Efect metalurgic

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 16 noiembrie 2014; verificările necesită 4 modificări .

Efectul metalurgic este un fenomen în metale, constând în capacitatea de a dizolva unele metale relativ refractare ( cupru , argint etc.) în multe metale topite cu punct de topire scăzut ( staniu , plumb etc.), în timp ce aliajul rezultat are diferite fizice. caracteristici decât componentele originale.

Caracteristicile fenomenului

Un aliaj, atunci când un metal refractar este dizolvat într-un metal topit cu punct de topire scăzut, are o rezistivitate electrică crescută și un punct de topire mai scăzut decât un metal refractar (cupru, argint), datorită influenței unui metal cu punct de topire scăzut.

Aplicație

Efectul metalurgic este utilizat în siguranțe electrice pentru a crea o caracteristică timp - curent de tip limitator de curent. În acest caz, inserția fuzibilă a siguranței este realizată sub forma mai multor fire paralele din metal refractar (de exemplu, cupru) și bile de metal cu punct de topire scăzut lipite pe ele (cel mai adesea este staniu). La curenții nominali de siguranță, bila nu se topește și nu afectează caracteristicile insertului. La un curent mai mare decât curentul nominal și la o anumită valoare a căldurii Joule , bila de staniu se topește, apoi dizolvarea ulterioară a cuprului în ea și, ca urmare, o creștere locală a rezistivității insertului, ceea ce duce la o creșterea temperaturii locale a secțiunii (deoarece cantitatea de căldură este proporțională cu rezistența activă a secțiunii circuitului ), ceea ce încălzește și mai mult zona, în plus, acest fenomen este agravat de o scădere a temperaturii de topire a secțiunii. zona: procesul capătă un caracter de avalanșă și inserția fuzibilă se topește mult mai repede în locurile de bile lipite. Acea. legătura fuzibilă se va arde mult mai devreme decât atingerea curentului de scurtcircuit la valoarea constantă (de 2-5 ori mai mică decât valoarea la starea staționară), ceea ce va reduce foarte mult efectul distructiv al forțelor electrodinamice din rețeaua protejată (deoarece forțele electrodinamice sunt proporționale cu pătratul curentului din circuitul electric ). La curenți mari de scurtcircuit nu are un efect semnificativ asupra funcționării siguranțelor.

Pentru a obține un efect de limitare a curentului folosind un efect metalurgic, se folosesc fire de cupru cu bile de staniu (sau aliaje de staniu) lipite pe ele cu diametrul de 1 mm (pentru fire cu diametrul de 0,3 mm) până la 2 mm (pentru fire mai groase). ). De asemenea, a fost propusă o variantă de proiectare a inserției fuzibile, în care părțile unui material foarte conductiv au fost conectate printr-o punte de metal cu punct de topire scăzut. Efectul de limitare a curentului al legăturilor fuzibile care utilizează efectul metalurgic este mai mic decât în ​​cazul altor metode de limitare a curentului. În același timp, se dezvăluie încă un dezavantaj al siguranțelor care utilizează efectul metalurgic: la trecerea prin legătura siguranței, curentul este oarecum mai mare decât valoarea limită (dacă temperatura circuitului fuzibil depășește doar puțin temperatura de dizolvare). elementului cu topire scăzută pentru o perioadă scurtă de timp), o cantitate mică din elementul cu topire scăzută este dizolvată, iar în viitor curentul de declanșare a siguranței scade, acest fenomen se numește „îmbătrânire a siguranței”. Această problemă nu a fost rezolvată până acum, în timp ce încercările de a înlocui staniul cu seleniu nu au condus la rezultatele dorite.

Literatură