Провідникові матеріали в електроустановках
Як струмопровідних частин в електроустановках застосовують провідники з міді, алюмінію, його сплавів і заліза (сталі).
Мідь є одним з кращих струмопровідних матеріалів. Щільність міді при 20 ° С 8,95 г / см 3. температура плавлення 1083 ° С. Мідь хімічно мало активна, але легко розчиняється в азотній кислоті, а в розведеної соляної і сірчаної кислотах розчиняється тільки в присутності окислювачів (кисню). На повітрі мідь швидко покривається тонким шаром окису темного кольору, але це окислення не проникає в глиб металу і служить захистом від подальшої корозії. Мідь добре піддається куванні і прокатці без нагріву.
Для виготовлення електричних провідників застосовується електролітична мідь в злитках, що містять 99,93% чистої міді.
Електропровідність міді сильно залежить від кількості і роду домішок і в меншій мірі від механічної і термічної обробки. Питомий опір міді при 20 ° С становить 0,0172-0,018 му х мм 2 / м.
Для виготовлення провідників застосовують м'яку, напівтверду або тверду мідь з питомою вагою відповідно 8,9, 8,95 і 8,96 г / см 3.
Для виготовлення деталей струмоведучих частин широко використовується мідь в сплавах з іншими металами. Найбільше застосування отримали наступні сплави.
Контакт з латуні
Бронзи - сплав міді з оловом з присадкою різних металів. Залежно від змісту в сплаві головного компонента бронзи називають олов'янистими, алюмінієвими, кремнієвими, фосфористих, кадмієвими.
Латуні і бронзи відрізняються хорошими механічними і фізико-хімічними властивостями. Вони легко обробляються литтям і тиском, стійкі проти атмосферної корозії.
Алюміній - за своїми якостями другої після міді струмопровідний матеріал. Температура плавлення 659,8 ° С. Щільність алюмінію при температурі 20 ° - 2,7 г / см 3. Алюміній легко відливається і добре обробляється. При температурі 100 - 150 ° С алюміній ковок і пластичний (може бути прокачаний в листи завтовшки до 0,01 мм).
Електропровідність алюмінію сильно залежить від домішок і мало від механічної і теплової обробки. Чим чистіше складу алюмінію, тим вище його електропровідність і краще протидія хімічних впливів. Обробка, прокатка і отжиг значно впливають на механічну міцність алюмінію. Під час холодної обробки алюмінію збільшується його твердість, пружність і міцність на розтягнення. Питомий опір алюмінію при 20 ° С 0,026 - 0,029 ом х мм 2 / м.
При заміні міді алюмінієм перетин провідника має бути збільшено щодо провідностей, т. Е. В 1,63 рази.
При рівній провідності алюмінієвий провідник буде в 2 рази легше мідного.
Для виготовлення деталей струмоведучих частин використовують алюмінієві сплави з іншими металами. наприклад: дюралюмінію - сплав алюмінію з міддю і марганцем.
Силумін - легкий ливарний сплав з алюмінію з домішкою кремнію, магнію, марганцю.
Алюмінієві сплави володіють хорошими ливарними властивостями і високою механічною міцністю.
Найбільше застосування в електротехніці отримали наступні алюмінієві сплави.
Алюмінієвий деформується сплав марки АД. має алюмінію не менше 98,8 і інших домішок до 1,2.
Алюмінієвий деформується сплав марки АД1. має алюмінію не менше 99,3 н інших домішок до 0,7.
Алюмінієвий деформується сплав марки АД31. має алюмінію 97,35 - 98,15 та інших домішок 1,85 -2,65.
Сплави марок АТ і АД1 застосовуються для виготовлення корпусів і плашок апаратних затискачів. З сплаву марки АД31 виготовляють профілі і шини, що застосовуються для електричних токопроводов.
Вироби з алюмінієвих сплавів в результаті термічної обробки набувають високі межі міцності н плинності (повзучості).
Залізо - температура плавлення 1539 ° С. Щільність заліза - 7,87. Залізо розчиняється в кислотах, окислюється галогенами і киснем.
В електротехніці застосовують стали різних марок, наприклад:
Вуглецеві сталі - ковкие сплави заліза з вуглецем і з іншими металургійними домішками.
Питомий опір вуглецевих сталей 0,103 - 0,204 ом х мм 2 / м.
Леговані стали - сплави з додатково вводяться в вуглецеву сталь присадками хрому, нікелю та інших елементів.
Як добавки в сплави, а також для виготовлення припоїв і здійснення захисних покриттів струмопровідних металів широко застосовують:
Нікель - температура плавлення 1455 ° С. Питомий опір нікелю 0,068 - 0,072 ом х мм 2 / м. При звичайній температурі не окислюється киснем повітря. Нікель застосовується в сплавах і для захисного покриття (нікелювання) поверхні металів.
Олово - температура плавлення 231,9 ° С. Питомий опір олова 0,124 - 0,116 ом х мм 2 / м. Олово застосовується для пайки захисного покриття (лудіння) металів в чистому вигляді і у вигляді сплавів з іншими металами.
Свинець - температура плавлення 327,4 ° С. Питомий опір 0,217 - 0,227 ом х мм 2 / м. Свинець застосовується в сплавах з іншими металами як кислототривкий матеріал. Додається в паяльні сплави (припої).
Срібло - дуже ковкий, тягучий метал. Температура плавлення срібла 960,5 ° С. Срібло - найкращий провідник тепла і електричного струму. Питомий опір срібла 0,015 - 0,016 ом х мм 2 / м. Срібло застосовується для захисного покриття (сріблення) поверхні металів.
Сурма - блискучий крихкий метал, температура плавлення 631 ° С. Сурма застосовується у вигляді добавок в паяльні сплави (припої).
Хром - твердий, блискучий метал. Температура плавлення 1830 ° С. На повітрі при звичайній температурі не змінюється. Питомий опір хрому 0,026 ом х мм 2 / м. Хром застосовується в сплавах і для захисного покриття (хромування) металевих поверхонь.
Цинк - температура плавлення 419,4 ° С. Питомий опір цинку 0,053 - 0,062 ом х мм 2 / м. У вологому повітрі цинк окислюється, покриваючись шаром окису, що є захисним по відношенню до наступних хімічних впливів. В електротехніці цинк застосовується в якості добавок в сплави і припої, а також для захисного покриття (цинкування) поверхонь металевих деталей.
