Сведения о титане

Титан – это твёрдый блестящий серебристый металл. Титан устойчив к коррозии, благодаря мгновенному образованию плотной оксидной плёнки на поверхности. При измельчении титана в порошок его большая активность приводит к горению на воздухе. Титан не взаимодействует почти со всеми кислотами (за исключением фтористой, фосфорной и концентрированной серной) и щелочами.

Физико-химические свойства титана:

Температура плавления – 1960 К;

Температура кипения – 3450 К;

Плотность (при 293К) – 4520 кг/м³;

Теплоёмкость – 530 Дж/кгК

Теплопроводность (при 300 К) – 21,9 Вт/мК;

Удельное электрическое сопротивление (при 293К) - 0,47 мкОм∙м;

Удельная магнитная восприимчивость (в тверд. состоянии) - ±4,01∙10^-8м³/кг.

Прочностные свойства титана близки к свойствам стали. Предел прочности при растяжении составляет 270-350 МПа, а при легировании алюминием (3-7%) может достигать 1000 МПа.

Титан как конструкционный материал широко применяется в химической промышленности, в медицине из него изготавливаются остеопротезы. Основное применение он нашёл в авиастроении. Эти области применения определены, с одной стороны, такими замечательными свойствами титана как:

- сочетание малой плотности и высокой прочности, что делает титан незаменимым материалом в авиастроении и ракетостроении

- высочайшая корррозионня стойкость даже в морской воде, что делает титан незаменимым в химической промышленности, медицине и судостроении.

С другой стороны, титан имеет высокую стоимость, что ограничивает области его применения.

Титан получают на титано-магниевых комбинатах. Титан достаточно широко распространён в природе (0,56% земной коры), в основном в виде ильменита (FeTiO₃), рутила (TiO₂) и титанита (CaTiSiO₅). Для получения титана вначале из этих минералов получают соединения титана с хлором (TiCl₄) или йодом (TiI₄). Из этих соединений хлор или йод вытесняют предварительно полученным магнием. Все эти технологические процессы весьма энергоёмки, что приводит к высокой стоимости и ограниченности применения титана

Приложение П4

Сведения о твёрдости материалов

Материал	НВ, МПа	Материал	НВ, МПа
Металлы		Литейные стали
Алюминий отожжённый 99,95%Аl	150	27ГЛ после закалки и отпуска	1800-2290
Алюминий отожжённый 99,5%Аl	250	30 ХНМЛ после закалки и отпуска	2170-2690
Вольфрам	4150	Нержавеющие стали
Железо отожжённое, особой чистоты	800	04Х18Н10, аустенитная после закалки	1350-2000
Золото отожжённое	220	12Х17, ферритная после отпуска	1400-1900
Медь	400	10Х13, мартенситная после закалки и отпуска	2550
Серебро отожжённое	500	Алюминиевые сплавы
Титан особой чистоты	600	Al технический, (АД 1М)	250
Стали обыкновенного качества		Al-Mg (AMr1M)	300
Ст1	1100	Al-Zn-Cu-Mg (В95пчТ1)	1600
Ст3	1310	Al-Mg (AMГ5nM), заклёпочная проволока	700
Ст6	1970	Fl-Si силумин, АЛ2	550
Стали качественные		Медные сплавы
10	1160	Латунь простая(Л96)	1350
45	2290	Латунь кремнистая (ЛК80-3)	1800
70	2690	Бронза (БрОФ6,5-0,4) мягкое состояние	800
		Бронза (БрОФ6,5-0,4) жёсткое состояние	2200
		Материалы для электрич/ контактов
Стали легированные после закалки		Сплав для слаботочных контактов Зл999-999,9	196
20ХГСА	2070	Сплав для слаботочных контактов ВРН	2450
36ХГСА	4100-4500	Cильноточный контакт КМК-А100 (Ag)	490
30ХМА жаропрочная	2290	Cильноточный контакт КМК-Б25(Cu27W70Ni3)	2060

1 В толковом словаре русского языка слово «образование» определяется как «получение систематизированных знаний и навыков…». Корень этого слова – «образ» определяется там же, как философское понятие: «результат и идеальная форма отражения предметов и явлений материального мира в сознании человека». То есть, образование, систематизация знаний – это создание в своём сознании цельного образа какой-либо предметной области, в нашем случае – электроматериаловедения.

2 Водородный показатель среды – рН – это значение десятичного логарифма концентрации ионов водорода, взятое с обратным знаком. Обычно значения рН лежат в пределах 1…12. При рН = 1 концентрация ионов водорода наибольшая, и составляет 0,1 моль/литр. Такая среда называется кислой. При рН = 12 в растворе преобладают ионы ОН^-, а концентрация ионов водорода минимальна и равна 10^-12моль/литр Такая среда называется щелочной. Нейтральной называют среду с рН = 7. Ниже этого значения среда всё в большей степени кислая, а выше – всё более щелочная.

3 Сразу после включения прибор выполняет серию внутренних тестов и, если проверки прошли успешно, на экран выводится название прибора и фирмы-производителя. Затем прибор автоматически переходит в главное (основное) меню.

4 Иммитанс – общее название сопротивлений и проводимостей

5 Короткое время проведения опыта и малая разность температур между нагретым образцом и окружающей средой позволяет пренебречь теплоотводом

6 кгс – это «килограмм силы» - внесистемная (которую использовали до введения системы СИ) единица измерения силы. Сила в 1кгс – эта сила давления на образец массы в 1 кг в земных условиях. Единица силы, принятая в системе СИ – Ньютон = 0,102 кгс

7 В физике буквой ρ часто обозначают плотность вещества (массу единицы объёма). В курсе «Материаловедение» плотность мы обозначаем маленькой латинской буквой d.

8 Это выражение вытекает из закона Ома в дифференциальной форме: j=γE; понятия плотности тока j, равной произведению суммарного заряда носителей в единице объёма nq на их скорость v (j=nq×v) и определения подвижности как средней скорости носителей зарядов при единичной напряженности электрического поля: u=v/E

9 В справочной литературе [2-4] эта величина обозначается греческой буквой α с индексом, соответствующим параметру, к которому относится температурный коэффициент. Например. температурный коэффициент длины обозначается α_l.

10 Электрическая ёмкость С – это коэффициент пропорциональности между зарядом на одном из электродов q и напряжением, существующем на электродах конструкции - U: q=CU

11 Температура – это характеристика равновесного состояния вещества, пропорциональная средней кинетической энергии колебательного движения частиц, из которых состоит это вещество.

12 Магнитный момент- это основная векторная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Поскольку источником магнетизма является ток в замкнутой цепи, то значение магнитного момента М определяется как произведение силы тока I на площадь, охватываемую контуром тока S:

М = I×S А×м².

Магнитными моментами обладают электронные оболочки атомов и молекул (орбитальные магнитные моменты). Электроны и другие элементарные частицы имеют спиновый магнитный момент, определяемый существованием собственного механического момента частицы – спина. Спиновый магнитный момент электрона может ориентироваться во внешнем магнитном поле так, что возможны только две равные и противоположно направленные проекции момента на направление вектора напряженности магнитного поля, равные магнетону Бора – 9,274×10^-24 А×м².

13 Намагниченность – J – это суммарный магнитный момент единицы объема вещества:

14 Магнитная проницаемость, μ – это физическая величина, характеризующая изменение магнитной индукции при воздействии магнитного поля. Для изотропных сред магнитная проницаемость равна отношению индукции в среде В к напряженности внешнего магнитного поля Н и к магнитной постоянной μ₀

.

Магнитная проницаемость – величина безразмерная. Её значение для конкретной среды на 1 больше магнитной восприимчивости (отношение намагниченности вещества к напряженности магнитного поля) той же среды:

μ = א_v + 1,

так как магнитная индукция в веществе усиливается по сравнению с магнитной индукцией внешнего поля за счёт намагниченности вещества: В = μ₀(Н+J).

15 Температура Кюри для магнитных материалов – это температура, при которой за счёт теплового движения разрушается упорядоченная магнитная структура и материал превращается в парамагнетик.

16 Квазистатический процесс – процесс в физической системе, протекающий столь медленно, что состояние системы в любой момент времени можно считать равновесным. (Quasi (лат) – приставка, соответствующая по значению словам «мнимый», «ненастоящий» или словам «почти», «близко»)и"ловамловам "от времени можно считать равновесным. стояние сигнитного поля, а размагничиваниегнитных полей, соответствующих

17 Симметричная петля магнитного гистерезиса – петля, получаемая при циклическом изменении напряжённости магнитного поля между равными по модулю значениями максимальной и минимальной напряжённости, симметричная относительно начала координат.

18 Дислокация – дефекты кристалла, представляющие собой линии, вдоль и вблизи которых нарушено характерное для кристалла правильное расположение атомных плоскостей.

19 Теплостойкость – способность вещества приобретать при заданной температуре деформацию не выше нормированной. В методе Мартенса – деформацию изгиба, в методе Вика – деформацию вдавливания.

20 Нагревостойкость – температура, при которой вещество может эксплуатироваться заданное время без недопустимого ухудшения его свойств.

78