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碟片元件用热双金属材料国产化的研究作者：孙华民来源：《中国科技纵横》2020年第02期摘要：热双金属是一种应用非常广泛的复合材料，热双金属碟片主要用于温度控制和过载保护等场合，长期以来，高精度的碟片用双金属材料主要依靠进口，为了供应链安全和降低成本，本文对国产热双金属材料进行了研究，通过一致性试验和寿命试验，发现国产热双金属的质量达到或超过了进口同类产品。
关键词：热双金属;碟片;研究中图分类号：TM503 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）02-0066-020 引言热双金属是由二层或二层以上具有不同热膨胀系数的金属或合金所组成的一种复合材料，当温度变化时，其曲率半径发生相应的变化，自动地将热能转变成机械能。
由于其结构简单、动作可靠、价格低廉，因此广泛应用于与各种温度有关的控制器、保护器、以及温度指示和温度补偿等装置中，由于贸易摩擦及保证供应链安全，有必要对双金属材料国产化，但热双金属材料是关键材料，国产化之前必须进行相关试验。
1 热双金属的工作原理及分类1.1热双金属的结构及工作原理热双金属一般由二层或二层以上的组元层构成。
组元层材料可以分为主动层、被动层和中间层。
其中线膨胀系数较大的组元层称为主动层，线膨胀系数较小的组元层称为被动层。
中间层又称为分流层，它位于主动层与被动层之间，用来调节热双金属材料的电阻率。
主动层材料一般为Ni22Cr3Fe等合金，被动层一般为FeNi36等合金。
如果把它们复合在一起，当温度升高时，由于它们的膨胀系数不同，主动层在热应力作用下被压缩，被动层被拉伸，热应力产生的弯矩，使热双金属片弯曲。
1.2分类热双金属一般按照它的使用特性，适用范围及使用条件可大致分为以下几类：（1）通用型：这类热双金属有较大的比弯曲值和机械强度，适用于一般性用途，如SUMSION140-80，SUMSION155-78等。
（2）高温型：这类热双金属线性温度范围宽，高温强度大，抗氧化性良好，可使用在400℃以上的温度，如SUMSIONl00-70，SUMSION57-78。
热双金属片工作原理
热双金属片是一种热敏元件，由两种不同膨胀系数的金属层叠压合而成。
当双金属片受到热量作用时，两种金属由于膨胀系数不同而产生不同程度的膨胀，从而引起双金属片弯曲或变形。
热双金属片的工作原理是基于热膨胀差异引起的形变效应。
当温度变化时，膨胀系数较大的金属层会膨胀更快，使得双金属片整体产生弯曲或扭曲。
这种形变会导致双金属片上的导电件发生位移，从而改变电路中的电阻、电容或电感等特性。
通过测量双金属片的形变程度，可以推导出温度的变化。
一般情况下，双金属片与相关电路相连，利用电阻、电容或电感等元件的变化来感知温度变化，并传递给其他设备进行判断和控制。
热双金属片广泛应用于温度传感器、温度补偿器、热敏开关等领域。
其工作原理简单，结构小巧，适用于各种工作环境，并且具有较高的灵敏度和快速的反应速度。
双金属片式热继电器的工作原理1. 引言嘿，朋友们！今天咱们要聊聊一个很有趣的东西——双金属片式热继电器。
听起来是不是有点专业？别担心，咱们用简单的语言来搞定它。
你知道吗？这玩意儿在咱们的生活中可是无处不在，像是家里的电器、空调、甚至是汽车里，都能找到它的身影。
它的工作原理简单易懂，今天咱就一块儿来揭开这个神秘面纱。
2. 双金属片的构造2.1 什么是双金属片？首先，咱们得搞明白什么是双金属片。
简单来说，双金属片就是把两种不同金属粘在一起的一个小玩意儿。
比如说，咱可以把铜和铝结合在一起。
不同金属在受热的时候，膨胀程度是不一样的，就像两个人走路，一人快一人慢，最后总会拉扯到一块儿。
哎，这就形成了一个奇妙的现象。
2.2 膨胀的秘密当这个双金属片受到热量的时候，温度高的那一边膨胀得快，温度低的那一边就慢了。
结果就是，双金属片开始弯曲，就像煮熟了的面条，不再直溜溜的。
而这个弯曲的过程，就是它工作的第一步。
就好比你朋友吃完饭，肚子胀了，走路的姿势都变了。
3. 热继电器的工作原理3.1 触发机制那么，这个弯曲的双金属片到底能干啥呢？嘿嘿，它能触发开关！当温度上升到一定程度，双金属片就会弯曲到一个特定的角度，直接把开关压下去，断开电路。
想象一下，你的空调在高温下跑得飞快，结果“哎呀，别再烧了！”就这样被关掉了。
这不就是个保护机制吗？3.2 温度的控制而且，双金属片的设计很聪明，可以根据不同的需求调节温度。
这就好比你要控制火锅的温度，锅里放点儿肉，火候太大会煮过头，太小了又不够味。
热继电器的工作原理就是这样灵活多变，既能保护设备，又能让咱们享受到最好的使用体验。
4. 应用场景4.1 家庭生活说到这里，你可能会问，这东西能用在哪儿呢？嘿，别急！在咱们的日常生活中，热继电器的身影可真不少。
比如，家里的热水器，当水温达到设定值时，热继电器就会切断电源，防止水烧干，这可真是个贴心的小家伙。
想象一下，如果没有它，可能家里就会变成蒸汽房，真是后果不堪设想。
热继电器的结构与工作原理
热继电器是一种常用的电磁装置，用于控制电路中较大功率的电器设备。
它的结构由电磁继电器和热过载保护组件组成。
热继电器的工作原理基于热敏元件的特性。
当电路中电流超过额定值时，热继电器会自动切断电源，以保护电器设备不被过载烧毁。
具体来说，热继电器的工作原理如下：
1. 结构上，热继电器通常由一个电磁继电器（也叫电磁触发装置）和一个热敏元件（通常是热铁片或热双金属片）组成。
电磁继电器内部有两个电磁线圈，一个是激磁线圈，另一个是保持线圈。
2. 当电流通过激磁线圈时，产生的磁场会使得保持线圈吸引铁心，将触点合上。
3. 激磁线圈断电后，保持线圈仍然可以保持触点闭合的状态。
这是因为触点的一端附着了一个热敏元件。
4. 当电路中的电流超过额定值时，热敏元件会受热变形，弯曲触点打开断开电路，从而切断电源。
5. 一旦电流降低到热敏元件的恢复温度以下，它会恢复原状，触点又会合上，电路重新闭合。
总的来说，热继电器通过电磁继电器和热敏元件的相互作用，实现对电路中电流的监测和控制，起到过载保护的作用。
需要注意的是，热继电器的工作原理可能会稍有不同，具体取决于其结构和设计特点。
上述原理只是一种常见的工作方式。
管理及其他M anagement and other热双金属简介及其与记忆合金的比较董天宇（成都市第七中学高新校区，四川 成都 610000）摘 要：本文目的在于介绍热双金属的原理、分类、特性、应用，并和记忆合金做简单比较。
关键词：热双金属；记忆合金；比较；原理中图分类号：TG139.6 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2018）06-0194-2生活当中，我们经常用到的一些电器都有热双金属的身影，它与我们的生活息息相关，比如电熨斗，空调，电水壶，电饭煲，家用安全插座等等。
并且在其他各种领域也有广泛应用比如航天工业的座舱温度计，安全领域的自动灭火器等等。
18世纪热双金属就已经被人们发明并应用，而最近几年来记忆金属才被发现并广泛应用[1]。
虽然两者都有在温度变化的情况下发生形状变化的效应，但由于两者原理及材料特性并不相同而有不同的应用[2]。
1热双金属1.1 热双金属的原理及结构1.1.1热双金属原理热双金属是由两种或两种以上不同热膨胀系数的金属组合而成，一般常见形状为条状或片状，因此常把它称之为热双金属片。
热双金属片由被动层和主动层组成，主动层材料要求是线膨胀系数较大，被动层材料要求是线膨胀系数较小。
在温度变化时，主动层的形变较大，而被动层形变较小，因此热双金属发生变形，最终热能转化成机械能，并达到热双金属机构动作的目的。
1.1.2主动层材料选取主动层材料的选取，要求不仅膨胀系数大并且需要有焊接性好，耐腐蚀性等，并且主被动层弹性模量相近。
主要分为有色金属及其合金和黑色金属及其合金两大类。
有色金属及其合金有黄铜蒙铜，铝青铜，铍青铜等，黑色金属及其合金有铁镍铬，铁镍钼，铁镍锰合金等[3-5]。
其中黑色金属应用更广泛。
1.1.3被动层材料选取被动层材料除了热膨胀系数小还需要耐腐蚀性良好，焊接性良好的特性。
主要采用铁镍合金，铁镍合金由镍的不同含量有许多不同的特殊性质，这里不做详细论述[6]。
1.2 热双金属的特性热双金属材料主要有热敏感性，弹性模量，电阻率，线性温度范围，允许使用温度范围，允许弯曲应力等特性，现就一部分特性作如下说明：热敏感性：热敏感性是衡量热双金属对温度敏感程度的一个重要指标，主要包括比曲率，温曲率，敏感系数三种表达方式。
断路器过电流保护脱扣器的设计研究顾惠民【摘要】介绍了断路器过电流保护脱扣器的分类,包括热磁式脱扣器、电子式脱扣器和液压-电磁式脱扣器,并分别介绍了其各自的原理。
详细介绍了3种脱扣器的设计要点,指出过电流保护脱扣器的未来发展趋势。
【期刊名称】《电器与能效管理技术》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】8页(P9-15,22)【关键词】断路器;过电流保护;脱扣器;热双金属片;电磁式脱扣;电子式脱扣【作者】顾惠民【作者单位】上海电器科学研究院,上海200063【正文语种】中文【中图分类】TM561为了满足过电流保护要求,断路器需带有电流感测元件和脱扣执行元件,即过电流脱扣器。
过电流脱扣器是断路器核心部件之一,关系到保护性能的准确性与可靠性。
根据产品壳架电流大小、保护精度要求等,目前常用的过电流脱扣器有热磁式、电子式、液压-电磁式3种。
本文简单介绍了3种过电流脱扣器的原理及各自设计要点,指出过电流脱扣器未来发展趋势,为过电流脱扣器设计提供参考。
1.1 热磁式脱扣器热磁式脱扣器串联在主回路中,其主要由热脱扣系统和电磁脱扣系统组成。
利用电流产生的热效应加热双金属片,热双金属片曲率会随着温度变化而发生改变。
当线路电流增大,双金属片受热弯曲到一定程度,推动牵引杆使机构脱扣,断路器断开,从而起到电流过载保护功能。
当电流达到电磁机构动作阈值,吸动衔铁推动牵引杆使机构脱扣,断路器断开,从而达到短路保护功能。
复式双可调热磁式脱扣器结构如图1所示。
1.1.1 热脱扣系统热脱扣系统由发热元件与双金属片组成。
双金属片的加热方式有：(1) 直接加热。
电流直接流过双金属片,利用其本身的电阻损耗发热，结构示意如图2所示。
直接加热方式的特点有：改变双金属的尺寸或材料,可以改变电阻值的大小,也可以直接选用不同电阻系数ρ的电阻型双金属材料,满足不同额定电流的动作特性;一般用于10～63 A产品;热容量有限,故产品的额定短路电流分断能力不容易做大;返回系数低。
热双金属在电器产品中的设计应用（下篇）文章/耐安达电热科技有限公司前言各位圈里圈外的朋友，大家好。
欢迎大家继续阅读此贴，继上一贴热双金属在电器产品中的设计应用(上篇)后我们了解到了热双金属的基本原理以及热双金属的主要性能和参数，下面我们又将讲到热双金属的分类及特点、应用等。
感谢读者对本帖文章的支持。
对此，小编我感激不尽，无以为报。
只有发布更多的加热管相关技术资料来报答大家的支持。
好了，没用的话我就不多说了，让我们开始吧：热双金属的分类及特点在（上篇）中我们了解到根据热双金属应用目的的不同，对主要技术性能的选择也就有不同的要求。
例如用于温度测量温度控制的热双金属要求比弯曲有较大的允许使用温度范围。
使用在高原环境下的热双金属，需要有较大的高温强度和良好的抗氧化性能。
应用于电气回路中作为保护装置的热双金属，需要有一定的比电阻值。
因此，热双金属一般按照它的使用特性，适用范围及条件可大致分成以下几类，见表1。
热双金属的应用设计一个热双金属元件，应考虑以下因素：(1)元件承受的电流等级；(2)工作温度范围；(3)元件将经受的最高温度；(4)位移和力的要求，或两者的结合：(5)空间限制；(6)工作条件。
1、热双金属牌号和规格的确定(1)根据使用温度，确定热双金属的温度类型：高温型、中温型；(2)根据动作空间、动作位移、电流等级、脱扣力等因素通过计算确定热双金属牌号、规格、形状。
高灵敏型低电阻(大安培)直条型中灵敏型中电阻(中安培)螺旋形低灵敏型高电阻(小安培)异形(3)根据计算的结果装机确认a.根据便用温度选择热双金属类型使用温度是热双金属动作的温度范围。
使用温度和使用温度上限最好在热双金属的线性温度范围内，这时双金属片具有恒定的和最大的灵敏度，可以保证热双金属元件的动作线性。
当使用温度超过了热双金属的可用(有效)温度范围时，热双金属元件将产生残余变形，导致工作特性发生变化。
b．计算位移和力，确定牌号和规格先约定双金属片的温曲率F，弹性模量E，长度L，宽度b，厚度d，弯曲位移S，热力F，温升差值△T选择相同规格，不同牌号的双金属片，计算位移S和热力F。
