Просмотр полной версии : Титан,как материал для антенн
Может кто подскажет удельную проводимость титана и м. проницаемость ,нужно для расчета в МАМАне?
Удельная электропроводность титана 42.1х10-6 Ом.м
Для сравнения: у меди 1.72х10-6 Ом.м, у алюминия 2.5х10-6 Ом.м, у железа 9.8х10-6 Ом.м.
Т.е. у титана электропроводность в более чем 16 раз хуже, чем у алюминия, и в более 4 раз хуже, чем у железа. Поэтому делать из него целесообразно только траверсы.
Кроме того, надо рассматривать и электрохимические потенциалы для стыкуемых металлов: у титана он примерно -1.2 В, а если к нему крепится деталь из алюминия (-1.7 В), возникает гальваническая пара с разностью потенциалов в полвольта, и алюминий будет подвергаться интенсивной коррозии.
Cпасибо за инфо,прийдется сдать в утиль мою антенну а навырученные купить дюралевую,хотя при тутошних погодных условиях (Норильск) ее хватит не на долго
А в военно-морком флоте всегда были титановые 10 метровые штыри.
А как же это?
Плохая эффективность антенны из-за омических потерь компенсируется дурной мощей и отличной радиотехнической землей под этой антенной. И надо посмотреть, а нет ли на тех штырях покрытия.
А вот титановый провод для антенны Long Wire, тоже можно забыть о такой идее?
Идет только на растяжки? Да?
А один друг по эфиру сказал, что сделал Inverted Vee и все отлично работает.
Подскажите.
Плохая эффективность антенны из-за омических потерь компенсируется дурной мощей и отличной радиотехнической землей под этой антенной. И надо посмотреть, а нет ли на тех штырях покрытия.
Браво, коллега! Исчерпывающий ответ.
ТИТАН
Атомный номер 22
Атомная масса 47,867
Плотность, кг/мі 4510
Температура плавления, °С 1668
Температура кипения, °С
Теплоемкость, кДж/(кг·°С) 0,527
Электроотрицательнос ть 1,5
Ковалентный радиус, Е 1,32
1-й ионизац. потенциал, эв 6,83
Титан (лат. Titanium), Ti, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 22, атомная масса 47,90; имеет серебристо-белый цвет, относится к легким металлам. Природный Титан состоит из смеси пяти стабильных изотопов: 46Ti (7,95%), 47Ti (7,75%), 48Ti (73,45%), 49Ti (5,51%), 50Ti (5,34%). Известны искусственные радиоактивные изотопы 45Ti (TЅ = 3,09 ч), 51Ti (ТЅ = 5,79 мин) и другие.
Историческая справка. Титан в виде оксида (IV) был открыт английским любителем-минералогом У. Грегором в 1791 году в магнитных железистых песках местечка Менакан (Англия); в 1795 году немецкий химик М. Г. Клапрот установил, что минерал рутил представляет собой природный оксид этого же металла, названного им "титаном" [в греческой мифологии титаны - дети Урана (Неба) и Геи (Земли)]. Выделить Титан в чистом виде долго не удавалось; лишь в 1910 году американский ученый М. А. Хантер получил металлический Титан нагреванием его хлорида с натрием в герметичной стальной бомбе; полученный им металл был пластичен только при повышенных температурах и хрупок при комнатной из-за высокого содержания примесей. Возможность изучать свойства чистого Титана появилась только в 1925, когда нидерландские ученые А. Ван-Аркел и И. де Бур методом термической диссоциации иодида титана получили металл высокой чистоты, пластичный при низких температурах.
Распространение Титана в природе. Титан - один из распространенных элементов, среднее содержание его в земной коре (кларк) составляет 0,57% по массе (среди конструкционных металлов по распространенности занимает 4-е место, уступая железу, алюминию и магнию). Больше всего Титана в основных породах так называемых "базальтовой оболочки" (0,9%), меньше в породах "гранитной оболочки" (0,23%) и еще меньше в ультраосновных породах (0,03%) и др. К горным породам, обогащенным Титаном, относятся пегматиты основных пород, щелочные породы, сиениты и связанные с ними пегматиты и другие. Известно 67 минералов Титан, в основном магматического происхождения; важнейшие - рутил и ильменит.
В биосфере Титан в основном рассеян. В морской воде его содержится 10-7%; Титан - слабый мигрант.
Физические свойства Титана. Титан существует в виде двух аллотропических модификаций: ниже температуры 882,5 °С устойчива α-форма с гексагональной плотноупакованной решеткой (а = 2,951Е, с = 4,679Е), a выше этой температуры - β-форма с кубической объемноцентрированно й решеткой а = 3,269Е. Примеси и легирующие добавки могут существенно изменять температуру α/β превращения.
Плотность α-формы при 20°С 4,505 г/см3, a при 870°С 4,35 г/см3; β-формы при 900°С 4,32 г/см3; атомный радиус Ti 1,46 Е, ионные радиусы Ti+ 0,94 А, Ti2+ 0,78 Е, Ti3+ 0,69 Е, Ti4+ 0,64 Е; Тпл 1668 °С, Ткип 3227 °С; теплопроводность в интервале 20-25°С 22,065 вт/(м·К) [0,0527 кал/(см·сек·°С)]; температурный коэффициент линейного расширения при 20°С 8,5·10-6, в интервале 20-700°С 9,7·10-6; теплоемкость 0,523 кдж/(кг·К) [0,1248 кал/(г·°С)]; удельное электросопротивление 42,1·10-6 ом·см при 20 °С; температурный коэффициент электросопротивления 0,0035 при 20 °С; обладает сверхпроводимостью ниже 0,38 К. Титан парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость 3,2·10-6 при 20 °С. Предел прочности 256 Мн/м2 (25,6 кгс/мм2), относительное удлинение 72% , твердость по Бринеллю менее 1000 Мн/м2 (100 кгс/мм2). Модуль нормальной упругости 108 000 Мн/м2 (10 800 кгс/мм2). Металл высокой степени чистоты ковок при обычной температуре.
Применяемый в промышленности технический Титан содержит примеси кислорода, азота, железа, кремния и углерода, повышающие его прочность, снижающие пластичность и влияющие на температуру полиморфного превращения, которое происходит в интервале 865-920 °С. Для технического Титана марок ВТ1-00 и ВТ1-0 плотность около 4,32 г/см3, предел прочности 300-550 Мн/м2 (30-55кгс/мм2), относительное удлинение не ниже 25%, твердость по Бринеллю 1150-1650 Мн/м2 (115-165 кгс/мм2). Конфигурация внешней электронной оболочки атома Ti 3d24s2.
Химические свойства Титана. Чистый Титан - химически активный переходный элемент, в соединениях имеет степени окисления +4, реже +3 и +2. При обычной температуре и вплоть до 500-550 °С коррозионно устойчив, что объясняется наличием на его поверхности тонкой, но прочной оксидной пленки.
С кислородом воздуха заметно взаимодействует при температуре выше 600 °С с образованием ТiO2. Тонкая титановая стружка при недостаточной смазке может загораться в процессе механической обработки. При достаточной концентрации кислорода в окружающей среде и повреждении окисной пленки путем удара или трения возможно загорание металла при комнатной температуре и в сравнительно крупных кусках.
Оксидная пленка не защищает Титан в жидком состоянии от дальнейшего взаимодействия с кислородом (в отличие, например, от алюминия), и поэтому его плавка и сварка должны проводиться в вакууме, в атмосфере нейтрального газа или под флюсом. Титан обладает способностью поглощать атмосферные газы и водород, образуя хрупкие сплавы, непригодные для практическое использования; при наличии активированной поверхности поглощение водорода происходит уже при комнатной температуре с небольшой скоростью, которая значительно возрастает при 400 °С и выше. Растворимость водорода в Титане является обратимой, и этот газ можно удалить почти полностью отжигом в вакууме. С азотом Титан реагирует при температуре выше 700 °С, причем получаются нитриды типа TiN; в виде тонкого порошка или проволоки Титан может гореть в атмосфере азота. Скорость диффузии азота и кислорода в Титане значительно ниже, чем водорода. Получаемый в результате взаимодействия с этими газами слой отличается повышенными твердостью и хрупкостью и должен удаляться с поверхности титановых изделий путем травления или механической обработки. Титан энергично взаимодействует с сухими галогенами, по отношению к влажным галогенам устойчив, так как влага играет роль ингибитора.
Металл устойчив в азотной кислоте всех концентраций (за исключением красной дымящейся, вызывающей коррозионное растрескивание Титана, причем реакция иногда идет со взрывом), в слабых растворах серной кислоты (до 5% по массе). Соляная, плавиковая, концентрированная серная, а также горячие органических кислоты: щавелевая, муравьиная и трихлоруксусная реагируют с Титаном.
Титан коррозионно устойчив в атмосферном воздухе, морской воде и морской атмосфере, во влажном хлоре, хлорной воде, горячих и холодных растворах хлоридов, в различных технологических растворах и реагентах, применяемых в химической, нефтяной, бумагоделательной и других отраслях промышленности, а также в гидрометаллургии. Титан образует с С, В, Se, Si металлоподобные соединения, отличающиеся тугоплавкостью и высокой твердостью. Карбид TiC (tпл 3140 °С) получают нагреванием смеси TiO2 с сажей при 1900-2000 °С в атмосфере водорода; нитрид TiN (tпл 2950 °С) - нагреванием порошка Титан в азоте при температуре выше 700 °С. Известны силициды TiSi2, TiSi и бориды TiB, Ti2B5, TiB2. При температуpax 400-600 °C Титан поглощает водород с образованием твердых растворов и гидридов (TiH, TiH2). При сплавлении TiO2 со щелочами образуются соли титановых кислот мета- и ортотитанаты (например, Na2TiO3 и Na4TiO4), а также полититанаты (например, Na2Ti2O5 и Na2Ti3O7). К титанатам относятся важнейшие минералы Титана, например, ильменит FeTiO3, перовскит CaTiO3. Все титанаты малорастворимы в воде. Оксид Титана (IV), титановые кислоты (осадки), а также титанаты растворяются в серной кислоте с образованием растворов, содержащих титанилсульфат TiOSO4. При разбавлении и нагревании растворов в результате гидролиза осаждается Н2ТiO3, из которой получают оксид Титана (IV). При добавлении перекиси водорода в кислые растворы, содержащие соединения Ti (IV), образуются перекисные (надтитановые) кислоты состава Н4ТiO5 и H4TiO8 и соответствующие им соли; эти соединения окрашены в желтый или оранжево-красный цвет (в зависимости от концентрации Титана), что используется для аналитического определения Титана.
Получение Титана. Наиболее распространенным методом получения металлического Титана является магниетермический метод, то есть восстановление тетрахлорида Титана металлическим магнием (реже - натрием):
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2.
В обоих случаях исходным сырьем служат оксидные руды Титана - рутил, ильменит и другие. В случае руд типа ильменитов Титан в форме шлака отделяется от железа путем плавки в электропечах. Шлак (так же, как рутил) подвергают хлорированию в присутствии углерода с образованием тетрахлорида Титана, который после очистки поступает в восстановительный реактор с нейтральной атмосферой.
Титан по этому процессу получается в губчатом виде и после измельчения переплавляется в вакуумных дуговых печах на слитки с введением легирующих добавок, если требуется получить сплав. Магниетермический метод позволяет создать крупное промышленное производство Титана с замкнутым технологическим циклом, так как образующийся при восстановлении побочный продукт - хлорид магния направляется на электролиз для получения магния и хлора.
В ряде случаев для производства изделий из Титана и его сплавов выгодно применять методы порошковой металлургии. Для получения особо тонких порошков (например, для радиоэлектроники) можно использовать восстановление оксида Титана (IV) гидридом кальция.
Применение Титана. Основные преимущества Титана перед другими конструкционными металлами: сочетание легкости, прочности и коррозионной стойкости. Титановые сплавы по абсолютной, а тем более по удельной прочности (т. е. прочности, отнесенной к плотности) превосходят большинство сплавов на основе других металлов (например, железа или никеля) при температурах от -250 до 550 °С, а по коррозионности они сравнимы со сплавами благородных металлов. Однако как самостоятельный конструкционный материал Титан стал применяться только в 50-е годы 20 века в связи с большими техническими трудностями его извлечения из руд и переработки (именно поэтому Титан условно относили к редким металлам). Основная часть Титана расходуется на нужды авиационной и ракетной техники и морского судостроения. Сплавы Титана с железом, известные под названием "ферротитан" (20-50% Титана), в металлургии качественных сталей и специальных сплавов служат легирующей добавкой и раскислителем.
Технический Титан идет на изготовление емкостей, химические реакторов, трубопроводов, арматуры, насосов и других изделий, работающих в агрессивных средах, например, в химическом машиностроении. В гидрометаллургии цветных металлов применяется аппаратура из Титана. Он служит для покрытия изделий из стали. Использование Титана дает во многих случаях большой технико-экономический эффект не только благодаря повышению срока службы оборудования, но и возможности интенсификации процессов (как, например, в гидрометаллургии никеля). Биологическая безвредность Титана делает его превосходным материалом для изготовления оборудования для пищевой промышленности и в восстановительной хирургии. В условиях глубокого холода прочность Титана повышается при сохранении хорошей пластичности, что позволяет применять его как конструкционный материал для криогенной техники. Титан хорошо поддается полировке, цветному анодированию и других методам отделки поверхности и поэтому идет на изготовление различных художественных изделий, в т. ч. и монументальной скульптуры. Примером может служить памятник в Москве, сооруженный в честь запуска первого искусственного спутника Земли. Из соединений Титана практическое значение имеют оксиды, галогениды, а также силициды, используемые в технике высоких температур; бориды и их сплавы, применяемые в качестве замедлителей в ядерных энергетических установках благодаря их тугоплавкости и большому сечению захвата нейтронов. Карбид Титана, обладающий высокой твердостью, входит в состав инструментальных твердых сплавов, используемых для изготовления режущих инструментов и в качестве абразивного материала.
Оксид титана (IV) и титанат бария служат основой титановой керамики, а титанат бария - важнейший сегнетоэлектрик.
Титан в организме. Титан постоянно присутствует в тканях растений и животных. В наземных растениях его концентрация - около 10-4% , в морских - от 1,2·10-3 до 8·10-2%, в тканях наземных животных - менее 2·10-4%, морских - от 2·10-4 до 2·10-2%. Накапливается у позвоночных животных преимущественно в роговых образованиях, селезенке, надпочечниках, щитовидной железе, плаценте; плохо всасывается из желудочно-кишечного тракта. У человека суточное поступление Титана с продуктами питания и водой составляет 0,85 мг; выводится с мочой и калом (0,33 и 0,52 мг соответственно).
А вот если-бы делать элементы антенны из сверхпроводника, то было-бы еще лучше! :) Однако мы вполне удовлетворяемся медью. Вопрос не в том насколько проводимость одного материала лучше, чем другого. Вопрос в том как соотносятся между собой сопротивление излучения антенны и сопротивление потерь (та его часть, которая определяется удельным сопротивлением материала). Если при при относительно высоком удельном сопротивлении материала, потери составляют малую или приемлемую часть мощности, а остальное идет на излучение, то все отлично. А вот сопротивление излучения зависит от размеров антенны, ее формы, параметров земли и других характеристик. Так, что выбор материала для антенны не так однозначен, как излагают коллеги.
73! RZ3TJ Виталий
Плохая эффективность антенны из-за омических потерь компенсируется дурной мощей и отличной радиотехнической землей под этой антенной. И надо посмотреть, а нет ли на тех штырях покрытия.
Браво, коллега! Исчерпывающий ответ.
Браво то враво, а антенна Inverted Vee из проволоки титановой работает у человека, а он и не знает, что это "плохо".
А может не всё так и плохо?
антенна Inverted Vee из проволоки титановой работает у человека, а он и не знает, что это "плохо".
А может не всё так и плохо?
Просто он не знает, что теряет из-за этого более 50% мощности (3дБ) :)
Зато полоса какая широкая при таких потерях!
И человек счастлив :super:
Равно, как и счастливые обладатели конструкции RX3AKT :)
73 Николай
Меняю 4х эл. яге из титана на такую-же из дюральки
Спасибо 4L1FP просветил,73
Обалдеть!!!
Интересно кто набирал текст? Если сам, то ещё два раза обалдеть, если секретарь-машинстка, то упоить шампанским и цветов ей!
Большое спасибо за исчерпывающую информацию.
антенна Inverted Vee из проволоки титановой работает у человека, а он и не знает, что это "плохо".
А может не всё так и плохо?
Никому не приходит в голову строить антенны из манганина или константана - понятно, почему. Удельное сопротивление титана отличается от удельного сопротивления упомянутых высокоомных сплавов всего-то на несколько процентов - я думаю, нет повода полагать, что "не всё так и плохо".
В старые добрые времена работая на урале в Свердловске на областной коллективке была построена из титановых тонкостенных труб диаметром 30-40 мм LOG - Yagi на 20 метров и выше. Работала несмотря на удельное сопротивление, на передатчик Р-820. И ничего. Что было у уральцев из того и сварганили.
В старые добрые времена работая на урале в Свердловске на областной коллективке была построена из титановых тонкостенных труб диаметром 30-40 мм LOG - Yagi на 20 метров и выше. Работала несмотря на удельное сопротивление, на передатчик Р-820. И ничего. Что было у уральцев из того и сварганили.
Вот так... Мой знакомый тоже дедушка и работает и работает на IV, хотя действительно возможно имеет огромные потери.
Удельная электропроводность титана 42.1х10-6 Ом.м
у меди 1.72х10-6 Ом.м, у алюминия 2.5х10-6 Ом.м, у железа 9.8х10-6 Ом.м.
У американского титана удельное сопротивление еще больше – 54 х 10-6 Ом.м :) А у сплавов титана - 49...170 х 10-6 Ом.м.
Их данные по меди, алюминию и железу практически те же.
Кстати, нержавеющая сталь такой же плохой проводник - 56...76 х 10-6 Ом.м.
Нежелательно использовать для полотна проволочных антенн и луженый провод, что нередко встречается. Удельное сопротивление оловянно-свинцового припоя тоже больше, чем у железа – 15 х 10-6 Ом.м.
73 Николай
P.S. Тут я как-то приводил большую таблицу с удельными сопротивлениями различных проводников. А теперь сам не могу найти - тему не помню :)
А эти ребята делают все-таки антенны из титана
http://www.titanex.de/frames/verticals.html
Да, беда...мой дедушка американец.
Совсем ему кердык с американским титаном.
Да и у меня в 70-е был заземленный штыть из нержавейки.
Против науки не попрёшь.
Вот такие времена настали.
Каюк.
Завтра огорчу дедушку Сэма.
А эти ребята делают все-таки антенны из титана
http://www.titanex.de/frames/verticals.html
Вот что значит по-русски не разговаривать.
Они ушли в ошибку.
Надо потолковать теперь с ними об этом вопросе.
Вообще, странно видеть такой интерес к, безумному, в сущности, вопросу...
Я вовсе не наезжаю на автора - жизнь прихотливая штука - не знаешь, где найдешь - где потеряешь - где нас настигнет счастливый случай и упадет нам на голову титановая труба :D :D :D И, разумеется, в такой ситуации не обойтись без консультации с коллегами...
Но это же, ИМХО, настолько специфический случай, что всерьез обсуждать достоинства и недостатки титана, как материала для радиолюбительского конструирования весьма странно :crazy:
ЗЫ: Ниже валяется топик "Мачта из полиэтиленовых труб" - так там кое у кого с дюралем-то напряги...
ЗЫЫЫЫЫЫЫ: Счас хлебну еще пива и затею обсуждение на тему
" Золото. Использование в антенном конструировании. Проблемы и перспективы".... :crazy: :crazy: :crazy:
Вот насчет золота желательно поподробнее...
А эти ребята делают все-таки антенны из титана
http://www.titanex.de/frames/verticals.html
Да не из титана...
Там написано: Our verticals are extremely light due to the aluminum titanium alloy, что означает: Наши вертикалы иключительно легкие благодаря применению титано-алюминиевого сплава.
Титано-алюминиевого - так по-русски говорят. А титан и сплав его с алюминием, где Ti используется, как упрочняющая присадка - совсем разные вещи. Кстати, титан тяжелее алюминия - 4.5 г/см3 против 2.7-2.8 г/см3 у дюраля.
Theo
Есть в Виндах (и не только) такая функция - "перетащи-оставь". Она не требует дурного набора и весь этот текст был взят из электронного документа...
антенна Inverted Vee из проволоки титановой работает у человека, а он и не знает, что это "плохо".
А может не всё так и плохо?
Никому не приходит в голову строить антенны из манганина или константана - понятно, почему. Удельное сопротивление титана отличается от удельного сопротивления упомянутых высокоомных сплавов всего-то на несколько процентов - я думаю, нет повода полагать, что "не всё так и плохо".
К сожалению было поздно останавливать процесс изготовления антенны 5/8 длины волны на 144 МГц из титана.
Мы, EW1CA и EW1MM изтовили эти антенны и работаем на них в эфире.
С Японией связь пока не провели на 2 м, но на разумные для этого диапазона расстояния слышат все без проблем.
Интересно какая получилась эффективность антенны при излучаемой мощности 5...20 Ватт или другими словами, какие потери имеются из-за неудачно выбранного материала для изготовления антенны, т.е. титанового прутика диаметром 10 мм?
EW1MM.
какие потери имеются из-за неудачно выбранного материала для изготовления антенны, т.е. титанового прутика диаметром 10 мм?
В вашем случае, Игорь, потери будут небольшие - несколько десятых дБ.
Потому что антенна сравнительно толстая, короткая и с не малым сопротивлением излучения.
А если изготовить из титана Яги или проволочную КВ антенну, то потери будут исчисляться децибеллами.
Наибольшие потери будут при изготовлении из титана проволочных многоэлементных или укороченных антенн.
73 Николай
Надеюсь, противопоказаний нет применения растяжек из этого материала.
Дядя Сэм сделал и переживает, а русского не знает и спросить не может...
Надеюсь, противопоказаний нет применения растяжек из этого материала.
Никаких. И из нихрома тоже.
Хорошо также подходят для сушки белья, у меня на балконе 2мм провода для сушки белья из нихрома висят уже лет 15 и блестят как новые :)
73 Николай
Спасибо, уже передал.
Насчет применения нихрома вместо веревок - хорошая идея.
Буду делать.
Успехов!
ew1mm.
А эти ребята делают все-таки антенны из титана
http://www.titanex.de/frames/verticals.htmlНе из титана они. Спектральный анализ пока не делали, но трубы хорошие (не Д-16т, а Аl сплав), лежит V160HD, скоро ставить будем.
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot