Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Плотность капролон: Плотность капролона (полиамида 6 блочного)

Содержание

Капролон (полиамид 6 блочный)

Главная > Продукция > Капролон (полиамид 6 блочный)

По вопросам приобретения продукции обращаться на е-mail [email protected] или по тел. (34248) 9-27-64, (34248) 9-28-83, факс (34248) 4-72-27. Менеджер Протасов Александр Анатольевич.

По вопросам приобретения нормативной документации обращаться на е-mail [email protected] или по тел. (34248) 9-28-29, факс (34248) 4-02-67. Начальник бюро стандартизации и сертификации Заглада Ксения Викторовна.

Нормативный документ ТУ 2224-036-00203803-2012 «Капролон (полиамид 6 блочный). Технические условия».

Применение

Используют в качестве антифрикционного, электроизоляционного и конструкционного материала в различных отраслях промышленности для изготовления крупногабаритных толстостенных, мелкосерийных нестандартных изделий, деталей широкого применения.

Основные физико-химические показатели








Наименование показателя

Норма для марки

ПА 6

ПА 6-МГ

ПА 6-МДМ

Марка А

Марка Б

Внешний вид

Листы, втулки, стержни с гладкой поверхностью без раковин, трещин от белого до кремового цвета

Листы, втулки, стержни с гладкой поверхностью без раковин, трещин от серого до черного цвета

Количество пор размером от 0,8 до 1,5 мм на поверхности продукции, шт, не более

Отсутствие

2

2

Изгибающее напряжение при величине прогиба, равной 1,5 толщины образца, Мпа, не менее

90

80

95

85

ПА 6-МГ – полиамид 6 блочный, модифицированный графитом


ПА 6-МДМ – полиамид 6 блочный, модифицированный дисульфидом молибдена

 

Ориентировочные размеры листов

В миллиметрах























Длина, Lmax

Пред. откл.

Ширина, В

Пред. откл.

Толщина, s

Пред. откл.

1400

+50

950

±50

10

+2


 

15

20

1000

25

30

35

40

50

60

70

80

+5

90

100

110

120

150

180

210

240

270

300

 

Ориентировочные размеры втулок

В миллиметрах




















Длина, Lmax

Пред. откл.

Наружный диаметр, Dн

Пред. откл.

Внутренний диаметр, d

Пред. откл.

1400

+50

80

+5


 

40 — 70

-10

100

45 — 90

120

50 — 100

150

50 — 130

170

60 — 140

175

60 — 150

190

70 — 160

220

70 — 175

240

80 — 200

250

85 — 210

-20

270

90 — 220

290

100 — 230

315

+7

110 — 250

350

120 — 270

390

140 — 330

450

150 — 340

490

160 — 380

580

+10

180 — 460

 

Ориентировочные размеры стержней

В миллиметрах



































Длина, L

Пред. откл.

Диаметр, D

Пред. откл.

1000

+50


-100

20

+1

25

30

40

45

+2

50

60

70

80

90

950

±50

100

120

+4

130

150

160

170

180

210

700

±100

230

240

250

280

290

300

500

±50

315

340

440

+5

460

510

+7

575

600

675

815

П р и м е ч а н и е — По заказу потребителя габаритные характеристики листов, втулок, стержней (L, B, s)  могут быть изменены.

 

Справочные показатели капролона
























Наименование показателя

Значение показателя

ПА 6

ПА 6–МГ

ПА 6–МДМ

1 Плотность, кг/м3

1140 — 1160

1140 — 1170

1140 — 1160

2 Модуль упругости при растяжении, МПа

2300 — 3000

2500 — 4600

2500 — 3000

3 Предел текучести при растяжении, МПа

65 — 80

65 — 80

65 — 80

4 Разрушающее напряжение при растяжении, МПа

70 — 80

65 — 80

70 — 85

5 Относительное удлинение при разрыве, %

> 20

10 — 30

> 25

6 Напряжение при относительной деформации сжатия, равной 25%, МПа

120 — 130

120 — 140

120 — 140

7 Коэффициент трения по стали

0,23 — 0,33

0,20 — 0,25

0,20 — 0,25

8 Твердость при вдавливании шарика, МПа

160 — 180

170 — 200

160 — 180

9 Ударная вязкость, кДж/м2, не менее:


на образцах без надреза


на образцах с надрезом 

120*


3

40


4

120*


3

10 Водопоглощение:


за 24 часа, %


максимальное %

1,5 — 2,0


6,0 — 7,0

1,0 — 1,5


6,5 — 7,0

1,0 — 1,5


6,0 — 7,0

11 Содержание экстрагируемых веществ, %, не более

2,0

2,0

2,0

12 Температура плавления, ºС

220 — 225

215 — 225

220 — 225

13 Температура изгиба под нагрузкой при напряжении 1,8 МПа, ºС

80 — 100

80 — 100

80 — 100

14 Коэффициент теплопроводности при комнатной температуре, Вт/(м К)

0,30 — 0,35

0,37 — 0,50

0,30 — 0,40

15 Средний коэффициент линейного теплового расширения на 1ºС в интервале температур:


от – 50 ºС до 0 ºС


от 0 ºС до + 50 ºС

 


6,6 · 10-5


9,8 · 10-5

6,6 · 10-5


9,8 · 10-5

2,8 · 10-5


4,0 · 10-5

16 Электрическая прочность, кВ/мм

25 — 35

20 — 25

17 Удельное поверхностное электрическое сопротивление, Ом

1 · 1014


3 · 1015

1 · 1011 


 1 · 1013

1 · 1012 


 1 · 1013

18 Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·см

1 · 1014 


8 · 1014

1 · 1011 


 1 · 1013

1 · 1013 


 1 · 1014

19 Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 106 Гц

0,015 — 0,025

0,020 — 0,030

0,015 — 0,025

20 Диэлектрическая проницаемость при частоте 106 Гц

3,3 — 3,5

3,5 — 4,0

3,3 — 3,6

*   Образцы не разрушаются при испытаниях

Упаковка Продукт поставляется без упаковки.

Транспортирование и хранение

Транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на данном виде транспорта. При необходимости проводится укрупнение грузовых мест в транспортные пакеты с использованием средств крепления. Хранят в крытых складских помещениях любого типа, исключающих прямое попадание влаги.

Гарантии изготовителя

Гарантийный срок хранения при соблюдении условий транспортирования и хранения – 4 года со дня изготовления.

 

СКАЧАТЬ ИНФОРМАЦИЮ О ПРОДУКЦИИ В ФОРМАТЕ PDF

Производство капролона — Завод инженерных пластмасс

КАПРОЛОН (Полиамид-6 блочный) – представляет собой продукт анионной полимеризации капролактама ГОСТ 7850-86, проводимой непосредственно в форме в присутствии щелочных катализаторов и активаторов.

Основное применение капролона — замена цветных металлов в узлах трения.

Заготовки из капролона подвергается всем основным видам механической обработки на металлорежущих станках.

Продолжительный срок службы

— Долговечен, даже при постоянной механической нагрузке, при этом уменьшается уровень шума и возможна работа без смазки.

— Подшипники из капролона при наличии смазки могут работать при окружных скоростях до 15 м/с и удельном давлении до 50 кгс/см2.

Трение и износ

— Обладают низким коэффициентом трения в паре с любыми металлами, хорошо и быстро прирабатывается.

— Может работать без смазки в узлах трения.

— Обеспечивает надежную и бесшумную работу устройств и механизмов. Как правило, в 1,5 -2 раза снижает износ пар трения, повышая их ресурс.

— Коэффициент трения по стали и бронзе со смазкой (вода, масло) 0,04 – 0,08. Износ за 1000 ч работы составляет 0,10 мм

Механическая прочность

— Механические свойства близки к металлам.

— Отлично поглощают ударные нагрузки.

Химическая стойкость

— Устойчив к воздействию углеводородов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей, слабых кислот.

— Не подвержен коррозии, может работать в соленой воде. Экологически чист.

— Растворяется в крезолах, фенолах, концентрированных неорганических кислотах, муравьиной и уксусной кислотах

Электрическая прочность

— Высокие диэлектрические свойства капролона позволяют использовать его в радио- и электротехнической отраслях промышленности.

Цена

— За счет низкой плотности (1,15 – 1,16 г/см3), изделия из капролона в 10-12 раз дешевле изделий из цветных металлов (бронзы, латуни, меди).

Модификации капролона

— с графитом

— с маслом

— окрашенный (черный)

Физико-механические характеристики капролона
Наименование показателя Значение показателя
Плотность, г/см3 1,15 — 1,16
Температура плавления, ° С 215 — 235
Рабочая температура, ° С от -50 до + 120, кратковрем. до +180
Теплостойкость по Мартенсу, ° С 75 — 76
Водопоглощение за 24 часа, % 0,9 — 1,2
Твердость по Бринелю (по ГОСТ 4670), МПа 160 — 190
Модуль упругости при растяжении, МПа 2300
Разрушающее напряжение при растяжении (по ГОСТ 11262), МПа 65 — 90
Относительное удлинение при разрыве (по ГОСТ 11262), % 14
Изгибающее напряжение при величине прогиба равной 1,5 толщины образца(по ГОСТ 4648), МПа 80
Ударная вязкость по Шарпи на образцах с острым надрезом (по ГОСТ 4647), кДж/м2 10
Напряжение при сжатии при установленной (6%) относительной деформации (по ГОСТ 4651), Мпа 90 — 100
Температура размягчения при изгибе при напряжении 1,8 МПа, ° С 70 — 110
Средний коэффициент линейного теплового расширения на 1°С
в интервале от 0°С до 50°С 6,6 — 9,8·10-5
от -50° С до 0°С 6,6 — 9,8·10-5
Коэффициент теплопроводности, ккал/м·час 0,23 — 0,29
Абразивный износ (по ГОСТ 11012), г 0,055
Коэффициент трения по стали (по ГОСТ 11629) 0,15 — 0,3
Интенсивность изнашивания (по ГОСТ 11629) Im10-6 г/м
Капролон Б 1 — 1,9
Капролон Г 0,4
Диэлектрическая проницаемость при частоте 10 МГц 3,0 — 3,3
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10 МГц 0,015 — 0,025
Удельное поверхностное электросопротивление, Ом 1·1010 — 3,5·1015
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом · м 2·1014 — 2·1017
Электрическая прочность, кВ/мм 20 — 35
Содержание экстрагируемых веществ, % 2 — 4
Кислородный индекс, % 24 — 25

Капролон

Другие категории:


Сегодня в электротехнике, судостроении, машиностроении и во многих других отраслях промышленности используется такой материал, как капролон.  Материал обладает следующими преимуществами:


  • длительным сроком эксплуатации;

  • стойкостью к ударным нагрузкам;

  • возможностью обработки на шлифовальных, фрезерных и точильных станках;

  • низким коэффициентом трения;

  • превосходными диэлектрическими свойствами.


Технические характеристики


Капролон купить который можно в нашей компании отличается следующими техническими характеристиками:


  • относительное удлинение в случае разрыва – 10%;

  • электрическая прочность – 30-35 кВ/мм;

  • диапазон рабочих температур – от -40 до 80°С;

  • максимально допускаемая рабочая температура — 150°С;

  • температура плавления – 220°С;

  • коэффициент теплопроводности – 0,29 Вт/моград;

  • уровень теплостойкости по Мартенсу — 75°С;

  • твердость по Бринелю – 130-140 кг*с/см2;

  • предел прочности в случае изгиба – не менее 80 МПа;

  • предел прочности в случае сжатия – не менее 90 МПа;

  • плотность материала – 1,15-1,16 г/см2.


Область применения


Технические характеристики и свойства капролона способствуют тому, что этот материал чаще всего используется в электротехнике. Диэлектрические качества данного материала обеспечивают качественную изоляцию силовых кабелей и изготовление качественных кожухов, предназначенных для защиты электрического оборудования, которое функционирует на улице. Капролон также используется для производства переключателей, клемм, разъемов и катушек. Подобное применение обусловлено низким уровнем гальваноэлектрической коррозии. Благодаря устойчивости к воздействию щелочных растворов, этот материал актуален при работе с различными электролитами.


Капролон также применяется в сфере судо- и машиностроения. Данный материал является сырьем для производства барабанов-измельчителей, подшипников скольжения, ступиц, манжетов и других изделий.


Капролон используется и в других сферах деятельности:


  • горнодобывающей отрасли;

  • бумажной и целлюлозной отрасли;

  • литейном производстве;

  • лесотехнической сфере;

  • сталелитейной промышленности.


Форма выпуска


Капролон изготовляется в двух основных вариантах – листовом и стержневом. Оба этих варианта предоставляют возможность различной обработки материала. Но при этом стержневой капролон характеризуется более высоким уровнем устойчивости к ударам и нагрузкам, а также большим сроком эксплуатации.

Маслонаполненный капролон — ПК «Полипласт»

Текст объявления

Капролон маслонаполненный OILON или OFN выпускается по технологии и на оборудовании Nylacast (Великобритания) как модификация капролона (полиамида 6 блочного).

Использование модификаций капролона позволяет значительно расширить границы применения материала и повысить ресурс работы изделий.

Капролон маслонаполненный — OILON (цвет зелёный)

Капролон маслонаполненный OILON — по сравнению с чистым капролоном (полиамидом 6 блочным) имеет ряд преимуществ. Для него характерны:

  • Улучшенные характеристики износостойкости
  • Улучшенные коэффициент трения и характеристики скольжения/прилипания
  • Постоянство характеристик в период службы изделия
  • Уменьшенное водопоглощение
  • Превосходные механические свойства
  • Высокие термо- и химическая стойкости
  • Хорошая размерная стабильность
  • Разрешение FDA на прямой контакт с продовольственными товарами

Маслонаполненный капролон был разработан в начале 70-х годов ХХ столетия фирмой Nylacast, (Великобритания). На рынке он появился в 1974 г.

Маслонаполненный капролон OILON был первым действительно маслонаполненным полиамидом. Он имел в составе смешанную жидкую систему смазок, встраиваемую в материал в процессе его полимеризации.

Присутствие смазки в полиамиде привело к существенному увеличению жизни подшипников скольжения: в 5 раз по сравнению с обычным полиамидом 6 блочным (капролоном), и в 25 (!) раз по сравнению с бронзой.

Равномерно распределённая смазка внутри материала обеспечивает свою постоянную работу в период всего срока службы изделия. Она уменьшает износ, улучшает фрикционные свойства при абразивном износе и свойства прилипания-скольжения. Система смазок не высыхает, не удаляется при механической обработке или трении, и никогда не нуждается в пополнении.

Маслонаполненный капролон значительно расширяет границы использования полиамидов во многих сферах производства. Особенно при изготовлении различных движущихся частей оборудования, работающих без смазки. Кроме того, эта модификация капролона является превосходной для использования в продовольственных и в фармацевтических отраслях промышленности. Цвет маслонаполненного капролона OILON — зелёный.

За многие годы, с тех пор как маслонаполненый капролон фирмы «Nylacast» заявил о себе на рынке, было разработано и создано много похожих материалов. Однако сравниться со свойствами маслонаполненного капролона OILON не может ни один из материалов-конкурентов. Данный материал остаётся основным на рынке наполненных маслами полиамидов.

Свойства

Метод измерения

Единицы измерения

Значения

Механические

Напряжение при растяжении* ISO 527 МПа 70 — 75
Е-модуль** ISO 527 МПа 4000
Удлинение при разрыве ISO 527 % >30
Максимальное напряжение при сжатии* ISO 604 МПа 90-100
Модуль при сжатии ISO 604 МПа 2500
Изгибающее напряжение* ISO 178 МПа 95-105
Модуль при изгибе ISO 178 МПа 3100
Разрушающее напряжение ISO 180 KДж/м2 6
Твёрдость* ISO 7619 Шор D 82 — 84

Термические

Точка плавления ISO 1218 С⁰ 220
Мах температура кратковременной эксплуатации *** С⁰ +170
Мах температура непрерывной эксплуатации *** С⁰ +110
Мin температура кратковременной эксплуатации *** С⁰ -100
Мin температура непрерывной эксплуатации *** С⁰ -40
Тепловой коэффициент линейного расширения**** ISO 11359 1/K*15-5 5-8

Электрические

Диэлектрическая проницаемость IEC 250 3. 7
Диэлектрическая прочность IEC 243 KВ/мм >25
Удельное объёмное сопротивление IEC 93 Ом.cм 1015
Поверхностное удельное сопротивление R IEC 93 1015
Сопротивление тракинга IEC 112 CTI CTI 600

Физические

Цвет Зелёный
Плотность ISO 1183 г/cм3 1.15
Сопротивление износу ****PV=55 мг/Kм 0.11
Коэффициент трения (С-фактор) ****PV=55 0.15

*       Результат зависит от химической формулы

**     Результаты при использовании ‘LVDT’ датчика

*** Результаты консультации в Санкт-Петербургском Университете (Россия)

**** Результаты, зависящие от окружающей температуры

Капролон маслонаполненный — OFN (цвет чёрный)

Капролон маслонаполненный OFN — самосмазывающийся материал для изготовления элементов узлов механизмов, работающих без смазки. Материал по сравнению с чистым капролоном (полиамидом 6 блочным) имеет ряд преимуществ. Для него характерны:

  • Повышенные износостойкость и сопротивление абразивному трению
  • Улучшенные коэффициент трения и характеристики прилипания/скольжения
  • Постоянство характеристик трения в процессе службы изделия
  • Превосходные механические свойства
  • Термо- и химическая устойчивость
  • Хорошая стабильность размеров

Капролон OFN содержит добавки, которые обеспечивают непрерывное самосмазывание рабочих поверхностей деталей из этого материала. При использовании этой модификации капролона уменьшаются затраты на обслуживание механизмов, улучшается их эффективность, бесшумность работы и увеличивается ресурс эксплуатации.

Маслонаполненный полиамид — это альтернативный выбор в тех случаях, когда обычный литой полиамид 6 (капролон) не может работать из-за повышенных температур в результате трения или когда существует необходимость постоянного наличия смазки.

Капролон OFN также обеспечивает изделиям:

  • более низкое водопоглащение
  • лучшую размерную стабильность
  • снижение допусков при проектировании

Постоянство свойств за всё время службы изделия достигается за счёт однородного распределения смазки внутри материала. Износостойкость, коэффициент трения и эффект скольжения/прилипания маслонаполненного капролона OFN значительно выше по сравнению с сортами литого полиамида 6, не содержащими масла, при одновременном сохранении превосходных механических, тепловых и электрических свойств.

Свойства

Метод измерения

Единицы измерения

Значения

Механические

Напряжение при растяжении* ISO 527 МПа 70 — 75
Е-модуль** ISO 527 МПа 3800
Удлинение при разрыве ISO 527 % >25
Максимальное напряжение при сжатии* ISO 604 МПа 90-100
Модуль при сжатии ISO 604 МПа 2400
Изгибающее напряжение* ISO 178 МПа 90-100
Модуль при изгибе ISO 178 МПа 3000
Разрушающее напряжение ISO 180 KДж/м2 5. 8
Твёрдость* ISO 7619 Шор D 82 — 84

Термические

Точка плавления ISO 1218 С⁰ 220
Мах температура кратковременной эксплуатации *** С⁰ +170
Мах температура непрерывной эксплуатации *** С⁰ +110
Мin температура кратковременной эксплуатации *** С⁰ -100
Мin температура непрерывной эксплуатации *** С⁰ -40
Тепловой коэффициент линейного расширения**** ISO 11359 1/K*15-5 5-8

Электрические

Диэлектрическая проницаемость IEC 250 3.7
Диэлектрическая прочность IEC 243 KВ/мм >25
Удельное объёмное сопротивление IEC 93 Ом. 1015
Поверхностное удельное сопротивление R IEC 93 1015
Сопротивление тракинга IEC 112 CTI CTI 600

Физические

Цвет Чёрный
Плотность ISO 1183 г/cм3 1.15
Сопротивление износу ****PV=55 мг/Kм 0.15
Коэффициент трения (С-фактор) ****PV=55 0.19

*       Результат зависит от химической формулы

**     Результаты при использовании ‘LVDT’ датчика

*** Результаты консультации в Санкт-Петербургском Университете (Россия)

**** Результаты, зависящие от окружающей температуры

Применение в промышленности модифицированного капролона

Капролон маслонаполненный с успехом применяется в различных отраслях промышленности, а именно:

  • в нефтехимических комплексах
  • на железнодорожном транспорте
  • для пищевого оборудования
  • в аэрокосмической промышленности
  • при производстве упаковки
  • в фармацевтике
  • на сталелитейных заводах
  • в горнодобывающей промышленности
  • для производства кранов
  • при изготовлении конвейеров

Типичные примеры деталей из модификаций капролона

Обычно из капролона маслонаполненного изготовляют такие широко применимые детали как ролики, втулки, шкивы, детали зубчатых и червячных передач, звёздочки, подшипники, различные направляющие, прокладки и зажимы. Это могут быть также разделочные доски и механизмы, использующие принцип действия плуга, оправки и изоляторы.

ООО «Полипласт» предлагает капролон маслонаполненный OILON, цвет зелёный, и OFN, цвет чёрный, (полиамид блочный (капролон) модифицированный), изготовленный по технологии и на оборудовании Nylacast (Великобритания). В перечень продукции входят стандартные полуфабрикаты:

  • стержни диаметром от 50 до 505 мм, длиной 500, 1000, 3000 мм
  • пластины толщиной от 6 до 100 мм, габариты 1000х1000 мм, 1000х2000 мм
  • втулки с внешним диаметром от 50 до 900 мм и заказным внутренним диаметром

 

Таблица стандартных размеров плит

Длина х ширина
(мм)

Допуск
(мм)

Толщина
(мм)

Допуск
(мм)

2000 х 1000 +0 +20 10 +0 +1,5
13
15
20
25
30
35 +0 +2,5
40
45
50
1000 х 1000 +0 +20 55 +0 +2,5
60 +0 +3,5
65
70
75
80
85
90
95
100

Область применения, физико-механические свойства, способы обработки – на промышленном портале Myfta. Ru

Основные свойства

Полиамид 6 блочный или ПА-6 блочный или простокапролон. Это вещество класса полимеров, применяемое для производства, путем механической обработки, деталей, обладающих антифрикционными свойствами. Такие изделия из капролона, как, вкладыши подшипников, втулки, кольца, оси, клапана, фланцы, колеса, ролики, шестерни, червячные колеса, звездочки, шнеки, имеют наиболее широкое применение. Имея, отличную химическую устойчивость и не токсичность, широко применяется в аппаратах пищевой промышленности, и не имеет ограничений по контакту с пищей и водой для питья.

Такие свойства капролона, как высокая электроизоляционная и искрогасящая способность, и стойкость к гальваническому типу коррозии, позволяют применять его для электротехнических деталей – реле, катушек, переключателей, разъемов. Также, широкое применение полиамид 6 нашел для уплотнения стеклопакетов, благодаря чему возрастают их шум изоляционные свойства.  Более выраженные антифрикционные свойства имеет графитонаплненный капролон, что делает его более предпочтительным для технических деталей, подвергающихся интенсивному воздействию сил трения.

Отличным свойством ПА-6, является его способность хорошо поддаваться обработке на всех станках – сверлению, точению, растачиванию, фрезерованию, шлифованию. Вместе с тем, капролон имеет высокие показатели износостойкости, особенно при работе в условиях среды с присутствием абразивных частиц. Детали, сделанные с применением капролона,  хорошо справляются с ударной нагрузкой, они долговечны и обладают способностью в узлах трения, работать без смазки.  Из химических свойств, следует отметить его повышенную стойкость к воздействию масел, углеводородов, кетонов, спиртов, эфиров, слабых кислот и щелочей.

Но, надо учитывать то, что ПА-6 подвергается растворению в концентрированных неорганических кислотах, в уксусной и муравьиной кислоте, в фенолах и крезолах, хлорированных и фторированных кетонах и спиртах. Тот факт, что капролон обладает отличными диэлектрическими свойствами  и высокой тепловой и механической стойкостью, позволяет ему превосходить по этим параметрам изоляторы из поливинилхлорида, полистирола и других пластмасс. Более тридцати лет, капролон успешно применяется в энергетике, химической, нефтяной, целлюлозно-бумажной промышленности, судостроении и машиностроении.

Физико-механические свойства капролона гост 15139-69, гост 11629-75, гост 11262-80

Относительная плотность капролона 1,15–1,16 г/см3
Модуль упругости при растяжении, 2300 МПа
Напряжение разрушения растягивающее, 90 МПа
Относительная деформация сжатия, равна 25% при напряжении 10
Величина изгибающего напряжения при значении равном 1,5 толщины образца не менее 80 МПа
Твердость, измеряемая по Бринеллю, 150–180 кг × с/см2
Напряженность работы Р×V 15 МПа × м/с
Морозоустойчивость, минус 50 оС
Максимальная температура, при работе   постоянная

кратковременная

100оС 180оС
Теплостойкость измеряемая по Мартенсу, 75 оС
температура плавления капролона 220 оС
При разрыве относительное удлинение 10 %
Коэффициент линейного расширения при тепловом воздействии
от 0 до 50оС 9,8х10-5
от -50 до 0оС 6,6х10-5

Коэффициент трения стали по капролону без воды — 0,2-0,3

С водой  — 0,005-0,02

Капролон  графитонаполненный — 0, 002-0,01

Способы обработки

Самый распространённый способ обработки капролона – это механический, на металлообрабатывающих  станках. Из-за больших различий физико механических характеристик металлов и капролона, его обработка  обладает рядом характерных отличий от обработки металлов. Имея низкую, по сравнению с металлами и сплавами прочность, капролон при обработке не должен, сильно зажиматься в патронах или тисках станков, во избежание деформации и разрушения заготовки.

При  наружной обработке тонкостенных деталей, эту операцию надо проводить с использованием, разжимающих детали изнутри, оправок. Детали, которые будут использоваться для сильно нагруженных узлов, изготавливаются без острых углов, во избежание возникновения зон концентрации напряжений. Из-за маленькой температуры плавления и низкой теплопроводности капролона, необходимо тепловыделения, возникающие в зоне резания при обработке детали приводить к минимально возможным значениям.

Высокая температура, возникающая при не выполнении этого условия, приведет к деформации и разрушению заготовки, загрязнению режущих кромок, что скажется на точности изготовления, и браку поверхности изделий. Знание того, что неверная заточка режущих кромок, слишком большое давление и несоблюдение режимов резания, это основные причины брака,

поможет в дальнейшем, избежать проблем при механической обработке капролона. При обработке заготовок из капролона, в основном применяется режущий инструмент из быстрорежущей и углеродистой стали. Если постоянно приходится обрабатывать полиамидные заготовки, тогда предпочтительней инструмент с напайками из карбида вольфрама или с режущей кромкой с алмазными включениями, при высоких скоростях резания, они более стойкие к повышению температуры и износу.

При обработке капролона, армированного углеродными волокнами или стекловолокном, применение инструмента повышенной стойкости, обязательно. Полировка шлифовка заготовок, производится с небольшими усилиями надавливания. Рекомендуется для шлифовки использовать такой материал, как мел. Нужно так же учитывать то, что допуски для деталей из полиамида 6, надо давать значительно больше, чем допуски на такие же детали, изготовляемые из металла.

Это связанно с высоким коэффициентом тепловых расширений, последствием деформаций, из-за возникающих, в процессе обработки и после нее, внешних и внутренних напряжений. Чем больше сечение, обрабатываемых заготовок, тем больше значение возникающих внутренних напряжений.

Являясь, высокоэффективным, современным, многофункциональным материалом, капролон значительно легче и дешевле бронзы и стали, но, тем не менее, срок службы деталей изготовленных из капролона листового  ТУ 6-05-988-87   и капролоновых стержней ТУ 6-06-142-90, в два раза больше, чем срок службы деталей из металла.

Если вы ищете в интернете возможность продать или купить капролан в виде материалов или готовых изделий, то на нашем сайте можно воспользоваться каталогом производителей. А также можете дать объявление, о покупке или продаже капролона и деталей из него, и на страницах нашего сайта, его увидят те, кто, как раз  ищет, то, что вы предлагаете.

В нормальной обстановке, полиамид 6 не проявляет токсических свойств, и тем самым не представляет  опасности  для человека и окружающей среды. Если использовать оптимальные режимы механической обработки, то условий, при которых начнут, выделятся вредные вещества, не наступит. Только при нагреве свыше 290˚С капролан входит в стадию разложения с выделением аммиака, углекислого газа и окиси углерода. Следует знать о том, что в производственных помещениях допускается предельная концентрация окиси углерода и аммиака  в пределах 20 мг/м3

Области применения

В основном, капролон используется, как материал антифрикционного и конструкционного назначения, во многих областях промышленности: металлургии, станкостроении, машиностроении, обувной, пищевой и даже в медицине.

технические характеристики, особенности, сфера применения, разновидности материала

Капролон, технические характеристики которого будут описаны в статье, представляет собой российское название одного из популярных полиамидов – поликапроамида. В продаже сегодня можно встретить еще и аналоги капролона, которые сегодня тоже достаточно распространены.

Общее описание

Упомянутый выше материал является относительно новым, он известен с 1980 года. Обладает уникальными свойствами, имеет высокую степень износоустойчивости и прочности. Если речь идет о качественном капролоне, то он может находиться на открытом воздухе в течение нескольких лет, при этом материал не потеряет своих механических и физических характеристик, не будет требовать защиты от влияния внешней среды и ультрафиолета.

Особенности материала

Капролон, технические характеристики которого должны быть вам известны, если вы планируете его приобрести, устойчив к воздействию:

  • химических веществ;
  • эфиров;
  • растворителей;
  • разбавленных кислот;
  • спиртов.

Капролон растворяется в муравьиной и концентрированной серной кислотах, а также во фторированных спиртах. Среди основных свойств данного материала низкий коэффициент трения, это позволяет применять его при изготовлении подшипников и других трущихся в процессе эксплуатации деталей. Однако этот вариант – не единственный способ применения капролона в области промышленности.

Сфера использования

Капролон, технические характеристики которого достаточно уникальны, используется взамен металлов. Материал в 6, а то и в 7 раз легче стали, это указывает на то, что изделия имеют малый вес и высокую прочность. Капролон используется для изготовления подшипников, которые устойчивы к коррозии, отличаются износоустойчивостью, низким коэффициентом трения, помимо прочего, данные детали обладают эффектом самосмазывания.

Капролон применяется для получения шестерней, лопастей насосов, крылаток, различных корпусов, а также роликов, которые ложатся в основу конвейерных лент. Иногда из данного материала изготавливают еще и разделочные доски, которые удобно использовать в области мясной промышленности.

Для справки

Описываемый в статье капролон, технические характеристики которого будут интересны каждому потребителю, способен снизить износ изделий, повышая срок их эксплуатации в 1,5 раза. Трудоемкость процесса изготовления при этом на 35 % меньше, тогда как итоговая стоимость получается почти в 0,5 раза ниже по сравнению с аналогами из бронзы и стали.

Разновидности капролона: листовой материал

Наиболее популярной разновидностью этого материала является листовой капролон, который представляет собой заготовку, применяемую для получения разных деталей, а именно:

  • втулок;
  • вкладышей;
  • фланцев;
  • колец.

Материал обычно имеет форму квадрата со стороной в 1000 мм, тогда как толщина может изменяться в пределах от 6 до 250 мм. Однако данные параметры могут изменяться. Хранение материала должно производиться в помещениях, условия которых отличаются низкой влажностью. Капролон, технические характеристики и особенности которого описаны в статье, должен использоваться с особой осторожностью, что обусловлено его упругостью, гладкостью и скользкостью. Поэтому мастерам следует соблюдать технику безопасности, когда есть необходимость ударить по поверхности кувалдой или молотком. Делать это необходимо лишь после того, как лист удастся закрепить. Специалисты советуют работать с материалом в перчатках, так как руки можно повредить острыми кромками.

Обработка листового капролона ведется на металлообрабатывающих станках, но при этом следует учитывать некоторые рекомендации. При механической обработке следует обеспечить теплоотвод, материал отличается низким уровнем температуры плавления. Если необходима сложная обработка, то следует учитывать, что материал может покрыться трещинами, поэтому работы рекомендуется разделить на несколько этапов.

Технические характеристики

Капролон, свойства и применение которого должны быть известны потребителю перед совершением покупки, имеет плотность в пределах от 1150 до 1160 кг/м³. Рабочая температура изменяется от -40 до +70 °С, тогда как температура плавления достигает отметки в 250 °С. Важно знать еще и средний коэффициент теплового линейного расширения, который составляет 0,000098, когда температура изменяется от 0 до 50 °С.

Специалистов иногда интересует еще и такой параметр, как твердость по Бринеллю, который не может быть ниже отметки в 130 HB. Если речь идет о листовом капролоне, то предел его прочности при изгибе составляет 80 МПа или больше. Предел прочности при сжатии равен 90 МПа или больше. При разрыве относительное удлинение составляет 10 %, а коэффициент теплопроводности равен 0,29 при 20 °С. Капролон, технические характеристики, температура которого упомянуты в статье, имеет электрическую прочность в пределах от 30 до 35 кВ/мм.

Основные разновидности материала

Капролон графитонаполненный, технические характеристики которого позволяют использовать его в промышленности, обладает коэффициентом трения, который в 3 раза ниже по сравнению с полиамидом шестой марки. По износоустойчивости данная разновидность материала превосходит другие марки капролона. Среди них можно выделить:

  • полиамид 6;
  • ПА6-МГ – материал, модифицированный графитом;
  • ПА6-МДМ – модифицированный дисульфидом молибдена.

Полиамид 6 может изготавливаться по методу экструзии или по технологии литья. В первом случае материал получается довольно прочным и имеет высокую вязкость и пониженную износоустойчивость. Если же речь идет о полиамиде, выполненном по методу литья, то перед вами самые популярный в России капролон, который имеет антифрикционные качества и хорошо поддается обработке. Этот материал совершенно безвреден для здоровья человека и может применяться даже в пищевой промышленности.

Если к полиамиду 6 будет добавлена твердая смазка, то удастся получить материал с повышенными показателями скольжения, что позволяет применять его при изготовлении деталей и узлов, где требуется постоянная смазка. Достаточно популярен сегодня капролон, технические характеристики, ГОСТ которого интересуют многих потребителей. Но данный материал изготавливается по техническим условиям 2224-036-00203803-2012 и имеет цвет от белого до кремового. Если же перед вами разновидности ПА6-МГ и ПА6-МДМ, то цвет может быть серым или черным. Однако капролон шестой марки изготавливается с использованием пигментов, в итоге удается получить материал разных цветов. Основные марки этого материала обозначаются двумя буквами – «А» и «Б», в первом случае капролон идет на изготовление деталей при самолетостроении, тогда как во втором – для конструкционных деталей машиностроения.

Заключение

Капролон устойчив к воздействию не только углеводородов и кетонов, но и слабых кислот, а также щелочей. При нормальных условиях материал не является токсичным, не оказывает вредного воздействия на организм человека и животных. При механической обработке изделий разложение не происходит, вредные вещества при этом не выделяются. Когда на материал воздействует температура выше 300 °С, то капролон начинает разлагаться, при этом выделяется аммиак и окись углерода.

Плотность водных растворов органических веществ, таких как сахара и спирты

Обратите внимание на единицы концентрации на рисунках:

мас.%: Масса растворенного вещества / общая масса раствора * 100%

моль / кг: Моляльность = моль растворенного вещества / кг воды

моль / литр: Молярность = моль растворенного вещества / литр раствора

Значения приведены в таблице под рисунками.

См. Также плотность водных растворов органических кислот, неорганических хлоридов, неорганических солей натрия, неорганических солей калия и некоторых других неорганических веществ

Плотность водных растворов при 20 ° C, выраженная в г / см 3 :

Для полной таблицы с глицерином, bD-лактозой, a-мальтозой, D-маннитом, метанолом, 1-пропанолом, 2-пропанолом, сахарозой и мочевиной — поверните экран!

0 41 Глюкоза Глюкоза

бД-лактоза

1.0044

Масса% Ацетон 1,2-этандиол Этанол bD-Фруктоза альфа-мальтоза D-маннитол метанол 1-пропанол 2-пропанол

06

Сахароза
1 0. 9968 0,9995 0,9963 1.0021 1.0020 1.0005 1.0021 1.0003 1.0017 0.9964 0.9963 0.9960 1.0021

1.0007 1.0021

1.0007 1.0021

1.0007 0,9893 1.0181 1.0175 1.0097 1.0184 1.0184 1.0159 0.9896 0,9896 0,9884 1,0178 1,0111
10 0,9849 1,0108 0,9819 1,0385 1,0375 1,0215 1,0385 1,0215 1,0385 1,0385 1,0381 1,0248
20 1,0241 0,9687 1,0816 1.0797 1,0459 1,0801 0,9666 0,9686 0,9696 1,0810 1,0530
30 0,9539 1,12769 1. 1260 1,12769

1,1260 1,1270 1,0812
40 1,0514 0,9352 1,1769 1.1724 1,0984 1,1769 0,9347 0,9288 0,9302 1,1765 1,1106
50 1,0650 0,9139 3 1,2235 0,9139 3 1,2235

1,2295
60 1,2793 1,1530 1.2855 0,8875 0,8824
70 0,8676 0,8715 1,3472 1,3472 0,8470 0,8341
100 0. 7893 1,2611 0,7970 0,8034 0,7848
Плотность водных растворов при 20 ° C, выраженная в мас.%

Конверсия по массе в моль / кг (моль растворенного вещества / кг воды = моляльность):

Для полной таблицы с глицерином, bD-лактозой, a-мальтозой, D-маннитом, метанолом, 1-пропанолом, 2-пропанолом, сахарозой и мочевиной — поверните экран!

0 41 Глюкоза Глюкоза

бД-лактоза

0,848

1,252

Масса% Ацетон 1,2-этандиол Этанол bD-Фруктоза альфа-мальтоза D-маннитол метанол 1-пропанол 2-пропанол

06

Сахароза
1 0. 170 0,163 0,219 0,056 0,056 0,110 0,030 0,015 0,055 0,315 0,168 0,168 0,030 0,168
5 0,876 1,142 0,292 0,292 0,572 0,154 0,154 0,289 1,643 0.876 0,876 0,154 0,876
10 1,913 1,790 2,412 0,617 0,617 1,207 0,325 0,250 0,610 3,468 1,849 0,325 1,850
20 4,028 5,427 1,388 1,388 2.715 0,730 7,803 4,160 4,160 0,730 4,163
30 9,303 2,379 2,379 1,239 2,379 7,136
40 10,741 14,471 3,700 3,700 7. 239 1,948 20.807 11,093 11,093 1,948 11,100
50 21,706 5,551 2.921 2.921 2,921
60 24,166 8,326 16,288 4,382 24.958 24,958
70 50,648 72,826 6,817
80 9018 66,556 66,556
Моль / кг раствора при 20 ° C

Преобразование концентрации из массовых% в моль / литр (моль растворенного вещества / литр раствора = молярность):

Для полная таблица с глицерином, bD-лактозой, a-мальтозой, D-маннитом, метанолом, 1-пропанолом, 2-пропанолом, сахарозой и мочевиной — поверните экран!

0 41 Глюкоза Глюкоза

бД-лактоза

1,633

Масса% Ацетон 1,2-этандиол Этанол bD-Фруктоза альфа-мальтоза D-маннитол метанол 1-пропанол 2-пропанол

06

Сахароза
1 0. 172 0,161 0,216 0,056 0,056 0,109 0,029 0,015 0,055 0,311 0,166 0,166 0,029 0,167
5 0,809 1,074 0,283 0,282 0,548 0,149 0,149 0,279 1,544 0.823 0,822 0,149 0,842
10 1,696 1,628 2,131 0,576 0,576 1,109 0,304 0,303 0,567

1,694

3,064 0,303 1,706
20 3,300 4,205 1,201 1,199 2.271 0,631 6,034 3,223 3,227 0,632 3,506
30 6,212 1,878 1,873 0,988 0,988 0,988 5,401
40 6,776 8,120 2,613 2,603 ​​ 4. 771 1,375 11,669 6,182 6,191 1,375 7,397
50 9,919 3,396 1,797 3 3

60 10,406 4,261 7,512 2,253 8.860 8,809
70 13,183 19,040 2,755
80
80 11,275 11,103
100 17,133 13.694 24,710 13,368 13,058
Раствор при 20 ° C

Факторы, влияющие на плотность вещества Рон Куртус

SfC Home> Физика> Материя>

Рона Куртуса (от 5 апреля 2014 г. )

Плотность объекта или количества вещества — это его масса, деленная на его объем. Обычно это измеряется при стандартных условиях температуры и давления: 0 ° C и давление 1 атмосфера.

Одним из факторов, влияющих на плотность материала , является концентрация атомов в заданном объеме. В некоторых случаях материалы, состоящие из атомов с более низким атомным весом, имеют большую плотность, чем материалы с более высоким атомным весом, из-за более плотной упаковки атомов. Это особенно актуально для твердых тел.

Нестандартные условия могут привести к изменению объема, влияющему на плотность материалов. Кроме того, определенные температуры и давления могут привести к изменению состояния вещества, что также влияет на плотность.

Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

  • Как атомная масса влияет на плотность?
  • Как плотность меняется в зависимости от температуры и давления?
  • Как изменение состояния влияет на плотность?

Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Конвертация единиц



Концентрация атомов

Важным фактором при определении плотности материала является его масса для данного объема.Хотя вы можете подумать, что общая масса будет зависеть только от атомного веса материала (относительной атомной массы), это не всегда так.

Атомы в некоторых материалах, особенно в твердых телах, плотно упакованы по сравнению с атомами других материалов. Таким образом, материал, состоящий из атомов с более низким атомным номером, может быть тяжелее, чем материал с высоким атомным номером для данного объема.

Олово и марганец

Хороший пример — сравнение элементов олова и марганца.Олово имеет атомный номер 50 и атомный вес 118,7 μ (атомная единица массы или Дальтон), а марганец — номер 25 с атомным весом 54,9 μ . Однако олово имеет более низкую плотность: 7,31 г / см 3 , а плотность марганца составляет 7,43 г / см 3 . Другими словами, хотя масса атомов марганца в два раза меньше, чем у олова, его плотность выше, чем олово.

Объяснение состоит в том, что, хотя атомы олова больше, они более разнесены, чем более мелкие атомы марганца.Одним из результатов большего разделения атомов олова является то, что олово более мягкое, в то время как плотно упакованный марганец становится твердым и хрупким.

Примечание : Разделение атомов в металле часто связано с твердостью материала, но это не всегда так, поскольку молекулярная структура также играет важную роль.

Атомы олова больше, но более разнесены друг от друга

Атомы марганца плотно упакованы

Изменение объема

Объем материала может изменяться в зависимости от температуры и давления.Это, в свою очередь, изменяет плотность материала.

Плотность и температура

При повышении температуры большинство материалов расширяются или увеличивают свой объем. Это приводит к снижению плотности. Точно так же, когда температура понижается, плотность обычно увеличивается.

Например, при нормальном атмосферном давлении воздух при 0 ° C имеет плотность ρ = 1,29 кг / м 3 . Но при 10 ° C плотность воздуха ρ = 1.25 кг / м 3 , что немного меньше.

Важно указать температуру материала, потому что это фактор плотности.

Плотность и давление

Давление воздуха или давление в контейнере могут изменить объем и, следовательно, плотность объекта. Давление больше всего влияет на плотность взгляда.

Например, плотность воздуха 1,225 кг / м 3 или 0,001225 г / см 3 .Однако в воздушном шаре плотность может быть намного больше.

При заданной температуре и атмосферном давлении твердые и жидкие вещества будут иметь определенный объем. Увеличивая давление на материал, часто можно немного уменьшить его объем и тем самым увеличить его плотность.

К сожалению, большинство твердых веществ и жидкостей не сжимаются быстро, поэтому этот метод неэффективен для изменения плотности.

Изменение фазы или состояния

Когда вещество меняет свою фазу или состояние вещества, его объем и, следовательно, его плотность обычно изменяются.Хотя давление может влиять на изменение состояния материала, температура является основным фактором.

Плотность твердого тела в сравнении с жидкостью

Атомы или молекулы в твердом теле обычно упакованы в упорядоченную или иногда кристаллическую структуру, тогда как в жидкой форме они перемещаются с некоторыми ограничениями. Это приводит к тому, что твердое вещество имеет большую плотность.

Вода и лед

Вода имеет плотность при температуре замерзания 0,999 г / см 3 , а лед имеет плотность 0.92 г / см 3 . Это связано с тем, что при превращении в лед материал расширяется.

Утюг

Плотность железа 7,874 г / см 3 , а при температурах выше 1538 ° C оно становится расплавленным или жидким с плотностью 6,98 г / см 3 .

Плотность жидкого и газообразного состояний

Как только жидкость превращается в газ, ее объем резко увеличивается, что снижает плотность материала.

Вблизи точки кипения 100 ° C вода имеет плотность 1,03 г / см 3 , в то время как плотность пара резко падает до 0,006 г / см 3 , потому что пар расширяется так много.

Сводка

Плотность вещества — это его масса, деленная на ее объем. Масса объекта зависит от атомной массы отдельных атомов или молекул и от того, насколько близко они сжаты вместе.

Внешнее давление сближает атомы или молекулы, а повышение температуры обычно увеличивает объем материала, раздвигая молекулы.

Изменение фазы или состояния материала обычно приводит к изменению плотности.


Будьте как можно лучше


Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Сайты

Плотность — Википедия

Плотность твердых материалов — Технология машиностроения

Как измерить плотность металлов — WikiHow

Связь между атомным номером и плотностью не линейна — Physics Stack Exchange

Плотность и твердость элементов — Спросите ученого — Dept. энергии

Материальные ресурсы

Физические ресурсы

Книги

Книги с самым высоким рейтингом по вопросам

Книги по физике с самым высоким рейтингом

Книги с самым высоким рейтингом по науке о плотности


Вопросы и комментарии

Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если это так, отправьте свой отзыв по электронной почте. Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.


Поделиться страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:


Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
density_factors.htm

Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или диссертации.

Авторские права © Ограничения


Где ты сейчас?

Школа чемпионов

Физические темы

Факторы, влияющие на плотность вещества

Плотность воды | Глава 3: Плотность

Тебе это нравится? Не это нравится? Пожалуйста, поделитесь с нами своим мнением.Благодарность!

Урок 3.3

Ключевые концепции

  • Жидкости, как и твердые тела, имеют собственную характеристическую плотность.
  • Объем жидкости можно измерить непосредственно с помощью градуированного цилиндра.
  • Молекулы разных жидкостей имеют разный размер и массу.
  • Масса и размер молекул в жидкости, а также то, насколько плотно они упакованы вместе, определяют плотность жидкости.
  • Так же, как и твердое тело, плотность жидкости равна массе жидкости, деленной на ее объем; D = м / об.
  • Плотность воды 1 грамм на кубический сантиметр.
  • Плотность вещества одинакова независимо от размера образца.

Резюме

Учащиеся измеряют объем и массу воды, чтобы определить ее плотность. Затем они измеряют массу разных объемов воды и обнаруживают, что плотность всегда одинакова.Учащиеся составляют график зависимости между объемом и массой воды.

Объектив

Ученики смогут измерять объем и массу воды и рассчитывать ее плотность. Студенты смогут объяснить, что, поскольку любой объем воды всегда имеет одинаковую плотность при заданной температуре, эта плотность является характерным свойством воды.

Оценка

Загрузите лист активности учащегося и раздайте по одному учащемуся, если это указано в упражнении.Лист упражнений будет служить компонентом «Оценить» каждого плана урока 5-E.

Безопасность

Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подогнанные очки.

материалов для каждой группы

  • Градуированный цилиндр, 100 мл
  • Вода
  • Весы с граммовой суммой (более 100 г)
  • Капельница

Материалы для демонстрации

  • Вода
  • Два одинаковых ведра или большие емкости
  1. Проведите демонстрацию, чтобы представить идею о плотности воды.

    Материалы

    • Вода
    • Два одинаковых ведра или большие емкости

    Подготовка учителей

    Наполните одно ведро наполовину и добавьте примерно 1 стакан воды в другое.

    Процедура

    • Выберите ученика, который поднимет оба ведра с водой.
    • Спросите студента-добровольца, какое ведро имеет большую массу.

    Ожидаемые результаты

    Ведро с большим количеством воды имеет большую массу.

    Спросите студентов:

    В уроках 3.1 — Что такое плотность? и 3.2 — Метод вытеснения воды, вы нашли плотность твердых тел путем измерения их массы и объема. Как вы думаете, жидкость, такая как вода, может иметь плотность?
    Студенты должны понимать, что вода имеет объем и массу. Поскольку D = m / v, вода также должна иметь плотность.
    Как вы думаете, можно определить плотность жидкости, такой как вода?
    Ожидается, что на данный момент студенты не смогут полностью ответить на этот вопрос. Это сделано как начало расследования. Но студенты могут понять, что сначала им нужно каким-то образом определить массу и объем воды.
    Может ли и небольшое, и большое количество воды, которое поднимает ваш одноклассник, иметь одинаковую плотность?
    Студенты могут указать, что ведро с большим количеством воды имеет большую массу, но больший объем. Ковш с меньшей массой имеет меньший объем. Таким образом, возможно, что разные количества воды могут иметь одинаковую плотность.

    Раздайте каждому ученику лист с упражнениями.

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе действий. «Объясни это с помощью атомов и молекул» и «Возьми это». Дальнейшие разделы рабочего листа будут заполнены либо в классе, либо в группах, либо индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  2. Обсудите со студентами, как определить объем и массу воды.

    Сообщите студентам, что они попытаются найти плотность воды.

    Спросите студентов:

    Какие две вещи вам нужно знать, чтобы определить плотность воды?
    Студенты должны понимать, что им нужен объем и масса пробы воды, чтобы определить ее плотность.
    Как можно измерить объем воды?
    Предложите учащимся использовать мерный цилиндр для измерения объема в миллилитрах.Напомните учащимся, что каждый миллилитр равен 1 см 3 .
    Как можно измерить массу воды?
    Предложите учащимся использовать весы для измерения массы в граммах. Скажите студентам, что они могут набрать массу, взвесив воду. Однако, поскольку вода — это жидкость, она должна быть в каком-то контейнере. Таким образом, чтобы взвесить воду, они должны взвесить и контейнер. Объясните ученикам, что им придется вычесть массу пустого градуированного цилиндра из массы цилиндра и воды, чтобы получить массу только воды.
  3. Попросите учащихся найти массу различных объемов воды, чтобы показать, что плотность воды не зависит от размера образца.

    Вопрос для расследования

    Имеет ли разное количество воды одинаковую плотность?

    Материалы для каждой группы

    • Градуированный цилиндр, 100 мл
    • Вода
    • Весы с граммовой суммой (более 100 г)
    • Капельница

    Процедура

    1. Найдите массу пустого градуированного цилиндра.Запишите массу в граммах в таблице на листе активности.
    2. Налейте 100 мл воды в мерный цилиндр. Постарайтесь быть максимально точными, убедившись, что мениск находится прямо на отметке 100 мл. Используйте пипетку, чтобы добавить или удалить небольшое количество воды.

    3. Взвесьте мерный цилиндр с водой. Запишите массу в граммах.
    4. Найдите массу только воды, вычтя массу пустого градуированного цилиндра.Запишите в таблицу массу 100 мл воды.
    5. Используйте массу и объем воды для расчета плотности. Запишите плотность в г / см 3 в таблицу.
    6. Слейте воду, пока в мерном цилиндре не будет 50 мл воды. Если вы случайно вылили слишком много воды, добавляйте воду, пока не дойдете до 50 мл.
    7. Найдите массу 50 мл воды. Запишите массу в листе деятельности. Рассчитайте и запишите плотность.

    8. Затем слейте воду, пока в мерном цилиндре не будет 25 мл воды. Найдите массу 25 мл воды и запишите ее в таблицу. Рассчитайте и запишите плотность.
    Таблица 1. Определение плотности различных объемов воды.
    Объем воды 100 миллилитров 50 миллилитров 25 миллилитров
    Масса мерного цилиндра + вода (г)
    Масса пустого градуированного цилиндра (г)

Плотность состояний — GPAW

Плотность состояний определяется

\ [\ rho (\ varepsilon) = \ sum_n \ langle \ psi_n | \ psi_n \ rangle
\ дельта (\ varepsilon- \ varepsilon_n), \]

, где \ (\ varepsilon_n \) — собственное значение собственного состояния \ (| \ psi_n \ rangle \).

После вставки полного ортонормированного базиса его можно переписать как

\ [\ begin {split} \ begin {array} {rlrl} \ rho (\ varepsilon) & = \ sum_i \ rho_i (\ varepsilon)
, & \ rho_i (\ varepsilon) & = \ sum_n \ langle \ psi_n | я \ rangle \ langle я
| \ psi_n \ rangle \ delta (\ varepsilon — \ varepsilon_n) \\
\ rho (\ varepsilon) & = \ int \! \ mathrm {d} r \ rho (r, \ varepsilon), &
\ rho (r, \ varepsilon) & = \ sum_n \ langle \ psi_n | r \ rangle \ langle r |
\ psi_n \ rangle \ delta (\ varepsilon — \ varepsilon_n) \ end {array} \ end {split} \]

, используя \ (1 = \ sum_i | i \ rangle \ langle i | \) и \ (1 =
\ int \! \ mathrm {d} r | r \ rangle \ langle r | \).

\ (\ rho_i (\ varepsilon) \) называется прогнозируемой плотностью состояний
(PDOS) и \ (\ rho (r, \ varepsilon) \) локальная плотность состояний (LDOS).

Обратите внимание, что интеграция энергии LDOS, умноженная на фермиевский
распределение дает плотность электронов

\ [\ int \! \ mathrm {d} \ varepsilon \, n_F (\ varepsilon) \ rho (r, \ varepsilon) = n (r) \]

Суммирование PDOS по \ (i \) дает спектральный вес орбитали \ (i \).

Калькулятор GPAW дает доступ к четырем различным видам проецируемых
плотность состояний:

  • Полная плотность состояний.

  • Расчетная плотность состояний молекулярных орбиталей.

  • Расчетная плотность состояний атомных орбиталей.

  • Локальная плотность состояний Вигнера-Зейтца.

Каждый из них описан в следующих разделах.

Всего DOS

Полная плотность состояний может быть получена с помощью калькулятора GPAW.
метод get_dos (spin = 0, npts = 201, width = None) .

Молекулярно-орбитальный PDOS

Как показано в разделе «Плотность состояний», конструкция
PDOS требует проекции собственных состояний Кон-Шэма
\ (| \ psi_n \ rangle \) на набор ортонормированных состояний \ (| \ psi _ {\ bar n} \ rangle \).a_ {ni_2}. \]

В приведенном ниже примере рассчитывается плотность состояний CO, адсорбированного на
пластинка Pt (111) и плотность состояний, проецируемых на газовую фазу
орбитали CO. Файлы .gpw могут быть созданы с помощью сценария
top.py

Скрипт PDOS (pdos.py):

 # Создает: pdos.png
из gpaw импортировать GPAW, перезапустить
импортировать matplotlib.pyplot как plt

# Плотность состояний
plt.subplot (211)
плита, calc = restart ('top.gpw')
e, dos = calc.get_dos (spin = 0, npts = 2001, width = 0.2)
e_f = calc.get_fermi_level ()
plt.plot (e - e_f, dos)
plt.axis ([- 15, 10, Нет, 4])
plt.ylabel ('DOS')

молекула = диапазон (len (slab)) [- 2:]

plt.subplot (212)
c_mol = GPAW ('CO.gpw')
для n в диапазоне (2, 7):
    print ('Группа', n)
    # PDOS на полосе n
    wf_k = [kpt.psit_nG [n] для kpt в c_mol.wfs.kpt_u]
    P_aui = [[kpt.P_ani [a] [n] для kpt в c_mol.wfs.kpt_u]]
             для диапазона (len (молекула))]
    e, dos = calc.get_all_electron_ldos (mol = молекула, спин = 0, npts = 2001,
                                        ширина = 0.2, wf_k = wf_k, P_aui = P_aui)
    plt.plot (e - e_f, dos, label = 'Band:' + str (n))
plt.legend ()
plt.axis ([- 15, 10, Нет, Нет])
plt.xlabel ('Энергия [эВ]')
plt.ylabel ('All-Electron PDOS')
plt.savefig ('pdos.png')
plt.show ()
 

При запуске скрипта \ (\ int d \ varepsilon \ rho_i (\ varepsilon) \)
печатается для каждого вращения и k-балла. Значение должно быть близко к единице, если
орбиталь \ (\ psi_i (r) \) хорошо представлена ​​разложением в
Орбитали Кона-Шэма и, следовательно, интеграл является мерой
полнота системы Кон-Шэма.Полосы 7 и 8 являются
делокализованы и плохо представлены расширением плиты
eigenstates (Попробуйте изменить диапазон (2,7) на диапазон (2,9) и обратите внимание
интеграл меньше единицы).

Функция calc.get_all_electron_ldos () вычисляет квадрат
модуля перекрытий и умножить на нормированные гауссианы
определенная ширина. Энергии равны эВ и относительно среднего значения.
потенциал. Установка ключевого слова raw = True вернет только
перекрытия и энергии в Хартри.Полезно просто сохранить их в
файл .pickle , поскольку файлы .gpw с волновыми функциями могут быть
довольно большой. Следующий скрипт обрабатывает перекрытия

Сценарий рассола (p1.py):

 из gpaw import GPAW, перезапустить
импортный рассол

плита, calc = restart ('top.gpw')
c_mol = GPAW ('CO.gpw')
молекула = диапазон (len (slab)) [- 2:]
e_n = []
P_n = []
для n в диапазоне (c_mol.get_number_of_bands ()):
    print ('Группа:', n)
    wf_k = [kpt.psit_nG [n] для kpt в c_mol.wfs.kpt_u]
    P_aui = [[kpt.P_ani [a] [n] для kpt в c_mol.wfs.kpt_u]]
             для диапазона (len (молекула))]
    e, P = calc.get_all_electron_ldos (mol = молекула, wf_k = wf_k, spin = 0,
                                      P_aui = P_aui, raw = True)
    e_n.append (e)
    P_n.append (P)
pickle.dump ((e_n, P_n), открыть ('top.pickle', 'wb'))
 

Участок PDOS (p2.py):

 от ase.units import Hartree
из gpaw импорт GPAW
из gpaw.utilities.dos import fold
импортный рассол
импортировать matplotlib.pyplot как plt

e_f = GPAW ('верх.2 \ дельта (\ varepsilon - \ varepsilon_n) \] 

, доступный из калькулятора GPAW методом get_orbital_ldos (a, spin = 0, angular = 'spdf', npts = 201, width = None) .

Конкретная функция проектора для данного атома может быть указана с помощью целочисленное значение ключевого слова angular . Указание строки значение для angular , являющееся одной или несколькими буквами s, p, d, и f, заставит код суммировать все проекторы связанных состояний с указанный угловой момент.

Значение целочисленного ключевого слова angular может быть определено при запуске:

 >>> из gpaw.utilities.dos import print_projectors
>>> print_projectors ('Fe')
 

Отметим, что набор парциальных волн атомов не образует ортонормированный
основы, таким образом, свойства введения не выполняются.
Однако этот PDOS можно использовать как качественную меру местного
персонаж DOS.

Пример того, как получить и построить полосу d на номере атома 10
сохраненный расчет, показан ниже:

 импортировать numpy как np
импортировать pylab как plt
из gpaw импорт GPAW

calc = GPAW ('old_calculation.gpw ', txt = Нет)
энергия, pdos = calc.get_orbital_ldos (a = 10, angular = 'd')
I = np.trapz (pdos, энергия)
center = np.trapz (pdos * энергия, энергия) / I
ширина = np.sqrt (np.trapz (pdos * (энергия - центр) ** 2, энергия) / I)
plt.plot (энергия, pdos)
plt.xlabel ('Энергия (эВ)')
plt.ylabel ('d-проекция DOS на атом 10')
plt.title ('центр d-полосы =% s эВ, ширина d-полосы =% s эВ'% (центр, ширина))
plt.show ()
 

Предупреждение: вы всегда должны строить PDOS перед использованием вычисленных
центр и ширину, чтобы убедиться, что это разумно.Очень локализованный
функции, используемые для проецирования, могут иногда вызывать искусственное
поднимающийся хвост на PDOS при высоких энергиях. Если это произойдет, вам следует
попробуйте проецировать на орбитали LCAO вместо проекторов, так как они
большая ширина. Однако это требует некоторого времени расчета, так как
Прогнозы ЛКАО не определены в стандартной сетке
расчет. Проекции на функции проектора всегда
присутствует, следовательно, их использование не требует дополнительных вычислительных затрат. a_ {nj}, \]

Это свойство доступно для calc.get_wigner_seitz_ldos (а,
spin = 0, npts = 201, width = None)
. Он представляет собой локальный зонд
плотность состояний у атома \ (a \). Суммирование по всем атомным узлам
воспроизводит полную DOS (более эффективно вычисляется с использованием
calc.get_dos ). Интегрирование по энергии дает количество
электроны, содержащиеся в области, приписываемой атому \ (a \) (подробнее
эффективно вычислено с использованием calc.get_wigner_seitz_densities (spin) .
Обратите внимание, что домен, приписываемый каждому атому, выводится исключительно на
геометрический критерий.Более продвинутая схема назначения заряда
плотности к атомам - это алгоритм анализа Бейдера (хотя
Подход Вигнера-Зейтца быстрее).

PDOS на орбиталях ЛКАО

DOS также может быть спроецирован на базовые функции LCAO.
Подпространство атомных орбиталей требуется в качестве входных данных.
на который нужно проецировать плотность состояний. За
Например, если p-орбитали конкретного атома имеют
индексы 41, 42 и 43, а PDOS требуется в подпространстве
из этих трех орбиталей необходимо дать массив [41, 42, 43]
в качестве входных данных для расчета PDOS.

Пример и пояснения приведены ниже.

LCAO PDOS (см. Lcaodos_gs.py и
lcaodos_plt.py):

 # Создает: lcaodos.png
импортировать matplotlib.pyplot как plt
импортировать numpy как np
из ase.io импорт читать
от ase.units импорт Hartree

из gpaw импорт GPAW
из gpaw.utilities.dos импортировать RestartLCAODOS, свернуть


name = 'HfS2'
calc = GPAW (имя + '.gpw', txt = None)
атомы = читать (имя + '.gpw')
ef = calc.get_fermi_level ()

dos = перезапустить
энергии, веса = дос.get_subspace_pdos (диапазон (51))
e, w = кратность (энергии * Хартри, веса, 2000, 0,1)

е, m_s_pdos = dos.get_subspace_pdos ([0, 1])
e, m_s_pdos = fold (e * Hartree, m_s_pdos, 2000, 0.1)
е, m_p_pdos = dos.get_subspace_pdos ([2, 3, 4])
e, m_p_pdos = fold (e * Hartree, m_p_pdos, 2000, 0.1)
е, m_d_pdos = dos.get_subspace_pdos ([5, 6, 7, 8, 9])
e, m_d_pdos = fold (e * Hartree, m_d_pdos, 2000, 0.1)

е, x_s_pdos = dos.get_subspace_pdos ([25])
e, x_s_pdos = fold (e * Hartree, x_s_pdos, 2000, 0.1)
е, x_p_pdos = dos.get_subspace_pdos ([26, 27, 28])
е, x_p_pdos = fold (e * Хартри, x_p_pdos, 2000, 0.1)

w_max = []
для i в диапазоне (len (e)):
    если (-4,5 <= e [i] - ef <= 4,5):
        w_max.append (w [i])

w_max = np.asarray (w_max)

 

Несколько комментариев по поводу вышеуказанного сценария.
В расчетах используется 51 базисная функция, а общая
плотность состояния (DOS) рассчитывается путем проецирования DOS на
все орбитали.

Расчетная плотность состояния (PDOS) рассчитана для других
орбитали, например s, p и d орбитали металла
атом и s- и p-орбитали для атомов халькогена.В подпространстве
орбиталей базисная локализованная часть базисных функций не является
учитывается и только ограниченная орбитальная часть (больше rc)
выбран.

Существует более разумный способ получения вышеуказанных орбиталей в автоматизированном
Кстати, но это будет позже.

Последняя часть скрипта lcaodos_plt.py:

 plt.plot (e - ef, w, label = 'Total', c = 'k', lw = 2, alpha = 0.7)
plt.plot (e - ef, x_s_pdos, label = 'X-s', c = 'g', lw = 2, alpha = 0.7)
plt.plot (e - ef, x_p_pdos, label = 'X-p', c = 'b', lw = 2, alpha = 0.7)
plt.plot (e - ef, m_s_pdos, label = 'M-s', c = 'y', lw = 2, alpha = 0.7)
plt.plot (e - ef, m_p_pdos, label = 'M-p', c = 'c', lw = 2, alpha = 0,7)
plt.plot (e - ef, m_d_pdos, label = 'M-d', c = 'r', lw = 2, alpha = 0.7)

plt.axis (ymin = 0., ymax = np.max (w_max), xmin = -4.5, xmax = 4.5,)
plt.xlabel (r '$ \ epsilon - \ epsilon_F \ \ rm {(эВ)} $')
plt.ylabel ('DOS')
plt.legend (loc = 1)
plt.savefig ('lcaodos.png')
plt.show ()
 

WIP

класс gpaw.dos. DOSCalculator ( wfs , setups = None , cell = None , shift_fermi_level = True ) [источник]
classmethod from_calculator ( имя файла: Union [GPAW, pathlib.Path, str] , soc = False , theta = 0,0 , phi = 0,0 , shift_fermi_level = True ) [источник]

Создайте DOSCalculator из расчета GPAW.

filename: str

Имя файла перезапуска или объекта калькулятора GPAW.

raw_dos ( энергии: Последовательность [float] , spin: Необязательно [int] = Нет , width: float = 0.1 ) → gpaw.hints.ArrayND [источник]

Вычислить плотность состояний.

width: float

Ширина гауссианов в эВ. Используйте width = 0.0, чтобы использовать
метод линейной интерполяции тетраэдров.

raw_pdos ( энергии: Последовательность [float] , a: int , l: int , m: Необязательно [int] = None , spin: int = None , width: float = 0,1 ) → gpaw.hints.ArrayND [источник]

Вычислить прогнозируемую плотность состояний.

a:

Атомный индекс.

l:

Квантовое число углового момента.

m:

Магнитное квантовое число. По умолчанию None означает сумму по всем m.
Для p-орбиталей m = 0,1,2 переводится в y, z и x.
Для d-орбиталей m = 0,1,2,3,4 переводится в xy, yz, 3z2-r2,
zx и x2-y2.

spin:

Должно быть 0, 1 или None, что означает увеличение, уменьшение или общее количество соответственно.

width: float

Ширина гауссианов в эВ.Используйте width = 0.0, чтобы использовать
метод линейной интерполяции тетраэдров.

.