Materiál z Laboratorní kalibrační závaží je rozhodující pro jejich stabilitu za různých podmínek prostředí, zejména pod vlivem faktorů, jako je teplota, vlhkost a oxidace. Materiál závaží musí mít dobrou stabilitu a odolnost, aby přesnost nebyla ovlivněna vnějšími změnami prostředí. Zde jsou vlastnosti běžných materiálů podle těchto environmentálních faktorů:
Nerez
Nerezová ocel je nejběžnějším materiálem používaným v laboratorních kalibračních závažích pro svou vynikající odolnost proti korozi, pevnost a stabilitu.
Vlivy teploty
Odolnost vůči vysokým teplotám: Nerezová ocel vykazuje dobrou tepelnou odolnost v prostředí s vysokou teplotou. Jeho nízký koeficient tepelné roztažnosti znamená, že objem nerezových závaží se při změně teploty mění méně, což pomáhá udržovat stabilitu jeho hmotnosti.
Stabilita při změnách teploty: Hustota a tvrdost nerezové oceli se v normálním až středním teplotním rozsahu příliš nemění, ale výkon nerezové oceli se může snížit při extrémně vysokých teplotách (přes 1000 ℃). Pro snížení tohoto efektu se v laboratořích obvykle vyhýbají extrémním teplotním změnám.
Vlhkostní efekty
Odolnost proti vlhkosti: Nerezová ocel má silnou odolnost proti vlhkosti, takže může zůstat stabilní v prostředí s vysokou vlhkostí bez koroze nebo koroze. Nerezová závaží jsou méně ovlivněna změnami vlhkosti, takže si mohou zachovat svou přesnost při použití ve vlhkém prostředí.
Oxidace a rez: Přestože má nerezová ocel silnou odolnost proti oxidaci, může stále vykazovat mírnou povrchovou oxidaci, pokud je dlouhodobě vystavena extrémně vysoké vlhkosti nebo solné mlze. Při použití ve vlhkém prostředí je proto nutné jej pravidelně čistit a zabránit dlouhodobému kontaktu vlhkosti s povrchem.
Litina
Litina je zátěžový materiál běžně používaný pro průmyslové vážení. Je relativně levný, ale přesto se v některých laboratorních prostředích používá.
Vliv teploty
Tepelná roztažnost: Litina má vysoký koeficient tepelné roztažnosti, takže objem a hmotnost litinových závaží se může výrazně měnit v prostředí s velkými teplotními změnami. Litinová závaží při vysokých teplotách mohou způsobit snížení přesnosti měření.
Špatná odolnost vůči vysokým teplotám: Litina není vhodná pro použití v prostředí s extrémně vysokou teplotou. Pokud je teplota příliš vysoká, může to způsobit deformaci nebo ztrátu pevnosti.
Vlhkostní efekt
Rez: Litinu snadno ovlivňuje vlhké prostředí. Při dlouhodobém vystavení vysoké vlhkosti je náchylný k oxidaci a rezivění, což ovlivňuje jeho přesnost a vzhled. Proto v prostředí s vysokou vlhkostí vyžaduje použití litinových závaží zvláštní pozornost na ochranu před vlhkostí a korozí.
Ochrana povrchu: Litinová závaží jsou často potažena nebo pokovena, aby se zabránilo korozi, ale tyto povlaky mohou časem stárnout nebo se zhoršit a způsobit degradaci závaží.
Slitiny mědi (bronz nebo mosaz)
Slitiny mědi jsou korozivzdorné a vysoce stabilní materiály a často se používají v některých vysoce přesných kalibračních závažích.
Teplotní vlivy
Dobrá tepelná vodivost: Slitiny mědi mají dobrou tepelnou vodivost a dokážou se rychle přizpůsobit teplotním změnám, ale jejich koeficient tepelné roztažnosti je velký, takže kvalita hmotnosti se může při velkých teplotních výkyvech měnit.
Odolnost vůči vysokým teplotám: Přestože slitiny mědi mohou odolat středním a vysokým teplotám, přesto se mohou při extrémně vysokých teplotách deformovat nebo změnit jiné fyzikální vlastnosti. Proto nejsou vhodné pro použití při extrémně vysokých teplotách.
Účinky vlhkosti
Odolnost proti oxidaci: Slitiny mědi mají dobrou odolnost proti oxidaci, ale v průběhu času, zejména ve vlhkém prostředí, se může na povrchu vytvořit patina (patina), což ovlivňuje jeho vzhled a přesnost. Proto je třeba závaží ze slitiny mědi ve vlhkém prostředí pravidelně čistit a udržovat.
Koroze: Pokud je dlouhodobě ve vysoké vlhkosti nebo kyselém prostředí, slitina mědi může korodovat a způsobit poškození povrchu, proto je nutné se při jejím používání vyvarovat kontaktu s korozivními látkami.
Hliníková slitina
Slitina hliníku se postupně používá pro některá málo přesná nebo středně přesná závaží pro svou nízkou hmotnost, odolnost proti korozi a vysoké mechanické vlastnosti.
Vliv teploty
Tepelná roztažnost: Koeficient tepelné roztažnosti hliníkové slitiny je velký, takže v prostředí s velkými teplotními výkyvy může u závaží z hliníkové slitiny docházet k výrazným objemovým změnám, které ovlivňují přesnost kalibrace. Zejména při vysokých teplotách může jeho rozpínání způsobit chyby měření.
Špatná odolnost vůči vysokým teplotám: Hliníková slitina má špatnou odolnost vůči vysokým teplotám a může měknout nebo deformovat v prostředí s vysokou teplotou, což omezuje její použití v prostředí s vysokou teplotou.
Vliv vlhkosti
Odolnost proti vlhkosti: Hliníková slitina má silnou odolnost proti oxidaci, takže při použití v prostředí s vysokou vlhkostí vykazuje dobrou odolnost proti korozi. Oxidový film vytvořený na povrchu hliníkové slitiny může účinně zabránit další oxidaci.
Odolnost proti korozi: Přestože má hliníková slitina dobrou odolnost proti oxidaci, může také korodovat za určitých extrémních podmínek (jako je prostředí silné kyseliny nebo solné mlhy), což ovlivňuje přesnost hmotnosti.
Laboratorní kalibrační závaží vyrobená z různých materiálů mají různou stabilitu při okolních faktorech, jako je teplota, vlhkost a oxidace. Nerezová ocel funguje nejlépe, má silnou odolnost proti vlhkosti a teplotě a je vhodná pro různá prostředí; ačkoli je litina levná, snadno reziví a může být ovlivněna změnami teploty; slitiny mědi a slitiny hliníku mají také určitou odolnost proti korozi v prostředí s vysokou vlhkostí, ale přesto je třeba věnovat pozornost podmínkám prostředí a opatřením údržby. Správný výběr správného materiálu závaží a přijetí vhodných ochranných opatření pomůže zlepšit přesnost kalibrace a prodloužit životnost závaží.