Медь свойства вещества: Медь – свойства, применение, характеристики медных сплавов

alexxlab | 19.10.1984 | 0 | Разное

Содержание

Свойства меди, ее получение и область применения

  1. Интересное о меди
  2. Физические свойства
  3. Химические свойства
  4. Области применения меди

Свойства меди, которая в природе встречается и в виде достаточно крупных самородков, люди изучили еще в древние времена, когда из этого металла и его сплавов делали посуду, оружие, украшения, различные изделия бытового назначения. Активное использование данного металла на протяжении многих лет обусловлено не только его особыми свойствами, но и простотой обработки. Медь, которая присутствует в руде в виде карбонатов и окислов, достаточно легко восстанавливается, что и научились делать наши древние предки.

Медный слиток

Интересное о меди

Изначально процесс восстановления этого металла выглядел очень примитивно: медную руду просто нагревали на кострах, а затем подвергали резкому охлаждению, что приводило к растрескиванию кусков руды, из которых уже можно было извлекать медь.

Дальнейшее развитие такой технологии привело к тому, что в костры начали вдувать воздух: это повышало температуру нагревания руды. Затем нагрев руды стали выполнять в специальных конструкциях, которые и стали первыми прототипами шахтных печей.

О том, что медь используется человечеством с древних времен, свидетельствуют археологические находки, в результате которых были найдены изделия из данного металла. Историками установлено, что первые изделия из меди появились уже в 10 тысячелетии до н.э, а наиболее активно она стала добываться, перерабатываться и использоваться спустя 8–10 тысяч лет. Естественно, предпосылками к такому активному использованию данного металла стали не только относительная простота его получения из руды, но и его уникальные свойства: удельный вес, плотность, магнитные свойства, электрическая, а также удельная проводимость и др.

В наше время уже сложно найти медь в природе в виде самородков, обычно ее добывают из руды, которая подразделяется на следующие виды.

  • Борнит — в такой руде медь может содержаться в количестве до 65%.
  • Халькозин, который также называют медным блеском. В такой руде меди может содержаться до 80%.
  • Медный колчедан, также называемый халькопиритом (содержание до 30%).
  • Ковеллин (содержание до 64%).

Халькопирит

Медь также можно извлекать из множества других минералов (малахит, куприт и др.). В них она содержится в разных количествах.

Физические свойства

Медь в чистом виде представляет собой металл, цвет которого может варьироваться от розового до красного оттенка.

Радиус ионов меди, имеющих положительный заряд, может принимать следующие значения:

  • если координационный показатель соответствует 6-ти — до 0,091 нм;
  • если данный показатель соответствует 2 — до 0,06 нм.

Радиус атома меди составляет 0,128 нм, также он характеризуется сродством к электрону, равном 1,8 эВ. При ионизации атома данная величина может принимать значение от 7,726 до 82,7 эВ.

Медь — это переходный металл, показатель электроотрицательности которого составляет 1,9 единиц по шкале Полинга. Кроме этого, его степень окисления может принимать различные значения. При температурах, находящихся в интервале 20–100 градусов, его теплопроводность составляет 394 Вт/м*К. Электропроводность меди, которую превосходит лишь серебро, находится в интервале 55,5–58 МСм/м.

Так как медь в потенциальном ряду стоит правее водорода, она не может вытеснять этот элемент из воды и различных кислот. Ее кристаллическая решетка имеет кубический гранецентрированный тип, величина ее составляет 0,36150 нм. Плавится медь при температуре 1083 градусов, а температура ее кипения — 26570. Физические свойства меди определяет и ее плотность, которая составляет 8,92 г/см3.

Самородная медь

Из ее механических свойств и физических показателей стоит также отметить следующие:

  • термическое линейное расширение — 0,00000017 единиц;
  • предел прочности, которому медные изделия соответствуют при растяжении, составляет 22 кгс/мм2;
  • твердость меди по шкале Бринелля соответствует значению 35 кгс/мм2;
  • удельный вес 8,94 г/см3;
  • модуль упругости составляет 132000 Мн/м2;
  • значение относительного удлинения равно 60%.

Совершенно уникальными можно считать магнитные свойства данного металла, который является полностью диамагнитным. Именно эти свойства, наряду с физическими параметрами: удельным весом, удельной проводимостью и другими, в полной мере объясняют широкую востребованность данного металла при производстве изделий электротехнического назначения. Похожими свойствами обладает алюминий, который также успешно используется при производстве различной электротехнической продукции: проводов, кабелей и др.

Основную часть характеристик, которыми обладает медь, практически невозможно изменить, за исключением предела прочности. Данное свойство можно улучшить практически в два раза (до 420–450 МН/м2), если осуществить такую технологическую операцию, как наклеп.

Химические свойства

Химические свойства меди определяются тем, какое положение она занимает в таблице Менделеева, где она имеет порядковый номер 29 и располагается в четвертом периоде. Что примечательно, она находится в одной группе с благородными металлами. Это лишний раз подтверждает уникальность ее химических свойств, о которых следует рассказать более подробно.

Оттенки медных сплавов

В условиях невысокой влажности медь практически не проявляет химическую активность. Все меняется, если изделие поместить в условия, характеризующиеся высокой влажностью и повышенным содержанием углекислого газа. В таких условиях начинается активное окисление меди: на ее поверхности формируется зеленоватая пленка, состоящая из CuCO3, Cu(OH)2 и различных сернистых соединений. Такая пленка, которая называется патиной, выполняет важную функцию защиты металла от дальнейшего разрушения.

Окисление начинает активно происходить и тогда, когда изделие подвергается нагреву. Если металл нагреть до температуры 375 градусов, то на его поверхности формируется оксид меди, если выше (375-1100 градусов) — то двухслойная окалина.

Медь достаточно легко реагирует с элементами, которые входят в группу галогенов.

Если металл поместить в пары серы, то он воспламенится. Высокую степень родства он проявляет и к селену. Медь не вступает в реакцию с азотом, углеродом и водородом даже в условиях высоких температур.

Внимание заслуживает взаимодействие оксида меди с различными веществами. Так, при его взаимодействии с серной кислотой образуется сульфат и чистая медь, с бромоводородной и иодоводородной кислотой — бромид и иодид меди.

Иначе выглядят реакции оксида меди с щелочами, в результате которых образуется купрат. Получение меди, при котором металл восстанавливается до свободного состояния, осуществляют при помощи оксида углерода, аммиака, метана и других материалов.

Медь при взаимодействии с раствором солей железа переходит в раствор, при этом железо восстанавливается. Такая реакция используется для того, чтобы снять напыленный медный слой с различных изделий.

Одно- и двухвалентная медь способна создавать комплексные соединения, отличающиеся высокой устойчивостью.

Такими соединениями являются двойные соли меди и аммиачные смеси. И те и другие нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.

Бухты медной проволоки

Области применения меди

Применение меди, как и наиболее схожего с ней по своим свойствам алюминия, хорошо известно — это производство кабельной продукции. Медные провода и кабели, характеризуются невысоким электрическим сопротивлением и особыми магнитными свойствами. Для производства кабельной продукции применяются виды меди, характеризующиеся высокой чистотой. Если в ее состав добавить даже незначительное количество посторонних металлических примесей, к примеру, всего 0,02% алюминия, то электрическая проводимость исходного металла уменьшится на 8–10%.

Невысокий вес меди и ее высокая прочность, а также способность поддаваться различным видам механической обработки — это те свойства, которые позволяют производить из нее трубы, успешно использующиеся для транспортировки газа, горячей и холодной воды, пара.

Совершенно не случайно именно подобные трубы применяются в составе инженерных коммуникаций жилых и административных зданий в большинстве европейских стран.

Медь, кроме исключительно высокой электропроводности, отличается способностью хорошо проводить тепло. Благодаря этому свойству она успешно используется в составе следующих систем:

  • тепловые трубки;
  • кулеры, использующиеся для охлаждения элементов персональных компьютеров;
  • системы отопления и охлаждения воздуха;
  • системы, обеспечивающие перераспределение тепла в различных устройствах (теплообменники).

Металлические конструкции, в которых использованы медные элементы, отличаются не только небольшим весом, но и исключительной декоративностью. Именно это послужило причиной их активного использования в архитектуре, а также для создания различных интерьерных элементов.

Шина электротехническая медная

Медь, химические свойства, получение

1

H

ВодородВодород

1,008

1s1

2,2

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

ГелийГелий

4,0026

1s2

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

ЛитийЛитий

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

БериллийБериллий

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

БорБор

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

УглеродУглерод

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

АзотАзот

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

КислородКислород

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

ФторФтор

18,998

2s2 2p5

4,0

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

НеонНеон

20,180

2s2 2p6

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

НатрийНатрий

22,990

3s1

0,93

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

МагнийМагний

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

АлюминийАлюминий

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

КремнийКремний

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

ФосфорФосфор

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

СераСера

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

ХлорХлор

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

АргонАргон

39,948

3s2 3p6

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

КалийКалий

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

КальцийКальций

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

СкандийСкандий

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

ТитанТитан

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

ВанадийВанадий

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

ХромХром

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

МарганецМарганец

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

ЖелезоЖелезо

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

КобальтКобальт

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

НикельНикель

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

МедьМедь

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

ЦинкЦинк

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

ГаллийГаллий

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

ГерманийГерманий

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

МышьякМышьяк

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

СеленСелен

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

БромБром

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

КриптонКриптон

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

РубидийРубидий

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

СтронцийСтронций

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

ИттрийИттрий

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

ЦирконийЦирконий

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

НиобийНиобий

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

МолибденМолибден

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

ТехнецийТехнеций

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

РутенийРутений

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

РодийРодий

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

ПалладийПалладий

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

СереброСеребро

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

КадмийКадмий

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

ИндийИндий

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

ОловоОлово

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

СурьмаСурьма

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

ТеллурТеллур

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

ИодИод

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

КсенонКсенон

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

ЦезийЦезий

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

БарийБарий

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

ЛантанЛантан

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

ЦерийЦерий

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

ПразеодимПразеодим

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

НеодимНеодим

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

ПрометийПрометий

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

СамарийСамарий

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

ЕвропийЕвропий

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

ГадолинийГадолиний

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

ТербийТербий

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

ДиспрозийДиспрозий

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

ГольмийГольмий

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

ЭрбийЭрбий

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

ТулийТулий

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

ИттербийИттербий

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

ЛютецийЛютеций

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

ГафнийГафний

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

ТанталТантал

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

ВольфрамВольфрам

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

РенийРений

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

ОсмийОсмий

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

ИридийИридий

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

ПлатинаПлатина

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

ЗолотоЗолото

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

РтутьРтуть

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

ТаллийТаллий

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

СвинецСвинец

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

ВисмутВисмут

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

ПолонийПолоний

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

АстатАстат

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

РадонРадон

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

ФранцийФранций

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

РадийРадий

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

АктинийАктиний

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

ТорийТорий

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

ПротактинийПротактиний

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

УранУран

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

НептунийНептуний

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

ПлутонийПлутоний

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

АмерицийАмериций

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

КюрийКюрий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

БерклийБерклий

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

КалифорнийКалифорний

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

ЭйнштейнийЭйнштейний

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

ФермийФермий

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

МенделевийМенделевий

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

НобелийНобелий

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

ЛоуренсийЛоуренсий

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

РезерфордийРезерфордий

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

ДубнийДубний

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

СиборгийСиборгий

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

БорийБорий

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

ХассийХассий

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

МейтнерийМейтнерий

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

ДармштадтийДармштадтий

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

✒ Необходимая медь и как она поддерживает здоровый обмен веществ — [SAYYES]

16 февраля 2021

 

Древнейшее лекарство, которое подавляет рост бактерий и микроорганизмов, но является опасным токсичным веществом. Двоякая природа не помешала использовать медь еще в 2600 году до нашей эры, так, как и сейчас.

В этой статье речь пойдет о металле с уникальными свойствами – о меди. Она помогает поддерживать здоровый обмен веществ, укрепляет кости и обеспечивает правильную работу нервной системы.

Нужно ли носить медные браслеты и спасают ли они от артрита? Способна ли медь обеззаразить воду? Медь, которая забирает негатив. Омоложение медными пептидами, быстрое отращивание волос при помощи меди. «Зеркало Венеры» и алхимия меди. Мы разбираемся, в чем правда.

 

 

 

 

 

 

 

Что такое медь?

 

Металл золотисто-розового цвета, одиннадцатая группа, четвертый период, атомный номер 29. Слишком много химии? Что же, если рассматривать его химические свойства как связь с физическими, например, с температурой плавления?

 

 

Медь является настолько пластичной, что ремесленники Среднего Востока V и VI тысячелетий до нашей эры превратили этот блестящий металл в ювелирные изделия, всевозможные инструменты, сосуды, посуду, оружие.

Позже стало понятно, что она пригодна не только для использования в быту, но и для подавления роста бактерий и быстрого заживления ран. В древнейшей книге «Папирус Эдвина Смита» 2600 года до нашей эры, был описан метод стерилизации ран груди и обеззараживания питьевой воды.

 

 

Немного алхимии этого элемента

 

Самородная медь является первым металлом, освоенным человеком [2]. Ее сплав с оловом – бронза, использовался для изготовления оружия. Так медный век медленно перешел в бронзовый, и началось мощное развитие культуры использования металлов и науки [5].

 

!

Медь или Cuprum получила свое название от производного острова Кипр, «cyprium» [4]. Медь стала алхимическим металлом и обозначалась символом «♀» – «зеркало Венеры». Именно поэтому, зеркала делали с обрамлением из меди – так женщины становились краше, и приобретали красоту Венеры – богини любви [3]

 

 

Чудесный браслет, негатив и медь

 

Современная наука доказала, что магнитное поле Земли так или иначе влияет на людей и всех живых организмов. Медь является диамагнетиком – то есть, веществом, которое способно намагничиваться против направления внешнего магнитного поля. В магнитном поле человек тоже ведет себя как диамагнетик. Некоторые верят, что влияние «негативной энергии» можно предотвратить, если носить браслет из меди.  

Кроме того, исследование «целебных» свойств меди, опубликованное в журнале PLOS One, не подтвердило данное утверждение, а также излечивание от артрита. В эксперименте участники носили один из браслетов:

  • медный ремешок на запястье,
  • магнитный,
  • браслеты с плацебо и те, которые не были ни медными, ни намагниченными.

 

Естественно, они не знали, какой браслет носят. Каждую неделю ученые проверяли участников на наличие признаков проблем с суставами. Систематически проводились анализы крови, проверялись препараты, которые принимали испытуемые. Исследователи пришли к выводу, что ни медные браслеты, ни магнитные не оказали большего влияния на артрит, чем плацебо [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

Какие функции меди?

 

Медь играет важную биологическую роль в ряде функций, включая:

  • производство красных кровяных телец,
  • регулирование пульса и артериального давления,
  • абсорбция железа,
  • профилактика простатита или воспаления простаты,
  • развитие и поддержание костей, соединительной ткани и органов, таких как мозг и сердце,
  • активация иммунной системы.

 

!

Медь встречается в большом количестве ферментов. Считается, что она конкурирует с цинком в процессе усвоения в желудочно-кишечном тракте. Избыток одного из этих элементов в пище может вызвать недостаток другого элемента.

 

Медь является терапевтическим средством [6], согласно обзоров медицинских исследований. Она может излечить некоторые дегенеративные неврологические расстройства, как, например:

  • Болезнь Альцгеймера
  • болезнь Паркинсона
  • болезнь Крейтцфельдта-Якоба.

 

 

Медь и рак

 

Журнал биологии молочной железы опубликовал неоднозначное исследование: предполагалось, что медь может вызывать рак. Но все больше исследований показывает, что медь может замедлять рост некоторых видов клеток рака.

Так, в журнале Dalton Transactions, было показано, что медь почти так же эффективна, как цисплатин [7]. Для справки, препарат цисплатин является широко используемым химиотерапевтическим лекарством. Медь в три раза эффективнее цисплатина при лечении аденокарциномы толстой кишки, которая является одним из видов рака.

 

 

Причины дефицита меди в организме

 

Недостаток меди встречается достаточно редко. Но, к сожалению, на сегодняшний день, около 25% людей в США и Канаде не соблюдают рекомендованные суточные нормы меди. Если же говорить о странах бывшего Союза, то этот процент куда больше. Ведь, опять та же витаминизация продуктов – практика, не такая распространенная в этих странах. Недостаточное количество меди в рационе обычно приводит к дефициту, что обычно небезопасно.

Еще одной причиной дефицита меди является целиакия или, в народе – непереносимость глютена.

Как уже говорилось, цинк конкурирует с медью. Так из-за большего потребления цинка, уровень меди также может уменьшаться.

 

 

Симптомы дефицита

 

 

Существует несколько симптомов дефицита. Давайте рассмотрим их подробнее.

 

Утомляемость, слабость, упадок сил

Медь необходима для усвоения железа. Соответственно, низкий уровень меди приведет к худшему усвоению железа [8]. Это вызывает железодефицитную анемию, при котором кислород не поступает в клетки.

К счастью, диета, богатая медью, может помочь вылечить анемию, вызванную дефицитом меди [9, 10].

 

Частые болезни

Медь играет важнейшую роль в поддержании здоровья иммунной системы. Когда уровень меди низкий, ваше тело может бороться за выработку иммунных клеток. Это может резко снизить количество белых кровяных телец (они являются первой линией защиты), что поставит под угрозу способность вашего организма бороться с инфекцией. Это означает, что люди, которые часто болеют, подвержены дефициту меди [11]. К счастью, употребление большего количества продуктов, богатых медью, может помочь обратить эти эффекты вспять.

 

Ломкость костей

При дефиците меди наблюдается остеопороз [12]. Она создает прочные связи внутри костей, тем самым предотвращая их ломкость и укрепляя [13, 14].

 

Плохая память и обучаемость

Медь входит в состав многих ферментных систем. Они помогают снабжать мозг энергией и передавать сигналы организму [15]. Кроме того, медь напрямую влияет на развитие мозга и способность учиться, запоминать.

 

Испытываете трудности при ходьбе

Люди, у которых наблюдается недостаток меди, могут испытывать трудность при ходьбе. Ферменты используют металл для поддержания оптимального здоровья спинного мозга [16].

 

Сильная чувствительность к холоду

Низкий уровень Т3 и Т4 гормонов щитовидной железы напрямую связан с уровнем меди, и может заставить вас ощущать холод. А так как железа способна регулировать метаболизм и выработку тепла.

 

Бледность кожи

Медь используется ферментами, которые производят меланин. Следовательно, дефицит меди может повлиять на производство этого пигмента, вызывая бледность кожи.

 

Преждевременная седина

Меланин также влияет на цвет волос. Поэтому, седину вызывает дефицит меди.

 

Потеря зрения

Потеря зрения может возникнуть при длительном дефиците меди.

 

 

Причины избытка меди в организме

 

Существуют следующие причины возникновения избытка меди:

  • излишки меди в воде и пище
  • болезнь Вильсона
  • заболевание печени, гепатит
  • анемия
  • лейкемия, лимфома
  • ревматоидный артрит.

 

 

Токсичность меди

 

Медь – это тяжелый металл, который совершенно безопасно употреблять в небольших количествах. Обычно в теле содержится от 50 до 80 мг элемента, который находится в мышцах и печени.

 

При отравлении медью возникают следующие симптомы:

  • беспокойство или раздражительность,
  • проблемы с вниманием,
  • перевозбуждение, подавленность,
  • сильная грусть или депрессия,
  • внезапные изменения настроения.

     

    Длительное отравление медью также может быть смертельным и вызывать:

    • хронические заболевания почек,
    • повреждение или отказ печени,
    • сердечную недостаточность,
    • повреждение мозга.

       

       

      Суточные нормы меди

       

      Взрослым рекомендуется принимать 900 мкг меди в день. Большие количества элемента будут вызывать токсичность.

      Однако, если вы беременны или кормите грудью, вам следует получать немного больше – 1 мг или 1,3 мг в день, соответственно.

       

       

      Как определить уровень меди?

       

      Уровень меди можно определить, сдав анализ крови, мочи или же при помощи исследования волос. Референтными значениями уровня меди в крови является 700-1400 мкг/л – норма для мужчин, 800-1550 мкг/л – для женщин. В мочи:720 мкг/сут., но не менее 50. 

       

       

      Продукты, богатые на медь

       

      Конечно же, не нужно избегать меди. Сбалансированный уровень можно легко регулировать при помощи правильного рациона. Предлагаем рассмотреть продукты, богатые на медь.

       

      Продуктмг Cu на 100 г
      Арахис1,11
      Отруби пшеничные1,00
      Макароны0,7
      Нут0,66
      Чечевица0,66
      Гречка0,64
      Горох0,59
      Фасоль0,58

      При помощи грибов шиитаке, спирулина, орехи и семечки также легко регулировать уровень меди в крови.

      Многие продукты животного происхождения богатые на купрум. Например, печень, устрицы, лобстеры.

       

       

      Медные пептиды и здоровье волос и кожи

       

      Пептиды – это белковые молекулы, которые состоят из аминокислот. Пептиды известны в научном сообществе как глицил-L-гистидил-L-лизин, которые легко связываются с ферментами меди. Они способствуют выработке коллагена и эластина, двух типов соединительных тканей, отвечающих за гладкую и упругую кожу.

       

      !

      Кроме того, в некоторых исследованиях сообщалось, что такие пептиды стимулируют волосяные фолликулы. Они получают больше кислорода и питательных веществ. Соответственно, волосы будут расти быстрее!

       

       

       

       

       

       

       

       

      Подведем итоги!

       

      Медь – это важный элемент, который участвует в ряде биологических функций. Например, в образовании эритроцитов, костей, соединительной ткани и ферментных систем. Медь также помогает организму переработать холестерин, правильно функционировать вашей иммунной системы, а также в росте и развитии младенцев в утробе матери. Следите за уровнем меди в своем организме, и вы обязательно будете здоровы!

       

       

      Источники:

       

      1. Richmond S. J., Gunadasa S., Bland M., MacPherson H. Copper Bracelets and Magnetic Wrist Straps for Rheumatoid Arthritis – Analgesic and Anti-Inflammatory Effects: A Randomised Double-Blind Placebo Controlled Crossover Trial // PLoS One, 2013, Vol.8(9), e71529.
      2. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 199 — Т. 3. — С. 7. — 639 с.
      3. Перфильев А. В. Герб и символы Полевского // Полевской край: Историко-краеведческий сборник. — Екатеринбург : Уралтрейд, 1998. — Вып. 1, №
      4. Этимологический словарь славянских языков, том 18. — М.: Наука, 1993. — С. 144−146.
      5. Спиридонов, 1989, с. 5—8.
      6. Tisato  F., Marzano C., Porchia M. , Pellei M., Santini C. Copper in diseases and treatments, and copper-based anticancer strategies // Med. Res. Rev., 2010, Vol.30(4), 708-49.
      7. Lowndes S.A., Harris A.L. The role of copper in tumour angiogenesis // J. Mammary Gland. Biol. Neoplasia, 2005, Vol.10(4), 299-310.
      8. Reeves  P. G., DeMars L. C. S. Copper deficiency reduces iron absorption and biological half-life in male rats J. Nutr., 2004, Vol.134(8), 1953-7.
      9. Zeng H., Saari J. T., Johnson W. T. Copper Deficiency Decreases Complex IV but Not Complex I, II, III, or V in the Mitochondrial Respiratory Chain in Rat Heart // The Journal of Nutrition, 2007, Vol. 137(1), 14–18.
      10. Knovich  M. A., Il’yasova D., Ivanova A., Molnár I. The association between serum copper and anaemia in the adult Second National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES II) population // Br. J. Nutr., 2008, Vol.99(6), 1226-9.
      11. Olivares M., Uauy R. Copper as an essential nutrient // The American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 63 (5), 1996, 791S–796S.
      12. Zheng  J, Mao X., Ling J., He Q., Quan J. Low serum levels of zinc, copper, and iron as risk factors for osteoporosis: a meta-analysis Biol. Trace Elem. Res., 2014, Vol.160(1), 15-23.
      13. Dahl S.L.M., Rucker R. B., Niklason L. E. Effects of copper and cross-linking on the extracellular matrix of tissue-engineered arteries // Cell Transplant, 2005, Vol.14(6), 367-74.
      14. Rodríguez  J. P., Ríos S., González M. Modulation of the proliferation and differentiation of human mesenchymal stem cells by copper // J. Cell Biochem., 2002, Vol.85(1), 92-100.
      15. Scheiber I. F., Mercer  J. F. B., Dringen R. Metabolism and functions of copper in brain // Prog. Neurobiol., 2014, Vol.116, 33-57.
      16. Jaiser  S. R., Winston G. P. Copper deficiency myelopathy // J. Neurol., 2010, Vol.257(6), 869-81.

       

       

      Поделиться

      Поделится

      Поделится

      Новый комментарий

      Войти с помощью

      Отправить

      Медь – все самое важное об уникальном металле!

      МЕДЬ – ВСЕ САМОЕ ВАЖНОЕ ОБ УНИКАЛЬНОМ МЕТАЛЛЕ!

      24 МАРТА / 2020

      Общие сведения

      Медь – невероятно красивый и пластичный металл золотисто-розового цвета. Широкое использование он приобрел еще на начальном этапе развития цивилизации и на сегодняшний день занимает третье место по объему мирового производства и потребления (после железа и алюминия).

      Детали, изготовленные из меди

      Уникальные свойства меди

      Медь обладает множеством уникальных свойств, которые придают ей необыкновенный вид и расширяют границы ее применения:

      1

      Явный цветовой окрас

      Уникальный цвет меди связан с ее структурой электронных уровней и оптическими свойствами. Отличительный золотистый оттенок медь приобретает благодаря образованию не ее поверхности оксидной пленки при контакте с воздухом. Такие соединения защищают металл и делают его прочнее.

      2

      Высокая электропроводность

      Отличительным свойством меди является ее высокая способность проводить электрический ток. Этот металл находится на втором месте по данному показателю, и превосходит его только серебро. Именно потому медь нашла широкое применение при изготовлении проводов.

      3

      Высокая пластичность

      Медь легко поддается обработке, хорошо гнется и принимает различные формы без непреднамеренной деформации. Благодаря данному свойству этот металл часто используется при обработке металлов давлением, например, при ротационной вытяжке.

      4

      Диамагнетизм

      Медь является полностью диамагнитным металлом. В отсутствии магнитного поля она не магнитится. При условии воздействия магнитного поля она намагничивается ему навстречу, в результате чего не притягивается магнитом.

      5

      Бактерицидность и лечебные свойства

      Медь является природным антибактериальным препаратом. Широко известна ее инактивирующая способность против вируса гриппа A/h2N1 («свиной грипп»), кишечной палочки, метициллин-устойчивого золотистого стафилококка и др. Кроме того, еще с древних времен медь использовали в качестве лечебного препарата, что сохранило свою популярность и на сегодняшний день.

      Способы получения меди

      В настоящее время можно выделить три основных способа получения меди из медных руд и минералов:

      1. Пирометаллургический. Получение меди происходит при высоких температурах, в результате чего расплавленная масса разделяется на штейн-сплав (промежуточный продукт, подлежащий дальнейшей обработке) и шлак-сплав (отход от производства металла). Данный метод является самым распространенным.

      2. Гидрометаллургический. Основа данного метода состоит в получении меди с помощью определенных водных растворов. Минералы меди растворяют в разбавленной серной кислоте или аммиаке, после чего уже из полученного раствора выделяют медь.

      3. Электролизный. Производство меди осуществляется под действием электрического тока, путем выделения металла из раствора сульфата меди с содержанием свободной серной кислоты.

      Области применения меди

      Благодаря своим уникальным и полезным свойствам медь стала широко применяться в различных сферах и областях:

      1. Применение меди в разрезе электропроводности

      Благодаря высокой проводимости электрического тока чистую медь используют для изготовления проводов, кабелей и других проводников.

      Медный провод

      Медный теплообменник

      2. Применение меди в разрезе теплопроводности

      Высокая теплопроводность меди обеспечивает ее применение при изготовлении теплообменников и теплоотводов, которые используются в холодильниках, кондиционерах и радиаторах отопления.

      3. Применение меди в строительстве

      В строительстве медь обрела широкое применение для изготовления молниезащиты и громоотводов. Также весьма популярны кровельные покрытия, изготовленные из меди. Медь устойчива к перепадам температур и воздействию ультрафиолетовых лучей, в результате чего такая кровля имеет достаточно большой срок эксплуатации.

      Медная кровля

      Медный рокс

      4. Применение меди для изготовления посуды

      Медная посуда имеет особенный изысканный вид. Разнообразные кружки, чаши и тарелки для подачи пользуются особой популярностью в ресторанном бизнесе. Такая посуда не только обладает полезными свойствами благодаря антибактериальной способности меди, но и придает стиль и элегантность всему процессу.

      5. Применение меди в качестве украшений и предметов декора

      С давних пор устоялось мнение, что медь обладает лечебными свойствами. В связи с этим данный металл очень часто применяется для изготовления различных украшений: браслетов, колец, сережек и т.д. Уникальный окрас также позволяет использовать медь в декоративных изделиях: скульптурах, осветительных приборах, дверных ручках и т.д.

      Браслеты из меди

      Применение меди не ограничивается вышеперечисленными сферами. Данный металл обладает невероятно полезными и уникальными характеристиками, которые обеспечат ее востребованность сегодня и в будущем.

      На нашем канале на платформе Яндекс. Дзен еще больше всего интересного!

      Подпишитесь и следите за обновлениями.

      Подписаться

      Другие наши услуги и технологии

      Детали вентиляции

      Корпуса вентиляторов, диффузоры, сопла, корпуса шумоглушителей, вентиляционные зонты

      Корпусные детали

      Детали из алюминия, меди, латуни, стали, нержавеющей стали

      Полусферы

      Полусферы и шары из алюминия, меди, латуни, стали, нержавеющей стали

      это тело или вещество? Свойства меди

      Приблизительно III тысячелетие до нашей эры считается переходным от камня как основного промышленного вещества к бронзе. Период перестройки принято считать медным веком. Ведь именно это соединение на тот период времени было самым главным в строительстве, в изготовлении предметов быта, посуды и прочих процессах.

      На сегодняшний день медь своей актуальности не потеряла и по-прежнему считается очень важным металлом, часто используемым в разных нуждах. Медь – это тело или вещество? Какими свойствами она обладает и для чего нужна? Попробуем разобраться далее.

      Общая характеристика элемента медь

      Как химический элемент, медь имеет свое местоположение в периодической системе. Оно следующее.

      1. Четвертый большой период, первый ряд.
      2. Первая группа, побочная подгруппа.
      3. Порядковый номер 29.
      4. Атомный вес – 63,546.
      5. Электронная конфигурация внешнего слоя выражается формулой 3d104s1.

      Элемент имеет два стабильных природных изотопа с массовыми числами 63 и 65. Латинское название элемента cuprum, что объясняет его химический символ Cu. В формулах читается как “купрум”, русское наименование – медь.

      Медь – это тело или вещество?

      Чтобы ответить на данный вопрос, следует для начала определиться с понятиями “вещество” и “тело”. Они изучаются еще на школьных ступенях, так как являются основополагающими. С точки зрения науки химии и физики, веществом считаются все материалы, из которых изготавливаются те или иные предметы. То есть примерами веществ могут служить все химические соединения как органической, так и неорганической природы.

      Тело – это сам предмет, который состоит как раз из какого-то вещества. Они могут быть искусственно сконструированы человеком, либо же иметь природное происхождение. Примеры тел: гвозди, окна, пластинки, стол, шкаф, цветочный горшок и прочее.

      Чтобы различить эти два понятия, приведем несколько сравнительных примеров.

      1. Сахар – вещество, леденец на палочке – тело.
      2. Железо – вещество, гвоздь – тело.
      3. Окно – тело, стекло – вещество.

      Очевидно из этих рассуждений, что на вопрос: “Медь – это тело или вещество?” – ответ однозначен. Это вещество. Вот если речь пойдет о медной пластинке или медном колечке, тогда, безусловно, следует говорить о них как о теле.

      С точки зрения химии, медь – это вещество, относящееся к категории металлов. Оно обладает рядом очень ценных свойств, которые лежат в основе широкого использования данного соединения.

      Простое вещество медь – это цветной металл

      Как мы уже обозначили, медь – металл. Однако не все представители этой группы веществ одинаковы по своим характеристикам. Существуют мягкие и твердые, белые и желтые, красные металлы и прочее. Медь же относится к цветным мягким металлам.

      Электронное строение ее атома позволяет точно определить, медь – это металл или неметалл. Ведь на внешнем уровне у нее всего один электрон, это значит, что его она способна легко отдавать, проявляя типичные металлические восстановительные свойства. Следовательно, в том, что она должна относиться к категории именно металлов, сомнений быть не может. Об этом же говорят и физические свойства ее простого вещества.

      Физические свойства

      Медь – это вещество или тело? Полностью убедиться в правильности ответа можно лишь рассмотрев ее физические свойства. Если мы говорим о данном элементе как о простом веществе, то для него характерен следующий набор свойств.

      1. Металл красного цвета.
      2. Мягкий и очень ковкий.
      3. Отличный теплопроводник и электропроводник.
      4. Не тугоплавкий, температура плавления составляет 1084,5 0С.
      5. Плотность составляет 8,9 г/см3.
      6. В природе встречается в основном в самородном виде.

      Таким образом, получается, что медь – это вещество, причем известное с самой древности. На основе нее издревле создаются многие архитектурные сооружения, изготовляется посуда и предметы быта.

      Химические свойства

      С точки зрения химической активности, медь – это тело или вещество, обладающее низкой способностью к взаимодействию. Существует две основные степени окисления этого элемента, которые он проявляет в соединениях. Это:

      • +1;
      • +2.

      Очень редко можно встретить вещества, в которых данные значения заменяются на +3.

      Итак, медь может взаимодействовать с:

      • воздухом;
      • углекислым газом;
      • соляной кислотой и некоторыми другими соединениями только при очень высоких температурах.

      Все это объясняется тем, что на поверхности металла формируется защитная оксидная пленка. Именно она предохраняет его от дальнейшего окисления и придает стабильность и малоактивность.

      Из простых веществ медь способна взаимодействовать с:

      • галогенами;
      • селеном;
      • цианидами;
      • серой.

      Часто формирует комплексные соединения либо двойные соли. Практически все сложные соединения данного элемента, кроме оксидов – ядовитые вещества. Те молекулы, которые образует одновалентная медь, легко окисляются до двувалентных представителей.

      Области применения

      Медь – это смесь или чистое вещество, которое в любом из этих состояний находит широкое применение в промышленности и быту. Можно обозначить несколько основных отраслей использования соединений меди и чистого металла.

      1. Кожевенная промышленность, в которой используются некоторые соли.
      2. Производство меха и шелка.
      3. Изготовление удобрений, средств защиты растений от вредителей (медный купорос).
      4. Сплавы меди находят широкое применение в автомобилестроении.
      5. Судостроение, авиаконструкции.
      6. Электротехника, в которой медь используется, благодаря хорошей антикоррозионной устойчивости и высокой электро- и теплопроводности.
      7. Различное приборостроение.
      8. Изготовление посуды и бытовых предметов хозяйственного значения.

      Очевидно, что несмотря на долгие сотни лет, рассматриваемый металл только укрепил свои позиции и доказал состоятельность и незаменимость в применении.

      Сплавы меди и их свойства

      Существует много сплавов на основе меди. Она сама отличается высокими техническими характеристиками, так как легко поддается ковке и прокатке, является легкой и достаточно прочной. Однако при добавлении определенных компонентов свойства значительно улучшаются.

      В данном случае следует задать вопрос: “Медь – это вещество или физическое тело, когда речь идет о ее сплавах?” Ответ будет такой: это вещество. Все равно она является именно им до тех пор, пока из сплава не будет изготовлено какое-либо физическое тело, то есть определенный продукт.

      Какие сплавы меди бывают?

      1. Практически равное сочетание меди и цинка в одном составе принято называть латунью. Этот сплав отличается высокой прочностью и устойчивостью к химическим воздействиям.
      2. Оловянистая бронза – сочетание меди и олова.
      3. Мельхиор – никель и медь в соотношении 20/80 из 100. Используется для изготовления украшений.
      4. Константан – сочетание никеля, меди и добавка марганца.

      Биологическое значение

      Не столь важно, медь – это вещество или тело. Значимо другое. Какую роль играет медь в жизни живых организмов? Оказывается, весьма немаловажную. Так, ионы рассматриваемого металла выполняют следующие функции.

      1. Участвуют в преобразовании ионов железа в гемоглобин.
      2. Являются активными участниками процессов роста и размножения.
      3. Позволяют усваиваться аминокислоте тирозину, следовательно влияют на проявление цвета волос, кожи.

      Если организм недополучает данный элемент в нужном количестве, то могут возникать неприятные заболевания. Например, анемия, облысение, болезненная худоба и прочее.

      Медь — описание ингредиента, инструкция по применению, показания и противопоказания

      16 Апреля 2020

      16 Июля 2020

      4 минуты

      5328

      ProWellness

      Оглавление

      • Описание меди
      • Функции и лечебные свойства меди
      • Дефицит (гипервитаминоз)
      • Переизбыток (гиповитаминоз)
      • Оценка обеспеченности организма
      • Пищевые источники меди
      • Правила потребления и нормы

      Отказ от ответсвенности

      Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

      Описание меди

      Медь (Cu) – это пластичный металл цвета розового золота. Под воздействием кислорода он покрывается пленкой, дающей красноватый оттенок. Элемент важен для полноценного функционирования организма человека и должен регулярно поступать в него извне.

      Функции и лечебные свойства меди

      Медь широко используется в медицине в качестве противовоспалительного, кровоостанавливающего, антибактериального и жаропонижающего средства.

      Применение элемента показано при таких заболеваниях:

      • тонзиллит и ангина;
      • кровотечения;
      • доброкачественные опухоли;
      • жар;
      • боли;
      • заболевания сердечно-сосудистой системы.

      Металл участвует в производстве эритроцитов и синтезе гемоглобина. Он оказывает влияние на прочность стенок сосудов, пигментацию и играет определенную роль в укреплении костей.

      Дефицит (гипервитаминоз)

      Недостаток элемента в организме проявляется:

      • общей слабостью и быстрой утомляемостью;
      • головокружениями или головными болями;
      • резким увеличение седины или выпадением волос;
      • подверженностью простудным и инфекционным заболеваниям.
      Внимание! Чтобы предупредить дефицит меди, достаточно употреблять 100–120 г мяса в день, небольшое количество фруктов и круп. Однако недостаток элемента широко распространен. Основные причины такого явления – наследственная предрасположенность, заболевания ЖКТ, почек и печени, а также несбалансированный рацион.

      Переизбыток (гиповитаминоз)

      К избыточному содержанию меди в крови может привести нарушение обмена веществ, передозировка медицинскими препаратами, отравление парами меди или потребление значительного объема продуктов, содержащих металл. К основным проявлениям избыточного содержания меди относят:

      • рвоту, тошноту;
      • металлический привкус во рту;
      • диарею и/или спазмы в животе;
      • нарушения неврологического характера;
      • периодически возникающую жажду;
      • озноб;
      • высокую температуру.

      При проявлении любого из признаков нужно срочно посетить врача. Иначе человека ждут следующие последствия: психоз, нарушения речи, атеросклероз, болезнь Альцгеймера, диабет.

      Оценка обеспеченности организма

      Оценка содержания металла в организме производится путем анализа его присутствия в крови. Забор материала производится натощак из вены.

      Пищевые источники меди

      К продуктам, в которых содержится наибольшее количество меди, относятся злаковые культуры. Для восполнения недостатка меди можно употреблять также различные крупяные каши.

      Определенное количество меди содержится в хлебобулочных изделиях. Наиболее ценным в этом отношении является хлеб из цельнозерновой муки или твердых сортов пшеницы. Не рекомендуется избыточное употребление сдобной выпечки, содержащей в себе значительный процент сахара и жира.

      К фруктам, в состав которых входит значительное количество меди, относят бананы и виноград. Максимальное количество элемента содержится в морепродуктах: креветках, кальмарах, мидиях, ракообразных и всех породах рыб.

      Также медь содержится в мясе птиц и животных, субпродуктах. Рекордсменом по концентрации металла среди этих продуктов выступает свинина.

      Правила потребления и нормы

      Взрослому человеку необходимо употреблять 2–3 мг меди в день. Половина полученного элемента уйдет на нужды мышц и костной ткани и лишь около 12% – на функционирование печени. Однако большинство взрослых получают лишь немногим больше 1 мг вещества в сутки.

      Величина детской нормы зависит от возраста:

      • 1–3 года – не больше 1 мг;
      • 4–6 лет – 1,5 мг;
      • 7–13 лет – 2 мг;
      • 13–18 лет – до 2,5 мг.

      Учитывая ограниченную потребность детей в элементе, не рекомендуется давать им много пищи с высоким содержанием меди. Она снижает усвоение кадмия, железа, марганца, танинов, антацидов, но повышает всасывание цинка, железа и кобальта.

      Внимание! Избыточное потребление фруктозы, равно как и фруктов, овощей, содержащих витамин C, негативно повлияет на усвоение меди.

      Отказ от ответсвенности

      Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

      Механические свойства меди и медных сплавов при низких температурах

      Номер публикации: 144/8

      Медные сплавы становятся прочнее и пластичнее при понижении температуры. Они также сохраняют отличную ударопрочность до 20 К. Эти общие характеристики были выявлены при испытаниях 15 медных сплавов, включая латуни, бронзы и технически чистые меди. Они были испытаны отделом криогеники Национального бюро стандартов для медной и латунной промышленности для проверки прочности на растяжение, прочности на разрыв, модуля Юнга и ударных свойств при температурах до 4 К (-454 F). Информация, представленная здесь, основана на отчете Р. П. Рида и Р. П. Микселла «Низкотемпературные механические свойства меди и выбранных медных сплавов», монография NBS 101, Институт исследования материалов, Национальное бюро стандартов, Боулдер, Колорадо, 80302.

      Испытания — Составы и состояние этих сплавов — то есть для стандартного имеющегося в продаже прокатного проката — перечислены в Таблице 1. Образцы на растяжение с расчетной длиной 1,5 дюйма предоставили данные по модулю упругости. Испытания на натяжение надреза (также длиной 1,5 дюйма) и испытания на растяжение проводились с использованием криостата и соответствующего оборудования. Испытания проводились при 295 (окружающей среды), 195, 76, 20 и 4 К. Использовалась испытательная машина Instron со скоростью траверсы 0,02 дюйма в минуту. Процедуры испытаний описаны Р.А. Уоррен и Р. П. Рид в монографии NBS 63.

      Результаты — На рисунках на следующих страницах показано поведение напряжения-деформации. В таблице 2 приведены средние данные для каждого сплава для всех испытаний и температур. Разброс данных в большинстве случаев был менее ± 1%.

      Значительный разброс в ударной вязкости произошел для меди 102 в 60% холоднотянутом состоянии. Это было связано с размером зерна. Металлографическое исследование показало, что образцы с высокой ударной вязкостью (от 113 до 115 фут-фунтов) имели мелкие зерна, а образцы с низкой ударной вязкостью (от 57 до 84 фут-фунтов) имели крупные зерна.

      Состаренный медный сплав № 647, хотя и содержит только около 2,5 мас. % легирующих элементов, оказался значительно прочнее любого другого испытанного сплава. Его ударная вязкость остается высокой, а прочность на разрыв, хотя и снижается при 4 K, по сравнению с прочностью на растяжение является хорошей. Кроме того, удлинение увеличивается при низких температурах.

      За исключением никель-алюминиево-бронзового сплава, отлитого в песчаные формы, все сплавы имели отношение растяжения с надрезом к без надреза выше единицы, а также хорошие или очень хорошие ударные свойства. Только сплав, отлитый в песчаные формы, был хрупким при низкой температуре. Для большинства сплавов предел прочности при растяжении, предел текучести, относительное удлинение и предел прочности при надрезе увеличиваются в интервале температур от 29от 5 до 20 К. Предел прочности и предел текучести большинства сплавов меньше при 4 К, чем при 20 К. Прерывистая текучесть очевидна на всех кривых растяжения при 4 К.

      Таблица 1 . Состояние и состав сплавов
      Copper and Copper Alloy* Condition Composition, %
      No. Name Pb Fe Sn Zn Ni P
      102 Бескислородный Холоднотянутая 60% 4 части на миллион 4 части на миллион 1 часть на миллион 4 части на миллион 1 часть на миллион
      122 Фосфор
      Раскисленный,
      Отожженный 0,0002 0,003 0,00035 0,001 0,028
      Высокий остаточный
      Фосфор
      Холоднотянутый 26% То же, что и отожженные образцы
      150 Цирконий
      Медь
      Отожженный, 950°С;
      холоднотянутый 85-90%; состаренный,
      450 C, 1 час
      Аналогично бескислородной
      с добавлением циркония
      220 Коммерческий
      Бронза, 90%
      Отжиг,
      575°С, 3 часа
      0,005 0,01 10. 01
      230 Красная латунь, 85% Холоднотянутая 14% 0,02 15,33
      443 Адмиралтейство
      Арсенал
      Отжиг,
      575°С, 1 час
      0,04 0,03 0,97 27,56
      464 Морская латунь Отжиг,
      593 C, 1 час
      0,09 0,02 0,63 39,71
      510 Люминофор
      Бронза, 5% A
      Весна холодная
      вытянутая 85%
      0,02 0,02 4,85 0,05 0,18
      614 Алюминий
      Бронза D
      Коммерческий
      отжиг
      2,13
      647 Медно-никелевый сплав
      Кремний
      Выдержка, 450°С,
      2 часа
      0,01 1,97
      655 Высокий кремний
      Бронза A
      Коммерческий
      отжиг (мягкий)
      0,01 0,09 0,04
      706 Медь Никель
      10%
      Отжиг,
      677°С, 40 мин
      0,02 1,16 0,07 9,98
      715 Медь Никель
      30%
      Коммерческий
      отжиг
      < 0,01 0,59 < 0,01 0,04 30. 05
      Никель-
      Алюминиевая бронза
      Отливка из песка 3,35 5,20
      * Материал 3/4 дюйма. пруток, кроме никель-алюминиевой бронзы, которая представляла собой заготовку.
      ** 16 частей на миллион Ag; 12 м.д. S; 2 м.д. As; 5 частей на миллион Sb; менее 3 частей на миллион 0; следы Au, Bi, Mn, Hg, Cd, Zn
      Таблица 1 . Состояние и состав сплавов (продолжение)
      Copper and
      Copper Alloy*
      Condition Others Hardness Average Grain
      Diameter, mm
      No. Name
      102 Бескислородный Холоднотянутая 60% ** руб. от 45
      до 53
      0,287 9от 0079 до 2,00
      122 Фосфор
      Раскисленный,
      Отожженный Ag, Bi, Sb, Mn,
      As, Ni (след)
      РФ 35 0,051
      Высокий остаточный
      Фосфор
      Холоднотянутый 26% 50 руб. 0,101
      150 Цирконий
      Медь
      Отожженный, 950°С;
      холоднотянутый 85-90%; состаренный,
      450 C, 1 час
      Zr, 0,18 68 руб. 0,203
      220 Коммерческий
      Бронза, 90%
      Отжиг,
      575°С, 3 часа
      Рф 49 0,051
      230 Красная латунь, 85% Холоднотянутая 14% Ag, Mg (следы) РФ 64 0,025
      443 Адмиралтейство
      Арсенал
      Отжиг,
      575°С, 1 час
      Ас, 0,041 РФ 55 0,144
      464 Морская латунь Отжиг,
      593 C, 1 час
      57 руб. 0,036
      510 Люминофор
      Бронза, 5% A
      Весна холодная
      вытянутая 85%
      94 руб. 0,101
      614 Алюминий
      Бронза D
      Коммерческий
      отжиг
      Ал, 6,57 руб 97 0,036
      647 Медно-никелевый сплав
      Кремний
      Выдержка, 450°С,
      2 часа
      98 руб. 0,025
      655 Высокий кремний
      Бронза A
      Коммерческий
      отжиг (мягкий)
      Мн, 0,88; Си, 2,90 54 руб. 0,025
      706 Медь Никель
      10%
      Отжиг,
      677°С, 40 мин
      33 руб. 0,051
      715 Медь Никель
      30%
      Коммерческий
      отжиг
      Mn, от 0,71 до 0,73
      Al, < 0,01; As, < 0,01
      47 руб. 0,036
      Никель-
      алюминиевая бронза
      Отливка из песка Al, 9,95; Мн, 0,3 93 руб. 0,036
      * Материал 3/4 дюйма. пруток, кроме никель-алюминиевой бронзы, которая представляла собой заготовку.
      ** 16 частей на миллион Ag; 12 м.д. S; 2 м.д. As; 5 частей на миллион Sb; менее 3 частей на миллион 0; следы Au, Bi, Mn, Hg, Cd, Zn
      Таблица 2 . Средние свойства меди и медных сплавов при низких температурах
      Copper
      and Copper Alloy
      Test
      Temperature,
      K
      Elastic Properties
      No. Name and
      Treatment
      Youngs
      Modulus,
      106 psi
      (5%)
      Сдвиг
      Модуль,
      106 psi
      (2%)
      102 Бескислородный
      (холоднотянутый
      60%)
      295
      195
      76
      20
      4
      17,3

      20,0

      22,0

      122 Фосфор
      Раскисленный,
      Высокий остаточный
      Фосфор
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      15,1
      16,0
      16,2
      16,3
      16,4
      6,46
      6,81
      7,20
      7,44
      (Холоднотянутый
      26%)
      295
      195
      76
      20
      4
      18,9
      19,9
      20,3
      20,8
      21,1
      150 Цирконий
      Медь
      (Холоднотянутая, состаренная
      )
      295
      195
      76
      20
      4
      15,8

      17,2

      17,2

      220 Коммерческий
      Бронза, 90%
      (отожженная)
      295
      195
      76
      20
      4
      15,1
      16,4
      17,7
      18,0
      18,1
      6,59
      6,97
      7,24
      7,37
      230 Красная латунь,
      85%
      (холоднотянутая
      14%)
      295
      195
      76
      20
      4
      14,9
      15,8
      17,6
      18,1
      18,2
      6,55
      6,77
      7,06
      7,20
      443 Адмиралтейство
      Мышьяк
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      14,6
      14,9
      15,5
      16,0
      16,2
      5,94
      6,15
      6,48
      6,55
      464 Морская латунь
      (отожженная)
      295
      195
      76
      20
      4
      14,0
      14,5
      14,8
      15,0
      15,1
      5,76
      5,94
      6,16
      6,26
      510 Люминофор
      Бронза, 5% A
      (Холоднотянутая
      85%, пружинная)
      295
      195
      76
      20
      4
      15,6
      16,5
      16,7
      16,5
      16,4
      614 Алюминий
      Бронза D
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      15,8
      16,1
      16,3
      16,3
      16,3
      647 Медно-никелевый сплав
      Кремний
      (Состаренный)
      295
      195
      76
      20
      4
      21,4
      22,3
      23,2
      23,5
      23,6
      655 Высококремниевый
      Бронза A
      (Отожженный, мягкий
      )
      295
      195
      76
      20
      4
      15,6
      15,8
      16,1
      17,0
      17,5
      706 Медь Никель
      10%
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      17,7

      19,5

      20,5

      715 Медь Никель
      30%
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      22,0

      23,0

      23,2

      Никель-
      Алюминий
      Бронза
      (Отливка в песчаные формы)
      295
      195
      76
      20
      4
      16,8
      17,8
      18,5
      18,5
      18,5
      Таблица 2 . Средние свойства меди и медных сплавов при низких температурах (продолжение)
      Медная
      и медный сплав
      Тест
      температура,
      K
      Пластиковые свойства
      Uniaxial
      Имя
      Имя
      . ,
      psi
      Удлинение,
      % в 4D
      Уменьшение
      Площадь,
      %
      102 Бескислородный
      (холоднотянутый
      60%)
      295
      195
      76
      20
      4
      48 400
      52 900
      66 400
      74 500
      74 600
      46 800
      49 800
      54 400
      58 500
      58 600
      17
      20
      29
      42
      41
      77
      74
      78
      76
      75
      122 Фосфор
      Раскисленный,
      Высокий остаточный
      Фосфор
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      31 300
      38 300
      50 600
      63 800
      60 400
      6 700
      6 600
      7 400
      8 400
      7 900
      45
      56
      62
      68
      65
      76
      87
      84
      83
      81
      (Холоднотянутый
      26%)
      295
      195
      76
      20
      4
      51 800
      56 800
      68 400
      81 400
      81 000
      49 400
      53 600
      59 900
      64 100
      63 600
      17
      21
      28
      46
      44
      76
      79
      76
      78
      72
      150 Цирконий
      Медь
      (Холоднотянутая, состаренная
      )
      295
      195
      76
      20
      4
      64 450
      67 200
      77 400
      85 200
      85 700
      59 600
      61 300
      65 700
      66 400
      64 700
      16
      20
      26
      37
      36
      62
      66
      71
      72
      69
      220 Коммерческий
      Бронза, 90%
      (отожженная)
      295
      195
      76
      20
      4
      38 500
      41 800
      55 200
      73 200
      68 200
      9 600
      10 200
      13 200
      15 600
      15 000
      56
      57
      86
      95
      91
      84
      80
      78
      73
      73
      230 Красная латунь,
      85%
      (холоднотянутая
      14%)
      295
      195
      76
      20
      4
      40 400
      46 500
      62 000
      79 200
      71 000
      13 000
      14 000
      16 400
      20 900
      18 300
      48
      63
      83
      80
      82
      74
      79
      77
      75
      71
      443 Адмиралтейство
      Мышьяк
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      44 800
      49 600
      64 600
      76 800
      78 600
      10 600
      12 600
      18 700
      20 800
      21 100
      86
      91
      98
      99
      92
      81
      79
      73
      68
      72
      464 Морская латунь
      (отожженная)
      295
      195
      76
      20
      4
      63 300
      67 400
      80 400
      105 200
      99 600
      31 000
      33 800
      38 000
      47 600
      43 700
      37
      37
      44
      41
      40
      52
      54
      48
      42
      48
      510 Люминофор
      Бронза, 5% A
      (Холоднотянутая
      85%, пружинная)
      295
      195
      76
      20
      4
      77 400
      85 600
      105 200
      131 000
      116 400
      72 000
      78 700
      89 200
      104 800
      100 400
      18
      20
      34
      39
      34
      78
      78
      67
      62
      58
      614 Алюминий
      Бронза D
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      83 200
      89 500
      105 800
      126 400
      134 500
      59 400
      64 800
      69 500
      80 600
      82 400
      40
      45
      52
      48
      52
      66
      71
      64
      58
      59
      647 Медно-никелевый сплав
      Кремний
      (Состаренный)
      295
      195
      76
      20
      4
      112 400
      119 400
      123 600
      133 700
      135 800
      105 000
      110 800
      114 100
      118 400
      119 800
      15
      18
      24
      33
      31
      60
      66
      70
      68
      65
      655 Высококремниевый
      Бронза A
      (Отожженный, мягкий
      )
      295
      195
      76
      20
      4
      61 400
      69 900
      89 000
      108 900
      101 200
      24 200
      26 800
      31 900
      37 600
      36 900
      66
      68
      71
      72
      71
      79
      79
      69
      69
      70
      706 Медь Никель
      10%
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      49 600
      54 700
      72 000
      82 500
      80 600
      21 400
      24 700
      24 800
      30 200
      24 900
      37
      42
      50
      50
      53
      79
      77
      77
      73
      73
      715 Медь Никель
      30%
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      57 800
      68 000
      89 800
      103 100
      104 600
      18 700
      22 200
      31 600
      38 100
      40 100
      47
      48
      52
      51
      48
      68
      70
      70
      66
      65
      Никель-
      Алюминий
      Бронза
      (Отливка в песчаные формы)
      295
      195
      76
      20
      4
      101 200
      104 600
      117 100
      126 600
      130 500
      44 000
      47 800
      54 900
      61 600
      60 100
      11
      9
      6
      6
      6
      9
      9
      7
      2
      5
      Таблица 2 . Средние свойства меди и медных сплавов при низких температурах (продолжение)
      Медная
      и медный сплав
      Тест
      температура,
      К
      Пластические свойства
      Тройные
      ИЗИДЕНИЯ И
      Очистка
      ИЗИДЕНИЯ И
      Обработка
      И НЕЧА
      psi
      Ударная нагрузка
      Шарпи
      Энергия
      Поглощение,
      ft-lb
      102 Бескислородный
      (холоднотянутый
      60%)
      295
      195
      76
      20
      4
      75 700
      82 200
      93 600
      102 400
      100 600
      96
      101
      95
      84
      122 Фосфор
      Раскисленный,
      Высокий остаточный
      Фосфор
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      43 300
      50 400
      62 300
      72 000
      74 700
      11
      112
      112
      118
      (Холоднотянутый
      26%)
      295
      195
      76
      20
      4
      81 000
      86 800
      99 800
      108 600
      109 300
      112
      112
      112
      119
      150 Цирконий
      Медь
      (Холоднотянутая, состаренная
      )
      295
      195
      76
      20
      4
      97 600
      103 100
      112 400
      119 000
      121 600
      89
      105
      114
      114
      220 Коммерческий
      Бронза, 90%
      (отожженная)
      295
      195
      76
      20
      4
      49 900
      55 600
      69 200
      76 300
      78 900
      112
      114
      112
      115
      230 Красная латунь,
      85%
      (холоднотянутая
      14%)
      295
      195
      76
      20
      4
      53 900
      58 500
      71 200
      72 000
      74 900
      96
      82
      78
      76
      443 Адмиралтейство
      Мышьяк
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      53 800
      58 800
      75 200
      89 400
      86 200
      112
      113
      114
      114
      464 Морская латунь
      (отожженная)
      295
      195
      76
      20
      4
      74 700
      84 800
      100 700
      113 900
      115 400
      38
      42
      38
      35
      510 Люминофор
      Бронза, 5% A
      (Холоднотянутая
      85%, пружинная)
      295
      195
      76
      20
      4
      136 500
      147 100
      167 000
      185 000
      185 400
      106
      82
      54
      51
      614 Алюминий
      Бронза D
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      122 500
      133 300
      148 100
      174 300
      160 800
      110
      100
      72
      66
      647 Медно-никелевый сплав
      Кремний
      (Состаренный)
      295
      195
      76
      20
      4
      189 700
      194 800
      204 600
      255 800
      212 200
      110
      106
      109
      116
      655 Высококремниевый
      Бронза A
      (Отожженный,
      мягкий)
      295
      195
      76
      20
      4
      81 200
      92 000
      110 700
      126 300
      122 100
      112
      112
      114
      116
      706 Медь Никель
      10%
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      65 000
      73 100
      87 200
      96 800
      100 000
      114
      113
      115
      116
      715 Медь Никель
      30%
      (Отожженный)
      295
      195
      76
      20
      4
      79 400
      90 500
      112 900
      127 600
      130 500
      115
      114
      114
      114
      Никель-
      Алюминий
      Бронза
      (Отливка в песчаные формы)
      295
      195
      76
      20
      4
      105 200
      112 800
      118 900
      121 800
      118 400
      10
      8
      6
      6

      Медь | Свойства и применение

      Categories: Metals, Top Materials Tags: Aesthetic, Ductile, Electrical Conductive, High Melting Point, Malleable, Thermal conductive

      • Description
      • Select CategoryAlloysCeramicsCompositesCompoundsGlassGreenMetalsNanoPolymersSemi-MetalsTop Materials
      • Select Tag0. 2% Proof stengthAbrasion ResistantAcousticActuatorsAerospaceAestheticAge hardenableAircraft bulkheadsAircraft компоненты, легированные платиной и иридием. Алюминий. Боеприпасы. Аморфный и блестящий, магний и магний. изготовление нержавеющей стали; TanningAnti-inflammatoryAntimicrobialAttacked by oxygen and by water vapour at elevatedAutomotive/tubular grids in battery industryBacteriostaticBiocompatibleBiodegradableBoltsBreaker switch/fuseBrittleBulletproofBurns easilyburns easily when ignited.Castablecatalystcatalytic converters designed to clean vehicle emissionsCathode ray tubesCenterless ground rodsChemical ResistanceChemical resistantChemical StabilityChemically StableCircuit breaker terminalsCircuit breakersClampscoating optic fibersCombustion cansCommutator barsCompositesComputersConcentrated solar powerConductiveContactsControl resistorsCorrosion сопротивлениеКоррозионностойкийСтойкий к коррозииЭкономичныйСопротивление ползучестиОпасно для здоровья человекаДеоксидантыДекоративныеПлотныеДетекторыДиафрагмыСтабильность размеровДискиРастворяется как в разбавленных, так и в концентрированных кислотахМедленно растворяется в разбавленных минеральных кислотахНе легко реагирует на кислородПластичныйпластичныйНизкая температура плавленияДолговечныйДинамическийЛегко поддается обработкеЛегко формоватьЛегко к fabricateEasy to join and installEasy to machineElasticElastic solidElectric motors in cordless toolsElectrical ConductiveElectrical conductivityElectrical connectorselectrical contact materialElectrical elements in both industrial and domestic applicationsElectrical insulationElectrical InsulatorElectrical resistanceElectrical resistantElectrical switchesElectrical transformersElectrically conductiveElectrically resistantElectricity resistantElectro and Thermal ConductiveElectroconductiveElectronic and optical propertiesElectronic tubes (powerElectroresistantElectrosinsulatingEnergy harvestersEnhances high-temperature oxidation resistanceEnvironmental resistanceExcellent machinabilityExpansion управлениеСопротивление усталостиПредставленныйФерромагнитныйФильтрацияМелкозернистая структураОгнезамедлительОгнеупорныйОгнестойкийНегорючийОгнезащитный Поглотитель с низким содержанием влагиогнеопасныйFlatwireГибкостьГибкийПоковкиСтабильность формыФормуемыйПлавкийГаллий легко связывается с большинством металловГазовая турбина ponentsХорошая коррозионная стойкостьХорошая стойкость к кислородуХорошая конструкционная прочностьХорошая износостойкостьЗначительно улучшенная физическаяЗеленый материалЖесткие дискиЖесткие дискиТвердый термопластТвердостьТермостойкостьЖаростойкийТеплопередачаТеплообработкаОборудование для термообработкиНагревательные элементыНагревательные элементы как в бытовых, так и в промышленных приборахСверхмощные печи для термообработкиВысокотемпературные характеристикиГерметическое уплотнениеТрубы HHS®Высокая температура кипенияВысокая химическая реактивностьВысокая коррозионная стойкостьВысокая коррозионная стойкостьВысокая плотностьВысокая плотность пластичностьВысокая электрическаяВысокая электрическая и теплопроводностьВысокое удельное электрическое сопротивлениеВысокое поглощение энергииВысокая усталостная прочностьВысокая текучестьВысокая ударная вязкостьВысокие магнитные свойстваВысокая температура плавленияВысокая передача влагиВысокая производительностьВысокая пористостьПроволока высокой чистотыВысокое преломлениеВысокая прочностьВысокая прочность на разрывВысокая термостойкостьВысокая температурная стабильностьВысокая термостойкостьВысокая прочность на растяжениеВысокая теплопроводностьВысокая h поглощение тепловых нейтроновВысоковольтные линии электропередач и автоматические выключателиОчень красочные и разнообразные степени окисленияЛегковоспламеняющиесяСильно изолирующиеИнструменты для горячей обработкиГибридные кожухи цепейГидрофильныеГидрофобныеГипераллергенныеУдаропрочныеНепроницаемыеУлучшенные тепловые характеристикиПри контакте с водойИнертныеНедорогиеГорючиеНерастворимыеИзоляторРаздражающиеПовышает прочность полезных для здоровья сплавов металлов, таких как хром, вступает в реакцию с образованием гидроксида печиЛазерные соплаЛазерыСвинцовые рамыБез свинцаЛегкийЛегкийЛегкийОблицовка резервуаров. Жидкость при комнатной температуре или близкой к нейНагрузочный подшипникДолгий срок службыДолгий срок службы при высоких температурахНизкая стоимостьНизкая плотностьНизкая электропроводностьНизкое трениеНизкая термостойкостьНизкое техническое обслуживаниеНизкая температура плавленияНизкая проводимость металлаНизкое влагопоглощениеНизкая пористостьНизкая пористостьНизкая реактивность и низкая токсичностьНизкая относительная летучесть при большом объемеНизкая температураНизкая термостойкостьНизкая ermal resistanceLow ToxicityLow Water AbsorbingLustrousMachinableMagneticMagnetic fastenersMagnetic permabilityMagnetic SheildingMagnetron bodies and coolersMaintenance FreeMaleableMalleableMan madeMeasuring and positioning devicesmechanical and electrical propertiesMechanical assemblyMicrofluidic devicesMicroscale electromagnetsMicroscale electronicsMicrowave componentsMIG/MAG welding contact tipsMinimises wasteMinimum distortionMoldableMotorsMould and lay up tools for compositesMould resistantNatural resistance to corrosionnegligible porosityNon ReactiveNon toxicNon-ConductiveNon-FlammableNon-magneticNon -смачиваниеБез запахаOLEDOНепрозрачныйОптическая прозрачностьОптическое волокноКорпуса осцилляторовСтойкий к окислениюПроницаемый пигменты и красители; Блестящие поверхностные покрытияВыводыТрубы и оболочки силовых кабелейЭлектроды и сопла для плазменной резкиГибкиеПММАТочныеТочное и равномерное тепловое расширениеТочностьТочные лопатки конденсаторовПроизводство бумажной массыПроизводство транзисторов и диодов в электронной промышленностиЗащитныеПрототипыРадиальные стержни для роторов генераторовРадиальные стержни для роторов генераторов. с водой и воздухомРеагирует на сильные кислотыРеагирует с водой и воздухомлегко окисляетсяПерерабатываемыйПригодный для повторного использованияОтражающийОгнеупорныйАрмирующийОтносительно стабильный на воздухеОтносительно стабильный на воздухе и очень нестабильный при разделенииДетали релеУпругийСтойкий к высокотемпературной коррозииСтойкий к окислениюПриводит к меньшему количеству отходов при использованииСохраняет механические свойства до 950 FСтопорные кольцаРетросветоотражающиеУкрашения с родиевым покрытием.Кольцевая секцияНаучные приборыПолупроводниковые базыПолупроводникиДатчикиПамять формыФасонная проволокаОболочка электронагревательных элементовУдаропрочностьУдаропрочнаяСущественно повышает стойкость к высокотемпературному окислениюсеребристо-металлическийсеребристо-белый металлПроволока SLT®Мелкая бытовая техникаГладкаяРазъемные разъемыМягкая, достаточно мягкая, чтобы ее можно было разрезать ножомМягкая серебристая и плотнаяСолнечные элементыПайка и сварка tipsSound absorbingSphericalSpot welding electrodesSpring contactsSpringsStabilityStability against alkalis acids and salt waterStableSteam-generator tubingSterileStickyStrand and cablesStrengthStress resistantStribgStringStrongStructuralStructurally stableStub bases for power transmissionStudsSuited for high stresses in applicationsSuperconductiveSwitch blade jawsSwitch gear partsTarget foils for nuclear physicsTarnishes in air and reacts with waterTarnishes in moist airTechnicalTemperature ResistantTemperature sens itiveTemperature StabilityTensile StrengthThermal conductiveThermal conductivityThermal InsulatorThermal resistantThermal Shock ResistanceThermal shock resistantThermal stabilityThermally stableThermoconductivethermocouple elements and headlight reflectors. Thermocouple sheathsThermostatsToughToxicTransistor basesTransition ductsTranslucentTransparentTurbine bladesUsed for coatings on other metalsUV ResistantUV StabilityVacuum systems in chemistry and scientific researchVersatileVery DenseVery high melting pointVibration dampersWaste reductionWater insoluableWater resistantWaterproofWear ResistanceWear resistantWeather ResistanceWeather resistantWelded and brazed сотовые панелиРаботоспособныйX-Ray)

      Иди домой


      Что такое медь?

      Медь — пластичный, ковкий металл красновато-оранжевого цвета, известный своей высокой электро- и теплопроводностью. Он существует в природе в окружающей среде и является самородным металлом, что означает, что это один из немногих металлов, которые могут встречаться в природе в металлической форме, пригодной для непосредственного использования.

      Его местный статус привел к очень раннему использованию меди человеком, начиная с 8000 г. до н.э. Это был также первый металл, отлитый в форме в форме, первый металл, сплавленный с другим металлом, и он был традиционным металлом для чеканки монет (наряду с золотом и серебром).

      Сегодня он остается ключевым ингредиентом для часто используемых сплавов, таких как латунь, бронза и алюминиевая бронза, а также широко используемым металлом в его первоначальном виде.

      Свойства меди

      Медь является эффективным проводником электричества и тепла; это идеальный металл для электропроводки – одно из наиболее известных и распространенных коммерческих применений. Медь также устойчива к коррозии, что позволяет использовать ее на открытом воздухе, где требуется устойчивость. Он также мягкий и податливый, обладает высокой тепло- и электропроводностью, что означает, что его легко расплавить. 9№ 0005

      Естественная цветовая палитра материала меняется со временем под воздействием погодных условий, меняясь от отражающего красновато-оранжевого оттенка к более матовым насыщенным коричневым и, наконец, к ярко-зеленой патине, характерной для «винтажной» меди. Это изменение цвета, или патинирование, можно усиливать и контролировать, поэтому его можно удерживать на любом из этих этапов с использованием определенных методов обработки и техники. Более декоративные эффекты и широкий спектр текстур также могут быть созданы с применением различных химических рецептов.

      Это легко формуемый основной металл, который часто добавляют к другим драгоценным металлам для улучшения их эластичности, гибкости, твердости, цвета и устойчивости к коррозии. Медь позволяет создавать сложные формы и текстуры.

      Натуральные антибактериальные и противовирусные свойства меди и ее сплавов также пользуются большим спросом. Ионы меди способны убить более 99,9% бактерий в течение двух часов. Он даже более эффективен, чем серебро, которому требуется влага для активации его антимикробных свойств. Однако медь обходится дорого и ее сложнее постоянно чистить, не вызывая коррозии, что до сих пор препятствовало широкомасштабному использованию меди в медицинских учреждениях.

      Температура плавления меди

      Она имеет относительно высокую температуру плавления 1083 градуса по Цельсию (1982 o F), но при наличии подходящего оборудования ее можно плавить в домашних условиях. Для небольшого количества материала индукционная печь может не понадобиться, вместо этого производители часто используют паяльную лампу или плиту, однако при попытке расплавить медь следует соблюдать большую осторожность.

      Использование меди

      Обилие свойств меди позволяет использовать ее в самых разных областях, от электрооборудования до архитектурных и инфраструктурных целей. Из-за своей исключительной электропроводности медь чаще всего используется в электрооборудовании для проводки и двигателей. С другой стороны, его устойчивость к коррозии проложила путь для ряда архитектурных и инфраструктурных применений, таких как кровля, облицовка фасадов, водосточные желоба, оконные рамы и водосточные желоба на зданиях. Здесь медь играет как функциональную, так и эстетическую роль. Он также широко используется в сантехнике, отопительном оборудовании, посуде и кухонной утвари.

      Медь также используется в системах возобновляемой энергии для выработки электроэнергии из солнечных, гидро-, тепловых и ветряных источников энергии по всему миру. Таким образом, он играет важную роль в обеспечении максимальной эффективности возобновляемых источников энергии с минимальным воздействием на окружающую среду.

      Медь и ее сплавы, такие как латунь и бронза, часто широко используются в исторической и современной архитектуре, искусстве и дизайне. Дополнительно материал пропитан текстилем и тканями. Ткани, пропитанные медью, использовались в медицинских целях, таких как больничное белье, медицинские халаты, носки, полотенца, а теперь даже многоразовые маски для лица.

      Медь в искусстве и дизайне

      Что касается ее применения в дизайне – от дизайна мебели и освещения до ювелирных изделий, товаров для дома и дизайнерских изделий – простота изготовления из меди также является важным мотивом для ее широкого использования в искусстве и дизайне. .

      Медь и ее сплавы можно придавать различным формам и размерам с помощью многих обычных производственных процессов. Они могут быть прокатаны, штампованы, кованы, экструдированы, вытянуты и выгнуты в холодном состоянии. Они также легко собираются с помощью различных механических процессов и процессов склеивания. Штампованные или перфорированные формы металла широко используются в дизайне интерьера и архитектуре.

      Медь также вносила свой вклад в искусство и живопись на протяжении всей истории. В то время как пигменты на основе меди использовались для создания древних красок, сам металл часто использовался в качестве гладкого и прочного «холста», на котором художники рисовали. Он также использовался в качестве гравировальной пластины для офортов и гравюр мастеров-художников. Поскольку материал был гладким и не имел «зубцов» на поверхности, это позволяло художникам использовать жидкую кисть и создавать изумительные эффекты. Многие такие произведения искусства сохранились в отличном состоянии благодаря прочности материала. Современные художники также продолжают использовать медные листы в качестве холста, поскольку они податливы и хорошо сцепляются с ними.

      Тот факт, что материал постоянно меняется – из-за изменения цвета в результате окисления или появления царапин, вмятин или других последствий его использования, только усиливает его характер, который часто привлекает художников и дизайнеров. Его общая отказоустойчивость в сочетании с уникальностью, присущей каждому развертыванию, сделали его идеальным выбором для «массового производства», но при этом роскошных и востребованных проектов.

      Свойства

      Маркировка продукта

      Эстетика

      Маркировка продукта

      Ductile

      Тэг продукта

      Электрическая проводящая

      Тэг продукта

      Высокая точка плавления

      Тэг продукта

      Mallable

      Tag

      Thermal Condurace

      Доступные формы

      Доступны: 10DIFFEREFFERED

      Доступные формы

      Доступны: 10DIFFERENT

      Доступны

      .

      • Сплавы
      • Токопроводящие электрические провода
      • Чеканка монет
      • Архитектурные изделия
      • Медицина
      • Инфраструктурные приложения
      Покупка в каталоге Goodfellow

      Посмотреть в каталоге

      Вы хотите быть представленными среди этих замечательных дизайнеров в центре внимания дизайнеров?

      Пожалуйста, оставьте это поле пустым. Я даю согласие на то, чтобы Materials Hub использовал мои данные в маркетинговых целях.*

      Ориентированная на свойства стратегия проектирования высокоэффективных медных сплавов с помощью машинного обучения

      Ориентированная на свойства стратегия проектирования высокоэффективных медных сплавов с помощью машинного обучения

      Скачать PDF

      Скачать PDF

      • Артикул
      • Открытый доступ
      • Опубликовано:
      • Чаншэн Ван 1 na1 ,
      • Хуадун Фу 1 na1 ,
      • Лэй Цзян 1 ,
      • Дэчжэнь Сюэ 2 и
      • Цзяньсин Се 2 9202 3

        npj Расчетные материалы том 5 , Номер статьи: 87 (2019) Процитировать эту статью

        • 8468 доступов

        • 55 цитирований

        • 2 Альтметрика

        • Сведения о показателях

        Предметы

        • Вычислительные методы
        • Металлы и сплавы

        Abstract

        Традиционные стратегии разработки новых материалов с заданными свойствами, включая такие методы, как пробы и ошибки, а также опыт экспертов в предметной области, отнимают много времени и средств. В настоящем исследовании мы предлагаем систему проектирования машинного обучения, включающую три функции моделирования машинного обучения, композиционного проектирования и прогнозирования свойств, которые могут ускорить открытие новых материалов. Мы продемонстрировали более высокую эффективность быстрого композиционного проектирования высокоэффективных медных сплавов с целевым пределом прочности при растяжении 600–9.50   МПа и электропроводность 50,0% международного стандарта для отожженной меди. Существует хорошее соответствие между прогнозируемыми и измеренными значениями для трех сплавов из литературы и двух вновь изготовленных сплавов с разработанными составами. Наши результаты дают новый рецепт для реализации ориентированного на свойства композиционного дизайна высокопроизводительных сложных сплавов с помощью машинного обучения.

        Intorduction

        Высокоэффективные медные сплавы являются основой выводных рамок интегральных схем (ИС). Быстрое развитие технологии ИС в направлении высокой плотности, многофункциональности, миниатюризации и низкой стоимости требует, чтобы медные сплавы обладали более высокими характеристиками механической прочности, электропроводности и т. д. 1,2 Например, традиционные медные сплавы, в том числе сплавы Cu–Fe–P, Cu–Ni–Si и Cu–Cr–Zr, вряд ли найдут применение в сверхбольшой интеграции следующего поколения (СБИС). ) IC, для которых требуется предел прочности при растяжении (UTS) более 800   МПа и электропроводность (EC) более 50,0% Международного стандарта отожженной меди (IACS). 3,4,5

        Для улучшения механических и электрических свойств медных сплавов могут быть введены один или несколько легирующих элементов, таких как Ti, Co, P, Mg, Cr, Zr, Be и Fe. В этой области было предпринято много усилий, и они показали, что легирующие элементы должны иметь небольшое влияние на EC и обладают большим изменением растворимости в твердом состоянии от высокой температуры до комнатной температуры. 6,7,8,9,10 Однако отсутствует модель, количественно описывающая взаимосвязь между составом сплава и характеристиками. В результате композиционный дизайн высокоэффективного медного сплава в основном полагается на пробы и ошибки или интуицию. В частности, необходим объектно-ориентированный инверсный дизайн, который быстро и точно рекомендует композиции для достижения желаемых свойств. 11,12,13,14,15

        Интеллектуальный анализ данных или машинное обучение создают модели вывода, которые изучают взаимосвязь между составом, условиями обработки, микроструктурой и свойствами материалов на основе баз данных материалов. Это позволяет использовать стратегию «предварительного проектирования», при которой материалы разрабатываются до проведения экспериментов, в отличие от традиционной стратегии «пост-анализа». 16,17,18,19,20 Недавно нейронная сеть (NN), способная фиксировать очень сложные нелинейные отношения ввода/вывода, была применена в материаловедении для построения системы «композиция-обработка-производительность». взаимосвязей и непосредственно прогнозировать свойства сплавов. 21,22 Редди и др. 23 установил модель логического вывода от состава и условий термообработки к механическим свойствам низколегированной стали путем объединения обратного распространения (BP) NN и генетического алгоритма (GA). Их модель успешно изучает влияние составов и условий термообработки на характеристики стали. Озердем и др. 24 построили многослойную модель BP NN для прогнозирования предела текучести, UTS и удлинения сплава Cu–Sn–Pb–Zn–Ni. Эти модели NN с входными данными составов и условий обработки могут оценивать свойства сплавов. Такие упреждающие модели от состава к свойствам полезны для проверки или отбора потенциальных хороших кандидатов. Однако более привлекательной является обратная модель проектирования, которая рекомендует композиции из целевого свойства, т. Е. От свойства к модели прогнозирования состава. Это позволяет быстро находить оптимумы свойств в пространстве поиска композиции и обработки, в то время как это сложная проблема из-за крайне нелинейной зависимости между композицией, обработкой и производительностью.

        В настоящем исследовании мы предлагаем систему проектирования с машинным обучением (MLDS) для реализации ориентированного на свойства композиционного проектирования высокопроизводительных сложных сплавов. Два типа моделей BP NN построены для изучения взаимосвязи между свойствами материалов, включая механическую прочность и электропроводность, и составами медных сплавов на основе базы данных с сотнями образцов. Одна из моделей предсказывает свойства сплавов на основе их состава (т. е. состав → рабочие характеристики, C2P), а другая модель прогнозирует составы сплавов в соответствии с целевыми свойствами (т. е. рабочие характеристики → состав, P2C). Для заданного требования к свойствам модель P2C используется для проверки пространства композиции, а затем модель C2P используется для эффективной рекомендации целевой композиции в пределах определенного конфиденциального интервала. Мы демонстрируем нашу MLDS, быстро разрабатывая несколько высокоэффективных медных сплавов с пределом прочности при растяжении (UTS) 600–9.50 МПа и электропроводность (EC) 50,0% IACS. Настоящая стратегия позволяет быстро и точно композиционно проектировать высокопроизводительные, многокомпонентные и сложные медные сплавы.

        Результаты и обсуждение

        Построение и анализ двух моделей BP NN

        Первая модель BP NN (C2P) обучена прогнозировать свойства UTS и EC из составов медных сплавов при условии сохранения неизменности обработки. Входом являются композиции, а выходами — УТС и ЭК, которые показаны на рис. S1 и рис. S2. Более подробная информация о модели C2P представлена ​​в дополнительной информации.

        На рис. 1a–d представлены прогнозные значения UTS и EC из модели в зависимости от измеренных значений UTS и EC для обучающей выборки, проверочной выборки, тестовой выборки и всех данных соответственно. Точки данных располагаются вдоль диагональной линии (как показано пунктирной линией на каждой панели), что указывает на то, что прогнозы вполне согласуются с измеренными значениями. Далее мы линейно подогнали предсказанные значения к измеренным значениям, как показано сплошной линией. Чем ближе сплошная линия к диагональной пунктирной, тем выше производительность модели. Видно, что наша модель очень хорошо работает на отдельных наборах данных и на всех данных.

        Рис. 1

        Предсказанные значения UTS и EC из модели состав → свойства (C2P) как функция измеренных значений UTS и EC для a обучающей выборки, b проверочной выборки, c тестовый набор и d все данные. (Пунктирная линия представляет выходные данные модели точно так же, как целевые данные в наборе данных; сплошная линия представляет результаты регрессии между выходными данными и целевыми данными.)

        Изображение в натуральную величину

        Обратный расчет состава, обработки и микроструктуры сплавов с заданными свойствами значительно сократит время и затраты на разработку новых материалов и является конечной целью материаловедения. 25 Самым большим препятствием является сложная взаимосвязь между композицией, обработкой, структурой и производительностью. Когда условия обработки задаются постоянно, состав является доминирующей переменной, определяющей микроструктуру и свойства сплава. Поэтому мы строим модель BP NN (P2C) с вводом UTS и EC и выводом легирующих элементов, кроме Cu, которые были показаны на рис. S3 и рис. S4. Более подробная информация о модели P2C представлена ​​в дополнительной информации.

        Графики рассеяния на рис. 2 показывают, что предсказанные значения содержания очень хорошо согласуются с измеренными значениями и ложатся вдоль пунктирных диагональных линий. Более того, линейно подобранные сплошные кривые очень близки к пунктирным диагональным линиям. Таким образом, P2C BP NN работает довольно хорошо и может использоваться для рекомендации новых композиций. Модель P2C может одновременно выводить набор из 10 значений концентрации элементов во время работы. Например, когда мы вводим значения UTS и EC в модель P2C, модель P2C одновременно выводит значения концентрации 10 элементов. Набор из 10 значений концентраций элементов называется расчетной схемой состава сплава.

        Рис. 2

        Предсказанные значения содержимого из модели «свойство → состав» (P2C) как функция измеренных значений содержания для a обучающего набора, b проверочного набора, c тестового набора, и d все данные. (Пунктирная линия представляет выходные данные модели точно так же, как целевые данные в наборе данных; сплошная линия представляет результаты регрессии между выходными и целевыми данными.)

        Полноразмерное изображение

        Мы дополнительно подтверждаем точность предсказания моделей C2P и P2C, сравнивая предсказания с экспериментальными данными, которых нет в нашей базе данных. Производительность на обучающих данных также включена в этот раздел. В таблице S1 в дополнительной информации указана среднеквадратическая ошибка (RMSE) модели C2P и модели P2C, обученной с использованием одной и той же базы данных, а также данные корреляции регрессионной подгонки (R) между прогнозируемой производительностью и целевой производительностью в разных наборах данных. Точность ошибки обучения сети C2P и коэффициенты корреляции подбора регрессии на проверочном наборе и тестовом наборе выше, чем у модели P2C. Приведенные выше результаты показывают, что обе модели хорошо работают с точки зрения эффективности обучения, а модель C2P по-прежнему лучше, чем модель P2C. Основные причины такого различия обсуждаются ниже.

        Чтобы проверить прогностическую эффективность модели C2P, мы выбрали сплавы, которые не представлены в нашей базе данных. На свойства медных сплавов влияет множество факторов, особенно условия обработки. Сплав одного и того же состава может иметь различную микроструктуру, полученную в результате различных условий обработки, что приводит к большому отклонению свойств. Мы используем лучшие свойства этих сплавов с одинаковым составом после обработки раствором, деформации и старения для проверки нашей модели C2P.

        Расчетные и экспериментальные значения для этих сплавов сравниваются в таблице 1. Сплав Cu–2,93Ni–0,9Si–0,13Mg–0,53Zn является промышленным продуктом, а сплав Cu–2,20Ni–0,42Si–0,08Mg–0,30Zn сделаны и измерены в нашей собственной лаборатории, а остальные четыре сплава 26,27,28 появились совсем недавно. Эти данные не включены в нашу базу данных. Таблица 1 показывает, что отклонение между предсказанными и экспериментальными значениями находится в пределах 5,0%, что указывает на то, что модель C2P может точно предсказывать свойства сплавов.

        Таблица 1 Проверка прогноза характеристик сплава на основе состава (модель C2P)

        Полноразмерная таблица

        Чтобы проверить точность состава сплава, рассчитанного по модели P2C, мы установили целевое UTS как 500, 550, 600 , 650 и 700 МПа соответственно, вместе с целевым EC 50,0% IACS. Эти свойства вводятся в модель P2C, и рекомендуются некоторые схемы расчета состава сплава, как показано в таблице 2. Элементы в скобках составляли ≤0,01  вес.%, что можно считать тривиальным.

        Таблица 2 Рекомендуемые составы в соответствии с целевыми свойствами UTS и EC на основе модели P2C

        Полноразмерная таблица

        Таблица 2 показывает, что при увеличении целевого UTS с 550 до 700 МПа рекомендуемые сплавы по модели P2C изменяются с Cu сплав серии –Fe–P (1#) в сплав серии Cu–Ni–Si (2–5#). Для сплавов 2–5# УТС сильно коррелирует с содержанием Ni; но нет очевидных изменений в других легирующих элементах, так как те <0,01  вес. % считаются элементами-примесями. Мы обнаружили, что в литературе существуют четыре экспериментальных сплава, которые очень близки к пяти разработанным сплавам в таблице 2. Их свойства и составы также приведены в таблице 3. Лучшие значения UTS и EC Cu–2,35Fe–0,10Cr–0,03P 9Сплав 2065 29 после гомогенизации, горячей прокатки, обработки на твердый раствор, холодной прокатки и старения составляет 495 МПа и 58,0% IACS соответственно. Его состав очень похож на сплав 1# в таблице 2. UTS очень близок (разница составляет всего 5 МПа), а EC на 8,0% по IACS выше, чем у сплава 1#. Содержание Ni, Si и Mg во втором, 30 , третьем 31 и четвертом сплавах 32 в табл. 3 аналогично содержаниям 2#, 3# и 4# в табл. 2. EC второго сплава на 4,1% по IACS ниже, чем целевое EC сплава 2#, а измеренное UTS на 120 МПа выше, чем у сплава 2# (на 21,8%). Экспериментальное ЭК третьего сплава на 6,0 % IACS (из 12,0 %) ниже, чем у сплавов 3# и 4#, а экспериментальное UTS на 30 МПа выше, чем у сплава 3#, и на 20 МПа ниже, чем у сплава 3#. сплав 4#. Состав Cu–4,00Ni–0,9Сплав 5Si–0,02Cr–0,02P 32 в табл. 3 аналогичен сплаву 5# в табл. 2, но их свойства сильно различаются. Измеренное значение EC этого сплава на 15,0% по IACS ниже, чем у сплава 5#, а измеренное UTS на 130  МПа выше, чем у сплава 5# (на 18,6%).

        Таблица 3. Сплавы с составами, аналогичными тем, которые перечислены в таблице 2, и их свойства, указанные в литературе

        Полноразмерная таблица

        Можно видеть, что две модели BP NN (модель C2P и модель P2C), обученные на одном и том же наборе данных, отклоняются в эффективности обучения и предсказательной способности. Модель C2P может дать удовлетворительные результаты прогнозирования производительности, а результаты проектирования композиции, полученные с помощью модели P2C, менее надежны. В машинном обучении, когда количество обучающих выборок постоянно, способность прогнозирования модели уменьшается с увеличением размера прогноза (количества выходных переменных). 33 Мы предполагаем, что основная причина такой разницы связана с различной топологией двух моделей. Модель C2P использует более десяти независимых переменных для сопоставления двух зависимых переменных, что является «подгонкой с уменьшением размерности». Обучение модели легко сходится. Модель P2C соответствует более чем десяти зависимым переменным только с двумя независимыми переменными, что является «подгонкой с увеличением размера». Сходимость модели плохая, и она склонна к переобучению. В большинстве случаев высокоэффективные сплавы являются многокомпонентными. В результате использование модели P2C для обратного проектирования композиции легко сталкивается с упомянутой выше «подгонкой увеличения размеров», и, следовательно, трудно получить удовлетворительные композиции. Это может быть важной причиной медленного прогресса в обратном дизайне составов сплавов до сих пор. Чтобы решить эту проблему, необходимо разработать надежный композиционный подход к проектированию, чтобы быстро и точно разработать разумный сплав с заданными свойствами.

        Построение и применение MLDS, ориентированной на свойства

        С этой целью мы предлагаем следующую систему проектирования машинного обучения (MLDS), блок-схема которой показана на рис. 3. Основная идея заключается в высокой надежности модели C2P и низкая надежность модели P2C, мы используем модель C2P для оценки схем расчета состава сплава, предоставленных моделью P2C, и устанавливаем критерий того, является ли расчет состава разумным (т. Е. Относительная ошибка между целевыми характеристиками и прогнозируемыми характеристиками). Через повторные проб и ошибок системы MLDS, более разумная схема расчета состава сплава может быть автоматически и быстро проверена. Ниже приведены конкретные методы:

        Рис. 3

        Блок-схема системы машинного обучения (MLDS) для быстрого и точного композиционного проектирования

        Изображение в натуральную величину НН. Во-вторых, исходная схема расчета состава сплава выполняется по модели P2C на основе заданных свойств. В-третьих, предыдущие схемы вводятся в модель C2P с большей надежностью, чтобы получить более точный прогноз. В-четвертых, предсказанные свойства сравниваются с целевыми и получается ошибка. По ошибке будет проводиться либо подбор схемы построения композиции, либо переобучение модели. Если все ошибки между прогнозируемыми и целевыми значениями превышают заданный порог, модель P2C будет переобучаться до тех пор, пока не будет отсеяна разумная схема расчета состава сплава. MLDS разделена на три подсистемы, включая обучение модели, композиционный дизайн и прогнозирование свойств. Три подсистемы взаимосвязаны и образуют замкнутую систему.

        Чтобы сравнить производительность MLDS и исключительно модели P2C в отношении композиционного дизайна, мы установили целевые свойства UTS на уровне 750  МПа и EC на уровне 50,0% IACS. В общей сложности 20 возможных сплавов были разработаны MLDS с порогом ошибки 10% и моделью P2C и перечислены в таблице S2.

        Концентрации основных компонентов (Ni, Si, Zn, Cr) в сплавах представлены на рис. 4. Колебания Ni, Si, Zn и Cr в сплавах, рассчитанных по модели P2C, значительны, колебания сплавов, разработанных MLDS, малы и стабильны. Как показано в Таблице S2, средние концентрации Ni, Si, Zn и Cr в сплавах, разработанных MLDS, составляют 2,29.% масс., 0,51 % масс., 0,25 % масс. и 0,06 % масс. соответственно. В то время как сплавы, разработанные по модели P2C, составляют 2,46 % масс., 0,55 % масс., 0,30 % масс. и 0,12 % масс. соответственно, что на 0,17 % масс., 0,04 % масс., 0,05 % масс. и 0,06 % масс. выше по сравнению с со сплавами, разработанными MLDS. Кроме того, с точки зрения стандартного отклонения, максимального значения и минимального значения прогнозов (т. Е. Диапазона колебаний схемы состава) MLDS работает намного лучше, чем модель P2C. Приведенные выше результаты показывают, что MLDS обладает более высокой эффективностью и надежностью при решении задачи композиционного проектирования по заданным свойствам.

        Рис. 4

        Основные компоненты, a Ni, b Si, c Zn и d Cr, из сплавов, разработанных по модели P2C и MLDS с целевыми свойствами UTS 750 MPa и EC 50,0 % IACS

        Полноразмерное изображение

        Теперь мы устанавливаем целевое EC 50,0 % IACS и UTS 600–950  МПа и проводим MLDS с порогом ошибки 10,0 %. Схемы расчета составов сплавов приведены в табл. 4. 34,35,36 С увеличением целевого значения UTS концентрации элементов Ni, Si и Cr становятся больше. Фактически элементы Ni, Si и Cr являются хорошо известными упрочняющими элементами для медных сплавов и могут образовывать упрочняющие фазы, такие как Ni 2 Si и Cr 3 Si, что приводит к значительному увеличению UTS. 2,26 Основная роль микроэлементов Zn и Sn заключается в увеличении энергии дефектов упаковки матрицы, что улучшает УТС, но отрицательно влияет на ЭК. 1 Основная роль микроэлементов Mg и P заключается в очистке расплава и повышении текучести расплава при плавке и разливке. 32,35 Также показано, что добавление P может способствовать выделению упрочняющих фаз и частиц Cr, 34,35 и, таким образом, может усилить упрочняющий эффект Ni, Si и Cr. Это также приносит пользу EC сплава. Поэтому в сплавах 5#–8# с увеличением концентрации упрочняющих элементов, таких как Ni, Si, Cr, P значительно повышается и прочность. Таким образом, в таблице 4 Ni, Si и Cr являются основными упрочняющими элементами, а Mg, P, Zn и Sn являются вспомогательными элементами, которые используются для балансировки компромисса между механическими свойствами и электропроводностью сплава. . В табл. 4 элемент Fe отсутствует в расчетном составе сплава 1#–8#, поскольку упрочняющий эффект Fe не столь значителен, как у Ni, Si и Cr. Хотя добавление большего количества Fe может улучшить UTS медного сплава, избыточное добавление Fe окажет негативное влияние на EC сплава. Фактически, современные серии сплавов Cu–Fe–P имеют низкий UTS и высокий EC.

        Таблица 4 Результаты расчета и проверка состава высокопрочных и высокоэлектропроводных многоэлементных сложных медных сплавов

        Полная таблица

        Как показано в таблице 4, содержание основных упрочняющих элементов, значительно увеличивается с увеличением целевого UTS в медных сплавах, разработанных по модели MLDS, а массовое отношение Ni/Si остается между 3,5 и 5,0. Эти результаты согласуются с основными принципами проектирования медных сплавов на основе металлургии. 37,38 С другой стороны, при значительном увеличении содержания упрочняющих элементов, таких как Ni, Si и Cr, ЭЦ медных сплавов неизбежно будет ухудшаться. Чтобы разрешить это противоречие, схема, рекомендованная MLDS, заключается в увеличении концентрации элемента P, так как микроэлемент P может очищать матрицу и способствовать выделению второй фазы сплавов Cu–Ni–Si, что полезно для улучшения ЭЦ сплавов Cu–Ni–Si. 39,40 Таким образом, результаты, полученные с использованием модели MLDS для расчета состава сплава, соответствуют основным принципам металлургии и дополнительно подтверждают возможность расчета состава сплава методом MLDS на основе машинного обучения.

        Три сплава с аналогичными основными компонентами, собранные в литературе, перечислены в таблице 4. Условия их обработки: обработка на твердый раствор, деформация и старение. И они отсутствуют в нашей исходной базе данных, показанной на рис. 6. UTS и EC трех сплавов в таблице 4 очень близки к целевым свойствам, которые мы установили для MLDS, демонстрируя надежность MLDS и рациональность результатов проектирования.

        Конкретно содержание Ni и Si в Cu–1,37Ni–0,28Si–0,02Mg–0,04Zn–0,04Sn–0,03P 9Сплав 2065 34 аналогичен сплаву Ni и Si в сплаве 1 #, разработанному MLDS. Его UTS очень близок к сплаву 1#, а его EC на 3,0% по IACS выше, чем у сплава 1#. Основная причина заключается в том, что концентрация Zn в проектируемом сплаве высока, а элемент P, который может улучшить EC сплава, отсутствует. Концентрация Ni и Si в сплаве Cu–2,00Ni–0,50Si–0,30Cr 35 очень близка к концентрации Ni и Si в сплаве 3#. Хотя сплав 3# не содержит Cr, общее содержание элементов Mg, Zn, Sn и P составляет 0,31% масс., что почти равно Cr (0,30% масс.) сплава в литературе. Хотя сплав 3# не содержит значительного упрочняющего эффекта Cr и содержит больше Mg, Zn и Sn, которые также обладают эффектом упрочнения твердого раствора, UTS и EC сплава почти такие же, как и целевые свойства сплава 3#. в таблице 4. След P может способствовать осаждению δ-Ni 2 Si, что способствует EC сплава 3#. Для сплава Cu–4,00Ni–1,00Si–0,10Mg 36 концентрация Ni немного ниже, чем у сплава 7#, а концентрация Si и Mg несколько выше, чем у сплава 7#. В результате UTS выше, чем целевое UTS сплава 7#, а EC ниже, чем целевое EC сплава 7#. Кроме того, Cr и Si сплава 7# могут образовывать упрочняющую фазу Cr 3 Si, что также полезно для ЭК. Микролегированный P также оказывает положительное влияние на EC, что приводит к большой разнице (относительная ошибка составляет 12,0%) между целевым EC и измеренным EC сплава 7#.

        Чтобы дополнительно подтвердить рациональность композиционного дизайна с помощью MLDS, мы подготовили и измерили два из рекомендуемых сплавов в нашей собственной лаборатории, которые также перечислены в таблице 4. Cu–2,20Ni–0,42Si–0,08Mg–0,30Zn сплав был использован для оценки модели C2P в таблице 1. Концентрация его основных компонентов близка к концентрации сплава 4#. Ошибка между измеренными свойствами (UTS 720 MPa и EC 49,5% IACS) и целевыми свойствами сплава 4# (UTS 750 MPa и EC 50,0% IACS) составляет <4,0%. Второй сплав Cu–3,00Ni–0,60Si–0,16Zn–0,15Cr–0,03P был приготовлен в соответствии с составом сплава 5# в таблице 4. Были измерены UTS и EC образцов, и результаты UTS как функция времени старения показаны на рис. 5. Свойства оптимизируются после старения в течение 240 мин, что дает UTS 775 ± 10 МПа и EC 48,0 ± 0,5% IACS. Разница между измеренными и заданными свойствами составляет 25 МПа и 2,5% IACS (относительные погрешности 3,1% и 4,0%) соответственно. Измеренные свойства по разработанным составам хорошо согласуются с целевыми свойствами.

        Рис. 5

        Предел прочности при растяжении в зависимости от времени старения при 450 °C сплава Cu–3,00Ni–0,60Si–0,16Zn–0,15Cr–0,03 P

        Полноразмерное изображение

        Рис. 3 в настоящем исследовании имеет высокую надежность при расчете состава сплава и может удовлетворить требования быстрого и точного расчета состава для заданных требований к свойствам (целевым свойствам).

        Таким образом, мы впервые предложили систему проектирования на основе машинного обучения, которая сочетает в себе модель BP NN со свойствами состава, которая проектирует составы, и модель BP NN со свойствами состава для эффективного просмотра схем расчета состава сплава. Продемонстрирован быстрый и более точный расчет составов сплавов. MLDS предлагает новый метод ускорения открытия новых материалов.

        Затем с помощью MLDS реализуется инверсный дизайн восьми новых медных сплавов с UTS 600–950  МПа и EC 50,0% IACS, что может предоставить хороших кандидатов для исследования и разработки высокоэффективных медных сплавов для крупномасштабная интегральная схема свинцовой рамы и высококачественные разъемы.

        Наконец, рациональность композиционного дизайна MLDS подтверждается путем сбора трех сплавов из литературы и приготовления двух новых сплавов в нашей собственной лаборатории в соответствии с составами, рекомендованными MLDS. Погрешности между измеренными свойствами и целевыми свойствами составляют <6%, что указывает на удовлетворительную композиционную способность MLDS к проектированию.

        Методы

        Подготовка данных

        Разработка медных сплавов с высокой прочностью и высокой электропроводностью была привлекательной областью в течение десятилетий и накопила большое количество литературы. Мы собрали данные из этих литературных источников о медных сплавах на основе Cu-Fe-P, Cu-Ni-Si и Cu-Cr-Zr, включая составы и соответствующие свойства материалов UTS и EC. Чтобы гарантировать, что рекомендуемые сплавы могут быть экспериментально синтезированы в нашей собственной лаборатории, мы ограничиваем данные для сплавов с обычными методами упрочнения, включая твердый раствор, осаждение и деформацию. Хотя некоторые параметры процесса сплава, изученные в литературе, не ясны, все они используют процесс термомеханической обработки. Игнорируя различные эффекты параметров процесса, процесс по умолчанию является согласованным. Оставляем данные по сплавам, упрочненным нетрадиционными методами, такими как криогенная обработка, равноканальное угловое прессование, кручение под высоким давлением, накопительная прокатка. 32,41,42,43 Кроме того, данные по сплавам, содержащим токсичные элементы Be и Cd, а также благородные металлы Ag и Pt, также не учитываются. 44 Наконец, создается база данных, содержащая около 300 хорошо помеченных образцов для следующего процесса машинного обучения. В таблице 5 перечислены верхние и нижние пределы различных элементов и диапазон свойств UTS и EC в нашей базе данных. На рис. 6 показан график Эшби для UTS и EC для всех данных в нашей базе данных, а пустая область в правом верхнем углу — это цель нашего проектирования.

        Таблица 5 Верхний и нижний пределы различных элементов и диапазон свойств UTS и EC в обучающих данных из всех данных в нашей базе данных

        Полноразмерное изображение

        Метод моделирования

        BP NN был предложен Rumelhart и McCellando, который представляет собой многослойную сеть с прямой связью, обученную алгоритмом обратного распространения ошибки, и является одним из наиболее широко используемых Модели NN в настоящее время. BP NN использует метод самого быстрого спуска для изучения входных и выходных данных и непрерывно корректирует веса и пороги сети посредством обратного распространения ошибок, так что квадрат ошибки и минимум сети. 45,46,47

        В принципе, BP NN может аппроксимировать любую функцию и отображать сильно нелинейные зависимости. Метод моделирования BP NN представляет собой метод статистического моделирования, основанный на большем количестве данных, результатом которого является статистический закон. Этот метод не требует, чтобы все выборочные данные (данные набора данных) генерировались в строго сравнимых условиях, а полученные результаты нельзя назвать точными решениями в строгом смысле. Но когда данных достаточно, точность результатов может быть достаточно высокой, поэтому метод больших данных позволяет решать многие задачи, которые трудно решить строгими математическими методами. Модель BP NN включает в себя входной слой, скрытые слои и выходной слой. 48,49 Модуль BP NN MATLAB использовался для построения двух типов моделей BP NN C2P и P2C.

        Собранная база данных нормализована, чтобы избежать возможного влияния большого отклонения в величине составов и свойств. База данных случайным образом делится на обучающую, проверочную и тестовую выборки в соотношении 60%, 20% и 20% соответственно. Проверочный набор используется для определения наилучшего времени обучения и предотвращения переобучения, а тестовый набор используется для проверки эффективности обобщения сетей. Отмечается, что результаты моделей, обученных в разное время, немного различаются, так как разделение трех наборов носит случайный характер.

        Экспериментальные процедуры

        Процедура приготовления экспериментального сплава такая же, как и основная процедура в реальном промышленном производстве, а именно: около 99,99% чистоты катодной электролитической меди, Ni, Si, Zn, Cr и Cu-14P В качестве сырья выбраны сплав Cu–3,00Ni–0,60Si–0,16Zn–0,15Cr–0,03P, полученный индукционной плавкой в ​​среднечастотной вакуумной печи ЗГ-25; литой слиток гомогенизировали при 950 °С в течение 2 ч в печи сопротивления СГМ-М30/12А, а затем быстро прокатывали при 850 °С толщиной от 50 до 10 мм (обжатие 80%) с последующей закалкой в ​​воде ; горячекатаный лист затем подвергали холодной прокатке с 90% уменьшение толщины (1 мм) и затем старение при 450 °C в течение 0–6 ч. Значения UTS состаренных образцов были проверены на испытательной машине CMT6000 с постоянной скоростью деформации 0,5 мм/мин, а значения EC были измерены вихретоковым кондуктометром Sigma2008B.

        Доступность данных

        Данные, подтверждающие результаты этого исследования, можно получить у соответствующего автора по обоснованному запросу.

        Ссылки

        1. Горсс, С., Уврар, Б. и Гуне, М. Микроструктурный дизайн нового сплава на основе меди с высокой проводимостью и высокой прочностью. Дж. Сплав. комп. 633 , 42–47 (2015).

        2. Yi, J. et al. Характер осаждения сплава Cu-3.0Ni-0.72Si. Acta Mater. 166 , 261–270 (2019).

          КАС Статья Google ученый

        3. Маки, К., Ито, Ю., Мацунага, Х. и Мори, Х. Твердорастворные медные сплавы с высокой прочностью и высокой электропроводностью. Штрих. Матер. 68 , 777–780 (2013).

          КАС Статья Google ученый

        4. Xu, S., Fu, H., Wang, Y. & Xie, J. Влияние добавки Ag на микроструктуру и механические свойства сплава Cu-Cr. Матер. науч. англ. А 726 , 208–214 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        5. Мишнев Р., Шахова И., Беляков А., Кайбышев Р. Микроструктуры деформации, механизмы упрочнения и электропроводность в сплаве Cu-Cr-Zr. Матер. науч. англ. А 629 , 29–40 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        6. Донг, К. и др. Микроструктура и свойства сплава Cu-2,3Fe-0,03P при термомеханических обработках. Пер. Цветные металлы. соц. Китай 25 , 1551–1558 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        7. Zhang, Y. et al. Модель динамической рекристаллизации сплава Cu-Cr-Zr-Ag при горячей деформации. Дж. Матер. Рез. 31 , 1–11 (2016).

          КАС Google ученый

        8. Сараванан, К. и др. Исследования динамических упругих свойств и свойств внутреннего трения сплава Cu-Cr-Zr-Ti в диапазоне температур от 25 до 650 °C. Дж. Матер. англ. Выполнять. 24 , 4721–4727 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        9. Lei, Q. et al. Поведение при горячей обработке сверхпрочного сплава Cu-Ni-Si. Матер. Дес. 51 , 1104–1109 (2013).

          КАС Статья Google ученый

        10. Спаркс, Т. Д., Голтуа, М. В., Олейник, А., Бргох, Дж. и Мередиг, Б. Интеллектуальный анализ данных на пути к следующему поколению термоэлектриков. Скр. Матер. 111 , 10–15 (2016).

          КАС Статья Google ученый

        11. Рампрасад Р., Братра Р., Пилания Г., Манноди-Канаккитоди А. и Ким К. Машинное обучение в информатике материалов: последние приложения и перспективы. npj Вычисл. Матер. 3 , 54 (2017).

          Артикул Google ученый

        12. Верпоорт, П. К., Макдональд, П. и Кондуит, Г. Дж. Проверка данных материалов и импутация с помощью искусственной нейронной сети. Вычисл. Матер. науч. 147 , 176–185 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        13. Уорд, Л. и др. Matminer: набор инструментов с открытым исходным кодом для интеллектуального анализа данных о материалах. Вычисл. Матер. науч. 152 , 60–69 (2018).

          Артикул Google ученый

        14. Сюэ, Д. и др. Ускоренный поиск материалов с заданными свойствами за счет адаптивного проектирования. Нац. коммун. 7 , 11241 (2016).

          КАС Статья Google ученый

        15. Hu, X. et al. Двусторонний дизайн сплавов для усовершенствованных ультрасверхкритических установок на основе машинного обучения. Вычисл. Матер. науч. 155 , 331–339 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        16. Ким, К. и др. Модель обратного проектирования на основе глубокого обучения для интеллектуального обнаружения органических молекул. npj Вычисл. Матер. 4 , 67 (2018).

          Артикул Google ученый

        17. Raccuglia, P. et al. Обнаружение материалов с помощью машинного обучения с использованием неудачных экспериментов. Природа 533 , 73 (2016).

          КАС Статья Google ученый

        18. Андреа Р., Сангид М. Д., Генри П. и Вольфганг Л. Использование машинного обучения и подхода, основанного на данных, для определения движущей силы небольшой усталостной трещины в поликристаллических материалах. npj Вычисл. Матер. 4 , 35 (2018).

          Артикул Google ученый

        19. Бхадешия, Х.К.Д.Х. Нейронные сети в материаловедении. ISIJ Междунар. 39 , 966–979 (1999).

          КАС Статья Google ученый

        20. Датта, С. и Банерджи, М. К. Отображение взаимосвязи между входом и выходом в сталях HSLA с помощью экспертной нейронной сети. Матер. науч. англ. А 420 , 254–264 (2006).

          Артикул Google ученый

        21. Редди, Н. С., Кришнайя, Дж., Янг, Х. Б. и Ли, Дж. С. Проектирование среднеуглеродистых сталей с помощью методов вычислительного интеллекта. Вычисл. Матер. науч. 101 , 120–126 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        22. Озердем М.С. и Колукиса С. Подход с использованием искусственных нейронных сетей для прогнозирования механических свойств литых сплавов Cu-Sn-Pb-Zn-Ni. Матер. Дес. 30 , 764–769 (2009).

          КАС Статья Google ученый

        23. Лу, В., Сяо, Р., Ян, Дж., Ли, Х. и Чжан, В. Поиск и оптимизация материалов с помощью интеллектуального анализа данных. Дж. Матер. 3 , 191–201 (2017).

          Артикул Google ученый

        24. Ву, Ю. и др. Взаимосвязь между микроструктурой и свойствами сплава Cu-Ni-Si-Cr. Матер. науч. англ. А 731 , 403–412 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        25. Wang, W. et al. Взаимосвязь микроструктуры и механических свойств криокатаных сплавов CuNiSi с легированием Cr и Zr. Матер. Характер. 144 , 532–546 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        26. Чжао, З. , Сяо, З., Ли, З., Ма, М. и Дай, Дж. Влияние магния на микроструктуру и свойства сплава Cu-Cr. Дж. Сплав. комп. 752 , 191–197 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        27. Guo, F. et al. Исследование редкоземельных элементов на физико-механические свойства сплава Cu-Fe-P-Cr. Матер. науч. англ. B 147 , 1–6 (2008).

          КАС Статья Google ученый

        28. Ватанабэ С., Такешита С. и Монзен Р. Влияние небольших добавок Ti на прочность и микроструктуру сплава Cu-Ni-Si. Металл. Матер. Транс. А 46 , 2469–2475 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        29. Monzen, R. & Watanabe, C. Микроструктура и механические свойства сплавов Cu-Ni-Si. Матер. науч. англ. А 483 , 117–119 (2008).

          Артикул Google ученый

        30. Кио, Э. и Муин, А. Энциклопедия машинного обучения . Ч. 129 (Спрингер, США, Бостон, Массачусетс, 2017 г.).

          Google ученый

        31. Лю, Ф. и др. Микроструктура и свойства низкоконцентрированного сплава Cu-Ni-Si при различных растворах, температурах старения и холодной деформации. Китай. Дж. Редко встречается. 42 , 356–361 (2018).

          Google ученый

        32. Wang, W. et al. Влияние добавок Cr и Zr на микроструктуру и свойства сплавов Cu-Ni-Si. Матер. науч. англ. А 673 , 378–390 (2016).

          КАС Статья Google ученый

        33. Caron, R. N. & Breedis, J. F. Многоцелевые медные сплавы с умеренной электропроводностью и высокой прочностью. Патент США № 459.4221 (1986).

        34. Suzuki, S. et al. Повышение прочности и электропроводности сплавов Cu-Ni-Si путем старения и холодной прокатки. Дж. Сплав. комп. 417 , 116–120 (2006).

          КАС Статья Google ученый

        35. Wang, H. et al. Повышение прочности и теплопроводности сплава Cu-N-Si-Cr, полученного методом порошковой металлургии, за счет корректировки весового соотношения Ni/Si и горячей штамповки. Дж. Сплав. комп. 633 , 59–64 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        36. Zhang, Y. et al. Микроструктура и характеристика выделений сплава Cu-Ni-Si-P. Дж. Матер. англ. Выполнять. 25 , 1336–1341 (2016).

          КАС Статья Google ученый

        37. Морозова А., Мишнев Р., Беляков А., Кайбышев Р. Микроструктура и свойства мелкозернистых сплавов Cu-Cr-Zr после термомеханической обработки. Ред. Доп. Матер. науч. 54 , 56–92 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        38. Takagawa, Y., Tsujiuchi, Y., Watanabe, C., Monzen, R. & Tsuji, N. Улучшение механических свойств Cu-2,0 мас.% Ni-0,5 мас.% Si-0,1 мас.% Zr сплава путем сочетания как накопительной прокатки, так и криопрокатки со старением. Матер. Транс. 54 , 1–8 (2013).

          КАС Статья Google ученый

        39. Wang, Y. et al. Влияние глубокой криогенной обработки на твердофазное превращение сплава Cu-Al в процессе охлаждения. Фазовый переход. 85 , 650–657 (2012).

          КАС Статья Google ученый

        40. He, S., Jiang, Y., Xie, J., Li, Y. & Yue, L. Влияние содержания никеля на литые микроструктуры и микроструктуры твердого раствора сплавов Cu-0,4% Be. Междунар. Дж. Майнер. Металл. Матер. 25 , 641–651 (2018).

          КАС Статья Google ученый

        41. Палавар, О., Озюрек, Д. и Калион, А. Прогнозирование влияния старения на износ суперсплава IN706 с помощью искусственной нейронной сети. Матер. Дес. 82 , 164–172 (2015).

          КАС Статья Google ученый

        42. Гох, А. Т. С. Нейронные сети с обратным распространением для моделирования сложных систем. Артиф. Интел. англ. 9 , 143–151 (1995).

          Артикул Google ученый

        43. Ся, Х. и др. Искусственная нейронная сеть для прогнозирования скорости коррозии и твердости магниевых сплавов. Матер. Дес. 90 , 1034–1043 (2016).

          КАС Статья Google ученый

        44. Ша, В. и Эдвардс, К.Л. Использование искусственных нейронных сетей в исследованиях, основанных на материаловедении. Матер. Дес. 28 , 1747–1752 (2007).

          КАС Статья Google ученый

        Скачать ссылки

        Благодарности

        Эта работа была поддержана Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (№ 2016YFB0301300) и Национальным фондом естественных наук Китая (№ 51504023 и U1602271).

        Информация об авторе

        Примечания автора

        1. Эти авторы внесли равный вклад: Changsheng Wang, Huadong Fu

        Авторы и аффилированные лица

        1. Пекинский центр передовых технологий и материалов, Институт передовых технологий и инженерии материалов

          of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, China

          Changsheng Wang, Huadong Fu, Lei Jiang & Jianxin Xie

        2. State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, 710049, China

          Dezhen Xue

        Авторы

        1. Changsheng Wang

          Вы также можете искать публикации этого автора

          5 9 в PubMed Google Scholar

        2. Huadong Fu

          Просмотр публикаций автора

          Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

        3. Lei Jiang

          Посмотреть публикации автора

          Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

        4. Dezhen Xue

          Просмотр публикаций автора

          Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

        5. Jianxin Xie

          Просмотр публикаций автора

          Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

        Вклады

        C. S.W. и Х.Д.Ф. в равной мере внесли свой вклад в эту работу. C.S.W. и Х.Д.Ф. выполнил большую часть модельных и экспериментальных работ. J.X.X. разработал подходы к моделированию и руководил исследованиями. Все авторы интерпретировали результаты и внесли свой вклад в написание статьи.

        Автор, ответственный за переписку

        Цзяньсин Се.

        Заявление об этике

        Конкурирующие интересы

        Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

        Дополнительная информация

        Примечание издателя: Springer Nature остается нейтральной в отношении юрисдикционных претензий в опубликованных картах и ​​институциональной принадлежности.

        Дополнительная информация

        Дополнительная информация

        Набор данных

        Права и разрешения

        Открытый доступ Использование, распространение, распространение и распространение этой статьи лицензируются в соответствии с лицензией Creative Commons. на любом носителе или в любом формате, при условии, что вы укажете первоначальных авторов и источник, предоставите ссылку на лицензию Creative Commons и укажете, были ли внесены изменения. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной строке материала. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи, а ваше предполагаемое использование не разрешено законом или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

        Перепечатка и разрешения

        Об этой статье

        Дополнительная литература

        • Исследование пластического поведения, вызванного нанообработкой, с использованием высокопроизводительного моделирования молекулярной динамики с помощью машинного обучения

          • Баобинь Се
          • Клык Цихун
          • Цзя Ли

          Международный журнал передовых производственных технологий (2022)

        • Недавний прогресс в рациональном проектировании сплавов с помощью машинного обучения

          • Хуадун Фу
          • Хунтао Чжан
          • Цзяньсинь Се

          Международный журнал минералов, металлургии и материалов (2022)

        • Быстрый расчет параметров вторичного деформационного старения для сплава Cu-Ni-Co-Si-X со сверхнизким содержанием Co с помощью машинного обучения байесовской оптимизации

          • Хунтао Чжан
          • Хуадун Фу
          • Цзяньсинь Се

          Международный журнал минералов, металлургии и материалов (2022)

        • Динамическая рекристаллизация и эволюция микроструктуры высокоэффективных сплавов Cu–3,28Ni–0,6Si–0,22Zn–0,11Cr–0,04P при горячем прессовании

          • Чан-Шэн Ван
          • Хуа-Дун Фу
          • Цзянь-Синь Се

          Редкие металлы (2021)

        • Модель машинного обучения с обратным прогнозированием, управляемая грязными инженерными данными

          • Джин-Вун Ли
          • Парк Вун Бэ
          • Ки-Сан Сон

          Научные отчеты (2020)

        Скачать PDF

        Медь и медные сплавы.

        Общая информация
        Введение в медь и ее сплавы

        Медь является старейшим металлом, используемым человеком. Его использование восходит к доисторическим временам. Медь добывалась более 10 000 лет, а медный кулон, найденный в современном Ираке, датируется 8700 г. до н.э. К 5000 г. до н.э. медь выплавляли из простых оксидов меди.

        Медь встречается в виде самородного металла и в минералах куприте, малахите, азурите, халькопирите и борните. Он также часто является побочным продуктом производства серебра. Сульфиды, оксиды и карбонаты являются наиболее важными рудами.

        Медь и медные сплавы являются одними из самых универсальных доступных конструкционных материалов. Сочетание физических свойств, таких как прочность, проводимость, коррозионная стойкость, обрабатываемость и пластичность, делает медь подходящей для широкого спектра применений. Эти свойства могут быть дополнительно улучшены за счет изменения состава и методов производства.

        В основном медь используется в строительной отрасли. В строительной отрасли использование материалов на основе меди широко. Применение меди в строительной отрасли включает:
        ~ Кровля
        ~ Облицовка
        ~ Водосточные системы
        ~ Системы отопления
        ~ Водопроводные трубы и фитинги
        ~ Нефтегазопроводы
        ~ Электропроводка


        Использование меди

        Строительная отрасль крупнейшим потребителем медных сплавов. В следующем списке представлена ​​разбивка потребления меди по отраслям в годовом исчислении:
        ~ Строительная промышленность – 47%
        ~ Электронная продукция – 23%
        ~ Транспорт – 10%
        ~ Потребительские товары – 11%
        ~ Промышленное оборудование – 9%

         

        Существует около 370 коммерческих составов для медных сплавов. Наиболее распространенным сплавом, как правило, является C106/CW024A – стандартный сорт меди для водопроводных труб.

         

        Мировое потребление меди и медных сплавов в настоящее время превышает 18 миллионов тонн в год.


        Области применения

        Медь и медные сплавы могут использоваться в самых разных областях. Некоторые из приложений для меди включают в себя:

         

        ~ Power transmission lines

        ~ Architectural applications

        ~ Cooking utensils

        ~ Spark plugs

        ~ Electrical wiring, cables and busbars

        ~ High conductivity wires

        ~ Electrodes

        ~ Heat exchangers

        ~ Холодильные трубки

        ~ Сантехника

        ~ Медные тигли с водяным охлаждением

         

        Кроме того, существует множество других применений медных сплавов – латуни и бронзы


        Структура

        Медь имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) кристаллическую структуру. Медь и ее сплавы имеют желтый/золотой/красный цвет, а при полировке приобретают яркий металлический блеск.


        Переработка

        Медные сплавы хорошо подходят для переработки. Около 40% годового потребления медных сплавов приходится на переработанные медные материалы.

        Степень переработки латуни для свободной обработки (CZ121/CW614N) особенно высока, поскольку чистая/сухая стружка имеет высокую ценность, что способствует расчету рентабельности при выборе материала.

         

         


        Свойства медных сплавов

        Основные свойства медных сплавов

        Медь – прочный, пластичный и ковкий материал. Эти свойства делают медь чрезвычайно подходящей для формовки труб, волочения проволоки, прядения и глубокой вытяжки. Другие ключевые свойства меди и ее сплавов включают:

        ~       Отличная теплопроводность

        ~       Отличная электропроводность

        ~       Хорошая коррозионная стойкость

        ~ Хорошая устойчивость к биологическому перевороту

        ~ Хорошая механизм

        ~ Задержка механических и электрических свойств при криогенных температурах

        ~ Несагнические

        Другие свойства

        ~ Медные и медные аллее. Они могут передаваться контактным путем, поэтому их следует держать подальше от пищевых продуктов, хотя в некоторых кастрюлях используются эти металлы.

        ~       Большинство коммерчески используемых металлов имеют металлический белый или серебристый цвет. Медь и медные сплавы имеют желтый/золотой/красный цвет.

         

        Температура плавления

        Температура плавления чистой меди составляет 1083ºC.


        Коррозионная стойкость

        Все медные сплавы устойчивы к коррозии пресной водой и паром. В большинстве сельских, морских и промышленных атмосфер медные сплавы также устойчивы к коррозии. Медь устойчива к солевым растворам, почвам, неокисляющим минералам, органическим кислотам и щелочным растворам. Влажный аммиак, галогены, сульфиды, растворы, содержащие ионы аммиака и окисляющие кислоты, такие как азотная кислота, воздействуют на медь. Медные сплавы также имеют плохую устойчивость к неорганическим кислотам.

        Коррозионная стойкость медных сплавов обусловлена ​​образованием липкой пленки на поверхности материала. Эти пленки относительно невосприимчивы к коррозии, поэтому защищают основной металл от дальнейшего воздействия.

        Медно-никелевые сплавы, алюминиевая латунь и алюминиевая бронза демонстрируют превосходную стойкость к коррозии в морской воде.


        Электропроводность

        Электропроводность меди уступает только серебру. Электропроводность меди равна 9.7% проводимости серебра. Из-за своей гораздо более низкой стоимости и большей распространенности медь традиционно была стандартным материалом, используемым для передачи электроэнергии.

        Однако соображения веса означают, что большая часть воздушных линий электропередач высокого напряжения теперь использует алюминий, а не медь. По весу проводимость алюминия примерно в два раза больше, чем у меди. Используемые алюминиевые сплавы имеют низкую прочность и должны быть усилены оцинкованной или покрытой алюминием высокопрочной стальной проволокой в ​​каждой пряди.

        Хотя добавление других элементов улучшает такие свойства, как прочность, электропроводность несколько снижается. Например, добавление кадмия в количестве 1% может увеличить прочность на 50%. Однако это приведет к соответствующему снижению электропроводности на 15%.


        Окисление поверхности/патинирование

        Большинство медных сплавов образуют сине-зеленую патину при воздействии элементов на открытом воздухе. Типичным для этого является цвет Медной статуи Свободы в Нью-Йорке. Некоторые медные сплавы темнеют после длительного воздействия элементов и приобретают цвет от коричневого до черного.

        Лаковые покрытия могут использоваться для защиты поверхности и сохранения первоначального цвета сплава. Акриловое покрытие с бензотриазолом в качестве добавки прослужит несколько лет в большинстве наружных условий без истирания.


        Предел текучести

        Предел текучести медных сплавов четко не определен. В результате, как правило, сообщается либо о 0,5% удлинении под нагрузкой, либо о смещении 0,2%.

        Чаще всего предел текучести отожженного материала при растяжении на 0,5 % соответствует приблизительно одной трети предела прочности при растяжении. Упрочнение холодной обработкой означает, что материал становится менее пластичным, а предел текучести приближается к пределу прочности при растяжении.


        Соединение

        Для соединения большинства медных сплавов можно использовать такие широко используемые процессы, как пайка и сварка. Пайка часто используется для электрических соединений. Сплавы с высоким содержанием свинца непригодны для сварки.

        Медь и медные сплавы также могут быть соединены с помощью механических средств, таких как заклепки и винты.


        Горячая и холодная обработка

        Хотя медь и медные сплавы могут подвергаться механической обработке, они могут подвергаться как горячей, так и холодной обработке.

        Пластичность можно восстановить отжигом. Это может быть сделано либо с помощью специального процесса отжига, либо путем случайного отжига посредством процедур сварки или пайки.


        Отпуск

        Медные сплавы могут быть указаны в соответствии со степенями отпуска. Отпуск придается холодной обработкой и последующими степенями отжига.

        Типичные состояния сплавов меди:

        ~       Мягкий

        ~       Полутвердый

        ~       Твердый

        ~       Пружина

        ~       Дополнительная пружина.

         

        Предел текучести медного сплава в твердом состоянии составляет примерно две трети предела прочности материалов.


        Литье

        Природа процесса литья означает, что большинство литых медных сплавов имеют более широкий диапазон легирующих элементов, чем деформируемые сплавы.


        Кованые медные сплавы

        Кованые медные сплавы производятся с использованием множества различных методов производства. Эти методы включают такие процессы, как прокатка, экструзия, волочение и штамповка. За такими процессами может следовать отжиг (размягчение), холодная обработка давлением, закалка путем термической обработки или снятие напряжений для достижения желаемых свойств.

        Медь | Mead Metals в Миннесоте

        Введение

        ВВЕДЕНИЕ В МЕДЬ

        У нас есть медный сплав 110, также известный как электролитическая вязкая смола (ETP). ETP и другие виды меди обладают выдающейся теплопроводностью, а также 100% минимальной электропроводностью IACS. Медные сплавы обладают высокой устойчивостью к почвенной коррозии и чрезвычайно пластичны.

        Спецификация продукта

        Медь Спецификация продукта

        Mead Metals хранит медные изделия из сплава 110 толщиной от 0,005 до 0,187. Мы предлагаем отожженный, четвертьтвердый, полутвердый и полностью твердый отпуск. Другие медные сплавы и сплавы доступны по запросу. Все наши медные изделия доступны в листах и ​​рулонах.

        Чтобы повысить ценность нашей продукции из меди, Mead Metals предлагает ряд дополнительных услуг. Мы будем:

        • Порезка по длине
        • Кромочный валик
        • Прецизионный разрез
        • Сдвиг

        Предлагая эти услуги собственными силами, мы можем сэкономить ваше время и деньги на вашем проекте и отправить ваш продукт в точном соответствии с вашими спецификациями.

        Физические и химические свойства меди

        Медь
        Сплав 110
        ASTM B152
        Номер UNS C11000
        Закалка   Отожженный четверть твердости Полутвердый 3/4 Твердый Полная жесткость X-Tra HD Весенняя закалка
        Отожженный  H01 Х02 Х03 Х04 Х06 Х08
        Химический состав              
        Медь % 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9

        Прочность на растяжение

        26-38 34-42 37-46 41-50 43-52 47-56

        50-58

        *Rockwell F – Масштаб

          60-84 77-89 82-91 86-93 88-95 91-97

        *Поверхностный 30T

          18-51 43-57 47-59 54-62 56-64 60-66

        *Только для справки

        Заказ

        Минимальный объем заказа

        Минимальный объем заказа позволяет нам выполнять заказы на металлические изделия любых размеров. Каждый металлический продукт, который мы предоставляем, имеет свой собственный минимальный объем заказа, а для меди наш минимальный объем заказа составляет 5-7 фунтов. Хотя мы можем и будем поддерживать заказы на меньшее количество, минимальная плата за партию останется неизменной для любых количеств, заказанных на уровне MOQ металла или ниже него. Дополнительные переменные применяются в зависимости от толщины материала, ширины и дополнительной обработки.

        Производственный процесс

        1

        Материал добывается как рудный продукт

        2

        Медный концентрат очищенный

        3

        Плавка, высокотемпературный процесс, дополнительно очищает и позволяет изменять форму

        4

        Медь отливается в окончательную форму, например, в рулонную ленту

        Плюсы/минусы

        Плюсы:

        • Отличная электро- и теплопроводность
        • Стойкость к почвенной коррозии
        • Чрезвычайно пластичный
        • Антимикробный
        • Мягкий и податливый
        • 100 % перерабатываемый материал

        Минусы:

        • Легко повреждается при обращении и транспортировке
        • Цена колеблется ежедневно в зависимости от торговли сырьевыми товарами 

        Применение

        Электроника и связь

        Благодаря своей пластичности, электро- и теплопроводности медь часто используется в производстве электрических проводников, переключателей, трансформаторов и телекоммуникаций.

        Естественная устойчивость к атмосферным воздействиям и почвенной коррозии делает медь идеальным материалом для производства кровли и сантехники.

        Товары для дома

        Хорошо известная и легко узнаваемая по золотисто-красному цвету медь имеет долгую историю использования в декоративных и функциональных целях.

        Домашний декор — еще одна область, в которой медь ценится за ее уникальную эстетику. Красота меди поддается зеркалам, дверным ручкам и светильникам.

        Медицинский

        Медь — суперметалл в мире медицины. Медь является противомикробным средством, что делает ее очень эффективной в борьбе как с бактериями, так и с вирусами, даже обладая способностью убивать вирусные патогены, такие как грипп А, а также бактерии, такие как кишечная палочка.

        Антимикробные свойства меди также делают ее популярным материалом для изготовления дверных ручек и поручней в общественных зданиях.

        Блоги

        Как долго медь сохраняется снаружи?

        9Глава 2137. Как долго медь продержится снаружи?

        Свойства меди делают ее долговечной и очень устойчивой к коррозии и атмосферным воздействиям, что позволяет ей выдерживать испытание временем от сотен до тысяч лет.

        Подробнее

        Медный сплав 110 по теплопроводности

        Медный сплав 110 по теплопроводности

        Из всех качеств меди именно теплопроводность отличает ее от других металлов. Тем более, когда вы смотрите на медный сплав 110.

        Подробнее

        Руководство по медным сплавам: латунь и фосфористая бронза

        Руководство по медным сплавам: латунь и фосфористая бронза

        Узнайте о сходствах, различиях и использовании латуни и фосфористой бронзы — два из самые распространенные медные сплавы.

        Подробнее

        Информация для клиентов Mead Metals: Engel Diversified Industries

        Информация для клиентов Mead Metals: Engel Diversified Industries

        Я спросил Кристину Энгель-Дума, вице-президента по продажам и маркетингу Engel Diversified, о ее опыте работы с Mead Metals .

        Подробнее

        Быстрый расчет

        Авторитет и известность, которых заслуживает ваш бизнес.

        Что вы ищете?

        Мы помогли бесчисленному количеству клиентов приобрести специальные изделия из металла, которые были недоступны или слишком дороги в других местах. С 1961 года мы даем клиентам возможность исследовать нишевые предложения, на которых специализируется Mead Metals, делая их бизнес и чистую прибыль приоритетными.

        С Mead Metals вы получаете авторитет и известность — свои собственные.

        Вам нужна медь? Сообщите нам необходимое количество, спецификации и дату доставки, и мы предоставим вам предложение, как правило, в течение 2 часов или почти гарантированно в тот же день.

        Товар со склада

        Ищете запасную медь?

        Mead Metals предлагает медные изделия из сплава 110 толщиной от 0,005 до 0,187. Мы предлагаем отожженный, четвертьтвердый, полутвердый и полностью твердый отпуск. Другие медные сплавы и сплавы доступны по запросу. Вся наша медная продукция доступна в листах и ​​рулонах.

        См. полный список запасов меди здесь.

        Механические свойства и поведение при разрушении соединения медь–сталь 45 методом ЭЛС T2

        Материалы (Базель). 2019 май; 12 (10): 1714.

        Опубликовано в Интернете 2019 г. 27 мая. DOI: 10.3390/MA12101714

        , 1 , 1 и 2, *

        Информация о доме.

        Разнородное соединение меди Т2 со сталью 45 выполнено методом электронно-лучевой сварки (ЭЛС). Были получены полнопрочные соединения, а наибольшая прочность на растяжение оказалась равной 270 МПа, что практически равно прочности меди. Более того, макроскопическая морфология разрыва при растяжении продемонстрировала явный феномен образования шейки, а такие особенности, как углубления и сферические структуры, были обнаружены с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Эти результаты показали, что разрушение соединения медь-сталь Т2 представляет собой смешанный режим скалывания и вязкого разрушения. При этом вязкость разрушения определяли с помощью испытания на малый удар (SPT) со скоростью падения 0,5 мм/мин. СЭМ-изображение поверхностей излома показало, что разрушение контролировалось зарождением микроскопических пустот и всегда происходило в зоне термического влияния (ЗТВ) со стороны меди. Наконец, взаимная проверка между численным моделированием конечного элемента и результатами SPT подтвердила, что разрушение сначала произошло в ЗТВ на медной стороне из-за разницы в ударной вязкости.

        Ключевые слова: разнородное сварное соединение, механические свойства, малое испытание на продавливание, микроструктура, поведение при разрушении

        С развитием техники все большее распространение получают материалы с энергосберегающими легкими и многофункциональными свойствами [1]. Однако характеристики материала из одного металла трудно улучшить. Напротив, соединение разнородных металлов имеет хорошие перспективы развития [2].

        Медные сплавы нашли широкое применение в аэрокосмической, микроэлектронной и металлургической областях благодаря своим превосходным характеристикам, таким как высокая теплопроводность (401 Вт·м -1 ·k -1 ), высокой электропроводностью (≥56 Ms·S -1 ), высокой температурой плавления (1083 °С) и хорошей пластичностью [3]. Однако применение меди ограничено из-за ее низкой энергоемкости и высокой стоимости, в то время как сталь 45 является распространенным материалом с высокой энергоемкостью, высокой температурой плавления (1495 °C), низкой теплопроводностью (36~54 Вт·м ). −1 ·k −1 ), а также низкая стоимость в большинстве отраслей промышленности [4]. Таким образом, композитная конструкция, состоящая из меди T2 и стали 45, должна обеспечивать превосходные дополнительные характеристики.

        Соединение разнородных металлов может обеспечить превосходные характеристики по сравнению со свойствами одних и тех же металлов, но реализация их соединения сталкивается с рядом проблем. Различия в физико-химических свойствах и составе двух металлов, включая температуру плавления, коэффициент линейного расширения, совместимость, теплопроводность и удельную теплоемкость, затрудняют бездефектную разнородную сварку [5]. Например, существует хорошая основа для сварки стали и меди, поскольку в них нет интерметаллических соединений, а два материала имеют одинаковую кристаллическую структуру. Однако сварка меди приводит к большому размеру зерна из-за избыточного подвода тепла и высокой теплопроводности, что ухудшает характеристики соединения. В данной работе мы сосредоточимся на электронно-лучевой сварке (ЭЛС), преимущества которой — глубокое проплавление, малая зона термического влияния (ЗТВ) и отсечение неблагоприятного воздействия воздуха в вакууме [6,7,8 ] — представлены в связи со сваркой разнородных металлов. На эту тему опубликовано большое количество статей, но в большинстве из них речь идет лишь о том, как улучшить качество сварного шва и механические свойства соединений определенной толщины, в то время как свойства материала соединений малой толщины изучены меньше [9].,10,11]. Таким образом, соединение меди и стали с помощью ЭЛС по-прежнему представляет большой интерес.

        В настоящее время существует множество методов проверки механических свойств соединений. В начале 1980-х годов был предложен тест на малый штамп (SPT) как новый вид технологии малых образцов. Значительные исследования доказали, что его можно использовать для оценки характеристик разрушения находящегося в эксплуатации материала с образцами миниатюрных размеров [12]. Для расширения областей применения этого метода были установлены различные корреляции между параметрами разрушения, полученными в результате стандартных испытаний, и кривыми нагрузка-смещение (L-D) испытания на небольшой штамп [13,14,15,16]. Однако он по-прежнему редко используется в области испытаний соединений из разнородных металлов.

        Очевидно, недостаточно проанализировать характеристики деформации разнородных соединений на основе ограниченных экспериментов. Все большее число исследователей обращаются к анализу конечных элементов для решения некоторых сложных задач в SPT [17,18]. В частности, при обсуждении поведения упруго-пластических повреждений анализ методом конечных элементов представляет значительное преимущество [19]. Тем не менее, несколько исследований были сосредоточены на деформационном поведении, которое может обеспечить всесторонний анализ SPT с целью оптимизации подходов к оценке механической прочности.

        В этом исследовании комбинация экспериментального и численного анализа использовалась для исследования поведения упругой и пластической деформации стали Т2 медь-45. На основе испытания на растяжение были проанализированы основные параметры и работоспособность разнородных сварных соединений. Между тем, на основе теории разрушения при повреждении была создана конечно-элементная модель, результаты которой согласуются с выводами СПД. Микроскопическую морфологию излома наблюдали с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и определили, что излом соединения Т2 медь-сталь 45 представляет собой смешанный тип излома излома откола и вязкого излома.

        2.1. Подготовка соединения медь-сталь T2

        Материалом, проанализированным в этой статье, было соединение медь-сталь T2 EBW, которое все чаще используется в области машиностроения. Исходные размеры перед сваркой составляли 220×200×2,5 мм 3 . Химические составы меди Т2 [20] и стали 45 [21] приведены в ; , соответственно. Параметры ЭЛС соединения медь–сталь Т2 были следующими: Ускоряющее напряжение 60 кВ, электронный пучок 80 мА, степень вакуума 5 × 10 −2 торр, скорость сварки 300 мм/мин (сварочная система SEBW, Гуйлинь, Китай). Для обеспечения хорошего качества поверхности соединений поверхность полировали шлифовальным кругом (DSD250, Metabo, Геттинген, Германия).

        Таблица 1

        Химический состав меди Т2 (мас. %).

        Материал CU + AG PB FE SB S AS BI и другие BI. 0054
        T2 copper 99.9 0.005 0.005 0.002 0.005 0.002 0.001 0.1

        Open in a separate window

        Table 2

        The chemical composition стали 45 (мас. %).

        Материал C Si Mn P S Ni0331 Cu
        45 steel 0. 42–0.50 0.17–0.37 0.50–0.80 0.035 0.035 0.25 0.25 0.25

        Open in a separate окно

        2.2. Испытание на растяжение и процедура SPT

        Образец для растяжения был получен путем резки проволокой, а обычные механические свойства материала были оценены с использованием стандарта GB/T228.1-2010 (Металлические материалы — растяжение — часть 1: метод испытаний при комнатной температуре). температура) [22]. Размер образца для испытаний на растяжение и ориентации образца (NP), проведенных при комнатной температуре, показан на . Предел прочности, предел текучести и модуль Юнга определяли с помощью сервогидравлической системы испытаний на усталость INSTRON-8801 (INSTRON, Шанхай, Китай) при скорости нагружения 1 мм/мин. Сканирующий электронный микроскоп VEGA 3 SBH (TESCAN, Прага, Чехия) использовали для наблюдения за микроструктурой и внешним видом перелома в суставе. Увеличение было установлено на 1000× в вакуумной среде.

        Открыть в отдельном окне

        Образец для испытания на растяжение: ( a ) геометрия и размер образца для растяжения (единица измерения: мм), ( b ) ориентация образца.

        Как показано на рисунке, устройство для ТКП собственной разработки, включающее держатель образца, пуансон и стальной шарик (диаметром 2,4 мм), было установлено на испытательной машине INSTRON-5869 (INSTRON, Шанхай, Китай). Перед экспериментом круглый тонкий диск был отшлифован, окончательный размер составил d 10 × (0,5 ± 0,02) мм. В ходе эксперимента образец сначала помещали в нижний штамп, после чего ввинчивали верхний и нижний штампы. Наконец, пробойник помещали в отверстие и выравнивали по центру образца. Исследование СФТ проводили со скоростью падения капель 0,5 мм/мин. Деформация образца происходила в центре, а кривая L-D регистрировалась под вдавливанием шарика.

        Открыть в отдельном окне

        Принципиальная схема малой пробойной пробы (МПТ).

        2.3. Численное моделирование

        Чтобы точно спрогнозировать поведение при деформации, был необходим достаточно точный расчет SPT методом конечных элементов, чтобы обеспечить хорошее представление процесса деформации. В предыдущих исследованиях были предложены различные модели для анализа КПТ [22,23,24,25]. В этом исследовании поле напряжения-деформации зоны сварки было получено из предыдущего моделирования сварки эталонным методом [26] и была создана модель материала, основанная на сдвиговом повреждении (повреждение для пластичных металлов). Плотность сетки контролировалась путем заполнения сторон образца, и использовались стандартные явные линейные трехмерные элементы напряжения. В центре круга было небольшое количество клиновидной сетки C3D8R. Степень свободы во всех направлениях окружности была ограничена 0, а ударный шар был упрощен до твердого тела, а коэффициент масштабирования массы был установлен равным 100. Схема конечно-элементной модели в этом исследовании показана на . При этом определены параметры развития повреждения стали Т2 медь-45. Для меди Т2 значения деформации разрушения, отношения напряжения сдвига и скорости деформации были зафиксированы на уровне 0,5, 1,8 и 0,001 соответственно. Соответствующие значения для стали 45 составили 0,3, 1,5 и 0,001. Значение K s можно зафиксировать на 0,03 и 0,01 для меди и стали соответственно.

        Открыть в отдельном окне

        Конечно-элементная модель образца малого штампа.

        3.1. Анализ испытаний на растяжение и SPT

        Свойства при растяжении являются наиболее основными механическими свойствами для измерения качества сварных соединений [27]. При испытании на растяжение кривая L-D наиболее наглядно отражает деформацию образца. Кривая L-D образца при растяжении показана на рис. На рисунке показаны три отдельные фазы деформации (упругая деформация, пластическая деформация и деформация образования шейки). Примерно прямолинейная линия была обнаружена в упругой зоне 0–0,18 мм, а максимальное значение нагрузки составило около 5,387 кН, расположенное в пластической фазе 0,18–1,64 мм. Окончательное смещение образца при изломе составило 2,38–3,01 мм.

        Открыть в отдельном окне

        Кривая нагрузка-смещение (L-D) испытания на растяжение трех соединений.

        Как показано на , основные свойства соединения Т2 медь-сталь 45 были получены в результате испытания на растяжение, а основные свойства основного металла перечислены на . Очевидно, что соединение показало хорошие механические свойства, так как предел текучести был в 3,73 раза больше, чем у меди Т2, а предел прочности при растяжении превышал низкую прочность основного металла Т2 на 112%. При этом модуль Юнга также приблизился к стали 45. Относительное удлинение превысило 5%, что является минимальным значением, установленным для пластичного материала.

        Таблица 3

        Результаты испытаний на растяжение.

        No. Yield Stress (MPa) Ultimate Tensile Stress (MPa) Young’s Modulus (GPa)
        1 229.03 262.51 169.24
        2 257,24 270,76 178,69
        3 236,51 269,34 174,90 269,34744. 9058 269,3474.0035
        Средняя 240,93 267,54 174,28

        Открыть в отдельном окне

        Таблица 4

        . Механический параметрий.

        Material Yield Stress (MPa) Ultimate Tensile Stress (MPa) Elongation (%) Young’s Modulus (GPa)
        T2 copper 64. 58 238.74 50 115.79
        45 steel >350 >600 >16 >200
        Electron beam welding joint 240.93 267.54 6 174,28

        Открыть в отдельном окне

        В СФТ упругая и пластическая фазы кривых L-D были в центре внимания. Точно так же можно было найти приблизительную прямую линию, и эта область в основном контролировалась упругими свойствами сустава. Остальные четыре фазы также визуально отражены в:

        • Зона I: упругий изгиб;

        • Зона II: переход между упругим и пластическим изгибом;

        • Зона III: Пластическая закалка;

        • Зона IV: размягчение вследствие инициирования повреждения материала;

        • Зона V: Рост трещины круглой формы вокруг центра образца до разрушения.

        Открыть в отдельном окне

        Основные зоны поведения на кривой SPT.

        Кривая нагрузка-перемещение, полученная в результате испытаний SP, позволила нам оценить стандартные технические характеристики, в частности, предел текучести, пластичность и энергию разрушения. Мао и Такахаши [28] предложили некоторые уравнения для прогнозирования предела текучести и предела прочности на растяжение отдельно от измеренной кривой L-D малого пуансона. Предполагалось, что материал демонстрирует пластическое поведение по степенному закону упругости, и была обнаружена следующая корреляция между максимальной малой нагрузкой на продавливание и пределом прочности при растяжении σ UTS :

        σUTS=130(Pmaxt02)−320

        (1)

        Мао и Такахаши также определили нагрузку на кривой малого штампа, P y
        5, где начальная нагрузка 0,
        5 9 -линейность наблюдается на кривой L-D малого пуансона, изображенной на рис. Было предложено другое соотношение, которое коррелирует P y с пределом текучести материала, как в уравнении (2). Соединение было признано пластичным материалом (материалы с удлинением более 5 % считаются пластичными материалами в области машиностроения), важным свойством которого является вязкость разрушения. Вязкость разрушения стали EBW T2 медь–45 можно оценить по кривой L-D следующим образом [29].]:

        σy=360(Pyt02)

        (2)

        JIC=42(δ*t0)3/2−50

        (3)

        где σ y — предел текучести, t 0 — начальная толщина, а δ * — прогиб при разрушении образца малого штампа.

        Как показано на , упругая деформация играла ключевую роль, а объемная доля пустот оставалась неизменной. Затем наблюдался переход от упругой деформации к пластической деформации, и макроскопическая деформация образца малого штампа постепенно становилась очевидной, поскольку пустота начала зарождаться вместе с зарождением трещины. Окончательное смещение излома небольшого образца пуансона составило около 1,68–1,82 мм.

        Открыть в отдельном окне

        L-D кривая КПТ трех суставов.

        После вышеупомянутого суждения эти параметры были рассчитаны с использованием уравнений (1)–(3), которые представлены в .

        Таблица 5

        J IC Данные наших расчетов.

        Δ * /MM P Y /KN P MAX P MAX P . 0004 /kN σ y /MPa σ UTS /MPa J IC /KJ·m −2
        1 1.639 0.149 1.797 214.56 614.44 199.266
        2 1. 566 0.145 1.720 208.8 574.4 182.889
        3 1.856 0.153 1.671 220.32 548.4 250.325

        Open in a separate window

        JIC=JIC1+JIC2+JIC33=210,827 кДж·м−2

        3.

        2. Анализ поведения при изломе

        Место излома соединения T2 медь/сталь 45 показано на . В зоне разрушения наблюдалось значительное образование шейки, что свидетельствовало о явных характеристиках вязкого разрушения. Механизм разрушения в основном проявлялся в различии теплопроводности меди Т2 и стали 45. Поскольку распределение тепла в процессе сварки в основном концентрировалось на медной стороне, это привело к образованию крупных зерен на медной стороне и привело к тому, что ЗТВ на медной стороне образовала самую слабую зону соединения Т2 медь-сталь 45. Что касается зоны сварки, характеристика скорости охлаждения электронно-лучевой сварки привела к образованию мелких зерен в зоне сварки, что привело к относительно более высокой прочности сварного шва. Из с видно, что ЗТВ со стороны меди претерпела явную пластическую деформацию, тогда как ЗТВ со стороны стали практически отсутствовала. Это связано с тем, что разрушение в ЗТВ на медной стороне может быть связано с диффундированием большого количества частиц меди в Fe, а не наоборот, что приводит к возможному образованию микропустот в меди, в то время как на стальную сторону это не повлияло [10]. Эти результаты близко соответствовали результатам предыдущих исследований [10,11]. Кроме того, было обнаружено, что прочность ЗТВ со стальной стороны значительно выше, чем прочность ЗТВ со стороны меди.

        Открыть в отдельном окне

        Открыть в отдельном окне

        Макроскопические диаграммы разрушения образцов на растяжение: ( а ) обра

        Из а видно, что морфология излома при растяжении показала сферические структуры и микропустоты, которые были связаны с микроскопическими особенностями кристаллической хрупкости и разрушения при скалывании. Поверхность излома, показанная на b, указывает на большое количество неглубоких ямок. Более того, форма ямок была равноосной, что свидетельствует о наличии у соединения определенной способности к пластической деформации. Морфология, изображенная на с, показала неглубокие ямки, грани расщепления, уступы и террасы, которые все связаны с трещиной расщепления. Видимые дефекты (нерасплавленная область) и газовые поры, показанные на c, вызвали концентрацию напряжений, тем самым вызывая рост трещины. Таким образом, был сделан вывод, что типы разрушения в образце представляют собой разрушение отколом и вязкое разрушение в смешанной модели. Существенных различий между поверхностями излома разных образцов не было.

        Открыть в отдельном окне.

        Открыть в отдельном окне.

        Как показано в , пластическая деформация в основном отражалась в кольцевой форме Эрихсена диска [30]. По мере того как ударный шар продолжал движение вниз и пластическая деформация заканчивалась, сначала в ЗТВ на медной стороне с обеих сторон появлялись микротрещины. С увеличением центрального прогиба кольцевой зоны в образце микротрещина и повреждение будут постепенно формироваться и расширяться. При дальнейшем продолжении внешней нагрузки основная трещина быстро расширилась и вызвала явные макроскопические трещины на левой ЗТВ со стороны меди. Вторичная трещина, образовавшаяся на правой ЗТВ со стороны меди, явилась результатом дальнейшего расширения микротрещины. При этом также было обнаружено явное увеличение нароста, свидетельствующее о накоплении повреждений. Внешние границы области инициации (aA) имели большое количество полос скольжения [30], а деформация была больше сосредоточена на медной стороне, что показало, что накопление повреждений в основном происходило в области инициации, но сначала происходило разрушение. произошло в начальной области трещины (: точка c).

        Открыть в отдельном окне

        Макроморфология разрушения образца СПД: ( a ) область зарождения, ( b ) средняя область, ( c ) область начальной трещины.

        Как показано на , на поверхности излома образца SPT появились ямки и сферические структуры, указывающие на разрушение при скалывании и вязкое разрушение соответственно. Механизм включал зарождение микропустот (точки от a до b), рост полости, агрегацию соседних полостей с образованием трещин (точки от b до c) и распространение трещины, приводящее к разрушению (точка c). Основным источником образования пустот была разница в физических свойствах меди Т2 и стали 45. В частности, теплопроводность меди Т2 намного выше, чем у стали 45, в результате чего в процессе сварки большое количество тепла отводится в сторону меди. Таким образом, рост со стороны меди значительно увеличился, а размер зерна стал грубым. Температура вязко-хрупкого перехода биматериала увеличилась, что привело к снижению ударной вязкости. Следовательно, этот регион стал самым слабым регионом. Между тем, крупнозернистые области и большой размер пустот (дефектов) индуцировали образование микроскопических пустот.

        Открыть в отдельном окне

        Открыть в отдельном окне

        СЭМ микроморфология поверхности излома образца СПД: ( a c ) в соответствии с точками ( a c ) , соответственно.

        Независимо от причины их образования микроскопические пустоты продолжали расти под действием внешних сил, а соседние полости соединялись друг с другом, образуя трещины. Под действием непрерывных внешних сил поперечное сечение матрицы между полостями продолжало уменьшаться. В конце концов, эти обстоятельства привели к перелому.

        3.3. SPT Simulation

        Положение зарождения трещины в образце в результатах моделирования методом конечных элементов показано на . Отчетливо видно, что результаты были аналогичны экспериментальным результатам. Разрушение образца произошло не полностью в центре образца, а линейная трещина возникла после того, как было достигнуто смещение разрушения. В результатах конечно-элементного анализа переменные выходные данные выводились кадр за кадром, поэтому время разрушения образца не могло быть точно получено в результате конечно-элементного анализа. Однако можно было определить, что разрушение произошло в ЗТВ вблизи медной стороны. Кроме того, поскольку трещину можно считать вызванной удалением клеток, было обнаружено, что ширина трещины связана с размером сетки конечных элементов. Видно, что в интервале 0,0125 с после начала трещины скорость распространения трещины была чрезвычайно высокой, и мгновенно образовалась макротрещина большого размера.

        Открыть в отдельном окне

        Моделирование разрушения SPT: ( a ) начальная стадия, ( b ) средняя стадия, ( c ) начальная стадия растрескивания.

        Как видно из рисунка , напряжение в основном было сосредоточено в центре круга, а напряжение со стороны стали было значительно больше, чем напряжение со стороны меди, потому что ударная вязкость меди явно лучше, чем ударная вязкость стали. Поскольку центр шарика сместился к стальной стороне при вдавливании маленького шарика, напряжение в основном было сосредоточено на стальной стороне. Напряжение падало от центрального круга к окружности. Трещина впервые появилась в ЗТВ со стороны меди и имела тенденцию к расширению в направлении стальной стороны. Кроме того, очевидно, что эксперимент и моделирование соответствовали увеличению смещения.

        Открыть в отдельном окне

        Сравнение эксперимента и моделирования кривой L-D.

        • (1)

          По результатам испытаний на растяжение предел прочности соединения Т2 медь–сталь 45 определен равным 267,54 МПа, предел текучести – 240,93 МПа, модуль Юнга – 174,28 ГПа. Затем определили вязкость разрушения, равную 210,827 кДж·м -2 , с использованием SPT.

        • (2)

          Испытание на растяжение показало, что разрыв произошел в ЗТВ со стороны меди, так как теплопроводность меди намного выше, чем у стали, что предполагает выделение большого количества тепла на медь стороны в процессе сварки. Таким образом, зерно стало слишком крупным, что привело к тому, что ЗТВ со стороны меди оказалась самой слабой областью соединения. При дальнейшем развитии деформации образец заканчивался явным сужением.

        • (3)

          SPT при комнатной температуре показало, что трещины сначала возникли в результате зарождения микропор и роста полости. При образовании макротрещины с противоположной стороны также появлялась вторичная трещина. После завершения СПД на поверхности образца интуитивно виден признак эрихсеновской формы и нарост. Появление полосы скольжения указывало на смещение между начальным накоплением повреждений и начальной областью трещины. Кроме того, было обнаружено, что типы излома образца представляют собой излом откола и вязкий излом, как определено с помощью СЭМ. На основании теоретического анализа и анализа ABAQUS был сделан вывод, что трещина впервые появилась в ЗТВ на медной стороне, а прогиб контролировался разницей ударной вязкости.

        П.Л. придумали и разработали эксперименты. П.Л. проводил опыты. П.Л. написал бумагу. П.Л. проанализировали данные и обсудили результаты. П.Л., Дж.Б. и Ю.Б. проверил и отредактировал рукопись.

        Настоящая работа была поддержана проектом Фонда естественных наук провинции Чжэцзян, номер гранта (QY18E050001).

        Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

        1. Чжоу С., Дуань Дж., Чжан Ф., Чжун С. Исследование механической прочности разнородных стыковых соединений титан-алюминий методом лазерной сварки-пайки. Материалы. 2019;12:712. doi: 10.3390/ma12050712. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

        2. Yang C.H.W. , Jiang S.H.J. Статистический анализ Вейбулла колебаний прочности для прогнозирования разрушения и структурной долговечности разнородных соединений Al-Cu, сваренных трением с перемешиванием, в корреляции с металлургическими характеристиками соединения. Материалы. 2019;12:205 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

        3. Шири С.Г., Назарзаде М., Шарифитабар М., Афарани М.С. Газовая вольфрамовая дуговая сварка CP-меди с нержавеющей сталью 304 с использованием различных присадочных материалов. Транс. Цветные металлы. соц. Подбородок. 2012;22:2937–2942. doi: 10.1016/S1003-6326(11)61553-7. [CrossRef] [Google Scholar]

        4. Yuan X., Sheng G., Qin B., Huang W., Zhou B. Импульсное диффузионное соединение титанового сплава с нержавеющей сталью. Матер. Характер. 2008; 59: 930–936. doi: 10.1016/j.matchar.2007.08.003. [CrossRef] [Google Scholar]

        5. Chen S., Huang J., Xia J., Zhao X., Lin S. Влияние параметров обработки на характеристики лазерной сварки нержавеющей стали/меди. Дж. Матер. Процесс. Технол. 2015; 222:43–51. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2015.03.003. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        6. Guo S., Zhou Q., Peng Y., Shi M. Электронно-лучевая сварка разнородных материалов и получение изображений. коммун. вычисл. Инф. науч. 2014; 463:218–226. [Google Scholar]

        7. Пэн Ю., Ван К., Чжоу Ц., Ван Ю., Фу П. Технология контроля качества луча и устройства электронно-лучевой сварки. Вакуум. 2011; 86: 261–266. doi: 10.1016/j.vacuum.2011.06.017. [CrossRef] [Google Scholar]

        8. Шакил М., Ахмад М., Тарик Н., Хасан Б., Ахтер Дж., Ахмед Э., Мехмуд М., Чоудри М., Икбал М. Исследования микроструктуры и твердости сваренных электронным лучом Inconel 625 и нержавеющей стали 304L. Вакуум. 2014; 110:121–126. doi: 10.1016/j.vacuum.2014.08.016. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        9. Магнабоско И., Ферро П., Бонолло Ф., Арнберг Л. Исследование микроструктуры зоны сплавления при электронно-лучевой сварке медь–нержавеющая сталь. Матер. науч. англ. А. 2006; 424:163–173. doi: 10.1016/j.msea.2006.03.096. [CrossRef] [Google Scholar]

        10. Кар Дж., Рой С.К., Рой Г.Г. Влияние колебаний луча на электронно-лучевую сварку меди с нержавеющей сталью AISI-304. Дж. Матер. Процесс. Технол. 2016; 233:174–185. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2016.03.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        11. Yao C., Xu B., Zhang X., Huang J., Fu J., Wu Y. Микроструктура поверхности раздела и механические свойства разнородного соединения медь–сталь при лазерной сварке. Опц. Лазеры инж. 2009; 47: 807–814. doi: 10.1016/j.optlaseng.2009.02.004. [CrossRef] [Google Scholar]

        12. Байк Дж.-М., Камеда Дж., Бак О. Оценка межкристаллитного охрупчивания легированной стали методом малого продавливания. Скр. Встретились. 1983; 17: 1443–1447. doi: 10.1016/0036-9748(83)-3. [CrossRef] [Google Scholar]

        13. Буллох Дж. Исследование вязкости разрушения материалов и некоторые данные испытаний на небольшой штамп для низколегированных сталей. англ. Потерпеть неудачу. Анальный. 2004; 11: 635–653. doi: 10.1016/j.engfailanal.2003.05.020. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        14. Chica J.C., Díez P.M.B., Calzada M.P. Разработка усовершенствованного метода прогнозирования предела текучести стальных сплавов в испытании на малый продавливание. Матер. Дес. 2018; 148:153–166. doi: 10.1016/j.matdes.2018.03.064. [CrossRef] [Google Scholar]

        15. LaCalle R., Alvarez J.A., Gutiérrez-Solana F., Gutiérrez-Solana F. Анализ ключевых факторов для интерпретации результатов малых ударных испытаний*. Фракция усталости. англ. Матер. Структура 2008; 31: 841–849. doi: 10.1111/j.1460-2695.2008.01262.x. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        16. Ма Ю.В., Юн К.Б. Оценка предела прочности при растяжении методом малого штампа поперечно-изотропного алюминиевого сплава 2024, полученного методом равноканального углового прессования. Матер. науч. англ. А. 2010;527:3630–3638. doi: 10.1016/j.msea.2010.02.057. [CrossRef] [Google Scholar]

        17. Dymáček P., Milička K. Испытание на ползучесть с малым штампом и его численное моделирование. Матер. науч. англ. А. 2009; 510:444–449. doi: 10.1016/j.msea.2008.06.053. [CrossRef] [Google Scholar]

        18. Чанг Ю.-С., Ким Дж.-М., Чой Дж.-Б., Ким Ю.-Дж., Ким М.-К., Ли Б.- С. Вывод сопротивления вязкому разрушению с использованием небольших образцов пуансона. англ. Фракт. мех. 2008; 75:3413–3427. doi: 10.1016/j.engfracmech.2007.06.006. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        19. Cuesta I., Alegre J.M. Определение вязкости разрушения путем применения подхода структурной целостности к предварительно растрескавшимся образцам для испытаний на небольшой удар. англ. Фракт. мех. 2011; 78: 289–300. doi: 10.1016/j.engfracmech.2010.09.004. [CrossRef] [Google Scholar]

        20. Liu P., Shi Q., ​​Wang W., Wang X., Zhang Z. Микроструктура и рентгеноструктурный анализ соединений СТП разнородных материалов медь T2/алюминий 5A06. Матер. лат. 2008;62:4106–4108. doi: 10.1016/j.matlet.2008.06. 004. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        21. Ван С., Чу П., Тан Б., Тянь С., Ван С., Лин К., Чу П. Улучшение поверхностных свойств углеродистой стали 45 # с помощью плазменной иммерсионной ионной имплантации. Тонкие твердые пленки. 1997; 311:190–195. [Google Scholar]

        22. Соярслан С., Гюльчимен Б., Баргманн С., Хэнер П. Моделирование разрушения при испытаниях на небольшой штамп для малых и больших условий текучести при различных температурах. Междунар. Дж. Мех. науч. 2016; 106: 266–285. doi: 10.1016/j.ijmecsci.2015.12.007. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        23. Турба К., Гюльчимен Б., Ли Ю., Благоева Д., Хэнер П., Херст Р. Внедрение новой геометрии образца с надрезом для определения свойств разрушения с помощью испытания на небольшой штамп. англ. Фракт. мех. 2011;78:2826–2833. doi: 10.1016/j.engfracmech.2011.08.014. [CrossRef] [Google Scholar]

        24. Симоновски И., Холмстрем С., Бруххаузен М. Испытание искривленных образцов на растяжение при малом продавливании: анализ методом конечных элементов и эксперимент. Междунар. Дж. Мех. науч. 2017;120:204–213. doi: 10.1016/j.ijmecsci.2016.11.029. [CrossRef] [Google Scholar]

        25. Харуш С., Приэль Э., Морено Д., Бусиба А., Сильверман И., Тургеман А., Шнек Р., Гельбштейн Ю. Оценка механических свойств SS- Тонкая фольга 316L с помощью испытаний на небольшие пробивки и анализа методом конечных элементов. Матер. Дес. 2015;83:75–84. doi: 10.1016/j.matdes.2015.05.049. [CrossRef] [Google Scholar]

        26. Лаки П., Адамус К. Численное моделирование процесса электронно-лучевой сварки. вычисл. Структура 2011; 89: 977–985. doi: 10.1016/j.compstruct.2011.01.016. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]

        27. Li M., Shi Z., Wu X., Wang H., Liu Y. Исследование микроструктуры и характера развития трещин в сплаве Al-5Fe-1,5Er. Материалы. 2019;12:172. doi: 10.3390/ma12010172. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

        28. Mao XY, Takahashi H. Разработка еще более миниатюрного образца диаметром 3 мм для испытаний на небольшой пробивной диск temp (φ3 мм).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.