ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Материалы высокой проводимости из "Электротехнические материалы Издание 3 " На фиг. 139 показаны две кривые растяжения проволоки из проводникового материала первая относится к твердотянутому образцу, вторая к отожженному. Влияние отжига сводится к уменьшению предела прочности при растяжении в 1,5—2 раза и увеличению относительного удлинения при разрыве в 15—20 раз. [c.275] К широко распространенным материалам высокой проводимости следует отнести медь, алюминий и железо. [c.275] Медь обладает характерным красноватым цветом, отличающим ее от других металлов по внешнему виду. [c.276] Стандартная медь, по отношению к которой выражают в процентах проводимости металлов и сплавов в отожженном состоянии при 20°С, имеет проводимость 58 м ом-мм , т. е. р = 0,017241 ом-мм 1м. [c.276] Электропроводность меди — характеристика,-весьма чувствительная к наличию примесей. [c.276] например, при содержании в меди 0,5% примеси 2п, С(1 или Ag, электропроводность меди снижается на 5%. При том же содержании N1, 5п или Л1 электропроводность меди падает на 25—40%. Еще более сильное влияние оказывают примеси Ве, Аз, Ре, 51 или Р, снижающие электропроводность на 55% и более. [c.276] Поэтому В качестве проводникового материала используется только подвергнутая электролитической очистке медь марки М1 с содержанием не менее 99,9% Си. Полученные после электролиза катодные пластины меди переплавляют в болванки весом 80—90 кГ, которые на кабельных заводах прокатывают и протягивают в изделия требующегося поперечного сечения. При изготовлении проволоки болванки сперва подвергают горячей прокатке в так называемую катанку, имеющую диаметр 6,5—7,2 мм катанку протравливают в слабом растворе серной кислоты, чтобы удалить с ее поверхности окись меди СиО, образовавшуюся при нагреве, и затем уже протягивают без подогрева в проволоку нужных диаметров —до 0,03—0,02 мм. Присутствие в меди кислорода увеличивает ее хрупкость особо хорошими механическими свойствами обладает так называемая бескислородная медь марки МО, с содержанием примесей не более 0,05%, в том числе не более 0,02% кислорода, которую получают применением специального режима плавки и разливки в вертикальные изложницы в атмосфере окиси углерода. Из бескислородной меди может быть получена наиболее тонкая проволока. [c.277] При холодной протяжке получают твердую (твердотянутую) медь, которая благодаря влиянию наклепа имеет высокое временное сопротивление разрыву при малом удлинении, а также твердость и упругость — при изгибе проволока из твердой меди несколько пружинит. Если же медь подвергнуть отжигу, т. е. нагреву до нескольких сот градусов с последующим охлаждением, то получится мягкая (отожженная) медь, которая сравнительно пластична, имеет малую твердость и малую прочность, но весьма большое удлинение при разрыве и (в соответствии с рассмотренными выше общими закономерностями) более высокую проводимость. На кабельных заводах отжиг меди производят в специальных печах без доступа воздуха, чтобы избежать окисления. Влияние отжига на свойства меди показывает фиг. 141 изменение механических свойств при отжиге оказывается значительно более резким, чем изменение электропроводности. [c.277] Сказанное выше определяет области применения в электротехнике твердой и мягкой меди. Твердую медь употребляют там, где надо обеспечить особо высокую механическую прочность. [c.278] Сплавы меди. В отдельных случаях помимо чистой меди в качестве проводникового материала применяются ее сплавы с небольшим содержанием олова, кремния, фосфора, бериллия, хрома, магния, кадмия и пр. Такие сплавы, носящие в практике название бронз, при правильно подобранном составе имеют значительно более высокие механические свойства, чем медь так, прочность на разрыв бронз может доходить до 80—135 кПмм и более. Удельное сопротивление бронз больше, чем у чистой меди. Бронзы широко применяют для изготовления токопроводящих пружин. [c.278] С чистой медью. Это дает латуни технологические преимущества по сравнению с медью при обработке штамповкой, глубокой вытяжкой ИТ. п. В соответствии с этим латунь применяют в электротехнике для изготовления всевозможных токопроводящих деталей. Удельное сопротивление латуни заметно повышено по сравнению с медью. [c.279] Представление о составе и свойствах некоторых медных сплавов, применяемых в электротехнике, дает табл. 46, в которой приведены данные А. С. Займовского и В. В. Усова. [c.279] Алюминий. Вторым по значению, после меди, проводниковым материалом является алюминий. Это металл серебристобелого цвета, важнейший представитель так называемых легких металлов (т. е. металлов с плотностью менее 5 г1см ) плотность литого алюминия около 2,6, а прокатанного — 2,7 г/см . Таким образом, алюминий приблизительно в 3,5 раза легче меди. Температурный коэ )фициент расширения, теплоемкость и теплота плавления алюминия больше, чем у меди. [c.280] Благодаря высоким значениям теплоемкости и теплоты плавления, для нагрева алюминия до температуры плавления и перевода в расплавленное согтояние требуется ббльшая затрата тепла, чем для нагрева и расплавления такого же количества меди, хотя температура плавления алюминия ниже, чем меди. [c.280] Для электротехнических целей берут алюминий с содержанием примесей не более 0,5%. Еще более чистый алюминий (не более 0,05 6 примесей) применяют для изготовления алюминиевой фольги и электродов электролитических конденсаторов. Прокатка, протяжка и отжиг алюминия аналогичны соответствующим операциям для меди. Из алюминия может прокатываться очень тонкая (до 6—7 мкм) фольга, применяемая в качестве обкладок в бумажных конденсаторах. Частота и марка алюминия приведены в ГОСТ 3549-47. [c.281] Временное сопротивление разрыву твердой алюминиевой проволоки (марка АТ) должна быть не менее 16—17 кГ/мм , а мягкой алюминиевой проволоки (марка АМ)—не менее 8 кПмм удлинение при разрыве для АТ не менее 1,5—2,0%, а для АМ не менее 10—18%. Различие в электропроводности твердого и отожженного алюминия незначительно. Наибольшее допустимое значение удельного электрического сопротивления как для проволоки АТ, так и для проволоки АМ — 0,0295 om-mm Jm (f около 34 м ом-мм , проводимость особо чистого алюминия может доходить до 38 м1ом-мм ). [c.281] Как видно, алюминий обладает по сравнению с медью пониженными свойствами как механическими, так и электрическими. При одинаковых сечении и длине сопротивление алюминиевого провода больше, чем медного, в 0,0285 0,0175 = 1,68 раза. Следовательно, чтобы получить алюминиевый провод такого же сопротивления, как и медный, нужно взять его сечение в 1,68 раза большим, т. е. диаметр в l/l, 68 1,3 больше диаметра медного провода. Отсюда понятно, что, если мы ограничены габаритами, замена меди алюминием затруднена так, для обмоток электрических машин и аппаратов алюминий находит себе применение редко. В этом случае играет роль и то обстоятельство, что стоимость изоляции, зависящая от периметра сечения проводника, в случае алюминия будет выше, чем в случае меди. [c.281] Отсюда вытекает простое экономическое правило для изготовления проводов одной и той же электропроводности при данной длине (т. е. при прочих равных условиях, при одних и тех же потерях передаваемой электрической э 1ергии) алюминий выгоднее меди в том случае, если тонна алюминия дороже тонны меди не более чем в два раза. [c.281] Разные примеси в различной степени снижают электропроводность алюминия. Добавки N1, 51, 2п или Ре при содержании в количестве 0,5% снижают электропроводность алюминия в отожженном состоянии не более чем на 2—3%. Более заметное действие оказывают примеси Си, Ag и Mg, снижающие проводимость алюминия на 5—10% при том же весовом содержании. [c.282] ОКИСИ с большим электрическим сопротивлением. Пленка окиси предохраняет алюминий от дальнейшей коррозии, но создает большое переходное сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов и делает невозможной пайку алюминия обычными методами. Для пайки алюминия применяются специальные пасты-припои. Более толстый слой окисла, который может уже дать надежную электрическую изоляцию на сравнительно высокие напряжения, получают с помощью электрохимической обработки алюминия (фиг. 143). [c.282] Вернуться к основной статье