Жидкие металлы

Плюсы и минусы жидкого металла для процессора

Конечно, ЖМ выполняет функцию термоинтерфейса между процессором и кулером лучше, чем любая термопаста, но, как и все в этом мире, жидкий металл имеет свои плюсы и минусы. Нет ничего идеального. Привожу перечень преимуществ и недостатков:

Преимущества (плюсы) использования жидкого металла:

• Теплопроводность ЖМ примерно в 8-9 раз выше, чем у термопасты;
• Рабочий диапазон температур от -273 C до +1200 C;
• Помимо отличной теплопроводности жидкий металл способен проводить электричество;
• Не токсичен.

Недостатки (минусы) использования жидкого металла:

• Наносить жидкий металл сложнее, чем обычную термопасту. Необходимо зачищать и обезжиривать поверхности. Хотя существуют некоторые слишком эластичные термопасты, которые наносить тоже не так уж и легко.
• Невозможность использования с большинством бюджетных алюминиевых кулеров.
• Из-за способности к электропроводности нельзя допускать попадания жидкого металла на материнскую плату. Может произойти замыкание.
• Почистить поверхность от жидкого металла достаточно сложно. Но если вы меняете ЖМ на ЖМ, то начисто зачищать его необязательно. А вот если после использования жидкого металла вы все-таки решили вернуться на термопасту, то готовьтесь к сложностям зачистки поверхностей от ЖМ.
• Цена. Цена достаточно высокая. Готовьтесь раскошелиться.

Способы выплавки металлов из руд

Металлы в природе могут встречаться в самородном состоянии. Это в основном благородные металлы, например золото. Его извлекают путем механической отмывки от окружающих пород. Однако подавляющее большинство металлов встречается в природе в виде соединений.

Вместе с тем не всякий природный минерал годится для получения содержащегося в нем металла. Следовательно, не всякий минерал можно назвать металлической рудой.

Горная порода или минерал, содержащие тот или иной металл в количестве, которое делает экономически выгодным его промышленное получение, называются рудами данного металла.

• Запишите определение руд.

Из руд металлы получаются различными способами. 1. Если руда представляет собой окисел, то ее восстанавливают каким-либо восстановителем — чаще всего углеродом или окисью углерода СО, реже — водородом, например:

FeSO4 + 4СО = 3Fe + 4CO2

2. Если руда представляет собой сернистое соединение, то ее сначала обжигают:

2PbS + 3О2 = 2РbO + 2SO2

затем полученный окисел восстанавливают углем:

РbО + С = РbО + CO

Из хлоридов металлы выделяют электролизом из расплавов. Например, при плавлении поваренной соли NaCl происходит термическая диссоциация вещества.

NaCl ⇄ Na+ + Cl—

При пропускании постоянного электрического тока через этот расплав идут следующие процессы:

а) на катоде: Na+ + е— → Na

б) на аноде Сl— — е— → Сl

Этим способом можно получить металлы и из других солей.

4. Иногда металлы можно восстановить из окислов путем вытеснения при высокой температуре другим, более активным металлом. Этот способ получил особенно широкое распространение при восстановлении металлов алюминием и потому сначала был назван алюминотермией:

2Аl + Fe2O3 = Аl2O3 + 2Fe.

Во многих случаях руда может оказаться смешанной с большим количеством пустой породы, для удаления которой, т. е. для «обогащения» руды, существуют различные методы, в частности метод пенной флотации. Для этой цели применяются минеральные масла, обладающие свойством избирательной адсорбции. Это значит, что частицы руды они поглощают, а пустую породу нет.

В огромные чаны с водой помещают измельченную вместе с пустой породой руду и минеральное масло. После этого воду сильно вспенивают воздухом. Масло окружает пузырьки воздуха, образуя на них пленку. Получается устойчивая пена. Частицы, руды адсорбируются и вместе с пузырьками воздуха поднимаются наверх. Пена вместе с рудой сливается, а пустая порода остается на дне чана. В дальнейшем руду легко освобождают от масла, которое снова используется для флотации.

■ 17. Что такое пенная флотация? (См. Ответ) 18. Какими свойствами должен обладать металл, чтобы находиться в природе в самородном состоянии? 19. Можно ли назвать рудой любой минерал или горную породу, содержащую в своем составе тот или иной металл? 20. Перечислите, какие виды металлических руд вам известны. 21. Цинк встречается в природе в виде минерала цинковой обманки, содержащей сульфид цинка. Предложите способ получения цинка из цинковой обманки. 22. Из 2 т магнитного железняка, содержащего 80% магнитной окиси железа Fe₃O₄ получено 1,008 т железа. Рассчитайте практический выход железа. 23. Какие металлы могут быть получены электролизом растворов солей? 24. Из железа, полученного при восстановлении 5 т магнитного железняка, содержащего 13% примесей, приготовили сплав, содержащий 4% углерода. Сколько сплава при этом удалось получить? 25. Какое количество цинка и серной кислоты можно получить из 242,5 т цинковой обманки ZnS, содержащей 20% пустой породы? (См. Ответ)

Статья на тему Положение металлов в периодической системе

Жидкий металл в качестве термоинтерфейса

Сервисный центр Антарес, СПб Большой Проспект Петроградской Стороны дом 100 офис 305 телефон (812) 922-98-73

Tермоинтерфейс на основе жидкого металла это высоко эффективное решение для игровых ноутбуков.

• Сервис выполняет установку термоинтерфейса — Перечень наших работ

  • Сборка, проверка
  • Установку термоинтерфейса
  • Диагностика
  • Разборка ноутбука

• Любая термопаста представляет собой смесь на основе теплопроводных диэлектриков, которые обладают намного более высокой теплопроводностью, чем воздух, но все же до теплопроводности металлов им очень далеко. А если использовать вместо термокомпаундов метал? Теоретически это может ликвидировать «бутылочное горлышко» в цепи теплопередачи от процессора к кулеру, которым выступает термопаста, в этом случае эффективность охлаждения будет зависеть только от производительности кулера.

  Стоимость работ — Установка термоинтефейса жидкий металл в ноутбук

  работа	стоимость / руб
  Установка термоинтерфейса жидкий метал	3000
  Очистка системы охлаждения от пыли / воздухом	500
  Замена термопасты	1000 / 1500
  Замена кулера / вентилятора	2500
  Замена системы охлаждения / термотрубки	от 2500

Преимущества установки

Высокая теплопроводность, поскольку 100% металл. Выигрыш в температуре около 10 градусов при пиковых нагрузках не систему Рассеивает тепло быстро и эффективно превосходя лучшие любой теплопроводности пасты Долговечен практически один раз и на весь срок эксплуатации ноутбука

Не нужно менять что очень важно (достаточно продувать систему охлаждения компрессором стоимость такой операции 500 рублей) Соответствует требованиям RoHS. Не токсична

Недостатки в работе

1. Использовать жидкий метал можно только в том случаи если на кристалле использовалась термопаста если стояла прокладка, то использовать не получится так как вещество чем-то похоже на ртуть и вряд ли будет держать высоту хотя бы в пол миллиметра
2. Сложность установки. Жидкий металл выпускается в двух состояниях жидком в шприце и в качестве фольги, но фольга перейдет в жидкое состояние при температуре 60 градусов по Цельсию. В чем же сложность, а в том, что данное вещество токопроводящее и если попадет, на компоненты, по которым идет ток то очистить его вред ли чем-либо получится. Вы потеряете чип или материнскую плату. Чтобы ее поставить на кристалл все выступающие элементы должны быть надежно закрыты и изолированы, а отсюда вытекает что установка «жидкого металла» займет около суток
3. Обаятельные условия к материалу, из которого изготовлена система термотрубок. Большинство составов нельзя использовать с алюминием только медь, серебро, никель. Термоинтерфейс Coollaboratory Liquid MetalPad можно использовать с медью и алюминием (по заявлении разработчика его заявления лучше проверить перед тем как использовать на вашей системе). Основания должно тщательно очень и очень тщательно зачищено отполировано и обезжирено это первостепенные и обязательные условия
4. В случаи замены чипа очень непросто будет снять охлаждения и очистить систему от следов жидкого металла.

Когда стоить, устанавливать

Вы купили дорогой игровой ноутбук и хотите продлить его срок эксплуатации (меняем сразу после окончания гарантии)У вас ноутбук apple, lenovo и вы хотите выжать с него максимум (меняем сразу после гарантии)Вы перепаяли чип (но только честный ремонт, а не прогрев)

Когда не стоить ставит

Если вашему ноутбуку более 5 лет чипы имеют ограниченное количество часов работы в среднем это около 3 лет непрерывной работы

Свойства жидких металлов

С жидкостями такие металлы роднит вязкость, диффузия и поверхностное натяжение. Однако сжимаемость у них значительно меньше. К тому же, как любой металл, они отражают электромагнитные волны. Плюс к этому, жидкие металлы унаследовали от представителей своей группы высокую тепло — и электропроводность и прочие «металлические» особенности.  

Сочетание хорошей теплопроводности и значительной теплоемкости некоторых жидких металлов нашли для них применение в качестве теплоносителей. К примеру, натрий и калий используются в ядерных реакторах для охлаждения.

Для создания сплавов (с температурой плавления ниже 40С) используются натрий, калий, олово, цинк, ртуть, галлий и прочие легкоплавкие металлы в различных пропорциях. Основным минусом таких соединений является высокая химическая активность или даже ядовитость, что серьезно сужает сферу их применения.

Но эта сложность была преодолена, и разработаны нетоксичные сплавы, в состав которых входит галлий:

Виды

В зависимости от консистенции ХС может иметь вид жидкости или мягкого бруска (типа пластилина).

Выбор того или иного вида сварки зависит от места его применения. Например, для восстановления резьбы, а также при необходимости металлического или тканевого армирования шва используется жидкая сварка. Во многих других случаях предпочтительней является сварка в виде мягкого бруска.

В жидком виде

Набор холодной сварки в жидком виде обычно состоит из двух тюбиков – в одном из них находится раствор эпоксидной смолы с наполнителями, а в другой – отвердитель. Перед применением из каждого шприца или тюбика выдавливается по равному количеству смолы и отвердителя, которое затем тщательно перемешивается. Полученный раствор наносится на склеиваемые детали.

Пластилинообразная (в виде бруска)

Пластилинообразная холодная сварка обычно имеет вид двухслойного бруска или цилиндра. Цилиндр состоит из двух слоев. Верхний слой (оболочка) бывает обычно более темного цвета и состоит из эпоксидной смолы. Внутренняя сердцевина – это отвердитель. В состав сердцевины входит также металлическая пыль, которая армирует состав и повышает его сопротивление температурным и механическим воздействиям.

Время, когда состав сохраняет пластичность, довольно мало. Поэтому операцию по склеиванию надо проводить быстро.

По назначению

По назначению составы холодной сварки бывают:

1. Специализированные.
2. Универсальные.

Составы первого вида могут быть предназначены для склеивания конкретных материалов:

• металла;
• пластика;
• линолеума;
• бетона.

Универсальная сварка имеет состав, который годится для работы с любым материалом. Однако качество универсальной сварки уступает качеству сварки, предназначенной именно для данного материала.

Холодная сварка для металла широко используется в промышленности и в быту. На бытовом уровне такой клей применяют для ремонта сантехники, батарей отопления, автомобилей.

Примерная стоимость холодной сварки для металла на Яндекс.маркет

Для ремонта сантехники существует специальная подгруппа холодной сварки, которая не реагирует на наличие влаги. После затвердевания состав почти не реагирует на нагрев.

При ремонте металлических изделий необходимо учитывать вид материала, из которого изготовлена данная конструкция, и подбирать соответствующую марку сварки. В зависимости от типа материала, на который рассчитана марка сварки, в нее добавляется соответствующий наполнитель. Например, для сварки стали в качестве наполнителя используется железный порошок, а для сварки алюминия – пудра из алюминия.

Холодная сварка для пластика не так популярна, как сварка для металла. Однако она также часто используется, например, для ремонта полиэтиленовых труб.

Примерная стоимость холодной сварки для пластика на Яндекс.маркет

При ремонте полов иногда используется сварка для линолеума. Ее использование позволяет быстро прикрепить линолеум к полу. По качеству такой ремонт значительно превосходит использование двустороннего скотча или жидкого клея.

Примерная стоимость холодной сварки для линолеума на Яндекс.маркет

Сварка для бетона позволяет закрепить деталь на бетонной стене без сверления. Но бетон имеет большую гигроскопичность, что иногда препятствует созданию хорошего крепления.

Примерная стоимость холодной сварки для бетона на Яндекс.маркет

Чаще такая сварка используется для соединения осколков при восстановлении поврежденных памятников или статуй из бетона.

Физические свойства металлов

Твёрдость

Все металлы (кроме ртути и, условно, франция) при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью. Ниже в таблице приводится твёрдость некоторых металлов по шкале Мооса.

Температура плавления

Температуры плавления чистых металлов лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые металлы, например, олово и свинец, могут расплавиться на обычной электрической или газовой плите.

Плотность

В зависимости от плотности, металлы делят на лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³). Самым лёгким металлом является литий (плотность 0,53 г/см³). Самый тяжёлый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия — двух самых тяжёлых металлов — почти равны (около 22,6 г/см³ — ровно в два раза выше плотности свинца), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность.

Пластичность

Большинство металлов пластичны, то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Это происходит из-за смещения слоёв атомов металлов без разрыва связи между ними. Самыми пластичными являются золото, серебро и медь. Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0,003 мм, которую используют для золочения изделий. Однако не все металлы пластичны. Проволока из цинка или олова хрустит при сгибании; марганец и висмут при деформации вообще почти не сгибаются, а сразу ломаются. Пластичность зависит и от чистоты металла; так, очень чистый хром весьма пластичен, но, загрязнённый даже незначительными примесями, становится хрупким и более твёрдым. Некоторые металлы, такие, как золото, серебро, свинец, алюминий, осмий, могут срастаться между собой, но на это могут уйти десятки лет.

Электропроводность

Все металлы хорошо проводят электрический ток; это обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля. Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность; по этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов. Очень высокую электропроводность имеет также натрий, в экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием. Благодаря малому удельному весу натрия, при равном сопротивлении натриевые «провода» получаются значительно легче медных и даже несколько легче алюминиевых.

Теплопроводность

Высокая теплопроводность металлов также зависит от подвижности свободных электронов. Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей, и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла; широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения.

Наименьшая теплопроводность — у висмута и ртути.

Цвет

Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.

Состав

Состав холодной сварки в зависимости от ее назначения и производителя может меняться. Часто этот состав является технологической тайной и держится в секрете. В зависимости от входящих в состав средства компонентов меняются механические характеристики, время застывания, рабочая температура и область применения сварки.

В любом случае основными составляющими являются:

• эпоксидная смола;
• отвердители;
• наполнители;
• пластификатор.

Эпоксидная смола является основой, на которой образуется клейкое вещество. Отвердители предназначены для того, чтобы ускорить процесс полимеризации и застывания клея.

Наполнители представляют собой порошки из различных металлов или минералов. Благодаря таким составляющим, улучшаются свойства сварки в части прочности и теплопроводности. Они же способствуют лучшей приспособляемости сварки при ее специальном применении.

Пластификатор делает холодную сварку более пластичной и улучшает ее свойства по сопротивляемости ударам или другим механическим воздействиям.

Виды и типы жидкого металла для процессора

1. Coollaboratory Liquid Pro – самый лучший жидкий металл из представленных на рынке. Очень экономичен. В комплекте идет шприц с самим термоинтерфейсом, инструкция и набор для снятия. Если говорят о ЖМ, не упоминая марку, то речь идет, скорее всего, именно о Coollaboratory Liquid Pro.

2. Coollaboratory Liquid MetalPad внешне напоминает фольгу.

   При комнатной температуре – это он вовсе не жидкий, а металлическая прокладка, которая становится жидкой только при температуре +58 C. Из этой «фольги» нужно вырезать прямоугольник по размеру процессора и просто прикрутить кулер сверху.

3. ЖМ-6 – это российский аналог Coollaboratory Liquid Pro. Состав идентичен.
4. Галлий – хрупкий мягкий металл серебристого цвета с голубым оттенком. Из доступных металлов является одним из лучших для применения в качестве термоинтерфейса между процессором и кулером.

Особенности и преимущества

Широкое распространение холодной сварки связано с наличием у этого средства ряда достоинств. К ним относятся:

• наличие на рынке большого количества средств как универсальных, так и специализированных;
• возможность соединения деталей из разнородных материалов;
• возможность обработки изделий с помощью средств холодной сварки без демонтажа конструкции;
• при использовании сварки не требуется дополнительной аппаратуры и обученного персонала;
• применение не требует термического воздействия на детали и не меняет их физических свойств;
• небольшая цена.

К недостаткам такого вида сварки необходимо отнести:

• невысокая прочность на разрыв, что не позволяет использовать средство в капитальных работах;
• разнородность материала в основной и восстановленной части конструкции;
• неэстетичный вид шва, требующий последующей обработки.

В состав средств входят токсичные эпоксидные и аминовые смолы. Поэтому при использовании составов такой сварки необходимо учитывать следующие обстоятельства:

1. Нельзя использовать средства для ремонта кухонной посуды, предназначенной для приготовления или хранения пищи.
2. Хранить сварку в местах, недоступных для детей.
3. При работе использовать резиновые перчатки.
4. При попадании крошек или раствора на кожу промыть место попадания водой с мылом или спиртом.
5. При попадании смеси в глаз промыть его теплой водой и обратиться за медицинской помощью.
6. Работы со сваркой желательно производить в помещении, оборудованном вентиляцией.

Польза сертификации сотрудников для IT-компании и заказчика

При выборе подрядчика для IT-проекта заказчики оценивают разные параметры, в числе которых сроки и стоимость работы, наличие релевантных кейсов и др. Если QA специалисты IT-компании сертифицированы по стандартам ISTQB, при прочих равных условиях это может стать дополнительным конкурентным преимуществом компании.
Сертификаты ISTQB котируются во всем мире, поэтому IT-компания, в штате которой есть сертифицированные сотрудники, может участвовать и в международных тендерах.
Помимо очевидных конкурентных преимуществ, есть и другие положительные результаты сертификации:

• Все специалисты, которые прошли обучение и сдали экзамен, владеют общепринятой терминологией. Участники команды разработки говорят на «одном языке», не возникает проблем из-за недопонимания друг друга.
• Оценка результатов беспристрастна, поскольку знания проверяют сторонние независимые эксперты, для которых равны и Иванов, и Петров, и Сидоров.
• Сертификация дает возможность оценить, в каких областях сотрудник разбирается лучше всего, а какие знания нужно развивать.

Как мы в SimbirSoft проходим сертификацию ISTQB

Некоторые IT-специалисты относятся к сертификации ISTQB как к ненужной формальности или «ачивке», которая не приносит практической пользы. На форумах, посвященных проблемам IT, нередко можно услышать мнение, что сертификат не помогает подтвердить знания его владельца.
Однако, мы в SimbirSoft не согласны с этим мнением. Выше мы уже рассмотрели, как сертификация помогает углубить знания специалистов и сделать сотрудничество внутри команды более эффективным. В нашей компании каждый специалист по обеспечению качества обязательно проходит сертификацию ISTQB. На момент подготовки материала сертификаты получили уже 64 сотрудника: 50% специалистов QA и 36% ─ SDET.

Классификация металлов по температуре плавления

Разные металлы могут переходить в жидкое состояние при разной температуре. Вследствие этого выделяют определённую классификацию. Их делят следующим образом:

1. Легкоплавкие — те элементы, которые могут становиться жидкими уже при температуре ниже 600 градусов. К ним относят цинк, олово, свинец и пр. Их можно расплавить даже в домашних условиях — просто нужно разогреть при помощи плиты или паяльника. Такие виды нашли применение в технике и электронике. Они используются для соединения элементов из металла и движения электрического тока. Олово плавится при 232 градусах, а цинк — при 419 градусах.
2. Среднеплавкие — элементы, которые начинают расплавляться при температуре от шестисот до тысячи шестисот градусов. Эти элементы используют по большей части для строительных элементов и металлоконструкций, то есть при создании арматур, плит и строительных блоков. В эту группу входят: железо, медь, алюминий. Температура плавления алюминия сравнительно низка и составляет 660 градусов. А вот железо начинает переходить в жидкое состояние лишь при температуре 1539 градусов. Это один из самых распространенных металлов, используемых в промышленности, особенно в автомобильной. Однако железо подвержено коррозии, то есть ржавчине, поэтому ему требуется специальная поверхностная обработка. Его необходимо покрывать краской или олифой, и не допускать попадание влаги.
3. Тугоплавкие — это такие материалы, которые расплавляются и становятся жидкими при температуре выше 1600 градусов. В эту группу относят вольфрам, титан, платину, хром и т. п. Они используются в ядерной промышленности и для некоторых машинных деталей. Они могут применяться для расплавки других металлов, изготовления высоковольтных проводов или проволоки. Платину можно расплавить при 1769 градусах, а вольфрам — при 3420 °C.

Единственный элемент, который при обычных условиях находится в жидком состоянии — это ртуть. Температура его плавления составляет минус 39 градусов и его пары являются ядовитыми, поэтому его используют только в лабораториях и закрытых ёмкостях.