بیمتال
بیمتال چیست ؟
بیمتال آموزش تعمیر انواع برد های الکترونیکی :تعمیر اینورتر و PLC، تعمیر برد لوازم خانگی ، تعمیر برد تجهیزات پزشکی و… آموزش تعمیر برد توسط دکتر میلاد طاهریان.
بیمتال چیست ؟
“بیمتال” یا “دو فلزی” در صنعت و مهندسی فلزات به معنای مصالح مرکبی است که از دو عنصر شیمیایی مختلف تشکیل شده است و دارای ویژگی های متفاوت هر کدام از عنصرهای تشکیل دهنده را می باشند. در بیمتالها، احتمال دارد هر کدام از عنصرها به شکل یک فاز جداً مختلف و جدا مشاهده شود یا در قالب رسوب و یا دانه و تکه های ریز در فازهای دیگر حضور داشته باشند. در این مواد، دو فلز به شکل معمول در حالتی که جامد هستند در کنار هم قرار گرفته می شوند و به طور مرکب های بلوری شکل میگیرند.
بیمتال و از دو لایه مختلف فلزی تشکیل شده است که به صورت لایه هایی روی یکدیگر قرار گرفته اند. معمولا این دو لایه ی فلزی توسط یک فرایند گرمایی به یکدیگر متصل می شوند و با یکدیگر لحیم شده. مصالح بیمتال معمولا در صنایع مختلفی مثل صنعت خودرو سازی، صنعت الکترونیک، ساخت و ساز و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
بیمتال ها به طور معمول از دو فلز با خواص حرارتی و مکانیکی تشکیل شده اند. برای مثال آهن یکی از فلزات معمول در بیمتال ها است که دارای خاصیت های مکانیکی بالا و مقاومت به خوردگی می باشد. در لایه دوم ، فلز دیگری که مورد استفاده قرار می گیرد معمولا نقره، مس، نیکل یا آلیاژهایی از این فلز ها می باشد که خاصیت های حرارتی و الکتریکی مناسبی دارند.
بیمتال ها می توانند به عنوان راه حلی مناسب برای متصل کردن دو فلز مختلف با خواص متفاوت در برابر شوک های مکانیکی و حرارتی مورد استفاده قرار گرفته شوند. به دلیل ویژگی های مختلف هر فلز، بیمتال ها می توانند ویژگی های خاصی را به دست بیاورند.
برای مثال در ترموستات ها ، بیمتال ها برای قطعه حسگر حرارتی مورد استفاده قرار گرفته می شوند. زمانی که دمای محیط تغییر می کند، بیمتال ها تغییر شکل می دهند و به عنوان سنسور کار می کنند و به خاطر تغییرات حرارتی به وجود آمده، تغییراتی در مدار ترموستاتی به وجود می آورد.
در حالت کلی بیمتال ها به خاطر خاصیت های به خصوصی که دارند در برخی صنعت ها مصالح مهمی به حساب می آیند که برای حسگریابی، اتصال و کاربرد های دیگری مورد استفاده قرار گرفته می شوند.
کاربرد های بیمتال:
بیمتال ها به خاطر خاصیت هایی که از ترکیب دو فلز به دست می آورند کاربرد های زیادی در صنایع مختلفی دارند.
یکی از معروف ترین کاربرد های بیمتال ها، در صنعت الکترونیک می باشد. برای مثال، در فرایند تولید قطعات الکترونیکی مثل مقاومت ها، سنسورها، کانکتورها و ترانزیستورها،
فویل های بیمتالی که از ترکیب شدن نیکل و مس به وجود آمده استفاده می شود. این فویل ها از ترکیب شدن دو فلز متفاوت به دلیل خواصی مثل مقاومت در برابر خوردگی، هدایت الکتریکی خوب و قابلیت چسبندگی با سطوح متفاوت ساخته می شوند.
بیمتال ها در صنعت های خودرو سازی کاربرد های مهمی دارند. برای نمونه، از بیمتال هایی که از ترکیب شدن فولاد و آلومینیوم به وجود می آیند در ساخت سیستم های ترمز خودروها استفاده می شود. این ترکیب ها به خاطر مقاومت بالایی که در برابر سختی، حرارت ، فشار و همینطور خوردگی ، بهبود عملکرد سیستم ترمزی را افزایش می دهند.
به علاوه، در صنعت هایی در ارتباط با تولید سکه ها، ساعت ها، ابزارهای برش، لوازم بهداشتی و محصولات زیاد دیگری بیمتال ها نیز استفاده می شوند. این ترکیب ها به خاطر ترکیب شدن خواص الکتریکی ، مکانیکی و یا ظاهری دو فلز متفاوت، در موارد بسیاری به نسبت هر یک از فلزات تکیه بیشتری دارند.
ترکیب خواصی که از طریق ترکیب دو فلز به دست می آید مهم ترین مزیت بیمتال ها در مقایسه با فلزات تکی هستش. با استفاده از انتخاب و ترکیب کردن دو فلز متفاوت، می شود خاصیت های الکتریکی، حرارتی، مکانیکی و شیمیایی مدنظر را در محصول نهایی به وجود آورد.
همچنین، استفاده و طراحی بیمتال ها، نیازمند به تحلیل های فنی و مطالعه دقیق است، تا از عملکرد و بهره وری آنها استفاده بشود.
انواع بیمتال:
- بیمتال آلومینیوم – استیل: این نوع بیمتال تشکیل شده از دو لایه می باشد، لایهٔ خارجی از آلومینیوم و لایهٔ داخلی تشکیل شده از استیل می باشد. این ترکیب، خاصیت های مقاومتی استیل و سبک بودن و خاصیت های هدایت حرارتی آلومینیوم را ترکیب می نماید و برای اینکه آلمینیوم وزن سبکی دارد و فولاد نیز دارای مقاومت بالایی می باشد ، این بیمتال در صنعت های هوا و فضا ، صنایع الکتریکی و خودروسازی جهت ساختن قطعه هایی همچون گیربکس و کارخانههای تولید روکشهای آلومینیومی مورد استفاده قرار می گیرد.
- بیمتال منیزیم ـ فولاد : این نوع از یک لایه منیزیم و یک لایه فولاد تشکیل می شود. بیمتال منیزیم ـ فولاد به خاطر سبک وزن بودن منیزیم و مقاومت مکانیکی فولاد، در صنعت های خودرو سازی و ساخت و ساز مورد استفاده قرار گرفته می شود.
- بیمتال استیل : این بیمتال از دو لایه ی فولاد ضد زنگ و لایه دیگر فولاد کربنی تشکیل شده است. این بیمتال به دلیل مقاومتی که در برابر خوردگی دارد و ویژگی های دیگری مثل خواص مکانیکی مناسب، در صنعت های خودرو سازی صنایع شیمیایی و صنایع غذایی مورد استفاده واقع می شود.
- بیمتال مس ـ آهن : این نوع از بیمتال دارای یک لایه مس و یک لایه آهن می باشد. آهن به خاطر مقاومت مکانیکی بالا و مقاومت مغناطیسی خوب و همینطور مس برای خاصیت هدایت حرارتی و الکتریکی خوب در بیمتال مس ـ آهن استفاده می شوند. کاربردهای این بیمتال شامل صنعت های الکترونیکی ، صنعتی و اتوماسیون و ساخت سوییچ های حساس به حرارت می باشد.
- بیمتال نیکل ـ تیتانیوم : این نوع از بیمتال دارای دو لایه می باشد یک لایه نیکل و لایه دیگر تیتانیوم. این بیمتال به خاطر خاصیت های حافظه شکل و خواص شکل پذیری ، در صنعت های پزشکی (مثل اسکروهای پزشکی) ابزار های دقیق و صنایع هوا و فضا به کار می آید.
- بیمتال مس – فولاد: این نوع از بیمتال تشکیل شده از دو لایه می باشد، یک لایهٔ بیرونی از مس و لایهٔ درونی از فولاد می باشد. این نوع بیمتال به خاطر خاصیت های هدایت حرارتی زیاد و خاصیت های الکتریکی مناسب و درست مس، در صنعت الکتریکی و الکترونیکی جهت ساختن قطعه هایی همچون ترمینالها، مبدلهای جریان و قطعات اتصال مورد استفاده قرار گرفته می شود.
- بیمتال استیل ضد زنگ – مس : این نوع از بیمتال ها تشکیل شده از دو لایه می باشند که لایهٔ خارجی آن از استیل ضد زنگ و لایهٔ درونی مس از به وجود آمده است. این ترکیب به خاطر ویژگی هایی مثل مقاومت در مقابل خوردگی و خاصیت های الکتریکی مس، در صنعت هایی مثل تولید انرژی ،الکترونیک و صنعت های شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته می شود.
اینها فقط تعدادی از انواع بیمتال ها هستند و در واقعیت بسیاری از ترکیب های بیمتال ها برای استفاده در صنعت ها و برنامه های مختلفی موجود هست.
بیمتال در چه صنعت هایی به کار می رود :
بیمتال در صنعت های مختلف بسیاری نیز استفاده می شود. در زیر برخی از این صنعت ها را بررسی می کنیم :
- صنعت الکترونیک : در صنعت الکترونیک بیمتال به عنوان قطعات اتصالی مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا، اتصال میان قطعات مختلف در مدار های الکترونیکی نیازمند جوشکاری است و بیمتال برای این منظور استفاده می شود.
- صنعت نفت و گاز : بیمتال در این صنعت برای ساختن قطعاتی مثل شیرها و لوله ها مورد استفاده قرار می گیرد. این قطعه ها باید فشار و دماهای بالا را تحمل کند و بیمتال ها به همین منظور به عنوان ماده ای مناسب برای اینکار به کار گرفته می شوند.
- صنعت خودرو سازی : بیمتال در صنعت خودرو سازی به عنوان مواد ساختاری مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال در سیستم های تعلیق خودرو، سیستم ها و ترمز های منتقل کننده قدرت همچون دیسک و صفحه های ترمز بیمتال استفاده می شوند.
- صنعت ساختمان و ساخت و ساز : بیمتال در ساخت و ساز و ساختمان برای انواع مختلفی از ترکیبات فلزی نیز استفاده می شود. به عنوان مثال، در سیستم های سرمایشی و گرمایشی، برای انتقال حرارت از بیمتال استفاده می شود.
- صنعت آشپزی : بیمتال در این صنعت جهت ساختن ظروف و تجهیزات آشپزخانه به کار می رود. برای مثال، قسمت پایینی و زیری تابه های ضد چسب معمولا از بیمتال ساخته می شود.
- صنعت گرمایش و تهویه مطبوع: بیمتال ها در صنعت گرمایش و تهویه مطبوع به جهت ساختن قطعه هایی مثل رادیاتورها، لولههای حرارتی و قطعه های دیگر مورد استفاده واقع می شوند.
- صنعت هوا و فضا: در صنعت هوا و فضا، بیمتال ها برای مصالح ساختاری در قطعه هایی مثل لولهها، اتصال ها، پوسته ها و سازههای فضایی مورد استفاده قرار گرفته می شوند. بیمتال به خاطر خصوصیت مقاومت بالایی که در برابر دماهای بسیار بالا و پایداری مکانیکی، دارند در این صنعت به طور فراوان مورد استفاده واقع می شوند.
خواص حرارتی و مقاومت در برابر اکسیداسیون بیمتال، آن را به یک مصالح مناسب برای این صنعت تبدیل میکند.
علاوه بر این کاربردها، بیمتال در صنعت های دیگری هم استفاده می شود. برای مثال، بیمتال در صنعت پزشکی، هوا و فضا و تولید سکه مورد استفاده واقع می شود.
ما مهمترین صنعت هایی که بیمتال در آنها کاربرد دارد را بررسی کردیم. با این وجود کاربرد و ارزش بیمتال در هر صنعتی بستگی به ویژگی ها و کاربرد های آن صنعت دارد.
پس ممکن است کاربردهای بیمتال بیشتر از چیزی که راجب آن گفتیم باشد.
مزایای بیمتال :
- توانایی ترمیم : بعضی بیمتال ها مانند آلومینیوم و فولاد، می توانند خود را ترمیم کنند. این به این معنا است که در صورت به وجود آمدن هرگونه خراش یا آسیب کوچکی، بیمتال ممکن است توانایی بازیابی کردن شکل و عملکرد خود را دارا باشد.
- انعطاف پذیری طراحی : ساختارها و قطعاتی با انعطاف پذیری بالا و طراحی پیچیده را می شود با استفاده از بیمتال ها ایجاد کرد. این ویژگی در صنعت هایی مثل الکترونیک، خودروسازی و هوافضا نیز کارآمد است.
- خواص مکانیکی بهتر : بیمتال ها بر خلاف فلزاتی که تک فلز هستند، می توانند خواص مکانیکی بهتری داشته باشند. مثلا بیمتال ها می توانند در برابر کشش ، خمش و سایش از مقاومت بالاتری برخوردار باشند.
- خواص حرارتی : بعضی از بیمتال ها خواص حرارتی متفاوت و منحصر به فردی دارند. برای مثال، بعضی از آلیاژهای تیتانیوم و نیکل در مقابل حرارت از مقاومت بالایی برخوردارند و توانایی عمل کردن در شرایط دمایی بالا را دارند.
- خواص الکتریکی و حفاظتی : بعضی از بیمتال ها، به خاطر خواص حفاظتی و الکتریکی خاصی که دارند به نسبت فلزات تک فلزی در مقابل خوردگی و اکسیداسیون دارای مقاومت بیشتری هستند.
لازم است که بدانید مزیت های بیمتال ها به مواد مورد استفاده و شرایط کاربری خاصی که دارند مرتبط است.
معایب بیمتال :
- خوردگی : در بعضی مواقع، تماس مستقیم میان دو فلز مختلف می تواند موجب شدید تر شدن فرآیند خوردگی شود. بین دو فلز تفاوت الکتروشیمیایی وجود دارد که می تواند موجب منتقل شدن الکترون ها و یون ها شود و در نهایت به فرایند خوردگی منجر بشود.
- ناتوانی در جوشکاری : فلزات مختلف ممکن است به پارامترهای جوشکاری متفاوتی نیاز داشته باشند. امکان دارد این امر موجب کم شدن قابلیت جوشکاری ساختار بیمتال بشود و در اتصال دو فلز به یکیدیگر مشکلاتی به وجود بیاید.
- مشکلات مکانیکی : متفاوت بودن ضریب انبساط حرارتی میان دو فلز امکان دارد در ساختار بیمتال ، تنش های مکانیکی به وجود بیاورد. ممکن است این تنش ها خستگی مواد ، ترک ها و مشکلات مکانیکی دیگری را به وجود بیاورد.
- جدایش لایه ای : در برخی مواقع امکان دارد ، به طور تدریجی لایه های میانی که برای متصل کردن دو فلز مورد استفاده قرار می گیرند جدا بشوند و موجب ضعیف شدن ساختار بیمتال شوند.
- هزینه : ممکن است استفاده کردن از دو فلز متفاوت در ساختن بیمتال هزینه بر باشد.
چونکه نیازمند به تامین کردن و پرداخت هزینه دو فلز متفاوت و فرایند های مربوطه را دارا است.
این معایب امکان دارد در بعضی موردهای خاص و با شرایطی خاص شکل بگیرند و در موردهای دیگرنقش معتبری نداشته باشند
البته ،با به کار گیری فناوری و روش های مناسب می شود بعضی از این مشکل ها را کاهش داد و یا رفع کرد.
تعمیرات تخصصی انواع دستگاه های صنعتی
برای دیدن مقاله های بیشتر به لینک های زیر مراجعه کنید :
دیدگاهتان را بنویسید