制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不是用纯铝
因为铝合的硬度、强度和性能均优于纯铝。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。
注:航空材料是制造飞机(包括飞行器)、航空发动机及其附件、仪表及随机设备等所用材料的总称,通常包括金属材料(结构钢、不锈钢、高温合金、有色金属及合金等)、有机高分子材料(橡胶、塑料、透明材料、涂料等)和复合材料。
扩展资料:
铝合金的特性:
1、有填充狭槽窄缝部分的良好流动性;
2、有比一般金属低的熔点,但能满足极大部分情况的要求;
3、导热性能好,熔融铝的热量能快速向铸模传递,铸造周期较短;
4、熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制;
5、铝合金铸造时,没有热脆开裂和撕裂的倾向;
6、化学稳定性好,抗蚀性能强;
7、不易产生表面缺陷,铸件表面有良好的表面光洁度和光泽,而且易于进行表面处理;
8、铸造铝合金的加工性能好,可用压模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型铸造模进行铸造生产,也可用真空铸造、低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形,生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。
参考资料来源:百度百科-铝合金(有色金属结构材料)
参考资料来源:百度百科-航空材料
纯铝的导热性能优于铝合金,但纯铝的硬度较低,容易发生变形从而影响散热甚至是使用寿命。在满足散热性能下,选取铝合金可以提高散热件的强度(纯铝在大气环境中长期使用容易氧化,有的铝合金可以有效抵制氧化)。
铝合金的传热性能比不锈钢好,传热性能的好坏跟导热系数大小成正比。
铝的导热系数是204/W·(m·k),而不锈钢的导热系数只有14 /W·(m·k),所以铝合金传热性能比不锈钢好。
导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,℃),在1秒钟内(1S),通过1平方米面积传递的热量,单位为瓦/米·度 (W/(m·K),此处为K可用℃代替)。
扩展资料
热传导简称导热。两个相互接触且温度不同的物体,或同物体的各不同温度部分间在不发生相对宏观位移的情况下所进行的热量传递过程称为导热。物质传导热量的性能称为物体的导热性。
密实固体内部和静止流体中的热量传递都是纯导热在起作用。导热部分参与了在运动流体中的热量传递。
影响因素
导热是依靠材料中的电子、原子、分子和晶格热运动来传递热量 。但材料性质不同,其主要导热机理不同,效果也不一样。一般来说,金属的热导率大于非金属,纯金属热导率大于合金。物质三态中,固态热导率最大,液态次之,气态最小。例如:标准大气压下0℃时的冰、水和水蒸气的热导率分别为2.22W/(m·K)、0.55W/(m・K)和0.183W/(m・K)。
金属导热主要依靠自由电子的热运动,导电性能好的金属材料其热导率也大。金属热导率范围在2.3~420W/(m・K),银是420W/(m·K)。但纯金属内加入其他元素成为合金后,由于这些元素的嵌入,严重阻碍自由电子的运动,使热导率大大下降。例如纯铜的λ=398W/(m・K),加人30%的锌后纯铜变成黄铜,λ仅为109W(m・K)。
非金属材料导热主要依靠晶格结构振动产生弹性波的方式来传递能量。物理学中称它为声子传递能量。在传递过程中,若存在声子散射的因素,如晶体缺隙、裂纹,热导率会显著下降。液体的热导率在0.07-0.7W/(m・K)的范围内,液体的导热机理比较复杂。气体的导热是依靠分子热运动,高温区分子的速度高于低温区,通过分子碰撞把能量传给低温区分子。
气体热导率在0.006-0.7W/(m・K)范围。气体分子对热导率影响较大,分子量越小、重量越轻、运动速度越快,热导率就越大。电厂发电机采用氢气冷却代替空气冷却,冷却效果较好就是这个道理。
从微观角度看,导热是依靠组成物质的微粒的热运动传递热量的。温度较高时有较高的能量。这些微粒和低温部分较低能量的微粒相互作用(碰撤、扩散等)就形成了导热。正是原子和分子的这些运动维持着热传导的进行。可以认为,热传导是由于物质粒子间的相互作用而导致的从高能级粒子向低能级粒子的能量传输。
用热力学中所熟恶的概念来研究一种气体中的热传导,就很容易解释这种传热方式的物理机理。试考察一种内部存在温度梯度,但没有宏观运动的气体,这种气体充满了保持不同温度的两个表面之间的空间。把任一点的温度与该点附近气体分子所具有的能量联系起来,发现分子的能量与分子的随机运动有关,也与分子内部的自旋及振动有关。
且温度高的分子所具有的分子能量也大。由于分子之间经常不断地发生碰撞,所以当邻近的分子相撞时,能量大的分子就必然把能量传递给能量较小的分子。因此,存在温度梯度的情况下,在沿温度降低的方向上必然产生热传导。图2清楚地表示了这个传热过程。
由于分子的随机运动,有些分子将不断地从上方和下方穿过假想的平面。但由于在面以上的分子温度比在面以下的分子温度高,所以沿x轴正方向上必然有净能量传递。由于热传导与分子的随机运动有关,所以可把这种传热方式称为能量扩放。
在液体中的热传导情况也一样,不过其分子间距离更小、分子的相互作用更强,也更频繁罢了。同样地,固体中的热传导也可以归之于体现为晶格振动形式的分子运动。一种现代观点认为:固体中的能量传递归之于由原子运动引起的晶格运动。非导体完全靠这种晶格波动来传递能量;而在导体中,还存在自由电子迁移引起的能量传递。
参考资料来源:百度百科-导热性
门窗是保证家庭安全的重要环节,而且新闻当中所报道的一些失窃案件,都是由于门窗的不稳定所导致的。在房子装修的过程当中门窗材质的选择也应该格外重视,选择到了质量上乘的门窗,能够有效地保障人们的生命财产安全。门窗足够稳固,那么在居住的过程当中就不会存在提心吊胆,担惊受怕的负面情绪。市面上门窗的材质种类繁多,在挑选的时候也令人眼花缭乱,这时候铝合金门窗成为了多数人的首要选择。
一、密闭性好密闭性是判断门窗好坏的重要标准,铝合金门窗就有着良好的密闭性。因此对于家中环境而言,能够保证房间的干净整洁,很好的阻挡外界的杂质,灰尘。而且隔音效果也做得不错,能够有效地隔绝外界的噪音,让居住的环境更加舒适,睡眠质量也能够得到很好的提升。密闭性好并不代表着密不透风,它仍然有着良好的透气性,室内的空气能够顺利的流通。
二、经久耐用人们在选择家具的时候,美观性是一个方面,更为重要的是要使用年限足够长。使用了一段时间之后出现了损坏的问题,那么就需要花费额外的资金去进行修复,在这个过程当中就意味着将家具的成本提升了。铝合金门窗相较于其他的门窗而言,有着较为显著的一个优势,那就是经久耐用,因为它原材料的硬度,高强度大,抗腐蚀性能好,所以能够从容地地面临外界的压力。
三、节省空间轻便,轻薄,是铝合金门窗较为吸引人的一个亮点。质量比较轻,就意味着在安装的过程当中不需要耗费过多的人力以及精力。同时在安装的过程当中也能够有效的节省空间,对于小户型的住户而言,这是非常难得的。
1、不容易生锈,铝合金的材质更能抵挡防冻液带来的氧化反应。2、散热速度快,因为铝合金的导热速度要远远高于铸铁材料的。3、重量比较轻,这个相信大家都知道哈,铝相对来说说是比较轻的材料。铝合金缸体的优点在于他重量轻,在减轻车重的同时还降低了油耗。在散热方面也比铸铁材料更强的散热效果,因而会提高了发动机的工作效率。
说一下铝合金缸体的构成,大家都知道现在的汽车大部分都是用铝合金缸体了,铝合金缸体是用铝合金做本体,里面穿插缸套。事实上铝合金缸体并不完全是铝合金的,各大汽车生产厂商为了让活塞与缸套充分润滑,都会采用一些特殊材料(这就涉及到商业机密,小途也不知道用的什么材料。)让发动机运行起来更顺畅。
因为当你气缸与活塞合在一起的时候,其实是很紧密的,当他们很紧密的时候,你要怎么让他比较柔顺的运作,这就要用到刚才提到的特殊材质了。
铝合金材质的缸体是近些年流行起来的,铝合金材质的缸体优势在于重量更低,散热效率更好, 降低车辆的重量就相当于节省燃油了,所以越来越多的小型车辆都是在使用铝合金缸体。但是铝合金缸体耐磨性不足需要安装缸套来提高发动机使用寿命,铝合金缸体的造价也比铸铁的要高一些。由于铝合金材质强度不高,所以在大型的柴油发动机上很少使用,都是在小型车发动机种运用。
从原材料上分:一般分为铝合金的和不锈钢的2种。
铝合金较实惠、表面氧化层忌破损、可用冷水快速冷却;普通铝合金压力锅的重量轻、传热快、价格便宜、表面有氧化铝层防腐蚀(忌破损)、可以用冷水快速冷却,使用年限按每天使用1小时计算。
高压锅的构造:
高压锅由锅身、锅盖、易熔片、放气孔、安全阀和密封胶圈、以及其他新形式的放气通道组成。易熔片的安装是为了防止安全阀出现故障而起备用保险作用的,它是用熔点较低的铝合金材料制成的。
以上内容参考:百度百科--高压锅