Низкотемпературные материалы

Выбор материала для конкретного низкотемпературного использования зачастую компромиссное решение, включающее несколько факторов:

• Стоимость
• Уровень давления, при котором изделие функционирует
• Производственные альтернативы
• Рабочая температура
• Способность к сварке и к снятию напряжений со сварных соединений
• Возможность чрезмерной влажности и коррозии
• Характеристики теплового расширения и модуля упругости для болтовых соединений и соединений из разнородных материалов
• Теплопроводность и устойчивость к тепловому удару

Влияние низких температур на материалы. Когда в трубопроводах и сосудах находится хладагент при низких температурах, должны обычно выбираться специальные материалы из-за влияния низкой температуры на свойства материалов. Также необходимо учесть химические взаимодействия между хладагентом и материалом. Механические и физические параметры, технологичность, и пригодность - некоторые из важных свойств которые необходимо учесть при выборе материала для низкотемпературного использования. Некоторые обобщения могут быть сделаны, за исключением того, что при понижении температуры увеличивается твердость, сопротивление и модуль упругости.

Влияние низких температур на податливости и прочности может изменяться значительно между разными материалами. С понижением температуры, у некоторых металлов увеличивается эластичность, в то время как у других происходит небольшое увеличение при ограниченных температурах, а при дальнейшем понижении температуры уменьшается. Тем не менее, у других металлов происходит уменьшение прочности и упругости при температурах ниже комнатной. Наличие температурного сжатия у полимеров зависит от типа полимера. Термопластичные полимеры, которые размягчаются при температурах выше их температуры отвердения Tg, становятся прогрессивно более жесткими и наконец ломкими при низких температурах.

Термореактивные пластмассы, которые хорошо поперечно соединены и не размягчаются при нагреве, становятся ломкими при температурах окружающей среды и остаются такими при более низких температурах. Эластомеры (каучук) становятся жесткими подобно термопластам при низких температурах, становясь полностью ломкими при очень низких температурах. Хотя полимеры становятся ломкими и могут треснуть при низких температурах, их уникальная комбинация тепловых свойств и диэлектрической способности, низкая теплоемкость при низкой плотности и отсутствие намагничивания, делает их наиболее приемлемыми для ряда более низкотемпературных приложений.

При чрезвычайно низких температурах, все пластичные материалы очень ломки и имеют низкую теплопроводность и низкую прочность при сравнении с металлами и их соединениями, поэтому окончательный выбор и использование должны быть тщательно продуманы. Волоконные сложные материалы получили широкое распространение при низких температурах, несмотря на наличие в них материалов, которые являются часто ломкими. Свойство, которое нужно учесть при использовании таких соединений - наличие анизотропного режима, при котором они показывают свойства с различными величинами, измеренными по разным осям в различных направлениях. Соединения с ориентированными волокнами очень анизотропны.