Теплопроводность у меди: Тепловые свойства меди

alexxlab | 06.09.1970 | 0 | Разное

Содержание

Тепловые свойства меди

Характерной особенностью меди является ее высокая теплопроводность, в 6 раз большая, чем у железа, и более высокая, чем у железа, механическая стойкость при низких температурах.
Коэффициент теплопроводности меди при температуре 20–100 °С составляет 394 Вт/(м*К) – выше только у серебра. Стальной прокат уступает меди по этому показателю почти в 9 раз, а железо – в 6. Различные примеси по-разному влияют на физические свойства металлов. У меди скорость передачи тепла снижается при добавлении в материал или попадании в результате технологического процесса алюминия, железа, кислорода, мышьяка, сурьмы, серы, селеа, фосфора.
Высокая теплопроводность характеризуется быстрым распространением энергии нагрева по всему объему предмета. Эта способность обеспечила меди широкое применение в любых системах теплообмена, особенно труб, листовой меди и медной проволоки. Ее используют при изготовлении трубок и радиаторов холодильников, кондиционеров, вакуумных установок, автомашин для отвода избыточного тепла охлаждающей жидкости.

В отопительных приборах подобные изделия из меди служат для обогрева.
Способность меди проводить тепло снижается при нагреве. Значения коэффициента теплопроводности меди в воздухе зависит от температуры последнего, которая влияет на теплоотдачу (охлаждение). Чем выше температура окружающей среды, тем медленнее остывает металл и ниже его теплопроводность. Поэтому во всех теплообменниках используют принудительный обдув вентилятором – это повышает эффективность работы устройств и одновременно поддерживает тепловую проводимость на оптимальном уровне.
Тепловое расширение меди (при 20 – 100 град. C) – 0,0168 мм / м / ºC.
Чистая медь и ее сплавы не являются жаростойкими материалами, однако, в некоторых случаях они применяются при повышенных температурах, когда от конструкции требуется повышенная электропроводность или теплопроводность. Используется медь с низким содержанием кислорода (<<0,04 %). Когда требуется прочность изделия, то вводится мышьяк (0,4 %).

Добавки Сё (1,0 %), Сг (0,3 %) и Ag (0,1 %) также улучшают механические свойства меди при повышенных температурах, причем электропроводность при этом остается практически без изменения.
У меди высокая теплопроводность, что обуславливает достаточно сложный процесс монтажных и других работ, имеющих свою специфику. Сварка, пайка, резка меди требует более концентрированного нагрева, чем для стали, и зачастую предварительного и сопутствующего подогрева металла.
Медь, помимо широкого применения в технике по причине ее высокой электропроводности, используется в химическом машиностроении в качестве конструкционного материала для изготовления разнообразной химической аппаратуры и, в особенности, теплообменной аппаратуры (выпарные аппараты, теплообменники, конденсаторы, испарители, змеевики). Объясняется это высокой теплопроводностью меди и ее сплавов, их благоприятными физико-механическими свойствами при достаточно высокой.
Существует несколько марок меди, теплопроводность которых при низких температурах может быть весьма различной в зависимости от количества и характера примесей.

Температура плавления меди 1083,85 C (1357.77 ± 0.20·K).

Принятые значения термодинамических величин для меди и ее соединений в кристаллической и жидкой фазах.

Вещество	Состояние	H°(298.15K)-H°(0)	S°(298.15K)	C_p°(298.15K)	Коэффициенты в уравнении для C_p°(T)^а			Интервал температур	T_tr или T_m		D_trHили D_mH
		кДж×моль^‑1	Дж×K^‑1×моль^‑1		a	b×10³	c×10^‑⁵	K			кДж×моль^‑1

Cu	к, куб.	5.004	33.15	24.44	22.287	12.923	0.587^б	298.15-1357.77		1357.77	13.14
	ж	–	–	–	32.8	–	–	1357.77-4500		–	–
CuO	к,монокл.	7.11	42.74	42.30	48.589	7.201	7.499	298.15-1500		1500	49
	ж	–	–	–	67	–	–	1500-4000		–	–
Cu₂O	к, куб.	12.6	92.55	62.60	64.553	17.578	6.395	298.15-1517		1517	65.6
	ж	–	–	–	100	–	–	1517-4000		–	–
Cu(OH)₂	к, ромб.	12.45	80.50	78,0	95.784	11.521	18.862	298.15-322		322	0.456
	к, ромб.	–	–	–	95.784	11.521	18.862	322-1000		–	–
CuF	к, куб.	9.5	65	52.0	55.024	9.137	5.110	298.15-1300		–	–
	к, куб.	–	–	–	66.6	–	–	1300-2000		–	–
CuF₂	кII,монокл.	12.15	77.8	65.815	73.100	21.277	12.115	298.15-1065		1065	3
	кI, куб.	–	–	–	90	–	–	1065-1109		1109	55
	ж	–	–	–	100	–	–	1109-3000		–	–
CuCl	кII, куб.	11.4	87.74	52.55	38.206	38.315	-2.596	298.15-685		685	6.5
	кI, гекс.	–	–	–	79	–	–	685-696		696	7.08
	ж	–	–	–	29.319	14.818	-116.637	696-1200		–	–
	ж	–	–	–	49.200	5.000	–	1200-3000		–	–
CuCl₂	кII,монокл.	14.983	108.07	71.88	78.888	5.732	7.749	298.15-675		675	0.7
	кI, куб.	–	–	–	82.4	–	–	675-871		871	15
	ж	–	–	–	100	–	–	871-2000		–	–
CuBr	кIII, куб.	12.104	96.1	54.90	-324.417	2241.940	-38.227^б	298.15-657		657	4.6
	кII, гекс.	–	–	–	93.175	-27.924	–	657-741		741	2.15
	кI, куб.	–	–	–	83	–	–	741-759		759	5.1
	ж	–	–	–	38.365	7.807	-115.447	759-1200		–	–
	ж	–	–	–	49.750	5.000	–	1200-2000		–	–
CuBr₂	к,монокл.	15.5	135	75.0	81.117	4.547	6.643	298.15-2000		–	–
CuI	кIII, куб.	12.1	96.1	54.0	381.138	-1139.67	77.215^б	298.15-643		643	3.1
	кII, гекс.	–	–	–	-85.852	339.060	–	643-679		679	2.7
	кI, куб.	–	–	–	116.854	-62.123	–	679-868		868	7.93
	ж	–	–	–	55.205	-2.435	-105.925	868-1400		–	–
	ж	–	–	–	50.20	5.0	–	1400-2000		–	–
CuI₂	к	16	153	76	70.053	19.947	–	298.15-1000		–	–
CuS	к, гекс.	9.44	67.27	47.31	43.675	20.127	2.103	298.15-2000		–	–
Cu₂S	кIII,монокл.	15.8	116.22	76.86	17.070	163.596	-9.791	298.15-376		376	3.79
	кII, гекс.	–	–	–	-1831.18	7221.15	-537.89^б	376-710		710	1.19
	кI, куб.	–	–	–	53.634	20.768	-81.748	710-1400		1400	12.8
	ж	–	–	–	90	–	–	1400-3000		–	–
CuSO₄	к, ромб.	16.86	109.2	98.87	89.674	106.341	17.016^б	298.15-1100		–	–
	ж	–	–	–	159.4	–	–	1100-2000		–	–
^aC_p°(T)=a + bT – cT^-2 + dT² + eT³ (вДж×K^‑1×моль^‑1) Cu: ^бd=-13.927×10^-6, e=7.476^. 10^-9 CuBr: ^б d=-4815.530×10^-6, e=3620.190^. 10^-9 CuI: ^б d=1119.510^.10^-6 Cu₂S: ^б d=-10044.20×10^-6, e=4895.09^.10^-9 CuSO₄: ^б d=-37.887^.10^-6

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности чистой меди при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град).

Таблица теплопроводности латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов
Сплав	Температура, К	Теплопроводность, Вт/(м·град)
Медно-никелевые сплавы
Бериллиевая медь	300	111
Константан зарубежного производства	4…10…20…40…80…300	0,8…3,5…8,8…13…18…23
Константан МНМц40-1,5	273…473…573…673	21…26…31…37
Копель МНМц43-0,5	473…1273	25…58
Манганин зарубежного производства	4…10…40…80…150…300	0,5…2…7…13…16…22
Манганин МНМц 3-12	273…573	22…36
Мельхиор МНЖМц 30-0,8-1	300	30
Нейзильбер	300…400…500…600…700	23…31…39…45…49
Латунь
Автоматная латунь UNS C36000	300	115
Л62	300…600…900	110…160…200
Л68 латунь деформированная	80…150…300…900	71…84…110…120
Л80 полутомпак	300…600…900	110…120…140
Л90	273…373…473…573…673…773…873	114…126…142…157…175…188…203
Л96 томпак волоченый	300…400…500…600…700…800	244…245…246…250…255…260
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая	300…600…900	84…120…150
ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая	300…600…900	70…100…120
ЛО62-1 оловянистая	300	99
ЛО70-1 оловянистая	300…600	92…140
ЛС59-1 латунь отожженая	4…10…20…40…80…300	3,4…10…19…34…54…120
ЛС59-1В латунь свинцовистая	300…600…900	110…140…180
ЛТО90-1 томпак оловянистый	300…400…500…600…700…800…900	124…141…157…174…194…209…222
Бронза
БрА5	300…400…500…600…700…800…900	105…114…124…133…141…148…153
БрА7	300…400…500…600…700…800…900	97…105…114…122…129…135…141
БрАЖМЦ10-3-1,5	300…600…800	59…77…84
БрАЖН10-4-4	300…400…500	75…87…97
БрАЖН11-6-6	300…400…500…600…700…800	64…71…77…82…87…94
БрБ2, отожженая при 573К	4…10…20…40…80	2,3…5…11…21…37
БрКд	293	340
БрКМЦ3-1	300…400…500…600…700	42…50…55…54…54
БрМЦ-5	300…400…500…600…700	94…103…112…122…127
БрМЦС8-20	300…400…500…600…700…800…900	32…37…43…46…49…51…53
БрО10	300…400…500	48…52…56
БрОС10-10	300…400…600…800	45…51…61…67
БрОС5-25	300…400…500…600…700…800…900	58…64…71…77…80…83…85
БрОФ10-1	300…400…500…600…700…800…900	34…38…43…46…49…51…52
БрОЦ10-2	300…400…500…600…700…800…900	55…56…63…68…72…75…77
БрОЦ4-3	300…400…500…600…700…800…900	84…93…101…108…114…120…124
БрОЦ6-6-3	300…400…500…600…700…800…900	64…71…77…82…87…91…93
БрОЦ8-4	300…400…500…600…700…800…900	68…77…83…88…93…96…100
Бронза алюминиевая	300	56
Бронза бериллиевая состаренная	20…80…150…300	18…65…110…170
Бронза марганцовистая	300	9,6
Бронза свинцовистая производственная	300	26
Бронза фосфористая 10%	300	50
Бронза фосфористая отожженая	20…80…150…300	6…20…77…190
Бронза хромистая UNS C18200	300	171

Примечание: Температура в таблице дана в градусах Кельвина!

Температура плавления латуни

Температура плавления латуни рассмотренных марок изменяется в интервале от 865 до 1055 °С. Наиболее легкоплавкой является марганцовистая латунь ЛМц58-2 с температурой плавления 865°С. Также к легкоплавким латуням можно отнести: Л59, Л62, ЛАН59-3-2, ЛКС65-1,5-3 и другие.

Наибольшую температуру плавления имеет латунь Л96 (1055°С). Среди тугоплавких латуней по данным таблицы можно также выделить: латунь Л90, ЛА85-0,5, томпак оловянистый ЛТО90-1.

Температура плавления латуни
Латунь	t, °С	Латунь	t, °С
Л59	885	ЛМц55-3-1	930
Л62	898	ЛМц58-2 латунь марганцовистая	865
Л63	900	ЛМцА57-3-1	920
Л66	905	ЛМцЖ52-4-1	940
Л68 латунь деформированная	909	ЛМцОС58-2-2-2	900
Л70	915	ЛМцС58-2-2	900
Л75	980	ЛН56-3	890
Л80 полутомпак	965	ЛН65-5	960
Л85	990	ЛО59-1	885
Л90	1025	ЛО60-1	885
Л96 томпак волоченый	1055	ЛО62-1 оловянистая	885
ЛА67-2,5	995	ЛО65-1-2	920
ЛА77-2	930	ЛО70-1 оловянистая	890
ЛА85-0,5	1020	ЛО74-3	885
ЛАЖ60-1-1	904	ЛО90-1	995
ЛАЖМц66-6-3-2	899	ЛС59-1	900
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая	892	ЛС59-1В латунь свинцовистая	900
ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5	940	ЛС60-1	900
ЛЖМц59-1-1	885	ЛС63-3	885
ЛК80-3	900	ЛС64-2	910
ЛКС65-1,5-3	870	ЛС74-3	965
ЛКС80-3-3	900	ЛТО90-1 томпак оловянистый	1015

Температура плавления бронзы

Температура плавления бронзы находится в диапазоне от 854 до 1135°С. Наибольшей температурой плавления обладает бронза АЖН11-6-6 — она плавится при температуре 1408 К (1135°С). Температура плавления этой бронзы даже выше, чем температура плавления меди, которая составляет 1084,6°С.

К бронзам с невысокой температурой плавления можно отнести: БрОЦ8-4, БрБ2, БрМЦС8-20, БрСН60-2,5 и подобные.

Температура плавления бронзы
Бронза	t, °С	Бронза	t, °С
БрА5	1056	БрОС8-12	940
БрА7	1040	БрОСН10-2-3	1000
БрА10	1040	БрОФ10-1	934
БрАЖ9-4	1040	БрОФ4-0.25	1060
БрАЖМЦ10-3-1,5	1045	БрОЦ10-2	1015
БрАЖН10-4-4	1084	БрОЦ4-3	1045
БрАЖН11-6-6	1135	БрОЦ6-6-3	967
БрАЖС7-1,5-1,5	1020	БрОЦ8-4	854
БрАМЦ9-2	1060	БрОЦС3,5-6-5	980
БрБ2	864	БрОЦС4-4-17	920
БрБ2,5	930	БрОЦС4-4-2,5	887
БрКМЦ3-1	970	БрОЦС5-5-5	955
БрКН1-3	1050	БрОЦС8-4-3	1015
БрКС3-4	1020	БрОЦС3-12-5	1000
БрКЦ4-4	1000	БрОЦСН3-7-5-1	990
БрМГ0,3	1076	БрС30	975
БрМЦ5	1007	БрСН60-2,5	885
БрМЦС8-20	885	БрСУН7-2	950
БрО10	1020	БрХ0,5	1073
БрОС10-10	925	БрЦр0,4	965
БрОС10-5	980	Кадмиевая	1040
БрОС12-7	930	Серебряная	1082
БрОС5-25	899	Сплав ХОТ	1075

Примечание: температура плавления и кипения других распространенных металлов приведена в этой таблице.

Источники:

Физические величины. Справочник. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967 — 474 с.

Теплопроводность меди – как влияет на свойства меди? + Видео

Высокая теплопроводность меди наряду с другими замечательными свойствами определила этому металлу значимое место в истории развития человеческой цивилизации. Изделия из меди и ее сплавов используются практически во всех сферах нашей жизни.

1 Медь – коротко про теплопроводность

Теплопроводностью называют процесс переноса энергии частиц (электронов, атомов, молекул) более нагретых участков тела к частицам менее нагретых его участков. Такой теплообмен приводит к выравниванию температуры. Вдоль тела переносится только энергия, вещество не перемещается. Характеристикой способности проводить тепло является коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, которая проходит через материал площадью 1 м², толщиной 1 м, за 1 секунду при единичном градиенте температуры.

Коэффициент теплопроводности меди при температуре 20–100 °С составляет 394 Вт/(м*К) – выше только у серебра. Стальной прокат уступает меди по этому показателю почти в 9 раз, а железо – в 6. Различные примеси по-разному влияют на физические свойства металлов. У меди скорость передачи тепла снижается при добавлении в материал или попадании в результате технологического процесса таких веществ, как:

алюминий;
железо;
кислород;
мышьяк;
сурьма;
сера;
селен;
фосфор.

Высокая теплопроводность характеризуется быстрым распространением энергии нагрева по всему объему предмета. Эта способность обеспечила меди широкое применение в любых системах теплообмена. Ее используют при изготовлении трубок и радиаторов холодильников, кондиционеров, вакуумных установок, автомашин для отвода избыточного тепла охлаждающей жидкости. В отопительных приборах подобные изделия из меди служат для обогрева.

Способность меди проводить тепло снижается при нагреве. Значения коэффициента теплопроводности меди в воздухе зависит от температуры последнего, которая влияет на теплоотдачу (охлаждение). Чем выше температура окружающей среды, тем медленнее остывает металл и ниже его теплопроводность. Поэтому во всех теплообменниках используют принудительный обдув вентилятором – это повышает эффективность работы устройств и одновременно поддерживает тепловую проводимость на оптимальном уровне.

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

3 Минусы высокой теплопроводности

Низкая теплопроводность во многих случаях является нужным свойством – на этом основана теплоизоляция. Использование медных труб в системах отопления приводит к гораздо большим потерям тепла, чем при применении магистралей и разводок из других материалов. Медные трубопроводы требуют более тщательной теплоизоляции.

У меди высокая теплопроводность, что обуславливает достаточно сложный процесс монтажных и других работ, имеющих свою специфику. Сварка, пайка, резка меди требует более концентрированного нагрева, чем для стали, и зачастую предварительного и сопутствующего подогрева металла.

При газовой сварке меди необходимо использование горелок мощностью на 1–2 номера выше, чем для стальных деталей такой же толщины. Если медь толще 8–10 мм, рекомендуется работать с двумя или даже тремя горелками (часто сварку производят одной, а другими осуществляют подогрев). Сварочные работы на переменном токе электродами сопровождаются повышенным разбрызгиванием металла. Резак, достаточный для толщины высокохромистой стали в 300 мм, подойдет для резки латуни, бронзы (сплавы меди) толщиной до 150 мм, а чистой меди всего в 50 мм. Все работы связаны с значительно большими затратами на расходные материалы.

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Медь – один из главных компонентов в электронике, используется во всех микросхемах. Она отводит и рассеивает тепло, образующееся при прохождении тока. Ограничение быстродействия компьютеров обусловлено увеличением нагрева процессора и других элементов схем при росте тактовой частоты. Разбиение на несколько ядер, работающих одновременно, и другие способы борьбы с перегревом себя исчерпали. В настоящее время ведутся разработки, направленные на получение проводников с более высокой электропроводимостью и теплопроводностью.

Открытый недавно учеными графен способен значительно увеличить теплопроводность медных проводников и их возможность к рассеиванию тепла. При проведении эксперимента слой меди покрыли графеном со всех сторон. Это улучшило теплоотдачу проводника на 25 %. Как объяснили ученые, новое вещество меняет структуру передачи тепла и позволяет энергии двигаться в металле свободнее. Изобретение находится на стадии доработки – при эксперименте использовался медный проводник гораздо больших размеров, чем в процессоре.

Шаг пятый. Медь vs алюминий

Шаг пятый.
Предыдущие шажки можно увидеть здесь.
Достался мне тут недавно бракованный кулер Titan D5TB/Cu35. Все было нормально, но основание не отшлифовано совсем, медный пятак имел частые борозды видимо от отрезного станка глубиной примерно 0,5 мм.
Решено было – отполировать и поставить.
Эффект превзошел все ожидания. Температура, под нагрузкой, упала до 47 градусов.
Как это возможно? Алюминий эффективней меди?

В теории:

Теплопроводность:
Алюминий 180-200 Вт/м*К
Медь обычная 300-320 Вт/м*К

Плотность:
Рал=2700 кг/м3
Рмед=8940 кг/м3, где Р-плотность

Удельная теплоёмкость:
Алюминий – 880 Дж / кг*К
Медь – 385 Дж / кг*К

видим, что:
· плотность меди выше, чем у алюминия примерно в 3,31 раза
· теплопроводность меди выше, чем у алюминия примерно в 1,66-1,75 раза
· теплоёмкость медного радиатора меньше, чем у алюминиевого примерно в 2,28 раза, при равной массе.

Таким образом, если радиаторы одинаковые по размерам и форме, то выполненный из меди будет в 3,31 раза тяжелее, его теплоемкость будет примерно в 1.44 раз больше чем у алюминиевого. Следовательно, при одинаковой нагрузке медный радиатор нагреется в 1.44 раза меньше. При большей разнице температур между процессорным ядром и радиатором теплообмен проходит эффективнее, следовательно, медный радиатор лучше.
Но на практике, я заменил медный радиатор на алюминиевый и выиграл. Почему?
В данном случае я заменил небольшой, но тяжелый радиатор от Thermaltake Volcano 10, с частыми тонкими ребрами, на вдвое больший радиатор от Titan D5TB/Cu35 с достаточно редкими и толстыми ребрами. Масса радиаторов примерно равна, поэтому теплоемкость алюминиевого радиатора будет больше. Следовательно, нагреваться он будет дольше. Кроме того, сопротивление воздушному потоку меньше из-за большей ширины каналов. Следовательно, через алюминиевый радиатор проходит большее количество воздуха, и он (воздух) забирает больше тепла. Тепловой баланс устанавливается на низшей отметке температуры, так как, во-первых, за единицу времени больше тепла отдается в атмосферу вследствие большего количества проходящего воздуха, а площадь теплообмена у обоих радиаторов примерно равна. А во-вторых, сам радиатор нагревается медленнее вследствие большей теплоемкости, поэтому для достижения равной с медным радиатором температуры алюминиевому требуется больше времени, что усугубляет первое положение. Кроме того, возможно в радиаторе от Thermaltake Volcano 10 образовывались не продуваемые зоны, в которых застаивался теплый воздух.
Основное преимущество меди, большая теплопроводность, в данном случае существенного влияния не оказывает, ввиду слабого воздушного потока вследствие чего и алюминиевый и медный радиаторы успевают равномерно распределить тепло по поверхности своих ребер и, следовательно, единица площади ребер обоих радиаторов отдает воздуху примерно равное количество тепла.
Все, что здесь написано, отражает мою личную точку зрения и не более. Я не старался придерживаться классической терминологии и возможно применил неверные определения, за что прошу строго меня не судить.

Конструктивная критика принимается здесь.

Медь теплопроводность – Справочник химика 21

Медь, серебро и золото несколько выпадают из общей для переходных металлов закономерности по своему электронному строению с валентной конфигурацией Они характеризуются более низкими температурами плавления и кипения, чем предшествующие им переходные элементы, и являются довольно мягкими металлами. Проявление таких свойств соответствует закономерной тенденции к ослаблению металлических связей, обнаруживаемой начиная с группы У1Б(Сг-Мо- У). Эта тенденция объясняется постепенным уменьшением числа неспаренных -электронов у атомов металлов второй половины переходных рядов. Медь, серебро и золото обладают очень большой электро- и теплопроводностью, поскольку их электронное строение обусловливает высокую подвижность 5-электронов. Эти металлы ковки, пластичны и инертны и могут находиться в природе в металлическом состоянии. Они встречаются довольно редко и поэтому имеют высокую стоимость, но все же распространены значительно больше, чем платиновые металлы. Относительно большая распространенность и возможность существования этих металлов в природе в несвязанном виде послужили причиной того, что они явились первыми металлами, с которыми познакомился чёловск и кошрые иН научился обрабатывать. По-видимому, первым металлом, который стали восстанавливать из его руды, была медь. Металлургия началась с открытия того, что сплав меди с оловом (естественно встречающаяся примесь) дает намного более твердый материал – бронзу. Медные предметы были найдены [c.446]
Общие свойства меди и ее сплавов. Медь, помимо широкого применения в технике по причине ее высокой электропроводности, используется в химическом машиностроении в качестве конструкционного материала для изготовления разнообразной химической аппаратуры и в особенности теплообменной аппаратуры (выпарные аппараты,теплообменники,конденсаторы, испарители, змеевики и т. п.). Объясняется это высокой теплопроводностью меди и ее сплавов, их благоприятными физико-механическими свойствами при достаточно высокой [c.245]

Е. Конструкционные материалы. Основными конструкционными материалами являются алюминий, углеродистая и нержавеющая стали. Выбор материала определяется расчетными предельными значениями давления и температуры, а также коррозионной стойкостью. В отсутствие коррозионных жидкостей высокая теплопроводность алюминия обеспечивает самую низкую стоимость теплообменника. Алюминий целесообразно применять в диапазоне температур от криогенных до 250 °С, углеродистую сталь — от 250 до 480 “С, нержавеющую сталь — в диапазоне 250—650 С. Для работы при высоких температурах в условиях коррозии предпочтительно использовать нержавеющие стали. Медь удобна для паяных конструкций и обеспечивает идеальные тепловые свойства. Тем не менее ее применяют только в коррозионной среде, где неприменим алюминий. В большинстве автомобильных радиаторов применяются медь или медные сплавы. [c.307]

Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2,5 раза, железа в 6 раз, свинца в 12 раз меньше, чем меди. [c.59]

Влияние теплопроводности шариков и цилиндров на коэффициент теплопередачи от потока к стенке исследовалось в этой же работе. Зерна были сделаны из железного литья, цинка, алюминия и меди. Результаты приведены на рис. 1-45 и представляют собой зависимость поправочного коэффициента (а) (а) от величины коэффициента теплопроводности данного металла >.ч, ккал, м-ч – град). На этот коэффициент следует умножить коэффициент теплопередачи, полученный из графика (рис. 1-44). [c.58]

Для более интенсивного отвода тепла от выхлопных клапанов в мощных двигателях применяют более сложную систему охлаждения. Для этого стержень и тарелку клапана делают полыми полость заполняют калиевой солью (ККО. ), натриевой солью (КаКО ), металлическим натрием (Ка) и через полость клапана пропускают охлаждающую воду. Иногда в полую часть стержня (шпинделя) запрессовывают стержень из красной меди, теплопроводность которой в 7 — [c.327]

Более низкая, чем у меди, теплопроводность титановых труб компенсируется за счет меньшей толщины стенки и отсутствия образования накипи на стенках труб. Опытные испытания в США показали, что титановые трубы более эффективны при эксплуатации в опреснительных установках для морской воды, чем трубы пз рекомендованных для этой цели медных сплавов. Исследования, проведенные институтом титана (г. Запорожье), показывают, что экономическая [c.40]

Медь пластична (легко изменяет форму под внешним механическим воздействием), очень хорошо проводит электрический ток, обладает высокой теплопроводностью, относительно устойчива к химическим воздействиям, устойчива к коррозии, ее поверхность имеет приятный оттенок и блеск. [c.148]

Металлы имеют высокую теплопроводность и называются поэтому хорошими проводниками тепла. Из них лучшие проводники — серебро и медь. Теплопроводность серебра и меди в 8 раз больше теплопроводности стали. [c.23]

Медь давно применяется как основной материал- при изготовлении лабораторных сосудов для жидких кислорода и азота. Емкость таких сосудов может быть от 5 до 1000 л. Изделия из меди можно получать выдавливанием или штамповкой, а пайка медных соединений производится весьма просто. Медь имеет высокую отражательную способность и является поэтому особенно подходящим материалом для оболочек, ограничивающих изолирующее вакуумное пространство. Недостатки меди — малая твердость и низкая механическая прочность. Однако благодаря вязкости меди при низких температурах она является сравнительно надежным материалом, так как течет и деформируется без серьезной опасности полного разрушения. Высокая теплопроводность меди во многих случаях весьма полезна, но это делает медь неподходящим материалом для наполнительных и выпускных трубопроводов, проходящих от холодных областей к теплым. Следует отметить, что существует несколько сортов меди, теплопроводность которых при низких температурах может быть весьма различной в зависимости от количества и характера примесей. При проектировании можно руководствоваться данными по коэффициентам теплопроводности, приведенными в гл. 9. Бесшовные медные трубы и листы отличаются отсутствием неоднородностей, пустот и пористых включений. [c.211]

Несмотря на то что теплопроводность меди больше, чем никеля, коэффициент теплопередачи в котле из никеля оказался выше коэффициента теплопередачи медного котла. [c.191]

Как самый тугоплавкий металл, вольфрам входит в состав ряда жаропрочных сплавов. В частности, его сплавы с кобальтом н хр.о-мом — стеллиты — обладают высокими твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью. Сплавы вольфрама с медью и с серебром сочетают в себе высокие электро- и теплопроводность, и износоустойчивость. Они применяются для изготовления рабочих частей рубильников, выключателей, электродов для точечной сварки. [c.661]

Медь, серебро и золото в гораздо большей мере послужили причиной распрей и борьбы за их обладание, чем другие элементы. Еще столетие назад они использовались главным образом в связи со своими символическими и декоративными качествами. В наше время физические свойства Ag и Аи-высокая электро- и теплопроводность, а также коррозионная устойчивость – приобрели столь большое значение, что эти металлы невозможно продолжать использовать в их традиционной роли основы монетных сплавов. Золото сейчас используется для покрытия внешних поверхностей самых ответственных деталей искусственных спутников Земли. [c.447]

В химической технологии применяются теплообменники, изготовленные из самых различных металлов (углеродистых и легированных сталей, меди, титана, тантала и др.), а также из неметаллических материалов, например графита, тефлона и др. Выбор материала диктуется в основном его коррозионной стойкостью и теплопроводностью, причем конструкция теплообменного аппарата существенно зависит от выбранного материала. [c.24]

Символ Си красноватый до желто красного металл относительно мягкий, тугоплавкий и пластичный обладает очень высокой электро-и теплопроводностью на воздухе поверхностный слой окисляется до оксида меди(1), а при нагревании – до оксида меди(11) реагирует с окисляющими кислотами с образованием солей. [c.166]

Примесн железа способствуют измельчению структуры и повышению механических свойств меди, ио теплопроводность и коррозионная стойкость металла при этом понижаются. [c.247]

Кожухотрубный графитовый теплообменник по конструкции похож на теплообменник, изготовленный из металла и состоит из труб и кожуха. Графитовые трубы изготавливаются выдавливанием, при этом кристаллы ориентируются преимущественно параллельно каналу трубы. Такая ориентация улучшает теплопроводность в продольном направлении и ухудшает ее в радиальном направлении, т. е. в направлении необходимой теплопередачи. Трубы монтируются в графитовых головках и вставляются в стальной кожух. Кожух теплообменника сделан из сплавов меди, алюминия, стали, покрытой резиной, свинцом или стеклом, и из графита. [c.112]

Пламегасящая способность огнепреградителей в основном Зависит от диаметра гасящих каналов. Длина каналов при этом существенного значения не имеет, так как теплопроводность материала стенок каналов вследствие большой разницы между плотностями газа и твердого тела практически не влияет на скорость теплоотвода из пламени. Так, отдача тепла из фронта пламени в стеклянной и медной трубах практически одинакова, хотя теплопроводность меди в 520 раз больше теплопроводности стекла. [c.416]

Перенос тепла из одного участка слоя к другому характеризуется эффективной теплопроводностью. Этот перенос тепла в кипящем слое в основном осуществляется зернами катализатора и обычно превышает теплопроводность меди. Большая эффективная теплопроводность кипящего слоя обусловливает для большинства процессов [c.44]

Плазменные горелки работают довольно устойчиво, несмотря на высокую температуру плазменной струи. Это объясняется тем, что сопло, изготовленное из материала с высокой теплопроводностью (красная медь), охлаждается циркулирующей вокруг него водой в отличие от обычных горелок, при Геняемых для сварки в среде защитных газов. Вода, охлаждающая стенки сопла, препятствует нагреву и ионизации наружного слоя газа, проходящего через дугу. Поэтому наружный газовый слой имеет низкую температуру и в отличие от остальной части газового потока неэлектропроводен. Он образует противоэлектрический и противотермический изолирующий слой между стенками сопла и потоком плазмы. С увеличением расстояния от центра токопроводящего канала температура понижается. Сжатая дуга косвенного действия может иметь различную длину. Внутри сопла она сжата, однако при выходе за его пределы начинает постепенно расширяться до размеров, равных свободной дуге, причем тем быстрее, чем сильнее сжат разряд и чем меньше расход газа. На расстоянии 25 – 30 мм от нижнего среза сопла сжатая дуга расширяется до свободных размеров. [c.58]

Можно назвать следующие конкретные процессы, которые, на наш взгляд, целесообразно было бы осуществить в условиях закрученного потока и снять тем самым отмеченные выше проблемы. Такие проблемы существуют в процессах получения акролеина окислением пропилена кислородом воздуха [58, 59]. Для их решения в работах [52, 53 и 54] довольно подробно описан метод окисления пропилена в свернутой спиралью десятиметровой медной трубке малого диаметра (3 мм), помещенной в кипящий Даутерм . Катализатором в данном случае служил оксид меди, образующийся на внутренней поверхности трубки при прохождении нагретой смеси пропилена с кислородом. Благодаря высокой теплопроводности меди и увеличенному отношению поверхности трубки к его объему, обеспечивался хороший отвод тепла реакции и стабильный выход акролеина и насыщенных альдегидов. Так, в сравнении с обычным реактором с гранулированным катализатором, при прочих равных условиях, в реакторе из медной трубки удельный выход всех кислородосодержащих продуктов (г/ч на литр реактора) составил 140-170 против 50-60, а мольный выход альдегидов (%) 70-72 против 30-35. [c.126]

Коэффициент теплопроводности газов находится в пределах 0,005—0,15 ккал м-ч-град), жидкостей 0,08—0,6 ккал м-ч-град). Для твердых тел значения коэффициентов теплопроводности лежат в более широких пределах для теплоизоляционных материалов 0,01—0,1 ккал м-ч-град), Для металлов 2—360 ккал м-ч-град). Коэффициенты теплопроводности металлов, применяемых в химическом машиностроении, имеют следующие значения серебро — 360, медь — 320, алюминий — 170, чугун — 54, никель — 50, углеродистая сталь — 39, свинец — Ю, нержавеющая сталь — 12 — 20 ккал м-ч-град). [c.122]

Среди исследованных образцов, значения теплопроводности которых приведены в табл. 25, имеются как хорошо проводящие металлы (медь, купалой, дюралюминий), так и плохие проводники тепла (мельхиор, нержавеющая сталь). Легирование меди и алюминия приводит к уменьшению теплопроводности (для меди почти в 8 раз, для алюминия в 2 раза) [137]. [c.147]

Т. е. превышает теплопроводность лучших проводников теплоты — меди и серебра. [c.122]

Медь широко используется, так как помимо высокой коррозионной стойкости она легко поддается механической обработке, обладает очень высокой электро- и теплопроводностью, легко паяется мягкими и твердыми припоями. В ряду напряжений она положительна по отношению к водороду и термодинамически устойчива к коррозии в воде и неокислительных кислотах, свободных от растворенного кислорода. В окислительных кислотах [c.326]

Задача VI. 32. Для определения коэффициента теплопроводности неизвестного сплава поставлен следующий опыт. Из сплава был изготовлен тонкий стержень достаточно большой длины. Другой стержень таких же размеров был изготовлен из меди, коэффициент теплопроводности которой известен [А, = 340 вт/ м-граа). [c.179]

В основном проблема конструирования гильзового термокомпенсатора сводится к обеспечению такого распределения температур по его оси, чтобы получающееся распределение температурных напряжений в гильзе было приемлемым. Несколько интересных случаев рассмотрено на рис. 7.12. Если основным фактором является теплопроводность по оси гильзы, то температура изменяется линейно с изменением осевого положения, как показано на рис. 7.12, а. Если в основу рассмотрения положены условия теплоотдачи через зазор между трубой и гильзой (что обычно имеет место), то температура гильзы будет изменяться по ее длине экспоненциально (см. рис. 7.12, б). Если основание гильзы имеет утолщение или окружено рубашкой из металла с высокой теплопроводностью, например из меди, то результирующее распределение температур подобно показанному на рис. 7.12, в. [c.148]

Выбор материала ребра для обеспечения минимального веса. Пригодность различных материалов для изготовления ребер определяется многими факторами плотностью, теплопроводностью, технологией изготовления и т. п. В идеальном случае коэффициенты температурного расширения материалов ребра и трубы должны быть близкими материал ребра должен быть достаточно прочен при рабочей температуре и пластичен (чтобы он мог противостоять ударам и вибрациям), кроме того, он должен легко привариваться к металлу трубы. Если материал обладает всеми перечисленными выше качествами, то он тем лучше, чем выше его теплопроводность и меньше плотность. Таким образом, отношение теплопроводности к плотности материала является хорошим критерием для сравнения различных материалов для ребер. Значения этого отношения приведены в таблице П2.2. Интересно отметить, что отношение й/р для меди (fe/p = 0,40) почти такое же, как для бериллия (fe/p -= 0,50). Однако медь более доступна, ее нетрудно паять, тогда как бериллий совершенно не сваривается, поэтому она оказывается предпочтительнее бериллия, хотя конструкция с медными ребрами будет иметь несколько больший вес. [c.263]

Теплопроводность металлов лежит в пределах от 2 до 360 ккал1м час °С. Наибольшей теплопроводностью обладает серебро (Я = 360), медь (Я = 340), алюминий (Я = 180) и т. д. С повышением температуры у большинства металлов теплопроводность понижается. Добавки всех видов уменьшают теплопроводность металлов. Железо, содержащее 0,1 % углерода, имеет Я = 45 при содержании 1 % углерода коэффициент теплопроводности снижается до Я = 34, а при содержании 1,5% теплопроводность понижается до 31 ккал1м – час °С. У закаленной стали Я на 10—25% меньше, чем у мягкой. [c.23]

Мнение о превосходстве свойств меди как материала для стенок ввиду значительной теплопроводности меди не всегда я вляется о правданным, как это явствует из следующего примера. [c.156]

Кислотность катализатора определяют по количеству адсорбированного им аммиака из потока гелия при 200—260 °С. Выбор аммиака в качестве адсорбата обусловлен небольшим размером его молекулы, устойчивостью при высоких температурах, простотой его дозировки в поток газа-носителя, подходящей константной диссоциации (р/( = 4,75), позволяющей определять не только сильные кислотные, но и слабые центры. При анализе используют высокотемпературный хроматограф марки Вилли-Гиде с детектором по теплопроводности и температурой термостатирования 260 С. Хроматограф снабжен системой блокировки для отключения его в случае неконтролируемого повышения температуры выше установленной. Схема установки показана на рис. 44. Гелий из баллона проходит систему очистки, состоящую из кварцевой колонки с окисью меди 5 для очистки от водорода и углеводородов при 600—700°С, колонки с никельхромовым катализатором 7 для очистки от кислорода, колонки с аскаритом 9 для поглощения двуокиси углерода и осушительных колонок с окисью [c.133]

Для получения крупных заготовок молибдена применяют ду говую плавку, позволяющую получать слитки массой до 2000 кг. Плавку в дуговых печах ведут в вакууме. Между катодом (пакет спеченных штабиков молибдена) и анодом (охлаждаемый медный тигель) зажигают дугу. Металл катода плавчтся и собирается в тигле. Вследствие высокой теплопроводности меди и быстрого отвода теплоты молибден затвердевает. [c.659]

Ряд преимуществ перед стеклянными приборами имеют массивные металлические, чаще всего медные, блоки для определения температуры плавления, которые нетрудно изготовить в лабораторных мастерских (рис. 92). Блок может быть нагрет до любой необходимой температуры с помощью электрической обмотки, подключенной через ЛАТР. Равномерность и плавность нагрева обеспечиваются высокой теплопроводностью меди и большой массой блока. Важно лишь, чтобы шарик термометра и капилляр находились в непосредственной блистенкам канала. Капилляр прикрепляют к термометру, либо вводят через специальный канал. Чтобы внутрь блока не попадал холодный воздух, отверстия канала для наблюдения должны быть закрь1ты слюдой или стеклянными плa тинкa И, а каналы для ввода термометра и капилляра — волокнистым асбестом или стекловатой. Снаружи блок тщательно изолируют. [c.178]

Коэффициент теплопроводности X. Теплопроводность в зависимости от материала изменяется в широких пределах. Различные материалы имеют следующие значения коэффициента теплопроводиости X (в ккал/(м-ч-°С) медь — 333, алюминий — 195, латунь — 94,5, малоуглеродистая (мягкая), сталь — 57, кремнистая бронза — 28, нержавеющая сталь — 13,1, 85%-пая магнезиальная изоляция — 0,05, строительный кирпич — 0,06, огнеупорный кирпич — 0,74—1,61, шерсть — 0,087—0,149. В литературе имеется много данных о теплопроводности. Влияние коэффициента теплопроводности на процесс теплопередачи наглядно показано в уравнениях (122), (123). [c.160]

Помимо в 11сокой коррозпонно ” СТОЙКОСТИ, к числу положительных свойств серебра следует отнести его высокую пластичность, исключительно высокую теплопроводность, высокую отражательную снособность ири сравнительно благоприятных механических и технологических показателях. По физическим свойствам серебро близко к меди, а ио механической прочности оно ус.тупает никелю и нержавеющей стали. [c.275]

Квасняк [11а] исследовал эффекты конденсации и испарения при ректификации в насадочных колоннах, предположив, что в любом поперечном сечении колонны между паром и жидкостью всегда имеется разность температур. Поэтому несмоченные участки поверхности насадки можно рассматривать как поверхность теплообмена. Элементы сравниваемых насадок имели идентичную конфигурацию, но одни элементы представляли собой сплошные медные пластинки, а другие — пластмассовые пластинки, облицованные медью, благодаря чему обеспечивались различные коэффициенты теплопроводности. Пластинки были размещены в насадке так, что нх нижняя сторона в процессе ректификации не орошалась. Насадки очень сильно различались ио разделяющей способности, что можно объяснить эффектами конденсации и испарения, возникающими на сплошных медных пластинках. Влияние подобных эффектов следует всегда учитывать. Основываясь на этих результатах, Квасняк разработал новую регулярную насадку, состоящую из зигзагообразно изогнутых и различно ориентированных металлических листов. Такая конструкция обеспечивает дополнительную турбулизацию жидкой и газовой фаз и лучшую смачиваемость рабочей поверхности. [c.48]

Каталитическое ) т о р и р о в а н и е осуществляют в аппарате с медной стружкой, покрытой слоем серебра в аниарат подают фтор и углеводород, разбавленные азотом. Роль меди обусловлена ее высокой теплопроводностью и состоит в аккумулировании выделяющегося тепла. Серебро, видимо, переходит под действием фтора в А р2, который достаточно мягко фторирует углеводород. Однако происходит и прямое взаимодействие последнего с фтором, вследствие чего выход целевого продукта относительно мал —от 40 до 80—90%. [c.160]

Золотое Медь и ее спла вы П 15—18 Серебро 12 Золото 3 Наиесенне на детали высокочастотной и измерительной аппаратуры с целью снижения переходного сопротивления и сохранения постоянства электрических параметров Покрытия характеризуются твердостью по Виккерсу 40—10С единиц высокой химической стойкостью (не окисляются и ие тускнеют в агрессивных средах) высокой теплопроводностью и элек- [c.914]

С увеличением К коэффициент термического расширения материала снижается, что и наблюдается для нефтяных коксов, имеющих игольчатую структуру. Аналогично для обеспечения электро-или теплопроводности в наполненной системе более желательно иметь частицы игольчатой структуры с высоким значением К. Например, при введении частиц меди, у которых отношение длины I к диаметру с1 11с1) = К = 20, степени наполнения ею 5% объемн. проводимость полиэтилена возрастает в 1,5 раза, а прн тех же условиях, но при //( =50 — в 5 раз. Следует ожидать, что при наполнении электродных масс углеродными частицами, имеющими повышенное отношение // , многие свойства готовых углеграфитовых изделий улучшатся. [c.84]

Высота спирально навитых ребер ограничена пределом растяжения металла на вершине ребра в процессе его навивки. Этот предел может быть увеличен посредством шлицевания вершины винтовых ребер (см. рис. 2.1, ж) или с помощью складок у основания ребер (рис. 2.7, з). В зависимости от назначения навитая спиралью лента может быть припаяна мягким или твердым припоем или приварена роликовым швом к трубе, впрессована в прорезанную канавку или завальцована. Стенки канавки можно плотно осадить при заваль-цовке для жесткого сцепления с ребрами. Достоинство предлагаемых конструктивных исполнений с использованием механических, сварных или паяных соединений заключается в том, что ребра могут изготавливаться из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например меди или алюминия, в то время как трубы — из более дешевых, прочных и коррозионностойких сплавов (углеродистых и нержавеющих сталей). На рис. 2.7, з представлены оребренные трубы с круглыми или квадратными выштампованными ребрами с дистанциопирующими распорками у основания. Для создания механически прочного соединения эти ребра могут быть напрессованы на трубы или припаяны мягким или твердым припоем. Напрессовывание ребер на трубу является дешевой операцией, применяемой для теплообменников, работающих при низких температурах, когда коррозия невелика пайка мягким или твер-. ым припоем, будучи более дорогой операцией, рекомендуется в тех случаях, когда высокая температура или коррозия ослабляют прессовую посадку и термическую связь между трубами и ребрами [61. Пальцевидные ребра, показанные на рис. 2.7, и, находят широкое применение в конструкциях многих тппот( котлов. Их преимуществом перед плоскими ребрами являются большая механическая прочность и устойчивость по отношению к коррозии и эрозии. [c.29]

Теплопроводность, теплоемкость серебра и его теплофизические свойства. Теплопроводность меди. Замечательное свойство

В истории человеческой цивилизации роль меди преувеличить невозможно. Именно с нее человек начинал осваивать металлургию, учился создавать инструменты, посуду, украшения, деньги. И все благодаря уникальным свойствам этого металла, проявляющимся при сплаве с другими веществами. То мягкий, то прочный, то тугоплавкий, то плавится без всяких усилий. Обладает множеством прекрасных характеристик, и одной из них является теплопроводность меди.

Если речь зашла об этой характеристике, то надо пояснить, о чем идет речь. Теплопроводностью называют способность вещества передавать тепло от нагретого участка к холодному. Так вот, теплопроводность меди одна из самых высоких среди металлов. Как можно оценить такое свойство, как хорошее или как плохое?

Если спросить кулинаров и поваров, они скажут, как хорошее, благодаря чему наилучшим образом передает тепло от огня к готовящемуся продукту, да и нагрев равномерно распределяется по поверхности, контактирующей с пламенем.

Конечно, и другие металлы, и не только металлы, передают тепло, или, по-другому, обладают достаточной теплопроводностью, но у меди эта способность одна из лучших, так называемый коэффициент теплопроводности меди самый высокий, выше только у серебра.

Отмеченная способность обеспечивает широкие возможности использования металла в самых разных областях. В любых системах теплообмена медь является первым кандидатом на применение. Например, в электроотопительных приборах или в радиаторе автомобиля, где нагретая охлаждающая жидкость отдает лишнее тепло.

Теперь можно попытаться понять, чем обусловлен эффект передачи тепла. Происходящее объясняется достаточно просто. Происходит равномерное распределение энергии по объему материала. Можно провести аналогию с летучим газом. Попав в какой-то замкнутый сосуд, такой газ занимает все доступное ему место. Так и здесь, если металл нагреть в какой-то отдельной области, то полученная энергия равномерно распределяется по всему материалу.

Таким явлением можно объяснить теплопроводность меди. Не вдаваясь в можно сказать, что за счет внешнего поступления энергии (нагрева) часть атомов получает дополнительную энергию и затем передает ее другим атомам. Энергия (нагрев) распространяется по всему объему предмета, вызывая его общий нагрев. Подобное происходит с любым веществом.

Разница только в том, что медь, теплопроводность которой очень высокая, хорошо передает тепло, а другие вещества делают то же самое значительно хуже. Но во многих случаях это может быть и нужным свойством. На плохо проводить тепло основана теплоизоляция, за счет плохой передачи тепла не происходит его потерь. Теплоизоляция в домах позволяет сохранять комфортные условия проживания в самые суровые морозы.

Обмен энергией, или, как в нашем случае, передача тепла, может осуществляться и между разными материалами, если они находятся в физическом контакте. Именно это происходит, когда мы ставим чайник на огонь. Он нагревается, а затем от посуды нагревается вода. За счет свойств материала происходит передача тепла. Теплопередача зависит от многих факторов, в том числе от свойств самого материала, таких как его чистота. Так, если теплопроводность меди лучше, чем у других металлов, то уже ее сплавы, бронза и латунь обладают значительно худшей теплопроводностью.

Говоря об этих свойствах, нельзя не отметить, что теплопроводность зависит от температуры. Даже у самой чистой меди, с содержанием 99,8%, с ростом температуры коэффициент теплопроводности падает, а у других металлов, например, марганцевой латуни, с повышением температуры коэффициент растет.

В изложенном описании дано объяснение такого понятия, как теплопроводность, объяснена физическая суть явления, на примере меди и других веществ рассмотрены некоторые варианты применения этих свойств в повседневной жизни.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96 . Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град).

Таблица теплопроводности латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов

Сплав	Температура, К	Теплопроводность, Вт/(м·град)
Медно-никелевые сплавы
Бериллиевая медь	300	111
Константан зарубежного производства	4…10…20…40…80…300	0,8…3,5…8,8…13…18…23
Константан МНМц40-1,5	273…473…573…673	21…26…31…37
Копель МНМц43-0,5	473…1273	25…58
Манганин зарубежного производства	4…10…40…80…150…300	0,5…2…7…13…16…22
Манганин МНМц 3-12	273…573	22…36
Мельхиор МНЖМц 30-0,8-1	300	30
Нейзильбер	300…400…500…600…700	23…31…39…45…49
Латунь
Автоматная латунь UNS C36000	300	115
Л62	300…600…900	110…160…200
Л68 латунь деформированная	80…150…300…900	71…84…110…120
Л80 полутомпак	300…600…900	110…120…140
Л90	273…373…473…573…673…773…873	114…126…142…157…175…188…203
Л96 томпак волоченый	300…400…500…600…700…800	244…245…246…250…255…260
	300…600…900	84…120…150
ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая	300…600…900	70…100…120
ЛО62-1 оловянистая	300	99
ЛО70-1 оловянистая	300…600	92…140
ЛС59-1 латунь отожженая	4…10…20…40…80…300	3,4…10…19…34…54…120
ЛС59-1В латунь свинцовистая	300…600…900	110…140…180
ЛТО90-1 томпак оловянистый	300…400…500…600…700…800…900	124…141…157…174…194…209…222
Бронза
БрА5	300…400…500…600…700…800…900	105…114…124…133…141…148…153
БрА7	300…400…500…600…700…800…900	97…105…114…122…129…135…141
БрАЖМЦ10-3-1,5	300…600…800	59…77…84
БрАЖН10-4-4	300…400…500	75…87…97
БрАЖН11-6-6	300…400…500…600…700…800	64…71…77…82…87…94
БрБ2, отожженая при 573К	4…10…20…40…80	2,3…5…11…21…37
БрКд	293	340
БрКМЦ3-1	300…400…500…600…700	42…50…55…54…54
БрМЦ-5	300…400…500…600…700	94…103…112…122…127
БрМЦС8-20	300…400…500…600…700…800…900	32…37…43…46…49…51…53
БрО10	300…400…500	48…52…56
БрОС10-10	300…400…600…800	45…51…61…67
БрОС5-25	300…400…500…600…700…800…900	58…64…71…77…80…83…85
БрОФ10-1	300…400…500…600…700…800…900	34…38…43…46…49…51…52
БрОЦ10-2	300…400…500…600…700…800…900	55…56…63…68…72…75…77
БрОЦ4-3	300…400…500…600…700…800…900	84…93…101…108…114…120…124
БрОЦ6-6-3	300…400…500…600…700…800…900	64…71…77…82…87…91…93
БрОЦ8-4	300…400…500…600…700…800…900	68…77…83…88…93…96…100
Бронза алюминиевая	300	56
Бронза бериллиевая состаренная	20…80…150…300	18…65…110…170
Бронза марганцовистая	300	9,6
Бронза свинцовистая производственная	300	26
Бронза фосфористая 10%	300	50
Бронза фосфористая отожженая	20…80…150…300	6…20…77…190
Бронза хромистая UNS C18200	300	171

Примечание: Температура в таблице дана в градусах !

Температура плавления латуни

Латунь	t, °С	Латунь	t, °С
Л59	885	ЛМц55-3-1	930
Л62	898	ЛМц58-2 латунь марганцовистая	865
Л63	900	ЛМцА57-3-1	920
Л66	905	ЛМцЖ52-4-1	940
Л68 латунь деформированная	909	ЛМцОС58-2-2-2	900
Л70	915	ЛМцС58-2-2	900
Л75	980	ЛН56-3	890
Л80 полутомпак	965	ЛН65-5	960
Л85	990	ЛО59-1	885
Л90	1025	ЛО60-1	885
Л96 томпак волоченый	1055	ЛО62-1 оловянистая	885
ЛА67-2,5	995	ЛО65-1-2	920
ЛА77-2	930	ЛО70-1 оловянистая	890
ЛА85-0,5	1020	ЛО74-3	885
ЛАЖ60-1-1	904	ЛО90-1	995
ЛАЖМц66-6-3-2	899	ЛС59-1	900
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая	892	ЛС59-1В латунь свинцовистая	900
ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5	940	ЛС60-1	900
ЛЖМц59-1-1	885	ЛС63-3	885
ЛК80-3	900	ЛС64-2	910
ЛКС65-1,5-3	870	ЛС74-3	965
ЛКС80-3-3	900	ЛТО90-1 томпак оловянистый	1015

Температура плавления бронзы

К бронзам с невысокой температурой плавления можно отнести: БрОЦ8-4, БрБ2, БрМЦС8-20, БрСН60-2,5 и подобные.

Температура плавления бронзы

Бронза	t, °С	Бронза	t, °С
БрА5	1056	БрОС8-12	940
БрА7	1040	БрОСН10-2-3	1000
БрА10	1040	БрОФ10-1	934
БрАЖ9-4	1040	БрОФ4-0.25	1060
БрАЖМЦ10-3-1,5	1045	БрОЦ10-2	1015
БрАЖН10-4-4	1084	БрОЦ4-3	1045
БрАЖН11-6-6	1135	БрОЦ6-6-3	967
БрАЖС7-1,5-1,5	1020	БрОЦ8-4	854
БрАМЦ9-2	1060	БрОЦС3,5-6-5	980
БрБ2	864	БрОЦС4-4-17	920
БрБ2,5	930	БрОЦС4-4-2,5	887
БрКМЦ3-1	970	БрОЦС5-5-5	955
БрКН1-3	1050	БрОЦС8-4-3	1015
БрКС3-4	1020	БрОЦС3-12-5	1000
БрКЦ4-4	1000	БрОЦСН3-7-5-1	990
БрМГ0,3	1076	БрС30	975
БрМЦ5	1007	БрСН60-2,5	885
БрМЦС8-20	885	БрСУН7-2	950
БрО10	1020	БрХ0,5	1073
БрОС10-10	925	БрЦр0,4	965
БрОС10-5	980	Кадмиевая	1040
БрОС12-7	930	Серебряная	1082
БрОС5-25	899	Сплав ХОТ	1075

Примечание: температуру плавления и кипения других металлов можно найти в .

Источники:

Физические величины. Справочник. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.

Представлены таблицы теплофизических свойств серебра Ag в зависимости от температуры (в интервале от -223 до 1327°С). В таблицах даны такие свойства, как плотность ρ , удельная теплоемкость серебра С р , теплопроводность λ , удельное электрическое сопротивление ρ и температуропроводность а .

Серебро довольно тяжелый металл — его плотность при комнатной температуре имеет значение 10493 кг/м 3 . При нагревании серебра его плотность уменьшается, поскольку этот металл расширяется, и его объем увеличивается. При температуре 962°С серебро начинает плавиться. Плотность жидкого серебра при температуре плавления составляет величину 9320 кг/м 3 .

Серебро имеет относительно не высокую величину теплоемкости по сравнению с . Например, теплоемкость равна 904 Дж/(кг·град), меди — 385 Дж/(кг·град). Удельная теплоемкость серебра при нагревании увеличивается. Ее поведение для этого металла в твердом состоянии подобно таковому для меди, но скачки теплоемкости при плавлении имеют противоположные направления. В целом, рост С р к температуре плавления по сравнению с классическим значением , составляет около 30%.

Теплоемкость серебра изменяется в пределах от 235,4 (при комнатной температуре) до 310,2 Дж/(кг·град) — в расплавленном состоянии. При переходе в жидкое состояние теплоемкость серебра увеличивается и при последующем росте температуры остается практически постоянной. При обычной температуре значение удельной теплоемкости серебра составляет 235,4 Дж/(кг·град). Следует отметить, что коэффициент электронной теплоемкости Ag равен 0,68 мДж/(моль·К 2).

Плотность и удельная теплоемкость серебра

t, °С	ρ, кг/м 3	С р, Дж/(кг·град)	t, °С	ρ, кг/м 3	С р, Дж/(кг·град)
-73	10540	—	627	10130	276,5
27	10493	235,4	727	10050	284,2
127	10430	239,2	827	9970	292,3
227	10370	243,9	927	9890	297
327	10300	249,7	962	9320	310,2
427	10270	255,6	1127	9270	310,2
527	10200	262,1	1327	—	310,2

Серебро относится к металлам с высокой теплопроводностью — теплопроводность серебра при комнатной температуре составляет 429 Вт/(м·град). Например, у меди значение коэффициента теплопроводности ниже — равна 401 Вт/(м·град).

С повышением температуры теплопроводность серебра λ уменьшается. Особенно резкое снижение теплопроводности этого металла происходит при его плавлении. Коэффициент теплопроводности жидкого серебра равен 160 Вт/(м·град) при температуре плавления. При дальнейшем нагревании расплавленного серебра его теплопроводность начинает расти.

Удельное электрическое сопротивление серебра при комнатной температуре равно 1,629·10 -8 Ом·м. В процессе нагрева этого металла его сопротивление увеличивается, например при температуре 927°С, удельное сопротивление серебра имеет значение 8,089·10 -8 Ом·м. Переход этого металла в жидкое состояние приводит к двукратному росту его электрического сопротивления — при температуре плавления 962°С оно достигает величины 17,3·10 -8 Ом·м.

Коэффициент температуропроводности серебра при обычных температурах равен 174·10 -6 м 2 /с и при нагревании уменьшается. При плавлении этого драгоценного металла его температуропроводность значительно снижается, однако последующий нагрев приводит к росту коэффициента температуропроводности.

Теплопроводность серебра, его удельное сопротивление и температуропроводность

t, °С	λ, Вт/(м·град)	ρ·10 8 Ом·м	а·10 6 , м 2 /с	t, °С	λ, Вт/(м·град)	ρ·10 8 Ом·м	а·10 6 , м 2 /с
-223	—	0,104	—	527	398,3	4,912	149
-173	—	0,418	—	627	389,8	5,638	143
-73	430	1,029	181	727	380,7	6,396	137
27	429,5	1,629	174	827	369,6	7,215	131
127	424,1	2,241	170	927	358,5	8,089	124
227	418,6	2,875	166	962	160	17,3	55,4
327	414	3,531	161	1127	167	18,69	58
427	406,9	4,209	155	1327	174	20,38	—

Cтраница 1

Теплопроводность меди меньше теплопроводности серебра и золота и равна соответственно 73 2 и 88 8 % теплопроводности последних двух металлов.

Теплопроводность меди равна & т 3 9 Вт / (см – К), теплоемкостью стержня пренебречь.

Теплопроводность меди и алюминия, как и теплопроводность других чистых металлов, растет с повышением температуры.

Теплопроводность меди при комнатной температуре в 6 раз больше теплопроводности технического железа, поэтому сварка меди и ее сплавов должна производиться с увеличенной погонной тепловой энергией, а во многих случаях с предварительным и сопутствующим подогревом основного металла.

Теплопроводность меди заметно не изменяется под влиянием висмута, свинца, серы, селена, сильно понижается под влиянием незначительных количеств мышьяка, алюминия, снижается под влиянием сурьмы.

Теплопроводность меди примерно в 1 000 раз больше, чем теплопроводность изоляции, так что тепловым сопротивлением проводника в радиальном направлении можно пренебречь по сравнению с тепловым сопротивлением изоляции. Кроме того, легко обнаружить, что благодаря симметричному расположению проводников плоскости, отделяющие друг от друга смежные слои проводников, являются поверхностями равного уровня температурного поля. Результирующая теплопроводность этого эквивалентного тела соответствует результирующей теплопроводности всей обмотки, если только мы полагаем, что обмотка состоит из слоев, содержащих проводники одного и того же поперечного сечения с изоляцией одинаковой толщины.

Поскольку теплопроводность меди достаточно велика, температуры блока на его поверхности и под датчиком отличаются весьма незначительно. Это обстоятельство было использовано при определении истинных потоков следующим образом.

Хотя теплопроводность меди в 8 раз, а тепловое расширение в 2 раза выше, нем у малоуглеродистой стали, высокая температура ацетилено-кислородного пламени позволяет производить сварку меди плавлением; однако получить сварные швы удовлетворительного качества при сварке технически чистой меди трудно. Эта медь содержит 0 025 – 0 1 % кислорода в виде эвтектики Си2О – Си (3 6 % Си2О), которая придает литому металлу хрупкость.

Коэффициент теплопроводности меди, серебра и стали изменяется с температурой незначительно, теплопроводность алюминия возрастает в интервале 0 – 400 С приблизительно в 1 6 раза. При высоких температурах серебро испаряется интенсивнее меди, а медь окисляется и взаимодействует с парами теллуридов. Поэтому для медных шин целесообразно использовать защиту слоем железа. Контакт шин с термоэлементами осуществляется через промежуточные слои, исключающие диффузию материала шины в термоэлектрический материал.

Какой же все таки поставить радиатор? Я думаю каждый из нас задавался таким же вопросом придя на рынок или в магазин запчастей, осматривая огромный выбор радиаторов на любой вкус, удовлетворяющий даже самого извращенного привереды. Хочешь двух рядный, трех рядный, побольше, поменьше, с крупной секцией с мелкой, алюминиевый, медный. Вот именно из какого металла изготовлен радиатор и пойдет речь.

Одни считают, что медь. Это своеобразные староверы, так бы назвали их в XVII веке. Да, если взять не новые автомобили XX века, то тогда повсеместно устанавливались медные радиаторы. Не зависимо от марки и модели, была ли это бюджетная микролитражка или тяжеловесный многотонный грузовик. Но есть и другая армия автовладельцев утверждая что радиаторы изготовленные из алюминия лучше медных. Потому как их устанавливают на новые современные автомобили, на сверхмощные двигатели требующие качественного охлаждения.

И что самое интересное они все правы. И у тех и у других есть свои плюсы и естественно минусы. А теперь небольшой урок физики. Самым отличным показателем, на мой взгляд, являются цифры, а именно коэффициент теплопроводности. Если сказать по простому то это способность вещества передавать тепловую энергию от одного вещества другому. Т.е. у нас имеется ОЖ, радиатор из N-ного металла и окружающая среда. Теоретически чем выше коэффициент тем быстрее радиатор будет забирать тепловую энергию у ОЖ и быстрее отдавать в окружающую среду.

Итак, теплопроводность меди составляет 401 Вт/(м*К), а алюминия – от 202 до 236 Вт/(м*К). Но это в идеальных условиях. Казалось бы медь выиграла в данном споре, да это “+1” за медные радиаторы. Теперь кроме всего необходимо рассмотреть собственно конструкцию самих радиаторов.

Я нашел два вида радиаторов в основе которых лежат алюминиевые и стальные трубки. Вот еще не маловажная часть, т.к. коэффициент теплопроводности стали очень мал по сравнению с алюминием, всего лишь 47 Вт/(м*К). И собственно только из-за высокой разности показателей, уже не стоит устанавливать алюминиевые радиаторы со стальными трубками. Хотя они прочнее чистокровных алюмишек и снижают риски протечки от высокого давления, например при заклинившем клапане в крышке расширительного бачка. Высокая концентрация алюминиевых пластин на трубках увеличивает площадь радиатора обдуваемого воздухом тем самым увеличивая его эффективность, но при этом увеличивается сопротивление воздушного потока и снижается объем прокачиваемого воздуха.

Ценовая политика же на рынке сложилась таким образом что медные радиаторы значительно дороже алюминиевых. Из общей картины можно сделать вывод что и те и другие радиаторы по своему хороши. Какой же все таки выбрать? Этот вопрос остается за вами.

Тепловые и термодинамические свойства меди

Рассмотрим тепловые и термодинамические свойства меди.

Температура плавления 1083°С, температура кипения 2573°С, характеристическая температура Θ_D 345 К, удельная теплота плавления 239 кДж/кг, удельная теплота испарения 4790 кДж/кг. Удельная теплоемкость меди при 293 К при постоянном давлении Ср= 384,2 Дж/(кг*K), а жидкой (при температуре плавления) 495 Дж/(кг*К). Удельная электронная теплоемкость Ср^эл = [0,688 мДж/(моль*К²)] *Т. Теплопроводность λ при 293 К равна 397 Вт/(м*К), при температуре 1356 К 165,8 Вт/(м*К).

Зависимость теплопроводности λ, от температуры (чистота 99,999 %):

Т, К

λ, Вт/(м*К)

Т, К

λ, Вт/(м*К)

Т, К

λ, Вт/(м*К)

523,5

1487,0

2518,0

1189,5

100

150

200

250

481,3

428,4

413

406,0

300

350

400

401,2

397,2

393,7

Изменение α в зависимости от температуры (чистота 99,999%):

Т, К	α*10⁶ К^-1	Т, К	α*10⁶ К^-1	Т, К	α*10⁶ К^-1
5	0,0024	20	0,23	400	17,58
7	0,01062	40	2,28.	600	18,92
10	0,0294	60	5,40	800	20,09
13	0,06322	100	10,33	1000	22,1
15	0,9634	200	15,18	1200	24,5
				1300	27,0

Температурный коэффициент объемного расширения при 293 К β = 49,2*10^-6 К^-1, в диапазоне 293-1356 К: β= (45,0+0,016 Т)*10^-6К^-1, где β Д коэффициент объемного расширения, К^-1; Т Д температура, К.

Молярная энтропия s° в зависимости от температуры:

Т, К	298	500	1000	1500	2000	2500	3000
s°, Дж/(моль*К)	33,39	44,8	65,28	87,19	96,20	103,24	215,53

Поверхностное натяжение при 1083 °С σ =1351 мН/м. Поверхностная энергия v =1115 мДж/м², для грани (100) v =1060, а для (111) v = 926 мДж/м³. Энергия дефекта упаковки 67 МДж/м². Давление пара р в зависимости от температуры:

Т, К

Р, Па

Т, К

Р, Па

700

800

900

31,066*10^-15

38,514*10^-12

97,804*10^-10

1000

1100

82,22*10^-8

30,968*10^-6

Давление пара при температуре плавления Р =50,47 мПа. Энергия активации самодиффузии в интервале 1135Д1330 К Е= 205 КДж/моль.

Параметры взаимной диффузии (предэкспоненциальный множитель Do и энергия активации Е) некоторых элементов в меди:

Диффундирующий элемент	T, К	Образующаяся фаза	D₀, м²/с	Е, кДж/моль
Н	–	Твердый раствор	5,6*10^-8	38,52
Be	–	Твердый раствор	2,32*10^-8	117,23
Si	–	Твердый раствор	3,7*10^-6	167,47
S	1403Д1673	Жидкая фаза	3,44*10^-7	28,85
S	1073Д1273	Твердый раствор	8,24*10^-5	196,78
Мп	973Д1348	Твердый раствор	5*10^-5	192,59
Fe	973Д1343	Твердый раствор	1,4*10^-4	216,88
Co	973Д1348	Твердый раствор	1,93*10^-4	226,51
Ni	973Д1348	Твердый раствор	2,7*10^-4	236,55
Zn	878Д1323	Твердый раствор	3,4*10^-5	190,92
Ge	952Д1288	Твердый раствор	3,97*10^-5	187,5
As	1083Д1328	Твердый раствор	2*10^-5	176,6
Rh	1023Д1328	Твердый раствор	3,3*10^-4	242,5
Pd	1080Д1328	Твердый раствор	1,71*10^-4	227
Ag	973Д1173	Твердый раствор	1,3*10^-6	161,6
Cd	998Д1223	Твердый раствор	9,35*10^-5	191,34
In	1023Д1343	Твердый раствор	1,3*10^-4	193
Sn	973Д1189	Твердый раствор	1,0*10^-4	190,5
Sb	873Д1273	Твердый раствор	3,4*10^-5	175,85
Au	–	Твердый раствор	1*10^-5	187,99
Tl	1058Д1269	Твердый раствор	7,1*10^-5	181,29

Коэффициент теплопроводности

– обзор

2.5 Обнаружение и анализ тепловых свойств

Что касается тепловых свойств наноматериалов, физические величины, требующие характеризации, включают коэффициент теплопроводности, удельную теплоемкость, тепловое расширение, термическую стабильность и температуру плавления.

Когда тонкопленочный слой материала достигает определенной толщины, эффект границ зерен будет оказывать все более значительное влияние на теплопроводность.Кроме того, коэффициент теплопроводности перпендикулярно пленке имеет тенденцию к уменьшению с уменьшением толщины пленки.

Теоретические предсказания и экспериментальные результаты подтвердили, что наноструктурированные материалы имеют значения удельной теплоемкости намного выше, чем у обычных объемных материалов. Наноматериалы имеют сравнительно хаотичное распределение атомов по структуре, которая имеет больший объем по сравнению с объемными аналогами. Таким образом, энтропийные вклады из-за этой некристаллической поверхности вносят гораздо больший вклад в удельную теплоемкость, чем средние крупнокристаллические материалы, что приводит к увеличению удельной теплоемкости.

Нанокристаллы почти в два раза больше средних кристаллов по коэффициенту теплового расширения, причем увеличение t в основном связано с составом кристаллических границ. Основной прибор для измерения коэффициента теплового расширения материалов известен как анализатор теплового расширения, но он также известен как термодилатометрический анализатор или термомеханический анализатор . Анализ коэффициента теплового расширения материалов может дать представление о молекулярном движении, структурных изменениях и поведении при тепловом расширении.Для решения таких проблем, как термическое соединение различных материалов при производстве полупроводниковых устройств, анализатор теплового расширения является лучшим инструментом для анализа.

Точка плавления – это температура, при которой материал переходит из твердого состояния в жидкость. Для кристаллических объектов существует четкая точка плавления; однако некристаллические объекты имеют плохо определенную температуру плавления. Температура может увеличиваться до значения, при котором небольшое количество атомов в общей структуре начинает двигаться одновременно с жидким поведением.Эта температура известна как температура стеклования ( T _g). При температурах ниже Т _г стекломатериал находится в твердом состоянии; при температурах выше T _г – это переохлажденная жидкость. Выражаясь в механических терминах, если температура ниже T _g, то произойдет упругая деформация; если температура выше Т _г, то начинается вязкостная (жидкая) деформация.

Температура термического разложения – это значение, при котором связи материала могут быть нагреты до разорванного состояния и диссоциированы на другие вещества.

Для пластифицированных некристаллических или аморфных наноматериалов температура стеклования и температура термической диссоциации, отличные от точки плавления, также являются очень важными тепловыми свойствами. Таблица 2.4 показывает температуру плавления нескольких видов материалов в разных масштабах.

Таблица 2.4. Точка плавления нескольких материалов в разных масштабах

Тип материала	Размер частиц: диаметр (нм) или общее количество атомов	Точка плавления (K)
Au	Обычные сыпучие материалы	1340
	300 нм	1336
	100 нм	1205
	20 нм	800
	2 нм	600
Sn	10–30	555
Sn	500	480
Pb	Обычные сыпучие материалы	600
Pb	30–45	583
CdS	Обычные сыпучие материалы	1678
	2 нм	≈910
	1.5 нм	≈600
Cu	Обычные насыпные материалы	1358
Cu	20 нм	≈312

Термические свойства наноматериалов обычно обнаруживаются и анализируются с помощью термогравитационного анализа (TGA) и производная термогравиметрия (DTG).

TGA может обеспечивать непрерывное измерение на основе изменения веса материалов в процессе нагрева во время измерения.В частности, изменения массы отслеживаются как функция температуры с заданной температурной скоростью и могут быть соотнесены с потерями массы и тепловыми переходами в материале. Одновременно можно проводить дифференцированное лечение. А именно, запись изменений качества составляет метод измерения DTG.

С помощью TGA (или DTG) можно определить ряд тепловых свойств материалов, например температуру старения во время пиролиза и динамику старения, поведение при старении при разных температурах и в различных газовых средах, упаковочные материалы IC, используемые в процесс изготовления исполняемых полупроводниковых устройств, гибких печатных плат и стеклянных подложек, керамических подложек и других компонентов анализа.

В коллоидной системе соответствующие термические свойства частиц также включают, среди прочего, броуновское движение, баланс диффузии и седиментации.

При броуновском движении среднее смещение частицы X¯ может быть выражено как:

X¯ = RTN0Z3πηr

где R – постоянная идеального газа, T – абсолютная температура, N ₀ – постоянная Авогадро, Z – интервал времени наблюдения, η – вязкость дисперсионной среды, r – радиус частицы.

Броуновское движение имеет большое значение для природы коллоидных частиц. Броуновское движение – важный фактор, который может повлиять на стабильность дисперсной системы коллоидных частиц. Из-за броуновского движения осаждение коллоидных частиц происходит не из-за гравиметрических сил, а из-за коллоидной агрегации, вызванной столкновениями между частицами, что приводит к осаждению.

Явление диффузии связано с переносом массы, который возникает из-за броуновского движения частиц (броуновское движение) при наличии градиента концентрации.Чем крупнее частицы и чем меньше тепловая скорость, тем менее заметной становится диффузия. Обычно коэффициент диффузии используется для измерения скорости диффузии. Это физическое количество материала, указывающее на диффузионную способность.

В коллоидной системе коэффициент диффузии D можно выразить как:

D = RTN0⋅16πηr

Здесь R – постоянная идеального газа, T – абсолютная температура, N ₀ – постоянная Авогадро, η – вязкость дисперсионной среды, r – радиус частицы.

Поскольку коэффициент диффузии коррелирует со средним смещением, полученный коэффициент диффузии D можно также выразить как:

D = X¯22Z

Здесь Z – это конкретный интервал времени наблюдения, а X¯ – среднее смещение частицы при броуновском движении. В таблице 2.5 показан коэффициент диффузии золя, образующегося из наночастиц золота, при 291 К.

Таблица 2.5. Коэффициент диффузии золя, образующегося из частиц нано-Au при 291 K

Размер частиц нано-Au (нм)	Коэффициент диффузии (109 м ² / с)
1	0 .213
10	0,0213
100	0,00213

Когда частицы, взвешенные в жидкости, показывают скорость осаждения, равную скорости диффузии, система достигает состояния равновесия, а именно равновесия седиментации. . В состоянии седиментационного равновесия концентрация коллоидных частиц подчиняется закону распределения Гаусса.

Закон распределения Гаусса для коллоидных частиц может быть выражен как:

n2 = n1e − N0RT⋅43r3 (ρp − ρ0) (x2 − x1) g

Здесь n ₁ и n ₂ – концентрация частиц в поперечном сечении на высоте x ₁ и x ₂ соответственно, R – идеальная газовая постоянная, T – абсолютная температура, A – Константа Авогадро, r – радиус частицы, ρ0 – плотность коллоидных частиц, ρp – плотность дисперсионной среды, а g – ускорение свободного падения.

10 лучших теплопроводящих материалов

Теплопроводность – это мера способности материала пропускать через него тепло. Материалы с высокой теплопроводностью могут эффективно передавать тепло и легко забирать тепло из окружающей среды. Плохие теплопроводники сопротивляются тепловому потоку и медленно извлекают тепло из окружающей среды. Теплопроводность материала измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт / м • К) в соответствии с рекомендациями S.I (Международная система).

10 лучших измеряемых теплопроводных материалов и их значения приведены ниже. Эти значения проводимости являются средними из-за разницы в теплопроводности в зависимости от используемого оборудования и среды, в которой были получены измерения.

Материалы теплопроводящие

Diamond – 2000 – 2200 Вт / м • K
Алмаз является ведущим теплопроводным материалом и имеет измеренные значения проводимости в 5 раз выше, чем у меди, самого производимого металла в Соединенных Штатах.Атомы алмаза состоят из простой углеродной основы, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной теплопередачи. Часто материалы с простейшим химическим составом и молекулярной структурой имеют самые высокие значения теплопроводности.
Diamond – важный компонент многих современных портативных электронных устройств. Их роль в электронике – способствовать рассеиванию тепла и защищать чувствительные части компьютера. Высокая теплопроводность алмазов также оказывается полезной при определении подлинности камней в ювелирных изделиях.Добавление небольшого количества алмаза в инструменты и технологии может сильно повлиять на свойства теплопроводности.
Серебро – 429 Вт / м • K
Серебро – относительно недорогой и распространенный теплопроводник. Серебро входит в состав многих бытовых приборов и является одним из самых универсальных металлов из-за его ковкости. 35% серебра, производимого в США, используется для производства электрических инструментов и электроники (US Geological Survey Mineral Community 2013).Вспомогательный продукт серебра, серебряная паста, пользуется все большим спросом из-за его использования в экологически чистых источниках энергии. Серебряная паста используется в производстве фотоэлементов, которые являются основным компонентом солнечных батарей.
Медь – 398 Вт / м • K
Медь – наиболее часто используемый металл для производства токопроводящих приборов в США. Медь имеет высокую температуру плавления и умеренную скорость коррозии. Это также очень эффективный металл для минимизации потерь энергии при передаче тепла.Металлические кастрюли, трубы для горячей воды и автомобильные радиаторы – все это приборы, в которых используются проводящие свойства меди.
Золото – 315 Вт / м • K
Золото
– это редкий и дорогой металл, который используется для специальных проводящих применений. В отличие от серебра и меди, золото редко тускнеет и может выдерживать большие количества коррозии.
Карбид кремния – 270 Вт / м • K
Карбид кремния – это полупроводник, состоящий из сбалансированной смеси атомов кремния и углерода.При изготовлении и сплавлении кремний и углерод соединяются, образуя чрезвычайно твердый и прочный материал. Эта смесь часто используется в качестве компонента автомобильных тормозов, турбинных машин и стальных смесей.
Оксид бериллия– 255 Вт / м • K
Оксид бериллия используется во многих высокопроизводительных деталях для таких приложений, как электроника, поскольку он обладает высокой теплопроводностью и является хорошим электрическим изолятором.
Алюминий – 247 Вт / м • K
Алюминий обычно используется в качестве экономичной замены меди.Хотя алюминий не такой проводящий, как медь, его много, и с ним легко работать из-за его низкой температуры плавления. Алюминий является важным компонентом светильников L.E.D (светоизлучающих диодов). Медно-алюминиевые смеси набирают популярность, поскольку они могут использовать свойства как меди, так и алюминия и могут производиться с меньшими затратами.
Вольфрам – 173 Вт / м • K
Вольфрам имеет высокую температуру плавления и низкое давление пара, что делает его идеальным материалом для приборов, которые подвергаются воздействию высоких уровней электричества.Химическая инертность вольфрама позволяет использовать его в электродах, являющихся частью электронных микроскопов, без изменения электрических токов. Он также часто используется в лампах и как компонент электронно-лучевых трубок.
Графит 168 Вт / м • K
Графит – это распространенная, недорогая и легкая альтернатива другим углеродным аллотропам. Его часто используют в качестве добавки к полимерным смесям для улучшения их теплопроводных свойств. Батареи – знакомый пример устройства, использующего высокую теплопроводность графита.
Цинк 116 Вт / м • K
Цинк – один из немногих металлов, которые можно легко комбинировать с другими металлами для создания металлических сплавов (смеси двух или более металлов). 20% цинковых приборов в США состоят из цинковых сплавов. При цинковании используется 40% производимого чистого цинка. Цинкование – это процесс нанесения цинкового покрытия на сталь или железо, которое предназначено для защиты металла от атмосферных воздействий и ржавчины.

Список литературы

Мохена, Т.К., Мочане, М. Дж., Сефади, Дж. С., Мотлунг, С. В., и Андала, Д. М. (2018). Теплопроводность полимерных композитов на основе графита. Влияние теплопроводности на энергетические технологии. DOI: 10.5772 / intechopen.75676

Оксид бериллия Получено с https://thermtest.com/materials-database#Beryllium-Oxide

База данных материалов для термических испытаний. https://thermtest.com/materials-database

Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель Thermtest

Свойства меди – электрическая и термическая кондуктивность

Два основных свойства меди, которые делают ее незаменимой для человечества, – это ее электрическая и теплопроводность, но уникальное сочетание этих и других свойств делает медь такой универсальной.

Электропроводность

Медь имеет самую высокую проводимость среди всех неблагородных металлов и на 65% выше, чем у алюминия. Это, в сочетании с ее высокой пластичностью, средней прочностью, простотой соединения и хорошей устойчивостью к коррозии, делает медь лучшим проводником для электрических применений. такие как кабели, обмотки трансформатора и двигателя, а также шины.

Теплопроводность

Медь хорошо проводит тепло (примерно в 30 раз лучше, чем нержавеющая сталь и 1.В 5 раз лучше алюминия). Это приводит к приложениям, в которых требуется быстрая передача тепла, например, в теплообменниках в установках кондиционирования воздуха, радиаторах транспортных средств, радиаторах в компьютерах, машинах для термосваривания и телевизорах, а также в качестве компонентов печей с водяным охлаждением.

Коррозионная стойкость

Медь с низкой реакционной способностью. Это означает, что он не подвержен коррозии. Это важно при его использовании для труб, электрических кабелей, кастрюль и радиаторов отопления. Это также означает, что он хорошо подходит для декоративного использования.Украшения, статуи и части зданий могут быть сделаны из меди, латуни или бронзы и оставаться привлекательными в течение тысяч лет.

Сплавы легко

Медь легко комбинируется с другими металлами для получения сплавов. Первым произведенным сплавом была медь, расплавленная с оловом для образования бронзы – открытие настолько важное, что периоды в истории называют бронзовым веком. Гораздо позже появилась латунь (медь и цинк), а в современную эпоху – медь и никель. Сплавы тверже, прочнее и жестче, чем чистая медь.Их можно сделать еще более твердыми, ударив по ним молотком – процесс, называемый «наклеп».

Легко присоединяется

Медь легко соединяется пайкой, пайкой, болтовым соединением или клеем. В промышленности это очень полезно для прокладки трубопроводов и соединения сборных шин, которые являются жизненно важными элементами систем распределения электроэнергии. В других местах это также важная особенность для художников, создающих скульптуры и статуи, а также для ювелиров и других ремесленников.

Пластичный

Медь – пластичный металл.Это означает, что из него легко могут быть сформированы трубы и вытянуты проволоки. Медные трубы легкие, потому что у них могут быть тонкие стенки. Они не подвержены коррозии, и их можно согнуть, чтобы подогнать под углы. Трубы можно соединить пайкой, и они безопасны при пожаре, поскольку не горят и не поддерживают горение.

Гигейник

Медь по своей сути гигиенична. Вместе с долговечностью и эстетикой это делает медные сплавы идеальными материалами для поверхностей с сильным касанием в областях, где гигиена является ключевой задачей.

Жесткий

Медь и медные сплавы прочные. Это означает, что они хорошо подходили для изготовления инструментов и оружия. Представьте себе радость древнего человека, когда он обнаружил, что его аккуратно сформированные наконечники стрел больше не разбиваются при ударе. Свойство прочности жизненно важно для меди и медных сплавов в современном мире. Они не разбиваются при падении и не становятся хрупкими при охлаждении ниже 0 ° C.

Немагнитный

Медь немагнитна и не искрит.Из-за этого он используется в специальных инструментах и военном оборудовании.

Привлекательный цвет

Медь и ее сплавы, такие как латунь, используются для изготовления ювелирных изделий и украшений. Они имеют привлекательный золотистый цвет, который зависит от содержания меди. Они обладают хорошей устойчивостью к потускнению, что делает их долговечными.

Вторичная переработка

Медь пригодна для бесконечной переработки без потери свойств. Около 40% потребностей Европы удовлетворяется за счет вторичной меди.

Каталитический

Медь может действовать как катализатор – вещество, которое может ускорить химическую реакцию и повысить ее эффективность. Это достигается за счет снижения энергии активации. Медь ускоряет реакцию между цинком и разбавленной серной кислотой. Он содержится в некоторых ферментах, один из которых участвует в дыхании.

Символ	Cu Химический символ меди – Cu, от латинского «cuprum», что означает Кипр, откуда римляне получали большую часть своей меди.
Семья в периодической таблице	Группа 11 (IB) Переходный металл
Атомный номер	29
Относительная атомная масса	63,546
Плотность	8,96 г / см ³
Цвет	Красный
Температура плавления	1084.62 ° С
Температура кипения	2,560 ° С
Электропроводность	58,0-58,9 МС / м (м / Ом · мм ₂) 100,0 – 101,5% IACS при 20 ° C
Теплопроводность	3,94 Вт · см / см ² ° C при 20 ° C

Тепловые свойства металлов, проводимость, тепловое расширение, удельная теплоемкость

Проектирование и проектирование теплопередачи
Конструирование металлов и материалов
Обзор теплопроводности, теплопередачи

Металлы в целом обладают высокой электропроводностью, высокой теплопроводностью и высокой плотностью.Обычно они податливы и пластичны, деформируются под действием напряжения без сколов. С точки зрения оптических свойств металлы блестящие и блестящие. Листы металла толщиной более нескольких микрометров кажутся непрозрачными, но сусальное золото пропускает зеленый свет.

Хотя большинство металлов имеют более высокие плотности, чем большинство неметаллов, их плотности сильно различаются: литий является наименее плотным твердым элементом, а осмий – наиболее плотным. Щелочные и щелочноземельные металлы в группах I A и II A называются легкими металлами, потому что они имеют низкую плотность, низкую твердость и низкие температуры плавления.Высокая плотность большинства металлов обусловлена плотноупакованной кристаллической решеткой металлической структуры. Прочность металлических связей для различных металлов достигает максимума вокруг центра ряда переходных металлов, поскольку эти элементы имеют большое количество делокализованных электронов в металлических связях с сильной связью. Однако другие факторы (такие как радиус атома, заряд ядра, количество орбиталей связей, перекрытие орбитальных энергий и форма кристалла) также участвуют.

См. Формулы преобразования внизу:

Материал	Теплопроводность БТЕ / (ч-фут-фут)	Плотность (фунты / дюйм ³)	Удельная теплоемкость (БТЕ / фунт / фут)	Точка плавления (F)	Скрытая теплота плавления (БТЕ / фунт)	Тепловое расширение (дюйм / дюйм / фут x 10 ^-6)
Алюминий	136	0.098	0,24	1220	169	13,1
Сурьма	120	–	–	–	–	–
Латунь (желтый)	69.33	0,306	0,096	1724	–	11,2
Кадмий	–	–	–	–	–	–
Медь	231	0.322	0,095	1976	91,1	9,8
Золото	183	0,698	0.032	1945	29	7,9
Инколой 800	–	0,29	0,13	2500	–	7.9
Инконель 600	–	0,304	0,126	2500	–	5,8
Чугун, литье	46.33	0,26	0,12	2150	–	6
Свинец цельный	20,39	0,41	0.032	621	11,3	16,4
Свинец жидкий	–	0,387	0,037	–	–	–
Магний	–	0.063	0,27	1202	160	14
Молибден	–	0,369	0.071	4750	126	2,9
Монель 400	–	0,319	0,11	2400	–	6.4
Никель	52,4	0,321	0,12	2642	133	5,8
Нихром (80% NI-20% Cr)	–	0.302	0,11	2550	–	7,3
Платина	41,36	0,775	0,035	3225	49	4.9
Серебро	247,87	0,379	0,057	1760	38	10,8
Припой (50% Pb-50% Sn)	–	0.323	0,051	361	17	13,1
Сталь мягкая	26,0 – 37,5	0,284	0.122	2570	–	6,7
Сталь, нержавеющая 304	8,09	0,286	0,120	2550	–	9.6
Сталь, нержавеющая 430	8,11	0,275	0,110	2650	–	6
Тантал	–	0.6	0,035	5425	–	3,6
Олово твердое	38,48	0,263	0,065	450	26.1	13
Олово жидкое	–	0,253	0,052	–	–	–
Титан 99.0%	12,65	0,164	0,13	3035	–	4,7
Вольфрам	100,53	0.697	0,04	6170	79	2,5
Тип металл (85% Pb-15% Сб)	–	0,387	0.04	500	14 + –	–
цинк	67.023	0,258	0,096	786	43.3	22,1
цирконий	145	0,234	0,067	3350	108	3.2

Термические свойства металлов
Материал	Электропроводность Вт / м-C	Плотность кг / м ³	Удельная теплоемкость Дж / кг- ° C
Алюминий, 2024, Temper-T351	143.0	2,8 x 10 ³	795,0
Алюминий, 2024, Temper-T4	121,0	2,8 x 10 ³	795,0
Алюминий, 5052, Temper-h42	138,0	2,68 x 10 ³	963,0
Алюминий, 5052, Temper-O	144,0	2.69 х 10 ³	963,0
Алюминий, 6061, Temper-O	180,0	2,71 х 10 ³	1,256 x 10 ³
Алюминий, 6061, Temper-T4	154,0	2,71 х 10 ³	1,256 x 10 ³
Алюминий, 6061, Temper-T6	167.0	2,71 х 10 ³	1,256 x 10 ³
Алюминий, 7075, Temper-T6	130,0	2,8 x 10 ³	1,047 x 10 ³
Алюминий, A356, Temper-T6	128,0	2,76 x 10 ³	900,0
Алюминий чистый	220.0	2,707 x 10 ³	896,0
Бериллий чистый	175,0	1.85 x 10 ³	1.885 x 10 ³
Латунь, красная, 85% Cu-15% Zn	151,0	8,8 x 10 ³	380,0
Латунь, желтая, 65% Cu-35% Zn	119,0	8.8 х 10 ³	380,0
Медь, сплав, 11000	388,0	8,933 x 10 ³	385,0
Медь, алюминиевая бронза, 95% Cu-5% Al	83,0	8,666 x 10 ³	410,0
Медь, латунь, 70% Cu-30% Zn	111,0	8,522 x 10 ³	385.0
Медь, бронза, 75% Cu-25% Sn	26,0	8,666 x 10 ³	343,0
Медь, константан, 60% Cu-40% Ni	22,7	8,922 x 10 ³	410,0
Медь тянутая проволока	287,0	8,8 x 10 ³	376,0
Медь, немецкое серебро, 62% Cu-15% Ni-22% Zn	24.9	8,618 x 10 ³	394,0
Медь чистая	386,0	8,954 x 10 ³	380,0
Медь, Красная латунь, 85% Cu-9% Sn-6% Zn	61,0	8,714 x 10 ³	385,0
Золото, чистое	318,0	18,9 x 10 ³	130.0
Инвар, 64% Fe-35% Ni	13,8	8,13 x 10 ³	480,0
Чугун, литье	55,0	7,92 x 10 ³	456,0
Железо, чистое	71,8	7,897 x 10 ³	452,0
Железо кованое, 0.5% С	59,0	7,849 x 10 ³	460,0
Ковар, 54% Fe-29% Ni-17% Co	16,3	8,36 x 10 ³	432,0
Свинец чистый	35,0	11,373 x 10 ³	130,0
Магний, Mg-Al, электролитический, 8% Al-2% Zn	66.0	1.81 x 10 ³	1,0 x 10 ³
Магний чистый	171,0	1,746 x 10 ³	1,013 x 10 ³
Молибден	130,0	10,22 x 10 ³	251,0
Нихром, 80% Ni-20% Cr	12,0	8.4 х 10 ³	420,0
Никель, Ni-Cr, 80% Ni-20% Cr	12,6	8,314 x 10 ³	444,0
Никель, Ni-Cr, 90% Ni-10% Cr	17,0	8,666 x 10 ³	444,0
Никель чистый	99,0	8,906 x 10 ³	445.9
Серебро, чистое	418,0	10,51 x 10 ³	230,0
Припой, твердый, 80% Au-20% Sn	57,0	15,0 х 10 ³	15,0
Припой, твердый, 88% Au-12% Ge	88,0	15,0 х 10 ³	Нет данных
Припой, твердый, 95% Au-3% Si	94.0	15,7 x 10 ³	147,0
Припой, мягкий, 60% Sn-40% Pb	50,0	9,29 x 10 ³	180,0
Припой, мягкий, 63% Sn-37% Pb	51,0	9,25 x 10 ³	180,0
Припой, мягкий, 92,5% Pb-2,5% Ag-5% In	39,0	12.0 х 10 ³	Нет данных
Припой, мягкий, 95% Pb-5% Sn	32,3	11,0 x 10 ³	134,0
Сталь углеродистая, 0,5% C	54,0	7,833 x 10 ³	465,0
Сталь углеродистая, 1,0% C	43,0	7.801 x 10 ³	473.0
Сталь углеродистая, 1,5% C	36,0	7,753 x 10 ³	486,0
Сталь, хром, Cr0%	73,0	7,897 x 10 ³	452,0
Сталь, хром, Cr1%	61,0	7,865 x 10 ³	460,0
Сталь, хром, Cr20%	22.0	7,689 x 10 ³	460,0
Сталь, хром, Cr5%	40,0	7,833 x 10 ³	460,0
Сталь хромоникелевый, 18% Cr-8% Ni	16,3	7,817 x 10 ³	460,0
Сталь, инвар, 36% Ni	10,7	8.137 х 10 ³	460,0
Сталь, никель, Ni 0%	73,0	7,897 x 10 ³	452,0
Сталь, никель, Ni 20%	19,0	7,933 x 10 ³	460,0
Сталь, никель, Ni 40%	10,0	8,169 x 10 ³	460.0
Сталь, никель, Ni 80%	35,0	8,618 x 10 ³	460,0
Сталь, SAE 1010	59,0	7,832 x 10 ³	434,0
Сталь, SAE 1010, лист	63,9	7,832 x 10 ³	434,0
Сталь, нержавеющая сталь 316	16.26	8,0272 х 10 ³	502,1
Сталь, вольфрам, W0%	73,0	7,897 x 10 ³	452,0
Сталь, вольфрам, W1%	66,0	7,913 x 10 ³	448,0
Сталь, вольфрам, W10%	48,0	8.314 х 10 ³	419,0
Сталь, вольфрам, W5%	54,0	8,073 x 10 ³	435,0
Олово литое, кованое	62,5	7,352 х 10 ³	226,0
Олово чистое	64,0	7,304 x 10 ³	226.5
Титан	15,6	4,51 x 10 ³	544,0
Вольфрам	180,0	19,35 x 10 ³	134,4
Цинк чистый	112,2	7,144 x 10 ³	384,3

Преобразование теплопроводности:
1 кал / см ² / см / с / ° C = 10.63 Вт / дюйм – ° C

117 БТЕ / (час-фут F) x (0,293 ватт-час / БТЕ) x (1,8F / C) x (фут / 12 дюймов) = 5,14 Вт / дюйм – ° C
или
117 БТЕ / (час-фут-фут) x 0,04395 Вт / дюйм-фут -фут / (Btu = ° C – дюйм) = 5,14 Вт / дюйм-° C

См. Наши определения и преобразования производства материалов страницы для получения дополнительной информации!

Тепловые свойства неметаллов

Дата / Время:

Теплопроводность металлов и сплавов

В этой статье представлены данные теплопроводности для ряда металлов и сплавов. Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.

Теплопроводность измеряет способность материала пропускать тепло через проводимость.Теплопроводность материала сильно зависит от состава и структуры. Вообще говоря, плотные материалы, такие как металлы и камень, являются хорошими проводниками тепла, в то время как вещества с низкой плотностью, такие как газ и пористая изоляция, плохо проводят тепло.

Теплопроводность материалов требуется для анализа сетей теплового сопротивления при изучении теплопередачи в системе.

Дополнительную информацию см. В статье «Значения теплопроводности для других распространенных материалов».

В следующих таблицах показана теплопроводность некоторых металлов и сплавов при различных температурах.

9012 Титан

Материал	Температура	Теплопроводность	Температура	Теплопроводность
Адмиралтейство Латунь	20	96,1	68	55,5
	100	103,55	212	59.8
	238	116,44	460	67,3
Алюминий	20	225	68	130
	100	218	212	126
	371	192	700	111
Сурьма	20	18,3	68	10,6
Сурьма	100	16.8	212	9,69
Бериллий	20	139	68	80,1
	100	132	212	76,2
	371	10962	70062	63,0
Латунь	-165	106	-265	61,0
	20	144	68	83,0
	182	177	360	102
Бронза	20	189	68	109
Cadmiuim	20	92.8	68	53,6
Cadmiuim	100	90,3	212	52,2
Медь	20	401	68	232
	100	377	212	218
	371	367	700	212
Золото	20	317	68	183
Германий	20	58.8	68	34,0
Инконель X	-3	13,2	27	7,62
	20	13,7	68	7,90
	577	25,5	1070	14,7
Железо	20	71,9	68	41,6
	100	65,7	212	38,0
	371	44.6	700	25,8
Железо (кованое)	20	60,4	68	34,9
Железо (кованое)	100	59,9	212	34,6
Чугун (литье)	53	48,0	127	27,7
Свинец	0	35,1	32	20,3
	20	34,8	68	20.1
	260	30,3	500	17,5
Магний	20	170	68	98,5
	100	167	212	96,3
	188	163	370	93,9
Молибден	0	137	32	79,0
	20	136	68	78.4
	427	115	800	66,7
Монель	-250	20,73	-418	11,98
	20	27,5	68	15,86
	800	46,9	1472	27,1
Никель	20	62,4	68	36,0
	100	58.0	212	33,5
	293	47,5	560	27,4
Палладий	20	67,5	68	39,0
Платина	20	71	68	41,0
	100	70,6	212	40,8
	427	69,2	800	40,0
Плутоний	20	8.65	68	5,00
Родий	20	152	68	88,0
Серебро	20	419	68	242
	100	405	212	234
	316	366	600	211
Сталь, 1% углерода	20	45,3	68	26.2
Сталь, 1% углерода	100	44,8	212	25,9
SS ANSI 301, 302, 303, 304	35	14,0	95	8,08
	100	15,0	212	8,69
	900	28,0	1652	16,2
SS ANSI 310	0	11,9	32	6,85
	20	12.3	68	7,11
	900	32,0	1652	18,5
SS ANSI 314	30	17,3	86	10,0
	100	17,6	212	10,2
	300	18,4	572	10,6
	900	22,6	1652	13,1
SS ANSI 316	-50	13.0	-58	7,51
	20	13,9	68	8,04
	950	26,1	1742	15,1
SS ANSI 321, 347, 348	– 70	14,3	-94	8,25
	20	15,7	68	9,06
	900	29,4	1652	17,0
SS ANSI 403, 410, 416 , 420	-70	26.0	-94	15,0
	20	26,0	68	15,0
	1000	26,0	1832	15,0
SS ANSI 430	50	21,8	122	12,6
SS ANSI 430	900	25,0	1652	14,4
SS ANSI 440	100	22,1	212	12.8
SS ANSI 440	500	27,5	932	15,9
SS ANSI 446	0	22,4	32	13,0
	20	22,7	68	13,1
	1000	38,0	1832	22,0
SS ANSI 501, 502	30	37,0	86	21,4
	100	36.2	212	20,9
	830	27,8	1526	16,0
Тантал	20	55,0	68	31,8
Таллий	0	32	29,0
Торий	20	29,4	68	17,0
	100	30,5	212	17.6
	299	33,3	570	19,3
Олово	20	62,1	68	35,9
Олово	100	58,8	212	33,9
20	15,6	68	9,00
100	15,3	212	8,86
299	14.7	570	8,50
Вольфрам	20	159	68	92,0
	100	154	212	89,2
	299	142	82,0
Уран	20	24,2	68	14,0
	100	26,0	212	15,0
	770	40.6	1418	23,4
Ванадий	20	34,6	68	20,0
Цинк	20	112	68	64,9
Цинк	100	111	212	63,9
Цирконий	0	19,0	32	11,0

Статья Создана: 5 ноября 2013 г.
Теги статьи
Электропроводность, теплопроводность, плотность, температура плавления

Таблица свойств проводящих материалов, металлов и нержавеющей стали:
Электропроводность и удельное сопротивление, теплопроводность, величина теплового расширения, плотность и температура плавления.
Электропроводность (10.E6 Сименс / м) Удельное электрическое сопротивление (10.E-8 Ом.м) Теплопроводность (Вт / м · К) Коэффициент теплового расширения 10E-6 (K-1) от 0 до 100 ° C Плотность (г / см3) Температура плавления или ухудшения (° C)
Серебро 62,1 1,6 420 19,1 10,5 961
Медь 58,7 1,7 386 17 8,9 1083
Золото 44,2 2,3 317 14,1 19,4 1064
Алюминий 36,9 2,7 237 23,5 2,7 660
Молибден 18,7 5,34 138 4,8 10,2 2623
цинк 16,6 6,0 116 31 7,1 419
Литий 10,8 9,3 84,7 56 0,54 181
Латунь 15,9 6,3 150 20 8,5 900
Никель 14,3 7,0 91 13,3 8,8 1455
Сталь 10,1 9,9 80 12,1 7,9 1528
Палладий 9,5 10,5 72 11 12 1555
Платиновый 9,3 10,8 107 9 21,4 1772
Вольфрам 8,9 11,2 174 4,5 19,3 3422
Олово 8,7 11,5 67 23,5 7,3 232
Бронза 67Cu33Sn 7,4 13,5 85 17 8,8 1040
Карбоновая сталь 5,9 16,9 54 12 7,7 1400
Карбон 5,9 16,9 129 0,2 1,8 2500
Свинец 4,7 21,3 35 29 11,3 327
Титан 2,4 41,7 21 8,9 4,5 1668
Нержавеющая сталь 316L EN1.4404 1,32 76,0 15 16,5 7,9 1535
Нержавеющая сталь 304 EN1.4301 1,37 73,0 16,3 16,5 7,9 1450
Нержавеющая сталь 310 EN1.4841 1,28 78 14,2 17 7,75 2650
Меркурий 1,1 90,9 8 61 13,5 -39
Фехрал 0,74 134 16 11,1 7,2 + -1440
Теплопроводность меди – различные методы испытаний и применения
Что вы подразумеваете под теплопроводностью?
Чтобы понять термин теплопроводность, нам нужно сначала понять, что такое проводимость.Мы имеем в виду теплопроводность материала, меру его способности проводить тепло. Обычно его обозначают k или λ.
Определяющее уравнение для теплопроводности q = -k⛛T, где q – тепловой поток, k – теплопроводность, а ⛛T – температурный градиент, известный как закон Фурье для теплопроводности. Обычно его выражают как скаляр, наиболее общая форма теплопроводности – тензор второго ранга. Несмотря на это, тензорное описание становится необходимым только для анизотропных материалов.
Что вы имеете в виду под теплопроводностью меди?
Теплопроводность меди – это мера ее способности проводить тепло, это означает передачу тепла от одного тела к другому, теплопроводность вещества k является интенсивным свойством (свойством материала, который (не зависит от количества или формы материала, свойства материала в определенной точке пространства), что указывает на его способность проводить тепло. Его часто измеряют с помощью анализа лазерной вспышки.Также устанавливаются альтернативные измерения. Из-за состава смеси могут иметь переменную теплопроводность. Обратите внимание, что для газов в обычных условиях теплопередача за счет адвекции (например, вызванной конвекцией или турбулентностью) является доминирующим механизмом по сравнению с теплопроводностью.
Если мы посмотрим на теплопроводность чистой меди, она составляет около 400 Вт на метр по Кельвину. Это означает, что медная пластина с площадью A и толщиной L, грани которой поддерживаются при постоянной относительной разнице температур ΔT кельвинов, будет проводить тепло со скоростью 400 A / L⋅ΔT джоулей в секунду.Для производства токопроводящих приборов в Соединенных Штатах медь является наиболее часто используемым металлом. Он имеет высокую температуру плавления и умеренную скорость коррозии. Это также очень эффективный металл для минимизации потерь энергии при передаче тепла. В таких приборах, как металлические кастрюли, трубы для горячей воды и автомобильные радиаторы, используются проводящие свойства меди.
Для измерения теплопроводности доступны различные варианты, каждая из которых подходит для ограниченного диапазона материалов, в зависимости от тепловых свойств и температуры.Под теплопроводностью мы подразумеваем, что это передача тепла от одной части тела к другой, с которой она находится в контакте, а теплопроводность – это мера способности материала проводить тепло, часто обозначаемую k, λ, или к. Передача тепла зависит от величины температурного градиента и конкретных тепловых характеристик материала.
Различные методы проверки теплопроводности меди: –
Стационарный метод: – Как правило, стационарные методы выполняют измерение, когда температура измеряемого материала не изменяется со временем.Следовательно, анализ сигнала прост (установившееся состояние подразумевает постоянные сигналы). Единственным недостатком является то, что обычно требуется хорошо спроектированная экспериментальная установка.
Переходные методы: – В этом методе измерение теплопроводности выполняется в процессе нагрева. Поэтому измерения можно проводить быстро, что является преимуществом. Обычно они выполняются игольчатыми зондами.
Поскольку медь позволяет теплу быстро проходить через нее, она используется во многих областях, где важна быстрая теплопередача.

	Электропроводность (10.E6 Сименс / м)	Удельное электрическое сопротивление (10.E-8 Ом.м)	Теплопроводность (Вт / м · К)	Коэффициент теплового расширения 10E-6 (K-1) от 0 до 100 ° C	Плотность (г / см3)	Температура плавления или ухудшения (° C)
Серебро	62,1	1,6	420	19,1	10,5	961
Медь	58,7	1,7	386	17	8,9	1083
Золото	44,2	2,3	317	14,1	19,4	1064
Алюминий	36,9	2,7	237	23,5	2,7	660
Молибден	18,7	5,34	138	4,8	10,2	2623
цинк	16,6	6,0	116	31	7,1	419
Литий	10,8	9,3	84,7	56	0,54	181
Латунь	15,9	6,3	150	20	8,5	900
Никель	14,3	7,0	91	13,3	8,8	1455
Сталь	10,1	9,9	80	12,1	7,9	1528
Палладий	9,5	10,5	72	11	12	1555
Платиновый	9,3	10,8	107	9	21,4	1772
Вольфрам	8,9	11,2	174	4,5	19,3	3422
Олово	8,7	11,5	67	23,5	7,3	232
Бронза 67Cu33Sn	7,4	13,5	85	17	8,8	1040
Карбоновая сталь	5,9	16,9	54	12	7,7	1400
Карбон	5,9	16,9	129	0,2	1,8	2500
Свинец	4,7	21,3	35	29	11,3	327
Титан	2,4	41,7	21	8,9	4,5	1668
Нержавеющая сталь 316L EN1.4404	1,32	76,0	15	16,5	7,9	1535
Нержавеющая сталь 304 EN1.4301	1,37	73,0	16,3	16,5	7,9	1450
Нержавеющая сталь 310 EN1.4841	1,28	78	14,2	17	7,75	2650
Меркурий	1,1	90,9	8	61	13,5	-39
Фехрал	0,74	134	16	11,1	7,2	+ -1440

Теплопроводность у меди: Тепловые свойства меди

Тепловые свойства меди

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы

Температура плавления латуни

Температура плавления бронзы

Теплопроводность меди – как влияет на свойства меди? + Видео

1 Медь – коротко про теплопроводность

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

3 Минусы высокой теплопроводности

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Шаг пятый. Медь vs алюминий

Медь теплопроводность – Справочник химика 21

Теплопроводность, теплоемкость серебра и его теплофизические свойства. Теплопроводность меди. Замечательное свойство

Температура плавления латуни

Температура плавления бронзы

Тепловые и термодинамические свойства меди

– обзор

2.5 Обнаружение и анализ тепловых свойств

10 лучших теплопроводящих материалов

Материалы теплопроводящие

Diamond – 2000 – 2200 Вт / м • K

Серебро – 429 Вт / м • K

Медь – 398 Вт / м • K

Золото – 315 Вт / м • K

Карбид кремния – 270 Вт / м • K

Оксид бериллия– 255 Вт / м • K

Алюминий – 247 Вт / м • K

Вольфрам – 173 Вт / м • K

Графит 168 Вт / м • K

Цинк 116 Вт / м • K

Список литературы

Свойства меди – электрическая и термическая кондуктивность

Электропроводность

Теплопроводность

Коррозионная стойкость

Сплавы легко

Легко присоединяется

Пластичный

Гигейник

Жесткий

Немагнитный

Привлекательный цвет

Вторичная переработка

Каталитический

Тепловые свойства металлов, проводимость, тепловое расширение, удельная теплоемкость

Теплопроводность металлов и сплавов

Электропроводность, теплопроводность, плотность, температура плавления

Таблица свойств проводящих материалов, металлов и нержавеющей стали:

Теплопроводность меди – различные методы испытаний и применения

Что вы подразумеваете под теплопроводностью?

Что вы имеете в виду под теплопроводностью меди?

Различные методы проверки теплопроводности меди: –

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики