Yarim mahsulotlar va ularning hosil bo'lish sabablari Reja

Cu-Sn qotishmasi:
Qattiqligi, cho‘yan = 1000;
elektr o‘tqazuvchnligi Cu = 60 x 10 ⁴.

Cu-Ni qotishmasi:
qattiqligi = qirilishning eni;
elektr o‘tqazuvchnligi Cu = 60 x 10 ⁴;

Cu-Au qotishmasi:
qattiqligi = qirilishning eni;
elektr o‘tqazuvchnligi Cu = 90 x 10 ⁴;

42-Rasm. Qotishmalarning fizik hossalari

42-Rasm. Qotishmalarning fizik hossalari

Umumiy qoidalar. Yuqorida keltirilgan diagrammalarda moddalarni miqdorligi og‘irlik protsentlari emas, “atomik” protsentlarda keltirilgan. Bunga asos hisobida D.I.Mendeleev davriy jadvaliga moddalar xususiyatlari “atom” o‘lchamida olingan va aniqrog‘i – atom hajmida. Atom hajmi topiladi:

bunday olimga sababga, bu atomlar miqdorligi o‘zgarganda moddaning xususiyatlari ham o‘zgaradi. Bunda o‘zgaradigan xususiyatlar: qattiqlik, zichlik, elektr o‘tkazuvchanlik, oquvchanlik va boshqalar.
Atom protsentlaring massa protsentlariga o‘zgartirish mumkin. Masalan, qotishma tarkibida 50 % kumush atom protsenti bo‘lsa, va 50 % oltin atom protsenti bo‘lsa, unda umumiy massa bo‘ladi:
50 * 107 = 5350 yoki 50 * 196 = 9800 yoki 15,150 tashkil qiladi.
Kumushning massa protsenti:

va oltinniki

Qaysi protsentlarda qotishmaning tarkibini aniqlashda o‘ziga xos diagrammalarda aniqlash kerak.
Metall va qotishmalarning elektr o‘tkazuvchanligini o‘rganish katta ahamiyatga ega, chunki hozirgi zamonda elektrotexnika rivojlanib, ularga talab oshib bormoqda.
Shu maqsadli qotishmalarning muammosi quyidagi ikki ko‘rinishda bo‘lishi mumkin.

1. 
   Elektr tokini o‘tkazish maqsadida iloji boricha elektr o‘tkazuvchanlik metall va qotishma ishlab chiqarish kerak. Bu moddani katta hajmda va deyarlik kam xarajatlar bilan olish mumkin. Olingan material ma’lum fizikaviy xususiyatlarga ega bo‘lishi kerak. Asosiy xususiyatlar bu egiluvchanlik, plastik, mayin, cho‘zilganda uzilmaslik va x.k. ishlatilishi muhitga qarab, metall korroziyaga bardoshli bo‘lishi kerak. Agarda qotishma aralashgan kristallardan tuzligan bo‘lsa, unda elektr o‘tkazuvchanligi keskin kamayib ketadi. Bu holat toza metalllarga nisbatan aniqlangan. Bundan tashqari, unsur elementlar mavjudligi ham bu xususiyatni pasaytiradi. Bundan shunday xulosa kelib chiqadiki, elektro‘tkazgich metalllar toza moddani qo‘llash kerakligi. Bunday metalllar – mis, alYuminiy, temirdir (XVIII jadvalga qarang). Mis va alYuminiy katta kuchga ega bo‘lgan elektr tokini o‘tkazishda qo‘llaniladi. Temir esa kichkina toklar o‘tkazishga qo‘llanadi, masalan, telefon, telegraf va boshqalar. Oxirgi paytlarda bu maqsadlarga ham mis keng qo‘llanilib kelmoqda.
   

Ikki va undan ko‘proq moddadan tuzilgan quyidagi toza metalllarga nisbatan kamroq elektr o‘tkazish qobiliyatiga egadir. Bu qotishma amaliy va nazariy nuqtai nazardan olinganli deyarli farq qilmaydi. Tan narxiga qarab, keng tarqalgan metall bo‘lib, elektr o‘tkazuvchan modda hisobida mis, temir, nikel, alYuminiy va ularning asosida olingan qotishmalar qo‘llanilishi mumkin. Bu sistemalarda hech qanday kimyoviy birikmalar hosil bo‘lmaydi, yana bir narsaga ahamiyat berish kerakki, bu materialni olish imkoniyati. Bu material yaxshi tok o‘tkazishi kerak, narxi deyarlik qimmat emas va qo‘llaniladigan maqsadga muvofiq eguvchanlik bo‘lishi kerak. Bu xususiyati maxsus moddalarni qo‘shish yo‘li bilan olish mumkin. Bunday material shunday qotishmalar, masalan latun va bronza. Qaysilar ktanka bo‘lib tramvay va trolleybus simlari, mashinasozlikda qo‘llaniladi va x.k.
Misol tariqasida shuni keltirish mumkinki, bronza (98,55 % mis, 1,40 % qalay, 0,05 % oltingugurt) qattiqligi 80000 dan 100000 fut bo‘lgani sababli bir kvadrat dYuymga, elektr o‘tkazuvchanligi toza misga nisbatan faqat 70 % ni tashkil etadi va telegraf, telefonlarda keng qo‘llaniladi.
2. Kam elektr o‘tkazgich material olish uchun, Yuqori qarshilikka ega bo‘lgan modda qo‘llanishi kerak. Bunday materiallar reostat va himoyalovchi dastgohlarda qo‘llanadi. Bunday metariallarni Yuqori erish harorati bo‘lishi kerak, chunki elektr toki o‘tkazganda modda qiziydi va erib ketmasligi talab qilinadi va qarshilik deyarlik katta bo‘lmasligi lozim. Bu maqsadda turli ikki, uch va to‘rt va ko‘prik komponentli qotishmalar qo‘llanishi mumkin. Qotishmalarga qo‘yilgan boshqa talab bu potensiometr, galvanometr va boshqa elektr jihozlarda qo‘llaniladigan qarshilikka ega bo‘lgan modda qo‘llashdir. Bu materiallarning qarshiligi harorat o‘zgarishida deyarlik o‘zgarmasligi lozimdir. Elektr toki o‘tganda modda qizib ketmasligi kerak. Bu moddalarning “harorat koeffitsiyenti” deyarlik nolga teng bo‘lishi kerak. Aniqlanganki, aralashma kristallarning “harorat koeffitsiyenti” juda kam va temirning harorat koeffitsiyenti 0,004 teng bo‘lsa, bir qancha nikel yoki marganes qo‘shilganda qotishmaning harorat koeffitsenti 0,0008 gacha kamayadi. Shu maqsad uchun Yuqori ishonchlik bo‘yicha ikkita qotishma topilgan edi. Bular konstant (60 % Cu, 40 % Ni) va manganin (84 % Cu, 12 % Ni, 4 % Mn). Bu qotishmalarni harorat koeeffitsienti deyarlik nolga teng (keng harorat diapazonida). Qotishmaning elektr o‘tkazuvchanligi taxminan toza misga nisbatan 0,05 tashkil qiladi.
Yuqorida keltirilgan ma’lumot, bir qarashda harorat koeffitsiyenti elektr o‘tkazuvchanlik proporsional bo‘lishi kerak bo‘lgan Metisson qonuniga aksincha. Lekin bu qonuniyat aralashma kristallar uchun oddiy haroratlarda to‘g‘ri keladi, lekin Yuqori haroratlarda o‘zgarishi mumkin.
Aralashma kristallar normal sharoitda to‘g‘ri strukturaga ega va ularning “harorat koeffitsiyenti” harorat o‘zgarishida deyarlik o‘zgarmaydi.
Bu qonuniyat faqat aralashma kristallar normal harorat sharoitida mavjud bo‘lishi bilan bog‘liqdir (faza muvozanatda bo‘lishi kerak). Agarda faza mustahkam fazada bo‘lmasa, harorat oshib borganda qotishma muvozanat holatiga o‘tadi. Yuqorida qayd etilgan qotishmalar, qayta qo‘llangandan keyin (elektr tokini o‘tish davrida qotishma intilishi) modda Metisson proporsiyasiga bo‘ysunadi.
Qotishmalarning elektr o‘tkazuvchanligi bo‘yicha quyidagi umumiy ma’lumotlarni ko‘rsatish kerak.
1. Elektr o‘tkazuvchanlik aralashma kristallarda o‘zgaradi. Deyarli barcha qotishmalar bu ko‘rsatkich toza moddaga nisbatan vertikal kamayadi. Bundan xulosa shuki, qotishmani elektr o‘tkazuvchanligiga qo‘shimcha modda katta ta’sir ko‘rsatadi. Bu o‘zgarishlarni qiymati qo‘shiladigan moddaning miqdorligiga bog‘liqdir.
2. Elektro‘tkazuvchanlik grafik ko‘rinishida maksimum va minimumlar paydo bo‘lish sistemasida interlitallik birikmalari moddani tuzilishini mikroskopda tahlil qilinganda aniqlash mumkin. Maksimum va minimumlar sistemada turli kimyoviy birikmalar paydo bo‘lish imkoniyatlarini ham aniqlaydi.
3. Elektr o‘tkazuvchanlik tahlilda sistemada allotropik o‘zgarishlarni ham ko‘rsatib berishi mumkin.
4. Harorat o‘zgarishida qotishma kengayishi va hajmi kamayishini ham aniqlash mumkin. Umuman aytganda sistemada issiqlik ta’siri aniq eritib boriladi. Hajm harorat oshib borayotganda faqat chiziqli ko‘payishi mumkin. Kristallarda hajm o‘zgarishi turli bo‘lishi mumkin, ayrim holatlarda bu ko‘rsatgich manfiy ham bo‘lishi mumkin, ya’ni harorat ko‘tarilganda hajm kamayadi. Agarda L₀б nol gradus Selsiyda qotishmaning uzunligi deb qabul qilsak, unda haroratning L ga ta’sirini t haroratda quyidagi tengligi orqali ifodalasa bo‘ladi:

Qotishmalarni issiqlik ta’sirida kengayishi bo‘yicha hech qanday qonuniyatlar yo‘qdir. Ko‘pgina eksperimental ma’lumotlar po‘latni turli markalariga va tarkiblarga tegishlidir. Qotishmalarning hajmi o‘zgarishi sanoatda ahamiyatga egadir. Agarda birdan ikki yoki undan ko‘proq qotishmalar qo‘llansa, ularning hajmiga haroratni ta’siri yaqin bo‘lishi kerak. Masalan, moddalarning bir – biriga ulangan joylari va boshqalar. Bunday ulanish joylari, platinadan yasalgan, chunki uni hajmi koeffitsiyentlar shishanikiga yaqindir. Lekin platina qimmat metalll, boshqa moddani topish maqsadga muvofiq bo‘lar edi. Topilgan boshqa material belgilangan xususiyatlarga ega bo‘lishi kerak. Masalan, aniq elektr o‘tkazuvchanlik, Yuqori erish harorati va x.k. teodolit mayatnik, balansi va boshqa dastgohlarda juda kam kengayish qobiliyatiga ega bo‘lgan material ishlatilishi kerak. Bunday qotishma aniq tarkibli nikelli po‘latda topilgan.
19 – jadvalda ko‘p uglerodli po‘latlarni keng harorat o‘zgarishi mintaqasida hajmi oshib borishi keltirilgan.

po‘latni kengayish koeffisienti

Po‘latning tarkibi

XIX –jadval. Uglerodli po‘latni kengayish koeffisienti

Hisoblashda quyidagi tenglamadan foydalaniladi

Keltirilgan jadvaldan ko‘rinib turibdiki, ma’lum harorat intervalida hajm o‘zgarishi deyarlik temir (№1) yoki po‘lat (№ 2, 3, 4, 5 va 6), uglerod tarkibi turli bo‘lishiga qaramay, yoki oq Cho‘yan (№ 7) yaqindir. Keltirilgan ma’lumotlar tarkibida karbid Fe₃C yoki sementit mavjudligida berilgan. Bundan xulosa qilish mumkinki temirning va sementitning kengayish koeffitsiyentlari tengdir.