1. Коефіцієнт теплового розширення чистої міді
Чиста мідь (-безкиснева мідь або промислова чиста мідь, як-от T2, C11000) має відносно високий коефіцієнт лінійного теплового розширення, що є однією з її важливих фізичних властивостей у інженерних додатках.
Від 20 градусів до 100 градусів: приблизно 16,5 × 10⁻⁶ / градус
Від 20 градусів до 200 градусів: приблизно 17,3 × 10⁻⁶ / градус
Від 20 градусів до 300 градусів: приблизно 17,7 × 10⁻⁶ / градус
Це означає, що коли температура підвищується, чиста мідь помітно розширюється, що слід враховувати при теплотехнічному проектуванні, підгонках збірки та високотемпературних структурних компонентах-.
2. Чи придатна чиста мідь для довготривалої-високої-температури?
2.1 Висновок
Чиста мідь НЕ підходить для тривалого -використання при високих температурах, особливо вище 250 градусів.
Він може підтримувати стабільну роботу протягом-тривалого терміну служби лише при температурі нижче 150 градусів у некорозійній атмосфері. Вище цієї температури окислення, розм’якшення, втрата міцності та структурна деградація стають серйозними та обмежують термін служби.
2.2 Погіршення характеристик чистої міді при високих температурах
(1) Прискорене окислення
Нижче 300 градусів мідь утворює тонку оксидну плівку (Cu₂O та CuO), яка забезпечує обмежений захист.
Вище 300 градусів окислення значно прискорюється. Оксидний шар стає товстим, пухким і не захисним, безперервно проникаючи всередину. При температурі вище 500 градусів окислення відбувається надзвичайно швидко, що призводить до споживання матеріалу, крихкості поверхні та розтріскування.
У середовищах, що містять сірку, хлор або інші корозійні елементи, високо-температурна корозія ще більше прискорюється, спричиняючи передчасну поломку.
(2) Значна втрата механічної міцності
Чиста мідь має низьку високотемпературну міцність і схильна до розм'якшення і повзучості.
При 100-200 градусах міцність знижується приблизно на 10%-20%. При 300-400 градусах міцність падає на 30%-50%, і пластична деформація під навантаженням стає неминучою.
Понад 500 градусів залишкова міцність становить менше однієї третини міцності при кімнатній температурі, що робить його непридатним для будь-якої несучої конструкції.
(3) Погіршення електро- та теплопровідності
Хоча мідь залишається високопровідною за високих температур, її питомий електричний опір зростає з температурою (приблизно +0.4% на градус).
При 500 градусах питомий опір майже подвоюється, знижуючи ефективність провідності та збільшуючи виділення тепла.
Теплопровідність також поступово зменшується при підвищених температурах, послаблюючи його перевагу у відведенні тепла.
2.3 Рекомендовані довгострокові діапазони робочих температур
Менше або дорівнює 120 градусам: стандартна температура тривалої служби для електричних компонентів, кабелів і теплообмінників; стабільний і надійний.
120–250 градусів: прийнятний для середньострокової служби, але з прискореним старінням; вимагає регулярного огляду.
>250 градусів: Не рекомендується для постійного тривалого використання.
>500 градусів: лише для надзвичайно короткочасного впливу; тривале використання призведе до швидкого виходу з ладу.
2.4 Заходи з удосконалення для застосувань при високих температурах
Якщо чиста мідь повинна використовуватися при підвищених температурах, наступні заходи можуть продовжити термін служби:
Покриття поверхні: нікелювання, лудіння або посріблення для ізоляції кисню.
Контрольована атмосфера: використовуйте в інертних або відновних атмосферах (азот, водень) для придушення окислення.
Заміна сплавів: латунь, бронза або мідно-нікелеві сплави забезпечують набагато кращу стійкість до високих температур.
Конструкція конструкції: Дозвольте простору для теплового розширення та зменшіть термічне навантаження.
2.5 Підсумок
Чиста мідь чудово забезпечує тепло- та електропровідність при низьких і помірних температурах (менше або дорівнює 150 градусам).
Однак через швидке окислення, сильне розм’якшення та погіршення механічних властивостей він непридатний для довготривалої високотемпературної експлуатації вище 250 градусів. Для високотемпературних інженерних застосувань при виборі матеріалу слід віддавати перевагу жаростійким мідним сплавам або мідним компонентам із захистом поверхні із суворими обмеженнями щодо робочої температури та робочого середовища.
