებელი იყო კოროზიის წინააღმდეგობა ატმოსფერულ პირობებში. თუმცა, მცირე განსხვავება მდგომარეობს კოროზიის წინააღმდეგობაში მცირე ნივთიერებების გავლენის ქვეშ. მაგალითად, ტყვია ყველაზე კარგად ვლინდება გარკვეული მჟავების კონცენტრირებულ კომპოზიციებთან - გოგირდის, ფოსფორის და ა.შ.საკვები მჟავები. ცალკე ამ ნივთიერებების ფარგლებიც განსხვავებულია. კალა ფართოდ გამოიყენება თუნუქის დასაყენებლად, ტყვიამ კი გზა გაიარა გოგირდმჟავას აღჭურვილობის გარსში.

შენადნობის სისტემები

აქ მნიშვნელოვანია დავიწყოთ იმით, რომ კალის და ტყვიის შენადნობი კიდევ უფრო დნებადი მასალაა, ვიდრე ცალკე. ასეთი ნარევები ყველაზე ფართოდ გამოიყენება როგორც სამაგრები, ტიპოგრაფიული შრიფტების დასამზადებლად, დასაკრავების ჩამოსასხმელად და ა.შ. ასეთი სისტემა, როგორიცაა "tin-ტყვია" მიეკუთვნება ევტექტიკური ტიპის ჯგუფს. ამ კატეგორიის ყველა მასალის მნიშვნელოვანი თვისებაა ის, რომ მათი დნობის ტემპერატურა 120-დან 190 გრადუს ცელსიუსამდეა. გარდა ამისა, არსებობს სამეული ევტექტიკის ჯგუფები. ამის მაგალითია კალის-ტყვია-თუთიის შენადნობის სისტემა. ასეთი მასალების დნობის ტემპერატურა კიდევ უფრო დაბალია და მისი ზღვარი 92-96 გრადუსია. თუ შენადნობს დაამატებთ მეოთხე კომპონენტს, მაშინ დნობის ტემპერატურა 70 გრადუსამდე დაეცემა. თუ ვსაუბრობთ კალის შენადნობის გამოყენებაზე ტყვიით, როგორც შედუღება, მაშინ ყველაზე ხშირად მათ შემადგენლობაში შედის ნივთიერების 2% -მდე, როგორიცაა ანტიმონი. ეს კეთდება იმისათვის, რომ გაუმჯობესდეს შედუღების ნაკადი. აქვე აღსანიშნავია, რომ დნობის ტემპერატურის კონტროლი შესაძლებელია „კალის/ტყვიის“თანაფარდობით. ყველაზე წვადი ნედლეული დნება 190 გრადუსზე.

ბაბიტები

თუნუქის და ტყვიის შენადნობის სახელით უკვე გავარკვიეთ - ეს ევტექტიკაა. ასეთი შემადგენლობის მქონე ნივთიერებების ეს ჯგუფი ყველაზე ფართოდ გამოიყენება ტარების შენადნობების წარმოებაში, რომლებსაც „ბაბიტები“ეწოდება. ეს მასალა გამოიყენება როგორც შემავსებელი ტარების ჭურვისთვის. აქ ყველაზე მნიშვნელოვანი ისაა, რომ სწორად შევარჩიოთ მასალა, რათა ის ადვილად შევიდეს ლილვში. ერთი შეხედვით ჩანს, რომ კალისა და ტყვიის შენადნობების მასა სხვადასხვა შედუღებით შესანიშნავი გამოსავალია. თუმცა, სინამდვილეში ეს მთლად ასე არ არის. ასეთი მასალები ზედმეტად რბილი აღმოჩნდა და ლილვებსა და ასეთ ჩანართს შორის ხახუნის კოეფიციენტი მაღალი იყო. ანუ ექსპლუატაციის დროს ზედმეტად თბებოდნენ, ამის გამო დაბალ დნობის ლითონებმა ლილვზე „წებება“დაიწყეს. ამ ნაკლოვანების თავიდან აცილების მიზნით, დაიწყო მცირე რაოდენობით მეტი მყარი ნივთიერების დამატება. ამ გზით მიიღეს მასალა, რომელიც ერთდროულად არის რბილი და მყარი.

მატერიის შემადგენლობა

იმისათვის, რომ მივიღოთ ნივთიერება, რომელსაც აქვს ზუსტად საპირისპირო მახასიათებლები, გამოიყენეს შემდეგი ნივთიერებები. ყველაზე მნიშვნელოვანი ის არის, რომ ისინი დაუყოვნებლივ დევს α + β ორფაზიან რეგიონში. β-ფაზის კრისტალები გამდიდრებულია შედუღებით, როგორიცაა ანტიმონი. ისინი მოქმედებენ როგორც მყარი მტვრევადი ნივთიერებები. α-ფაზის კრისტალები, თავის მხრივ, რბილი და პლასტიკური ბაზაა. იმისათვის, რომ თავიდან ავიცილოთ ისეთი ნაკლოვანებები, როგორიცაა მყარი კრისტალების დნობა და მათი ასვლა, ნარევს ემატება კიდევ ერთი კომპონენტი - სპილენძი. Ისეამრიგად, ტყვიისა და კალის შენადნობის ნაჭრისგან სხვა ნივთიერებების დამატებით, შესაძლებელია ბაბიტის მატარებელი მასალის შექმნა, რომელიც აერთიანებს ორ საპირისპირო თვისებას - სიმტკიცე და რბილს. Babbit B83 გახდა ამ ბრენდის კლასიკური და ყველაზე გავრცელებული პროდუქტი. ამ შენადნობის შემადგენლობა ასეთია: 83% Sn; 11% Sb; 6% Cu.

ალტერნატივა

უნდა ითქვას, რომ ეკონომიური თვალსაზრისით, თუნუქის დაფუძნებული ბაბიტები ძალიან არახელსაყრელია, ვინაიდან ეს მასალა საკმაოდ ძვირი ღირს. გარდა ამისა, კალა თავისთავად მწირ ნივთიერებად ითვლება. ამ ორი მიზეზის გამო, ალტერნატიული საკისრები შემუშავებულია ტყვიის, ანტიმონისა და სპილენძის საფუძველზე. ამ კომპოზიციაში ანტიმონის კრისტალები მოქმედებენ როგორც მყარი ბაზა. რბილი ბაზა არის ტყვიისა და ანტიმონის პირდაპირი შენადნობი. სპილენძი აქ გამოიყენება ისევე, როგორც წინა კომპოზიციის ტყვია, ანუ მყარი ფუძის კრისტალების ზემოთ ცურვის თავიდან ასაცილებლად.

თუმცა, აქ ღირს ნაკლოვანებების აღნიშვნა. ტყვიის/ანტიმონის ევტექტიკა არ არის ისეთი დრეკადი, როგორც კალის ფაზა. ამიტომ, ამ გზით დამზადებული ნაწილები განიცდიან სწრაფ ცვეთას. ამ ნაკლის ასანაზღაურებლად, თქვენ მაინც უნდა დაამატოთ გარკვეული რაოდენობის კალის. თუთია-კალა-ტყვიის სამჯერადი ევტექტიკის გამოყენება არც თუ ისე გავრცელებულია.