Пайка алюминия и меди – Пайка алюминия
Основы
Пайка алюминия с медью широко распространена в холодильной промышленности, где медные трубы припаиваются к алюминиевым панелям или трубам. Для соединения алюминия и меди с использованием технологии пайки и стандартного флюса NOCOLOK ® применима пламенная пайка (а также использование легкоплавкого флюса с легкоплавким присадочным металлом). Это очень похоже на пайку алюминия с алюминием, но необходимы некоторые меры предосторожности.
Однако, когда медь припаивается к алюминию и процесс нагрева занимает слишком много времени, медь диффундирует в алюминий в местах соединения. Таким образом образуется легкоплавкий сплав Al-Cu (температура эвтектики Al-Cu33 548°C), что может привести к эрозии из-за перфорации.
Таким образом, во время процесса пайки пламя никогда не должно подаваться непосредственно на соединение, поскольку тепло должно передаваться за счет проводимости через детали, подлежащие пайке.
Как только присадочный металл начнет плавиться, пламя нужно быстро убрать.
Вторая проблема при пайке меди с алюминием заключается в том, что алюминий имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем медь (Al: около 650°C и Cu: выше 1000°C). Поэтому пламя обычно направляют на котел. Тем не менее, как только тепло, переданное от меди к алюминию, достигнет диапазона плавления алюминия, он начнет очень быстро сгорать, в то время как медь все еще принимает тепло. Образование упомянутого выше легкоплавкого сплава Al-Cu ускоряет разрушение алюминиевых компонентов.
Следовательно, пламенная пайка алюминия с медью является деликатным процессом и требует определенного опыта. Но он используется многими компаниями для крупносерийного производства. Но это практически невозможно при пайке в печи. Не существует традиционных конструкций печей, которые охлаждались бы достаточно быстро, чтобы остановить непрерывное образование эвтектики алюминий-медь. По этой причине пайка меди с алюминием в печи не практикуется.
Существует три различных способа получения (или получения) присадочного металла при пламенной пайке алюминия с медью.
- Использование присадочного сплава Al-Si (Al-Si 12 – AA4047). Стандартная процедура, как при пайке пламенем алюминия к алюминию, только немного быстрее, чтобы избежать прожога.
- Положитесь на образование алюминиево-медного сплава во время цикла пайки. Если используется этот метод, поддержка, обеспечиваемая тонкой трубкой из нержавеющей стали вдоль внутренней области соединения, может обеспечить дополнительную структурную целостность.
- Предварительно нагретую медную трубку очень быстро вставляют в алюминиевую трубку. Высвобождаемая механическая энергия будет генерировать дополнительное тепло. Истирание оксида поверхности вставленной трубкой способствует образованию присадочного сплава Al-Cu. Этот процесс работает как с флюсом, так и без него (однако с флюсом результаты лучше).
//от
Метки: Медь, Пламенная пайка https://www.aluminium-brazing.com/wp-content/uploads/2018/02/Aluminium-Brazing-Picto.png 0 0 https://www.aluminium-brazing.com/wp-content/uploads/2018/02/Aluminium-Brazing-Picto.png 2010-03-19 10:56:312010-03-19 10:56:31пайка алюминия и меди16 ответы
Trackbacks & Pingbacks
Оставить ответ
Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!
Получение медного порошка из алюминиевой фольги
Эксперименты
- Сообщение от Габи
02 Jun
Вы когда-нибудь смотрели на алюминиевую фольгу в кухонном шкафчике и думали, какие классные эксперименты можно с ней проделать? Итак, у меня есть! В этом интересном эксперименте мы будем реагировать на сульфат меди с алюминиевой фольгой, чтобы получить чистый металл меди в виде медный порошок .
Если вы учитесь в школе или занимаетесь домашней химией, этот эксперимент обязательно вам понравится.
Получение медного порошка – фон
Алюминий в алюминиевой фольге реагирует с сульфатом меди и подвергается одной реакции замещения с образованием сульфата алюминия и металлической меди: ) 3 + 3Cu
Это означает, что в ходе реакции каждый атом алюминия теряет три электрона, создавая ион алюминия. Каждый ион меди получает два электрона, превращая его в металлическую медь:
AL 0 → AL 3+ + 3 E —
CU 2+ + 2 E — → CU 0
Чистое ионическое уравнение: 2AL 0 + 3CU 2. + → 2Al 3+ + 2Cu 0
Алюминиевая фольга в основном состоит из элементарного алюминия, расположенного тонким слоем. Однако он также содержит некоторое количество железа и кремния, обычно порядка 1% и 0,5% соответственно. Примечательно, однако, что для этого эксперимента на поверхности фольги имеется пассивный слой оксида алюминия толщиной около 50-100 нанометров.
Это предотвращает реакцию алюминия при контакте. Ионы хлорида в соли, которую мы добавляем во время эксперимента, позволят ионам меди проникнуть через оксидный слой и вступить в реакцию с чистым алюминием под ним.
Медь сама по себе представляет собой красновато-коричневый металл, но водный раствор сульфата меди имеет красивый ярко-синий цвет. Это связано с координационным комплексом, который ион Cu 2+ образует с водой — сульфат меди поглощает фотоны света в красной области видимого спектра, таким образом пропуская синий свет, делая раствор голубым. Он поглощает этот свет, потому что он эквивалентен разнице энергий между электронными орбиталями иона меди с повышенной и пониженной энергией.
Материалы
- Медная сульфат (мы использовали голубую медную сульфат пентагидрат)
- Алюминиевая фольга
- Столовая соль
- теплые воды
- кофейный фильтр
- ГОРЯЧИЯ
- GLASE
- кофе
- ГРИЦИЯ
- GLASE
- кофе
- ГРИЦИНА
- GLASE
- кофе
- ГРИЦИНА
- GLASE
- 9002
Примечание: количество сульфата меди примерно в 13 раз превышает количество алюминия, чтобы гарантировать стехиометрический избыток алюминия и максимизировать количество полученной меди.
Необходимо использовать как минимум в 4 раза больше воды, чем сульфата меди, чтобы он правильно растворился. В этом эксперименте мы использовали 50 граммов сульфата меди, 4 грамма алюминиевой фольги и 400 мл воды.
Сульфат меди продается в большинстве хозяйственных магазинов как «убийца корней».
Медный порошок из алюминиевой фольги – Процедура
- Растворите сульфат меди в теплой воде.
Поместите в раствор магнитный стержень для перемешивания и стакан на нагревательной плите с возможностью магнитного перемешивания. Однако раствор не нужно нагревать, поэтому обязательно используйте соответствующую настройку на пластине. В противном случае используйте стеклянную палочку для перемешивания, чтобы перемешать раствор и растворить сульфат меди. Возможно, вам придется перемешивать в течение нескольких минут, чтобы кристаллы полностью растворились. - Добавьте алюминиевую фольгу в раствор сульфата меди.
Возможно, вам придется помять или ткнуть в него, чтобы убедиться, что вся фольга погружена в воду.
- В этот момент реакция не происходит самопроизвольно.
Это происходит из-за обсуждавшегося ранее слоя оксида алюминия, который действует как непроницаемый барьер между химически активным металлическим алюминием и ионами меди. Этот оксидный слой называется пассивирующим слоем. По этой причине алюминиевая фольга обычно неактивна, хотя сам алюминий является очень активным металлом. - Добавьте в раствор поваренную соль, примерно ¼ чайной ложки.
Это позволяет ионам меди миновать слой оксида алюминия, и реакция протекает, как и ожидалось. В этот момент вы должны наблюдать небольшое количество газообразного водорода, выделяющегося из раствора. Это связано с побочной реакцией между реактивным алюминием и водой, которая достигает его вместе с ионами меди: 2Al + 3H 2 O → Al 2 O 3 + 3H 2 . Раствор также должен значительно нагреться, так как реакция между ионами алюминия и меди является экзотермической. - Разрешить протекание реакции.
Металлическая медь красновато-коричневого цвета должна появиться на поверхности алюминиевой фольги и опуститься на дно стакана. Когда синий раствор сульфата меди полностью потеряет свой цвет и станет прозрачным, это означает, что реакция в отношении меди завершена. Он также может приобретать красновато-коричневый оттенок из-за взвешенного в нем мелкодисперсного металла меди. Должно остаться небольшое количество алюминиевой фольги, так как ее было в избытке. Чтобы проверить, действительно ли реакция завершилась, поместите в химический стакан небольшое количество новой алюминиевой фольги и внимательно посмотрите, не образуется ли на ней медь. - Отфильтровать раствор. №
Обязательно удалите всю оставшуюся алюминиевую фольгу с помощью пинцета. Для этого эксперимента очень хорошо работает гравитационная фильтрация. Поместите кофейный фильтр в воронку, расположенную над стеклянной банкой. Налейте раствор и порошок металлической меди на фильтровальную бумагу. Дайте ему стечь, оставив только медь. Промойте медь дистиллированной водой, пока она еще находится в фильтре, чтобы удалить остатки сульфата алюминия или соли, затем высушите ее. Отфильтрованный раствор должен казаться прозрачным, но он все еще может выглядеть красноватым, если в нем остаются взвешенные частицы меди, слишком мелкие, чтобы их можно было отфильтровать. - Зачерпнуть
Медный порошок может оказаться слишком тяжелым, чтобы его можно было высыпать на фильтр вместе с остальной жидкостью. В этом случае просто выньте его пластиковой посудой, постирайте и высушите, как описано выше. Вот и все — мы сделали медный порошок из алюминиевой фольги!
Налейте раствор и порошок металлической меди на фильтровальную бумагу. Дайте ему стечь, оставив только медь. Промойте медь дистиллированной водой, пока она еще находится в фильтре, чтобы удалить остатки сульфата алюминия или соли, затем высушите ее. Отфильтрованный раствор должен казаться прозрачным, но он все еще может выглядеть красноватым, если в нем остаются взвешенные частицы меди, слишком мелкие, чтобы их можно было отфильтровать. Безопасность
Обратите внимание, что сульфат меди несколько токсичен, однако смертельная доза для взрослых довольно высока, около 25 граммов. Избегайте проглатывания или вдыхания химического вещества; мы рекомендуем носить защитные очки и перчатки, так как это может вызвать раздражение.
Если вы соприкасаетесь с ним, просто тщательно вымойте руки.
Сохраните медный порошок для будущих экспериментов или при необходимости выбросьте его в мусорное ведро. Слейте оставшийся отфильтрованный раствор, содержащий сульфат алюминия, в канализацию с большим количеством воды.
Дальнейшие эксперименты
Щелкните здесь, чтобы узнать, какие еще интересные эксперименты можно провести с использованием сульфата меди! Не забудьте также проверить эти похожие эксперименты, чтобы увидеть эксперимент с зубной пастой для слонов и узнать, как извлечь металлический калий из банана и как создать кристаллы олова в растворе хлорида олова! Дети младшего возраста также могут сделать кораблик из алюминиевой фольги.