1. Mae'r dosbarthiadau T1, T2, a T3 ar gyfer pibell gopr yn seiliedig yn bennaf ar lefelau cynyddol o amhureddau. Beth yw effaith metelegol sylfaenol yr amhureddau hyn, a sut mae hyn yn creu gwahaniaeth uniongyrchol rhwng dargludedd trydanol/thermol uchel a pheiriannu uwch?
Effaith sylfaenol amhureddau yw tarfu ar y dellt grisial. Mae gan gopr pur ddellten ciwbig (FCC) reolaidd, wyneb-ganolog (FCC) sy'n caniatáu i electronau a phonons (cwanta egni gwres) symud heb fawr o rwystr.
T1 (High Purity, >99.9% Cu): Gydag ychydig iawn o amhureddau, mae'r dellt yn rheolaidd iawn. Mae hyn yn caniatáu ar gyfer llif bron yn ddirwystr o electronau a ffonons, gan arwain at ddargludedd trydanol a thermol eithriadol o uchel (yn agosáu at 101% IACS). Fodd bynnag, mae copr pur yn feddal, yn gummy, ac mae'n dueddol o rwygo yn ystod y peiriannu, gan arwain at orffeniad arwyneb gwael ac ymyl adeiledig ar offer.
T3 (Purdeb Is, ~ 99.90% Cu): Yn cynnwys lefelau uwch o amhureddau fel plwm (Pb), bismuth (Bi), ac eraill. Mae'r atomau amhuredd hyn yn ystumio'r dellt grisial, gan wasgaru electronau a ffonnau, sy'n lleihau dargludedd trydanol a thermol. Fodd bynnag, mae'r un amhureddau hyn, yn enwedig plwm, yn gweithredu fel torwyr sglodion yn ystod peiriannu. Maent yn creu diffyg parhad microsgopig sy'n atal sglodion hir, parhaus rhag ffurfio, gan arwain at orffeniad wyneb gwell, cyflymder peiriannu cyflymach, a bywyd offer hirach.
T2 (Purdeb Canolradd): Yn meddiannu tir canol, gan gynnig cydbwysedd o ddargludedd da a machinability derbyniol.
Y Fasnach -i ffwrdd: Rhaid i'r dylunydd ddewis rhwng T1 ar gyfer y dargludedd mwyaf mewn bariau bysiau trydanol neu gyfnewidwyr gwres effeithlonrwydd uchel, a T3 er mwyn hwyluso'r broses o wneud gosodiadau plymio neu gydrannau falf cymhleth, wedi'u peiriannu, lle mae dargludedd yn bryder eilaidd.
2. Ar gyfer prosiect adfer adeilad hanesyddol sy'n anelu at ddilysrwydd, gellir pennu pibell gopr di-dor T1 ar gyfer y system toi a draenio. Pa briodwedd penodol o gopr purdeb uchel sy'n gyfrifol am ddatblygiad ei batina gwyrdd nodweddiadol, a pham mae'r patina hwn o fudd swyddogaethol?
Y priodwedd allweddol yw purdeb cemegol uchel ac adweithedd copr T1, sy'n caniatáu ar gyfer ffurfio patina sefydlog, cydlynol trwy broses gemegol aml-gam.
Proses Ffurfio Patina:
Ocsidiad Cychwynnol: Mae bod yn agored i aer yn ffurfio haen o ocsid cwpanaidd brown cochlyd (Cu₂O).
Sylffadiad: Dros amser, mae cyfansoddion sylffwr yn yr atmosffer (o lygredd) yn adweithio â'r ocsid i ffurfio haen o sylffid cwpanog du (CuS) ac yna haen lasgoch o gopr sylffad (Cu₄SO₄(OH)₆).
Carboniad: Yn olaf, mae carbon deuocsid a lleithder yn arwain at ffurfio'r patina terfynol, sefydlog: carbonad copr sylfaenol, neu malachit (Cu₂CO₃ (OH) ₂), sef y lliw gwyrdd nodweddiadol.
Manteision Swyddogaethol y Patina:
Nid dim ond cosmetig yw'r patina; mae'n rhwystr hynod amddiffynnol sy'n iachau.
Atal Cyrydiad: Mae'r haen fwynol sefydlog hon yn anhydawdd ac yn ymlynol. Mae'n selio'r copr gwaelodol i bob pwrpas rhag ymosodiad atmosfferig pellach, gan arafu'r gyfradd cyrydiad yn sylweddol i lefel ddibwys.
Hirhoedledd: Y mecanwaith amddiffynnol hwn yw'r rheswm y gall toeau copr purdeb uchel bara am ganrifoedd. Mae'r patina yn sicrhau bod cyfanrwydd strwythurol y system toi yn cael ei gynnal dros oes gwasanaeth eithriadol o hir.
Sefydlogrwydd Esthetig: Ar ôl ei ffurfio, mae'r lliw yn sefydlog ac nid oes angen unrhyw waith cynnal a chadw arno, gan ddarparu ymddangosiad cyson a hanesyddol gywir.
3. Mewn system gyflenwi nwy purdeb uchel fodern ar gyfer ffabrig lled-ddargludyddion, mae angen pibell gopr ddi-dor. Er bod T1 yn cynnig y purdeb uchaf, pam y byddai'n ddewis gwael ar gyfer y ffitiadau cywasgu mecanyddol a ddefnyddir mewn system o'r fath, a pha radd copr rhydd o ocsigen modern a fyddai'n ddewis arall gwell?
Mae copr T1 yn ddewis gwael oherwydd ei dueddiad i Embrittlement Hydrogen a'i feddalwch, a all arwain at faterion selio.
Hydrogen Embrittlement Risk: T1 is essentially an Electrolytic Tough Pitch (ETP) copper, containing cuprous oxide (Cu₂O) particles. In the presence of even trace hydrogen (which can be present in certain process gases or from off-gassing in the cleanroom environment), a reaction can occur: Cu₂O + H₂ ->2Cu+H₂O. Mae'r anwedd dŵr sy'n deillio o hyn, sy'n cael ei ddal o fewn y metel, yn creu gwasgedd uchel, gan arwain at -graciau micro a methiant trychinebus, brau. Mae hyn yn risg annerbyniol mewn system purdeb hynod o uchel.
Meddalrwydd a Chrip: Mae purdeb uchel T1 yn ei gwneud yn feddal iawn (annealed). O dan straen cyson ferrule cywasgu mecanyddol, gall pibell T1 fynd trwy lif oer neu ymgripiad, gan achosi i'r ffitiad lacio'n araf dros amser ac o bosibl greu llwybr gollwng.
Y Dewis Amgen Gorau: Ocsigen-Copr Rhydd (OFC)
Gradd fodern fel C10100 (Ocsigen-Gradd Electronig Rhad ac Am Ddim) neu C10200 (Ocsigen-Am Ddim) yw'r dewis cywir.
Dim Embrittlement: Mae'r graddau hyn yn cael eu prosesu mewn awyrgylch lleihäwr i ddileu ocsigen yn gyfan gwbl, gan eu gwneud yn gwbl imiwn i embrittlement hydrogen.
Cryfder Rheoledig: Gellir eu cyflenwi mewn tymer wedi'i dynnu (caled), gan ddarparu digon o gryfder i wrthsefyll ymgripiad o dan ffitiadau cywasgu tra'n cynnal purdeb a dargludedd uchel iawn.
Glendid: Mae'r broses weithgynhyrchu ar gyfer OFC wedi'i chynllunio i leihau pob amhuredd, gan atal halogi'r nwyon purdeb uchel.
4. Mae'r system ddosbarthu "T" yn hanesyddol i raddau helaeth. Beth yw'r safon fodern sylfaenol ar gyfer tiwb dŵr copr di-dor, a sut mae ei raddau deunydd cyffredin (fel K, L, M) yn berthnasol i'r hen system T1 / T2 / T3 o ran eu meini prawf dethol llywodraethu?
Y safon fodern sylfaenol yng Ngogledd America yw Manyleb Safonol ASTM B88 - ar gyfer Tiwb Dŵr Copr Di-dor. Mae'r mathau "T" wedi'u disodli'n swyddogaethol gan system sy'n seiliedig ar drwch wal a chymhwysiad, nid purdeb.
Dynodiadau Gradd ASTM B88:
Y graddau cyffredin yw Math K, Math L, a Math M. Mae'r rhain yn cael eu gwahaniaethu gan eu diamedr allanol a thrwch wal ar gyfer maint pibell enwol penodol.
Math K: Gyda'r wal fwyaf trwchus ac fe'i defnyddir ar gyfer gwasanaethau tanddaearol, cymwysiadau pwysedd uchel, a phlymio masnachol.
Math L: Mae ganddo drwch wal canolig a dyma'r math mwyaf cyffredin ar gyfer dosbarthu dŵr yfed yn gyffredinol mewn plymio preswyl a masnachol.
Math M: Mae ganddo'r wal deneuaf ac fe'i defnyddir ar gyfer plymio preswyl pwysedd isel a rhai cymwysiadau draen, gwastraff ac awyrell (DWV).
Perthynas â -Graddau T a Meini Prawf Dethol Modern:
Mae'r deunydd copr a ddefnyddir ar gyfer tiwb ASTM B88 yn nodweddiadol C12200 (DHP - Ffosfforws Deoxidized, Uchel Gweddilliol P) neu gyfwerth. Mae hyn yn cynnig cydbwysedd da o gryfder, hydwythedd, ac, yn hollbwysig, ymwrthedd i embrittlement yn ystod sodro/presyddu.
Roedd yr hen system T1/T2/T3 yn ymwneud â chyfansoddiad deunydd (purdeb).
Mae'r system Math K/L/M fodern yn ymwneud â ffurf cynnyrch (trwch wal a sgôr pwysau).
Y meini prawf dethol llywodraethu heddiw yw gofynion pwysau, dull gosod (claddu vs. agored), a mandadau cod adeiladu, nid gwahaniaethau purdeb cynnil y system gradd T. Mae'r purdeb deunydd wedi'i safoni'n effeithiol o fewn manyleb ASTM B88.
5. Wrth gynnal dadansoddiad methiant ar bibell ddŵr gopr T2 sy'n gollwng o'r 1950au, mae amheuaeth o ddau fath o gyrydiad: pylu o gemeg dŵr penodol neu erydiad-cyrydiad o gyflymder uchel. Pa gliwiau gweledol a metelegol fyddai'n gwahaniaethu rhwng y naill a'r llall?
Mae gwahaniaethu rhwng y dulliau methiant hyn yn gofyn am archwiliad gofalus o'r morffoleg cyrydiad a lleoliad.
Cyrydiad Tyllu (o Gemeg Dŵr):
Cliwiau Gweledol:
Ymosodiad Lleol: Bydd y gollyngiadau yn tarddu o bydewau anghysbell, unigryw. Efallai y bydd gweddill arwyneb y bibell yn ymddangos heb ei effeithio i raddau helaeth neu'n bylu'n gyffredinol.
Morffoleg Pwll: Mae pyllau yn aml yn hemisfferig neu'n ddwfn ac yn gul. Gallant gael eu gorchuddio gan gap caled, knobby o gynhyrchion cyrydiad (halwynau copr).
Lleoliad: Mae tyllu yn aml ar hap, ond gall fod yn fwy cyffredin ar wyneb mewnol uchaf pibellau llorweddol lle gellir dal swigod aer, neu mewn mannau llonydd.
Cliwiau metelegol:
Byddai trawstoriad o bydew yn datgelu ei fod yn ymledu yn syth i mewn i'r wal, yn aml yn dangos cylchoedd consentrig o wahanol gynhyrchion cyrydiad (cuprite, malachit) y tu mewn i'r ceudod.
Erydiad{0}}Crydu:
Cliwiau Gweledol:
Patrymau Rhibio Cyfeiriadol neu Donnog: Bydd yr arwyneb mewnol yn dangos patrwm amlwg o rigolau, rhigolau, neu donnau wedi'u halinio â chyfeiriad y llif. Mae'n edrych fel pe bai'r wyneb wedi'i sgwrio neu ei olchi i ffwrdd.
Lleoliad: Fe'i darganfyddir bob amser mewn ardaloedd o gynnwrf, newid cyfeiriad sydyn, neu gyfyngiad. Mae lleoliadau clasurol yn cynnwys yn syth i lawr yr afon o benelinoedd, tïon, falfiau neu orifices. Mae'r ymosodiad yn fwyaf difrifol lle mae'r cyflymder llif uchaf a mwyaf anhrefnus.
Arwyneb Disglair, Glân: Mae'r ardal ymosod yn aml yn rhyfeddol o lân ac yn sgleiniog oherwydd bod y llif cyflymder uchel yn dileu'r patina amddiffynnol ac unrhyw gynhyrchion cyrydiad meddal cyn gynted ag y byddant yn ffurfio, gan ddatgelu metel ffres, gweithredol i ymosodiad pellach.
Cliwiau metelegol:
Mae trawstoriad yn dangos bod wal y bibell yn teneuo'n raddol ac yn llyfn heb unrhyw byllau dwfn, ynysig. Bydd y microstrwythur yn ymddangos wedi'i weithio ac yn llyfn yn y cyfeiriad llif.
I grynhoi, mae tyllau anghysbell, dwfn yn awgrymu tyllu, tra bod rhigolau cyfeiriadol mewn ardaloedd llif uchel yn pwyntio at erydiad.
