
【机】 bimetal
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【医】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
metal
【化】 metal
【医】 metal
【经】 metal
双金属(Bimetallic)的汉英词典释义与工程应用解析
定义与词源
双金属指由两种不同金属或合金通过物理或化学方法复合而成的材料,其英文术语"bimetallic"由前缀"bi-"(双)与"metallic"(金属的)构成,强调两种金属的协同作用。该词首次记录于19世纪工业革命时期,与温度控制设备的发明密切相关(《牛津工程学术词典》)。
核心特性
双金属的核心特性源于两种金属的热膨胀系数差异。例如,黄铜与因瓦合金结合时,受热后因膨胀率不同产生弯曲效应,公式可表示为:
$$
Delta L = L_0 cdot (alpha_1 - alpha_2) cdot Delta T
$$
其中$Delta L$为形变量,$L_0$为初始长度,$alpha$为热膨胀系数,$Delta T$为温差。这种特性使其成为温控器、断路器等设备的关键组件(美国材料试验协会ASTM B388标准)。
主要应用领域
制造工艺
现代双金属制造主要采用轧制复合与爆炸焊接两种技术。前者通过高温高压使金属层间产生冶金结合,后者利用炸药冲击波实现微秒级界面融合(《材料科学进展》期刊2024年综述)。
权威参考文献
双金属是由两种热膨胀系数差异显著的金属层通过特定工艺接合而成的复合材料。以下是其核心要点:
定义与结构
双金属通常由两层(或多层)不同金属叠加组成。其中,膨胀系数较高的称为主动层(如锰镍铜合金),较低的称为被动层(如镍铁合金)。现代技术还发展出三层、四层等多层结构,但仍统称为双金属。
工作原理
温度变化时,主动层与被动层因膨胀程度不同产生弯曲形变。例如,受热时主动层膨胀更明显,整体向被动层一侧弯曲,从而实现温度-机械位移的转换。
主要应用领域
与双合金的区别
双金属是物理叠加的不同金属层,依赖热应力形变;而双合金是两种合金混合,侧重提升强度、耐磨性(如工业螺杆材料)。
扩展补充:双金属的弯曲系数公式可表示为:
$$
K = frac{3(alpha_1 - alpha_2)(T - T_0)}{t}
$$
其中$alpha_1$、$alpha_2$为两金属的膨胀系数,$T$为温度,$T_0$为初始温度,$t$为总厚度。
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