ВУЗ:
Составители:
М1 содержит 99,90% основного металла, причём на долю кислорода должно приходиться не более 0,08%. При
повышенном содержании кислорода заметно ухудшаются механические и технологические свойства меди, затрудняется
пайка и лужение.
Лучшими механическими свойствами обладает медь М0 (99,95% основного металла, кислорода не свыше 0,02%). Из
меди М0 может быть изготовлена наиболее тонкая проволока.
Специальные сорта меди. В электровакуумной технике применяют специальные сорта меди, не содержащие кислорода.
Их получают из электролитической меди, переплавленной в защитной атмосфере восстановительного газа CO.
Выделяющийся при нагревании меди кислород вступает в реакцию с закисью углерода и удаляется в виде углекислого газа.
Эта медь содержит 99,97% основного металла. Ещё более чистой является вакуумная медь, выплавленная в вакуумных
индукционных печах в графитовых тиглях при остаточном давлении газа порядка 10
–3
Па. Она содержит 99,99% основного
металла. Свободная от кислорода медь по механической прочности и электрической проводимости мало отличается от
электролитической меди, переплавленной обычным способом. Её существенное преимущество – высокая пластичность.
Свойства меди. Удельная проводимость меди весьма чувствительна к наличию примесей. Так, при содержании в меди
0,5% примеси Zn, Cd или Ag удельная проводимость её снижается на 5%. При том же содержании Ni, Sn или Al удельная
проводимость меди падает на 25 … 40%. Ещё более сильное влияние оказывают примеси Be, As, Fe, Si или P, снижающие её
удельную проводимость на 55% и более. В то же время присадки многих металлов повышают механическую прочность и
твёрдость меди, как в холоднотянутом, так и в отожжённом состояниях.
Недостатком меди является её подверженность атмосферной коррозии с образованием окисных и сульфидных плёнок.
Скорость окисления быстро возрастает при нагревании, однако прочность сцепления окисной плёнки с металлом невелика.
Вследствие окисления медь не пригодна для слаботочных контактов. Металлическое отслаивание и термическое разложение
окисной плёнки вызывает повышенный износ медных контактов при больших токах.
Значительное влияние на механические свойства меди оказывает водород. После водородного отжига твёрдость меди
может уменьшиться в несколько раз. Разрушительное действие водорода сказывается особенно сильно в присутствии
кислорода в технической меди в виде закиси Cu
2
O. Водород, легко проникая в глубь металла при повышенных
температурах, вступает в реакцию:
Cu
2
O + H
2
= 2Cu + H
2
O
Давление образующегося в металле водяного пара из-за незначительной скорости диффузии его может достигать
нескольких тысяч атмосфер. Это приводит к образованию микротрещин, нарушающих вакуумную плотность материала и
придающих ему хрупкость и ломкость. В производстве это явление называют «водородной болезнью». В меди, содержащей
менее 0,001% кислорода, «водородной болезни» практически нет.
Применение меди. Медь применяют в электротехнике для изготовления проводов, кабелей, шин распределительных
устройств, обмоток трансформаторов, электрических машин, токоведущих деталей приборов и аппаратов, анодов в
гальванотехнике. Медные ленты используют в качестве экранов кабелей. Твёрдую медь употребляют в тех случаях, когда
необходимо обеспечить особенно высокую механическую прочность, твёрдость и сопротивляемость истиранию, например,
для изготовления неизолированных проводов. Если требуется хорошая гибкость и пластичность, а предел прочности на
растяжение не имеет существенного значения, то предпочтительнее мягкая медь (например, для монтажных проводов).
Кроме того, медь используют для изготовления фольгированного гетинакса и применяют в микроэлектронике в виде
осаждённых на подложки плёнок, играющих роль проводящих соединений между функциональными элементами схемы.
Алюминий. Вторым по значению после меди проводниковым материалом является алюминий. Удельное
сопротивление алюминия в 1,6 раза больше удельного сопротивления меди, но алюминий в 3,5 раза легче
меди.
Недостатком алюминия является его низкая механическая прочность (в 3 раза меньше прочности меди).
Марки алюминия. Для электротехнических целей используют алюминий технической чистоты АЕ, содержащий не более
0,5% примесей. Изготовленная из алюминия АЕ и отожжённая при температуре 350 ± 20°С проволока обладает удельным
сопротивлением при 20°С не более 2,8⋅10
–8
Ом⋅м. Алюминий высокой чистоты А97 (не более 0,03% примесей) применяют для
изготовления алюминиевой фольги, электродов и корпусов электролитических конденсаторов. У алюминия особой чистоты
А999 примеси не превышают 0,001%. Чистоту его контролируют по значению остаточного удельного сопротивления при
температуре жидкого гелия, которое не должно превышать 4⋅10
–12
Ом⋅м.
Разные примеси в различной степени снижают удельную проводимость алюминия. Примеси, не образующие твёрдых
растворов с алюминием, мало влияют на электрическую проводимость, а примеси, образующие твёрдый раствор, заметно
снижают её. Закалка увеличивает сопротивление алюминия в присутствии тех примесей, которые увеличивают свою
растворимость при нагревании.
При температуре жидкого азота алюминий по значению удельного сопротивления почти сравнивается с медью, а при
ещё более низких температурах становится даже лучше её. Поэтому перспективно использование алюминия в качестве
криопроводника.
Поверхность алюминия. Алюминий активно окисляется и покрывается тонкой плёнкой оксида с большим
электрическим сопротивлением. Эта плёнка предохраняет алюминий от коррозии, но создаёт большое переходное
сопротивление в местах контакта алюминиевых проводов, что делает невозможным пайку алюминия обычными методами.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- …
- следующая ›
- последняя »
