Алюминий электропроводность: Состав и свойства алюминия: температура плавления, электропроводность, структура

Алюминий в электротехнике – aluminium-guide.com

Алюминий для электротехнической промышленности

Так сложилось много лет назад, что большинство инженеров, конструкторов и проектировщиков в электротехнической промышленности считают медь и сталь практически единственными материалами, с которыми можно работать. Это связывают, в частности, с тем, что в конце 19-го века, когда зарождалась электрическая промышленность, доступного алюминия практически еще не было.

В настоящее время ситуация совершено другая: алюминия в мире производят где-то в два раза больше чем меди и объемы производства алюминия уступают только объемам производства стали.

В последние годы цены на сталь и медь растут значительно быстрее, чем цены на алюминий. В результате некоторые потребители, которые традиционно применяли медь, переходят на алюминий. Однако сравнение физических и экономических характеристик этих металлов «кричит» о том, что замен стали и меди на алюминий должно быть намного больше. Поэтому не удивительно, что применение алюминия в электротехнической отрасли неуклонно возрастает.

Свойства материала как электрического проводника

Для инженера-электрика наиболее важными свойствами и характеристиками материалов являются:

• плотность,
• электрическая проводимость,
• прочность,
• термическое расширение и
• коррозионная стойкость.

Сравнение алюминия, стали и меди

Плотность (г/см³):
Алюминий 1350: 2,70
Сталь: 7,86
Медь (отожженная): 8,93

Объемная проводимость (% IACS):
Алюминий 1350: 61
Сталь: 8
Медь (отожженная): 100

Удельная проводимость (на единицу массы):
Алюминий 1350: 100 %
Сталь: 4 %
Медь (отожженная): 50 %

Предел прочности (МПа):
Алюминий 1350: 125
Сталь: 300
Медь (отожженная): 235

Предел текучести (МПа):
Алюминий 1350: 110
Сталь: 170
Медь (отожженная): 104

Линейное термическое расширение (10^-6 м/м·°С):
Алюминий 1350: 22
Сталь: 13
Медь (отожженная): 17

Электрические свойства

Отожженная медь имеет проводимость 100 % IACS. Сокращение IACS – обозначает «Международный стандарт по отожженной меди» – сравнительная единица измерения электрической проводимости. Алюминий 1350-Н116 (АД0Е по ГОСТ 4784-97) имеет проводимость 61 % IACS, то есть эквивалентная меди проводимость будет достигаться при большем поперечном сечении алюминия. Однако поскольку алюминий намного легче меди этот увеличенный алюминиевый проводник будет весить в два раза меньше чем медный (8,93/2,70×0,61=2,02). В результате один килограмм алюминия будет обеспечивать ту же проводимость что и два килограмма меди. Поэтому, когда нет жестких ограничений по размерам проводника, для токопроводящих шин, кабелей и проводов вместо меди все чаще применяют алюминий.

Прочность

При одинаковых сечениях и медь, и сталь, конечно, прочнее алюминия. Однако прочность алюминия можно увеличить легированием и термомеханической обработкой, а также увеличить его толщину. Кроме того, поскольку технология прессования алюминия позволяет получать в отличие, например, от стали, поперечные сечения очень сложной формы. Поэтому алюминиевый элемент может быть сконструирован таким образом, чтобы конструкционно быть более эффективным, чем стальные элементы.

Сопротивление коррозии

В отличие от стали поверхность алюминия не нужно красить или покрывать, например, цинком, а потом следить, чтобы она не заржавела. Естественный слой оксида алюминия изолирует металл от дальнейшего контакта с воздухом и предотвращает дальнейшее окисление. При малейшем повреждении этого слоя он мгновенно сам восстанавливается.

Заблуждения и мифы

Алюминиевые проводники являются достаточно надежными. Все провода линий электропередач – алюминиевые. Они имеют многолетнюю репутацию надежной службы.

Однако еще в 60-70-е годы прошлого века сложилось мнение о проблемах с алюминиевой проводкой в жилых домах и квартирах, в частности, возможном перегреве их соединений. Тщательные исследования этого вопроса, например, в Канаде, показали, что алюминиевые провода не являются в этом смысле какими-то особенными: при неправильном обращении перегреваться могут любые провода.

Более того, в сотнях тысяч домов и квартир по всему миру алюминиевые провода продолжают работать. Другое дело, в 60-70-е годы никто не предполагал, что дома и квартиры будут так «напичканы» электрическим приборами: сечения алюминиевых проводов можно было заложить и потолще.

Алюминиевые профили в электротехнике

Уличные и шоссейные осветительные столбы

Алюминиевые прессованные столбы имеют преимущества перед, например, стальными столбами, за счет их меньшего веса, меньшего соотношения прочность-вес, хорошего внешнего вида, долговременной коррозионной стойкости, низкой стоимости обслуживания, а также большей безопасности, особенно при применении специальных безопасных оснований. Когда на такой столб наезжает на большой скорости автомобиль, это основание разрушается и позволяет столбу двигаться вместе с автомобилем. Это снижает мощность удара по автомобилю и степень повреждений водителя и пассажиров. Это основание так «хитро» спроектировано, что оно разрушается от удара об столб, но выдерживает воздействующие на столб ветровые нагрузки.

Токопроводящие шины

Для всех типов шин применяют прессованный алюминий там, где это позволяет место для их размещения, так как они, в первую очередь, намного дешевле, а также их намного легче гнуть (рисунок 1).
Рисунок 1

Кабельные наконечники и гильзы

Кабельные наконечники и гильзы из прессованных алюминиевых труб имеют преимущества над аналогами из стали или пластика по прочности, проводимости, стоимости, коррозионной стойкости и легкости механической обработки (рисунок 2).
Рисунок 2

Каналы для прокладки кабелей

Каналы для прокладки кабелей все чаще применяют из прессованного алюминия, а не из стали или пластика, так как они обеспечивают достаточную прочность, имеют малый вес, обладают высокой коррозионной стойкостью, являются немагнитными и огнестойкими (рисунок 3).

Рисунок 3

Шкафы электрических подстанций

Алюминиевые профили предпочтительнее, например, оцинкованной стали, за счет минимального технического обслуживания, прочности, коррозионной стойкости, малого веса (особенно при монтаже в полевых условиях и на высоте). Алюминиевые профили и листы легко подрезать и сверлить прямо «по месту», а главное, их не надо красить для защиты от коррозии.

Распределительные траверсы электрических столбов

Распределительные траверсы электрических столбов (те, которые горизонтальные) из прессованного алюминия обеспечивают необходимую прочность, но при этом мало весят и не требуют никакого технического обслуживания.

Радиаторы-гребенки

Прессованные алюминиевые пластинчатые радиаторы для рассеивания тепла («гребенки») весьма эффективны за счет высокой теплопроводности, малого веса, низкой стоимости. Главное преимущество алюминия – способность прессоваться во много очень тонких ребер (рисунок 4).

Рисунок 4

Коаксильный кабель

Наружный проводник коаксильного телевизионного кабеля чаще всего выполняют не из медной трубы, а из более дешевой алюминиевой. Технология изготовления такого кабеля представлена на рисунке 5.

Рисунок 5

 

Источник: P. Pollak, ET 2008.

Свойства алюминия – aluminium-guide.com

Физические свойства алюминия

Основные физические свойства алюминия и алюминиевых сплавов, которые являются полезными для применения:

Эти свойства алюминия представлены ниже в таблицах [1]. Они могут рассматриваться только как основание для сравнения сплавов и их состояний и не должны применяться для инженерных расчетов. Они не являются гарантированными величинами, поскольку в большинстве случаев являются осредненными значениями для изделий с различными размерами, формами и методами изготовления. Поэтому они не могут быть в точности репрезентативными для изделий любых размеров и форм.

Номинальные величины плотности популярных алюминиевых сплавов представлены для отожженного состояния (О). Различия в плотности связаны с тем, что сплавы имеют различные легирующие элементы и в разных количествах: кремний и магний легче алюминия (2,33 и 1,74 г/см³), а железо, марганец, медь и цинк – тяжелее (7,87; 7,40; 8,96 и 7,13 г/см³).

О влиянии физических свойств алюминия и, в частности, его плотности, на конструкционные характеристики алюминиевых сплавов см. здесь.

Алюминий как химический элемент

• Алюминий является третьим по распространенности – после кислорода и кремния – среди около 90 химических элементов, который обнаружены в земной коре.
• Среди элементов-металлов – он первый.
• Этот металл обладает многими полезными свойствами, физическими, механическими, технологическими – благодаря которым он широко применяется во всех сферах человеческой деятельности.
• Алюминий – это ковкий металл, который имеет серебристо-белый цвет и легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой.
• Его плотность – удельный вес – составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр.
• Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов Цельсия.
• Алюминий имеет относительно высокие коэффициенты теплопроводности и электропроводности.
• В присутствии кислорода всегда покрыт тонкой, невидимой пленкой оксида. Эта пленка является в значительной степени непроницаемой и имеет довольно высокие защитные свойства. Поэтому алюминий обычно демонстрирует стабильность и длительный срок службы при нормальных атмосферных условиях.

Комбинация свойств алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы обладают уникальными комбинациями физических и других свойств. Это сделало алюминий одним из наиболее разносторонних, экономически выгодных и привлекательных конструкционных и потребительских материалов. Алюминий находит применение в очень широком диапазоне – от мягкой, очень пластичной упаковочной фольги до самых ответственных космических проектов. Алюминий по праву является вторым после стали среди многочисленных конструкционных материалов.

Низкая плотность

Алюминий – это один из самых легких промышленных конструкционных. Плотность алюминия приблизительно в три раза ниже, чем у стали или меди. Это физическое свойство обеспечивает ему высокую удельную прочность – прочность на единицу массы.

Рисунок 1.1 – Объем единицы веса алюминия в сравнении с другими металлами [3]

 

Рисунок 1.2 – Влияние легирующих элементов на
прочностные свойства, твердость,
хрупкость и пластичность [3]

Рисунок 1 – Прочность на единицу плотности алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Рисунок 2 – Кривые растяжения алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Поэтому алюминиевые сплавы широко применяют в транспортном машиностроении для увеличения грузоподъемности транспортных средств и экономии топлива.

• Паромные катамараны,
• нефтяные танкеры и
• самолеты –

вот лучшие примеры применения алюминия в транспорте.

Рисунок 3 – Плотность алюминия в зависимости от его чистоты и температуры [2]

Коррозионная стойкость

Алюминий имеет высокую коррозионную стойкость благодаря тонкому слою оксида алюминия на его поверхности. Эта оксидная пленка мгновенно образуется, как только свежая поверхность алюминия входит в контакт с воздухом (рисунок 4). Во многих случаях это свойство позволяет применение алюминия без какой-либо специальной обработки поверхности. Если требуется дополнительное защитное или декоративное покрытие, то применяют анодирование или окраску его поверхности.

Рисунок 4
а – естественное оксидное покрытие на сверхчистом алюминии;
б – коррозия алюминия чистотой 99,5 % с естественным оксидным покрытием
в коорозионно агрессивной среде [2]

Рисунок 5.1 – Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость и усталостную прочность [3]

Рисунок 5.2 – Точечная коррозия (питтинговая коррозия) алюминиевых листов
из сплава 3103 в различных коррозионных условиях [3]

Прочность

Прочностные свойства чистого алюминия являются довольно низкими (рисунок 6). Однако эти механические свойства могут возрастать очень сильно, если в алюминий добавляют легирующие элементы и, кроме того, его подвергают термическому (рисунок 6) или деформационному (рисунок 7) упрочнению.

Типичными легирующими элементами являются:

• марганец,
• кремний,
• медь,
• магний
• и цинк.

Рисунок 6 – Влияние чистоты алюминия на его прочность и твердость [2]

Рисунок 7 – Прочностные свойства высокочистых деформируемых
алюминиево-медных сплавов в различных состояниях [2]
(О – отожженный, W – сразу после закалки, Т4 – естественно состаренный, Т6 – искусственно состаренный)

Рисунок 8 – Механические свойства алюминия 99,50 %
в зависимости от степени полученной холодной деформации [2]

Рисунок 2 – Влияние легирующих элементов на плотность и модуль Юнга [3]

Прочность при низких температурах

Известно, что сталь становится хрупкой при низких температурах. Алюминий же, напротив, при низких температурах повышает свою прочность и сохраняет высокую вязкость. Именно это физическое свойство дало возможность его применения в космических аппаратах, которые работают в условиях космического холода.

Рисунок 9 – Изменение механические свойства алюминиевого сплава 6061
с понижением температуры

Теплопроводность

Алюминий проводит тепло в три раза быстрее, чем сталь. Это физическое свойство является очень важным в теплообменных аппаратах для нагрева или охлаждения рабочей среды. Отсюда – широкое применение алюминия и его сплавов в кухонной посуде, кондиционерах воздуха, примышленных и автомобильных теплообменниках.

Рисунок 10 – Теплопроводность алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Отражательная способность

Алюминий является отличным отражателем лучистой энергии во всем интервале длин волн. Это физическое свойство позволяет применять его в приборах, которые работают от ультрафиолетового спектра через видимый спектр до инфракрасного спектра и тепловых волн, а также таких электромагнитных волн, как радиоволны и радарные волны [1].

Алюминий имеет способность отражать более 80 % световых волн, что обеспечивает ему широкое применение в осветительных приборах (рисунок 11). Благодаря этому физическому свойству он находит применение в теплоизоляционных материалах. Например, алюминиевая кровля отражает большую долю солнечного излучения, что обеспечивает в помещениях прохладную атмосферу летом и, в то же время, сохраняет тепло помещения зимой.

Рисунок 11 – Отражательные свойства алюминия [2]

Рисунок 12 – Отражательные свойства и эмиссивность алюминия с различной обработкой поверхности [3]

Рисунок 13 – Сравнение отражательных свойств различных металлов [3]

Электрические свойства

• Алюминий является одним из двух доступных металлов, которые имеют достаточно высокую электрическую проводимость, чтобы применять их в качестве электрических проводников.
• Электрическая проводимость «электрической» марки алюминия 1350 составляет около 62 % от международного стандарта IACS – электрической проводимости отожженной меди.
• Однако удельный вес алюминия составляет только треть от удельного веса меди. Это означает, что он проводит в два раза больше электричества, чем медь того же веса. Это физическое свойство обеспечивает алюминию широкое применение в высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП), трансформаторах, электрических шинах и цоколях электрических лампочек.

Рисунок 14 – Электрические свойства алюминия [3]

Магнитные свойства

Алюминий обладает свойством не намагничиваться в электромагнитных полях. Это делает его полезным при защите оборудования от воздействия электромагнитных полей. Другим применением этого свойства является компьютерные диски и параболические антенны.

Рисунок 15 – Намагничиваемость алюминиевого сплава AlCu [3]

Токсические свойства

Это свойство алюминия – отсутствие токсичности – было обнаружено еще в начале его промышленного освоения. Именно это свойство алюминия дало возможность его применения для изготовления кухонной посуды и приборов без какого-либо вредного воздействия для тела человека. Алюминий со своей гладкой поверхностью легко поддается чистке, что важно для обеспечения высокой гигиены при приготовлении пищи. Алюминиевая фольга и контейнеры широко и безопасно применяются при упаковке с прямым контактом с продуктами.

Звукоизоляционные свойства

Это свойство алюминия дает ему применение при выполнении звукоизоляции потолков.

Способность поглощать энергию удара

Алюминий имеет модуль упругости в три раза меньший, чем у стали. Это физическое свойство дает большое преимущество для изготовления автомобильных бамперов и других средств безопасности автомобилей.

Рисунок 16 – Автомобильные алюминиевые профили
для поглощения энергии удара при аварии

Пожаробезопасные свойства

Алюминиевые детали не образует искр при ударе друг о друга, а также другие цветные металлы. Это физическое свойство находит применение при повышенных мерах пожарной безопасности конструкций, например, на морских нефтяных вышках.

Вместе с тем, с повышением температуры выше 100 градусов Цельсия прочность алюминиевых сплавов значительно снижается (рисунок 17).

Рисунок 17 – Прочность при растяжении алюминиевого сплава 2014-Т6
при различных температурах испытания [3]

Технологические свойства

Легкость, с которой алюминий может быть переработан в любую форму – технологичность, является одним из наиболее важных его достоинств. Очень часто он может успешно конкурировать с более дешевыми материалами, которые намного труднее обрабатывать:

• Этот металл может быть отлит любым методом, который известен металлургам-литейщикам.
• Он может прокатан до любой толщины вплоть до фольги, которая тоньше листа бумаги.
• Алюминиевые листы можно штамповать, вытягивать, высаживать и формовать всем известными методами обработки металлов давлением.
• Алюминий можно ковать всеми методами ковки
• Алюминиевая проволока, которую волочат из круглого прутка, может затем сплетаться в электрические кабели любого размера и типа.
• Почти не существует ограничений формы профилей, в которые получают из этого металла методом экструзии (прессования).

Рисунок 18.1 – Литье алюминия в песчаную форму

Рисунок 18.2 – Непрерывная разливка-прокатка алюминиевой полосы [5]

Рисунок 18.3 – Операция высадки при изготовлении алюминиевых банок [4]

Рисунок 18.4 – Операция ковки алюминия

Рисунок 18.5 – Холодное волочение алюминия

Рисунок 18.6 – Прессование (экструзия) алюминия

Источники:

1. Aluminium and Aluminium Alloys. – ASM International, 1993.
2. A. Sverdlin Properties of Pure Aluminum // Handbook of Aluminum, Vol. 1 /ed. G.E. Totten, D.S. MacKenzie, 2003
3. TALAT 1501
4. TALAT 3710

 

 

 

Свойства алюминия

Характерными свойствами чистого алюминия являются его малый удельный вес, низкая температура плавления, высокая тепловая и электрическая проводимость, высокая пластичность, очень большая скрытая теплота плавления и прочная, хотя и очень тонкая пленка окиси, покрывающая поверхности металла и защищающая его от проникновения кислорода внутрь.
Малая плотность делает алюминий основой легких конструкционных материалов; большая пластичность позволяет применять к алюминию все виды обработки давлением и получать из него листы, прутки, проволоку, трубы, тончайшую фольгу, штампованные детали с глубокой вытяжкой и др. Хорошая электрическая проводимость обеспечивает широкое применение алюминия в электротехнике. Так как плотность алюминия в 3,3 раза ниже, чем у меди, а удельное сопротивление лишь в 1,7 раза выше, чем у меди, то алюминий, на единицу массы имеет вдвое более высокую проводимость, чем медь. Прочная пленка окиси быстро покрывает свежий разрез металла уже при комнатной температуре, обеспечивая алюминию высокую устойчивость против коррозии в атмосферных условиях.
Сернистый газ, сероводород, аммиак и другие газы, находящиеся в воздухе промышленных районов, не оказывают заметного влияния на скорость коррозии алюминия. Действие пара на алюминий также не-значительно. Алюминий, не содержащий меди, достаточно стоек (в отсутствие электрического тока) в естественной морской воде. В концентрированных азотной и серной кислотах алюминий также практически устойчив. В разбавленных кислотах и растворах едких щелочей алюминий быстро разрушается. Однако в растворах аммиака он достаточно стоек. В контакте с большинством металлов и сплавов, являющихся благородными по электрохимическому ряду потенциалов, алюминий служит анодом и, следовательно, коррозия его в электролитах будет прогрессировать. Чтобы избежать образования гальванопар во влажной атмосфере, место соединения алюминия, с другими металлами герметизируется лакировкой или другим путем.
Длительные испытания проводов из алюминия показали, что они в отношении устойчивости против коррозии не уступают медным.
В табл. 8-16 приведены классификация и химический состав алюминия.
Влияние примесей на электрическую проводимость алюминия различно. Примеси, образующие с алюминием твердые растворы, сильно снижают электропроводность; примеси, не входящие в твердые растворы, почти не оказывают влияния на снижение проводимости. На рис. 8-4 показано изменение проводимости алюминия в зависимости от содержания примесей.
Физические свойства алюминия марок А5; А6 и АЕ, предназначенного для изготовления шин и проводов, приведены ниже:
Плотность при 20 °С, кг/м3 …………………….9700
Удельное электрическое сопротивление при 20 °С (не более), мкОм м:
проволока твердая и полутвердая …………. 0,0283
мягкая ……………………………………………….0,0280
шины …………………………………………………0,0290
Температурный коэффициент сопротивления в интервале 0-150 °С, …… 0,004
Температурный коэффициент линейного расширения (20-100 °С), ……….
Теплопроводность, Вт/(м °С)……………………………………………………………….2,05
Температура плавления, °С …………………………………………………………………..660-647
Теплота плавления, Дж/кг ………………………………………………………………..
Температура отжига, °С ………………………………………………………………………350-400
Средняя теплоемкость (0-100 °С), Дж/(кг °С)……………………………………………. 240
В табл. 8-17 приведена ориентировочная зависимость механических свойств алюминия от температуры.

Алюминий, что такое, основные свойства, где применяется – Алюминиевая Ассоциация

Алюминий чрезвычайно распространен в природе: по этому параметру он занимает четвертое место среди всех элементов и первое — среди металлов (8,8% от массы земной коры), но не встречается в чистом виде. Его в основном добывают из бокситов, хотя известно несколько сот минералов алюминия (алюмосиликаты, алуниты и т. п.), абсолютное большинство которых не подходит для получения металла.

Алюминий обладает замечательными свойствами, которые объясняют широчайший спектр его применения. По объемам использования в самых разных отраслях промышленности он уступает только железу. Ковкий и пластичный, алюминий легко принимает любые формы. Оксидная пленка делает его устойчивым к коррозии, а значит, срок службы изделий из алюминия может быть очень долгим. Кроме того, к списку достоинств необходимо добавить высокую электропроводимость, нетоксичность и легкость в переработке.

Всем этим объясняется огромное значение легкого металла в мировой экономике. Без него аэрокосмическая индустрия никогда не получила бы развития. Алюминий необходим для производства автомобилей, вагонов скоростных поездов, морских судов. Самые разные виды продуктов из алюминия используются в современном строительстве. Алюминий является основным материалом для высоковольтных линий электропередачи. Примерно половина посуды для приготовления пищи, продаваемой каждый год во всем мире, сделана именно из этого металла. Невозможно представить магазин без алюминиевых банок для напитков и аптеку без лекарств, упакованных в алюминиевую фольгу.

Значение алюминия для современной экономики сложно переоценить. Потребление алюминия в промышленности тесно связано с развитием наиболее высокотехнологичных производственных отраслей (автопром, авиация, аэрокосмические проекты, электроника и пр. ).

Таким образом, потребление алюминия и алюминиевых сплавов косвенно характеризует уровень развития технологий и инновационность экономики в целом.

Энергетика – Алюминиевая Ассоциация

Впервые алюминиевые провода появились в конце XIX века в США. В 1880 году в Чикаго начальник железнодорожной станции заметил, что наружная медная проводка быстро разрушается, потому что медь разъедается паровозным дымом. Неизвестно, что именно подвигло его попробовать в качестве замены алюминий, но медный провод длиной несколько сот метров был заменен на алюминиевый, который оказался долговечнее, несмотря на то, что с каждым годом количество поездов на станции увеличивалось. 

С тех пор доля алюминия в электроэнергетике только увеличивалось. На сегодняшний день 13% всего производимого в мире алюминия используется в энергетике.

Алюминиевые провода успешно соперничают с традиционными медными: они в 3,3 раза легче, обладают высокой коррозионной стойкостью, теплопроводностью и приблизительно в 3 раза дешевле. Высокая электропроводность алюминия позволяет использовать его для изготовления голых кабелей воздушных линий электропередачи, силовых изолированных кабелей связи, установочных проводов, обмоточной проволоки.

В сегменте передачи и распределения электроэнергии безусловным лидером являются неизолированные алюминиевые провода с композитными сердечниками, имеющими низкий коэффициент температурного линейного расширения. Данный провод из термостойкого алюминиевого сплава позволяет передать большие объемы электроэнергии.

Все большее применение находит алюминий в таком сегменте электроэнергетики как производство силовых трансформаторов. Так, обмотки трансформаторов l – lV категории (распределительных подстанций) в 85% случаев изготавливаются из «крылатого металла». Алюминий и алюминиевые сплавы также широко применяются в производстве конденсаторов.

В то же время применение алюминия в электроэнергетике не ограничивается только проводами. Алюминиевые сплавы находят широкое применение в производстве энергосберегающих светодиодных источников света. Прежде всего, это подложка из монокристалла окиси алюминия (лейкосапфира) и большая часть функциональных элементов светильников.

Среди инновационных направлений – создание алюминий–ионного аккумулятора. Над этим направлением работают уже во многих странах, и ожидается, что его появление произведет технологическую революцию. В первую очередь, это обусловлено предположениями, что алюминий-ионным аккумулятор вытеснит двигатель внутреннего сгорания из автомобилестроения и приведет к значительным изменениям в потреблении и накоплении электроэнергии из возобновляемых источников.

Не стоит также забывать про автомобильную промышленность, где замена медной проводки алюминиевой в автомобилях дает экономию в 40% и позволяет снизить общий вес автомобиля в среднем на 12 кг.

Глава I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Глава I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

ОБ АЛЮМИНИИ

§ 1. Свойства алюминия и области его применения

Алюминии—химический элемент третьей группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева. Его порядковый номер 13, атомная масса 26,98. Устойчивых нзотопов алюминии не имеет.

Химические свойства

Алюминий имеет электронную конфигурацию 1s²2s²2p⁶3s²3p¹. На третьем (внешнем) энергетическом уровне атома алюминия находятся три электрона, и в химических соединениях алюминии обычно трехвалентен. Из трех валентных электронов два расположены на s-подуровне и один на p-подуровне (3s²3p¹).

Так как один p-электрон с ядром атома связан слабее, чем два спаренных s-электрона, то в определенных условиях, теряя p-электрон, атом алюминия становится одновалентным ионом, образуя соединения низшей валентности (субсоединения). Кристаллизуется алюминии в гранецентрированной кубической решетке.

Алюминий химически активен. Уже в обычных условиях он взаимодействует с кислородом воздуха, покрываясь очень тонкой и прочной пленкой оксида Al²S³.
Эта пленка защищает алюминий от дальнейшего окисления и обусловливает его довольно высокую коррозионную стойкость, а также ослабляет металлический блеск. Чем чище алюминий, тем выше его стойкость против коррозии, что объясняется более прочным сцеплением оксндной пленки с поверхностью чистого металла. Из присутствующих в алюминии примесей наиболее сильно снижают его коррозионную стойкость примеси железа.

В мелкораздробленном состоянии алюминий при нагревании на воздухе воспламеняется и сгорает с выделением большого количества тепла. С серой алюминий реагирует также при нагревании с образованием сульфида алюминия Al₂S₃; с хлором и жидким бромом реагирует при обычной температуре, а с йодом — при нагревании или в присутствии воды, служащей катализатором. В атмосфере фтора при комнатной температуре алюминий покрывается пленкой фтористого алюминия АlFз, которая препятствует дальнейшей реакции; при темно-красном калении
взаимодействие алюминия с фтором протекает очень энергично. С азотом алюминии взаимодействует при нагревании выше 800°С с образованием нитрида алюминия AlN. Взаимодействие алюминия с углеродом начинается при 650°С, но протекает энергично при температуре около 1400С° с образованием карбида алюминия А1₄С₃.

Нормальный электродный потенциал алюминия в кислой среде 1,66 В, в щелочной 3,25 В.

Будучи амфотерным, алюминий растворяется в соляной кислоте и в растворах щелочей. В серной кислоте и в разбавленной азотной алюминий растворяется медленно; в концентрированной азотной кислоте, в органических кислотах и в воде алюминий устойчив.

Физические свойства

Температура плавления алюминия технической чистоты (99,5 % А1) 658°С.
С повышением степени чистоты температура плавления алюминия возрастает и для металла высокой чистоты (99,996 % А1) составляет 660,24°С. Удельная теплота плавления алюминия—около 390 Дж/г, удельная теплоемкость при 0°С—0,88 Дж/(г.°С). При переходе алюминия из жидкого состояния в твердое объем его уменьшается на 6,6 % (99,75% А1). Кипит алюминий при 2500 °С.

Следует отметить, что удельная теплота плавления алюминия по сравнению с другими металлами очень высока; например, удельная теплота плавления меди 205 Дж/г, железа 273 Дж/г.

Плотность алюминия меньше плотности железа в 2,9 раза, меди—в 3,3 раза.
В твердом состоянии (при 20 °С) для алюминия технической чистоты (99,75 % А1) она составляет 2,703 г/см³, а для алюминия высокой чистоты (99,996 % А1) 2,6989 г/см³. В расплавленном состоянии алюминий жидкотекуч и хорошо заполняет формы при литье. Вязкость и поверхностное натяжение алюминия при 1000° С составляют соответственно 0,0013 Па.с и 0,454 Н/м.

В твердом виде алюминий легко подвергается ковке, прокатке, волочению, резанию. Из него можно вытягивать тончайшую проволоку и катать фольгу.

Пластичность алюминия возрастает по мере повышения, его чистоты. Временное сопротивление литого алюминия технической чистоты составляет 88—118 Па, прокатанного 176—275 Па. Относительное удлинение соответственно равно 18—25 и 3—5 %, а твердость по Бринеллю НВ 235—314 и 440—590.

Алюминий имеет высокую теплопроводность и электропроводность. В зависимости от чистоты теплопроводность алюминия составляет 238 Вт/(м-°С) (99,7% А1) и 247 Вт/(м.°С) (99,99% А1). Электропроводность алюминия также зависит от его чистоты. Для алюминия технической чистоты (99,5 % А1) она составляет 62,5 % от электропроводности меди, а для алюминия высокой чистоты (99,997% А1) 65,45 %. Различные примеси влияют на электропроводность алюминия в неодинаковой степени. Наиболее сильно электропроводность снижают
примеси хрома, ванадия и марганца. В меньшей степени, чем примеси, на электропроводность алюминия влияет степень его деформации и режим термической обработки. Отрицательное влияние деформации на электропроводность устраняется отжигом. Удельное электросопротивление отожженной проволоки из алюминия технической чистоты (99,7% А1) составляет (0,0279-0,0282) Ю-⁶ Ом.м.

Следует также отметить, что алюминий обладает высокой способностью отражать световые и тепловые лучи, которая близка к отражающей способности серебра и увеличивается с повышением чистоты металла.

Области применения

Алюминий обладает целым рядом свойств, которые выгодно отличают его от других металлов. Это — небольшая плотность алюминия, хорошая пластичность и достаточная механическая прочность, высокие тепло- и электропроводность. Алюминий нетоксичен, немагнитен и коррозионностоек к ряду химических веществ. Благодаря всем этим свойствам, а также относительно невысокой стоимости по сравнению с другими цветными металлами он нашел исключительно широкое применение в самых различных отраслях современной техники.

Значительная часть алюминия используется в виде сплавов с кремнием медью, магнием, цинком, марганцем и другими металлами. Промышленные алюминиевые сплавы обычно содержат не менее двух-трех легирующих элементов, которые вводятся в алюминий главным образом для повышения механической прочности.

Наиболее ценные свойства всех алюминиевых сплавов—малая плотность (2,65—2,8), высокая удельная прочность (отношение временного сопротивления к плотности) и удовлетворительная стойкость против атмосферной коррозии.

Алюминиевые сплавы подразделяют на деформируемые и литейные. Деформируемые сплавы подвергают горячей и холодной обработке давлением, поэтому они должны обладать высокой пластичностью. Из деформируемых сплавов широкое применение нашли дуралюмины — сплавы алюминия с медью, магнием и марганцем. Имея небольшую плотность, дуралюмины по механическим свойствам близки к мягким сортам стали. Из деформируемых алюминиевых сплавов, а также из чистого алюминия в результате обработки давлением (прокатка,
штамповка) получают листы, полосы, фольгу, проволоку, стержни различного профиля, трубы. Расход алюминия на изготовление этих полуфабрикатов составляет около 70 % его мирового производства. Остальной алюминий применяется для изготовления литейных сплавов, порошков, раскислителей, а также для других целей.

Из литейных сплавов получают фасонные отливки различной конфигурации.
Широко известны литейные сплавы на основе алюминия—силумины, в которых основной легирующей добавкой служит кремний (до 13%).

В настоящее время алюминий и его сплавы используют практически во всех областях современной техники. Важнейшие потребители алюминия и его сплавов—авиационная и автомобильная отрасли промышленности, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая промышленность и приборостроение, промышленное и гражданское строительство, химическая промышленность, производство предметов народного потребления.

Использование алюминия и его сплавов во всех видах транспорта и в первую очередь — воздушного позволило решить задачу уменьшения собственной (“мертвой”) массы транспортных средств и резко увеличить эффективность их применения. Из алюминия и его сплавов изготовляют авиаконструкции, моторы, блоки, головки цилиндров, картеры, коробки передач, насосы и другие детали.
Алюминием и его сплавами отделывают железнодорожные вагоны, изготовляют корпуса и дымовые трубы судов, спасательные лодки, радарные мачты, трапы.

Широко применяют алюминий и его сплавы в электротехнической промышленности для изготовления кабелей, шинопроводов, конденсаторов, выпрямителей переменного тока. В приборостроении алюминий и его сплавы используют в производстве кино- и фотоаппаратуры, радиотелефонной аппаратуры, различных контрольно-измерительных приборов.

Благодаря высокой коррозионной стойкости и нетоксичности алюминий широко применяют при изготовлении аппаратуры для производства и хранения крепкой азотной кислоты, пероксида водорода, органических веществ и пищевых продуктов. Алюминиевая фольга, будучи прочнее и дешевле оловянной, полностью вытеснила ее как упаковочный материал для пищевых продуктов. Все более широко используется алюминий при изготовлении тары для консервирования и храпения продуктов сельского хозяйства, для строительства зернохранилищ и других быстровозводимых сооружений. Являясь одним из важнейших стратегических металлов, алюминий, как и его сплавы, широко используется в строительстве самолетов, танков, артиллерийских установок, ракет, зажигательных веществ, а также для других целей в военной технике.

Алюминий высокой чистоты находит широкое применение в новых областях техники — ядерной энергетике, полупроводниковой электронике, радиолокации, а также для защиты металлических поверхностей от действия различных химических веществ и атмосферной коррозии. Высокая отражающая способность такого алюминия используется для изготовления из пего отражающих поверхностей нагревательных и осветительных рефлекторов и зеркал.

В металлургической промышленности алюминий используют в качестве восстановителя при получении ряда металлов (например, хрома, кальция, марганца) алюмотермическими способами, для раскисления стали, сварки стальных деталей.
Широко применяют алюминий и его сплавы в промышленном и гражданском строительстве для изготовления каркасов зданий, ферм, оконных рам, лестниц и др. В Канаде, например, расход алюминия для этих целей составляет около 30 % от общего потребления, в США— более 20 %.

По масштабам производства и значению в народном хозяйстве алюминий прочно занял первое место среди других цветных металлов.

§ 2. История развития алюминиевой промышленности

Алюминий сравнительно недавно стал промышленным металлом. Впервые металлический алюминий получил датский физик Г. Эрстед в 1825 г.. восстановив хлористый алюминий амальгамой калия. В дальнейшем способ Эрстеда был улучшен:, амальгаму калия заменили металлическим калием, а затем—более дешевым натрием; нестойкий и гигроскопичный хлористый алюминий заменили двойным хлоридом алюминия и натрия (AlCl₃-NaCI).

В 1865 г. русский ученый Н. Н. Бекетов предложил получать алюминий вытесненном его из фтористых соединении магнием. Этот способ нашел применение .о ряде стран Западной Европы. Производство алюминия “химическими” методами осуществлялось примерно в течение 35 лет (с 1854 до 1890 г.). За это время было получено около 200 т алюминия. В конце 80-х годов прошлого столетия химические способы производства алюминия были вытеснены электролитическим.

Основоположниками электролитического способа производства алюминия являются Поль Эру во Франции и Чарльз Холл в США, которые в 1866 г. независимо друг от друга заявили аналогичные патенты на способ получения алюминия электролизом глинозема (А1₂0₃), растворенного в расплавленном криолите (Na₂AIF₆). С открытием электролитического способа началось быстрое развитие алюминиевой промышленности. Если в 1900 г. выпуск алюминия во всем мире составил 5,7 тыс. т, но уже к 1930 г. он приблизился к 270 тыс. т, в 1950 г. составил (без стран социализма) около 1,3 млн. т, а в 1980 г.—более 12 млн. т.
В капиталистическом мире основными производителями алюминия являются США, Япония, Канада, ФРГ, Норвегия.

В дореволюционной России не было собственной алюминиевой промышленности. Однако в конце прошлого и начале настоящего столетия русские ученые (Н. Н. Бекетов, П. П. Федотьев, Н. А. Пушин, Д. А. Пеняков, Е. И. Жуковский и другие) выполнили ряд исследований, сыгравших большую роль в развитии мировой алюминиевой промышленности. Под руководством П. П. Федотьева были проведены глубокие исследования теоретических основ электролитического способа получения алюминия, в частности были исследованы двойные системы фторид алюминия—фторид натрия, криолит—глинозем, явления растворимости алюминия в электролите, анодный эффект, а также ряд других процессов, связанных с электролизом криолито-глиноземных расплавов. Результаты этих исследований получили мировую известность.

В 1882—1892 гг. химик К. П. Байер разработал в России щелочной способ получения глинозема, который до настоящего времени является основным в мировой алюминиевой промышленности. В 1895 г. Д. А. Пеняков предложил способ получения глинозема из бокситов спеканием с сульфатом натрия в присутствии угля, а А. Н. Кузнецов и Е. И. Жуковский в 1915 г.—способ получения глинозема из низкосортных руд путем восстановительной плавки их на шлаки алюминатов щелочноземельных металлов. Н. А. Пушин с сотрудниками в 1914 г.
впервые в нашей стране получил алюминий “русского происхождения”, т. е. Из отечественных сырья и материалов.

Условия для создания в нашей стране алюминиевой промышленности, являющейся крупным потребителем электроэнергии, появились только после Великой Октябрьской социалистической революции. Решающую роль в этом сыграл разработанный в 1920 г. по инициативе и под руководством В. И. Ленина план ГОЭЛРО, положивший начало созданию прочной энергетической базы в нашей стране. Построенная в соответствии с этим планом в 1926 г. первая крупная гидроэлектростанция на р. Волхов явилась энергетической базой первого в СССР
Волховского алюминиевого завода. В декабре 1927 г. XV съезд ВКП(б) принял решение о создании в нашей стране алюминиевой промышленности, а в августе 1929 г. Совет Труда и Обороны принял решение о строительстве в СССР Волховского и Днепровского алюминиевых заводов. В 1929 г. на Ленинградском опытном заводе “Красный Выборжец” под руководством П. П. Федотьева были
проведены длительные производственные испытания по получению алюминия электролитическим путем из отечественных материалов.

В 1930 г. в Ленинграде был пущен опытный завод, который сыграл большую роль в развитии советской алюминиевой промышленности. На этом заводе испытывалось оборудование, осваивался технологический режим, готовились рабочие и инженерно-технические кадры для первых советских алюминиевых заводов. Одновременно были проведены исследования по производству электродных изделий, необходимых для получения алюминия. Результаты этих исследований легли в основу проектирования первых электродных заводов—Московского и Днепровского. Разработанный в Институте прикладной минералогии способ получения криолита был положен в основу проектирования производства криолита
на Полевском криолитовом заводе.

В 1931 г. были созданы Научно-исследовательский институт алюминиевой промышленности (НИИСалюминпй) и проектный институт—гипроалгомпний.
Позднее НИИСалюминий и Гипроалюминий были объединены в единый Всесоюзный алюминиево-магниевын институт (ВАМИ).

14 мая 1932 г. вступил в эксплуатацию Волховский алюминиевый завод, а в 1933 г. на базе Днепровской ГЭС—Днепровский алюминиевый завод. Очень много внимания становлению советской алюминиевой промышленности уделял С. М. Киров, который возглавлял Ленинградскую партийную организацию. Первым алюминиевым заводам нашей страны—Волховскому и Днепровскому—в дальнейшем было присвоено его имя.

В период с 1926 по 1936 г. в Государственном институте прикладной химии (ГИПХ) под руководством А. А. Яковкина был разработан способ получения глинозема из тихвинских бокситов спеканием их с содой и известняком. В результате впервые была разрешена проблема переработки высококремнистых бокситов. В 1938 г. вошел в эксплуатацию Тихвинский глиноземный завод, а в 1939 г. на базе высококачественных североуральских бокситов—Уральский алюминиевый завод.

В начале Великой Отечественной войны Волховский и Днепровский алюминиевые заводы и Тихвинский глиноземный были выведены из строя. Оборудование этих заводов вывезли на Урал и в Сибирь. В годы Великой Отечественной войны был значительно расширен Уральский алюминиевый завод к введены в эксплуатацию Новокузнецкий (1943 г.) и Богословский (1945 г.) алюминиевые заводы.

В послевоенные годы были восстановлены Волховский и Днепровский алюминиевые заводы и Тихвинский глиноземный завод, а также вошли в эксплуатацию новые алюминиевые заводы: Канакерский (1950 г.), Кандалакшский (1951 г.), Надвоицкий (1954 г.), Сумгаитский (1955 г.). Ряд крупных алюминиевых заводов был пущен на базе дешевой электроэнергии гидроэлектростанций, построенных на Волге и реках Сибири: Волгоградский (1959 г.). Иркутский (1962 г.). Красноярский (1964 г.), Братский (1966 г.) и Таджикский (1975 г.).
Одновременно вводились новые предприятия по производству глинозема — Никалевский (1959 г.) и Ачинский (1970 г.) глиноземные комбинаты. Павлодарский (1964 г.) и Кировабадскии (1966 г.) алюминиевые заводы, Николаевский глиноземный завод (1980 г.).

Алюминиевая промышленность, созданная в нашей стране, занимает одно из ведущих мест в мире. При создании ее советскими учеными и специалистами впервые в мировой практике был решен ряд важных научно-технических проблем: комплексная переработка нефелиновых руд и концентратов с получением глинозема, соды, поташа и цемента, комплексная переработка алунитовых руд с получением глинозема, сульфата калия и серной кислоты, а также многие другие.

 

цветной прокат

 

АЛЮМИНИЙ

 

Применения алюминия и его сплавов занимают второе место после железа и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др.  Сплавы алюминия находят широкое применение в быту, в строительстве и архитектуре, в автомобилестроении, в судостроении, авиационной и космической технике.

Внешний вид:	Металл серебристо-белого цвета.
Плотность:	2,7 г/см³
Температура плавления:	660 °C
Электропроводность:	37·106 См/м или 65% от меди
Теплопроводность:	203,5 Вт/(м·К)
Сплавы	Al – технически чистый алюминий (серия 1ххх) или сплавы А5-А7, АД0, АД1 и другие
	Al-Cu (+Mg,+Mn,+Si,+Fe)  – алюминиево-медные сплавы (серия 2ххх) или сплавы Д1, Д16, Д19, АК, АК4, АК7 и другие
	Al+Mn – алюминиево-марганцевы сплавы (система 3ххх) или сплавы АМц и другие
	Al+Mg – алюминиево-магниевые сплавы (система 5ххх) или сплавы АМг2, АМг3, АМг5, АМг6, 1561 и другие
	Al+Mg+Si (+Mn, Cu) – авиали (серия 6ххх) или сплавы АД31, АД35 и другие
	Al-Zn-Mg (+Cu) – серия 7ххх или сплавы 1915, 1925, 1960, 1965, 1980, В95 и другие
	Al+Fe+Si – серия 8ххх или сплавы АЖ

Алюминий для раскисления, производства ферросплавов и алюминотермии	ГОСТ295-98
Алюминий и сплавы алюминиевые деформируемые	ГОСТ4784-97
Алюминий первичный. Марки	ГОСТ11069-2001
Заготовки для теплообменников листовые прокатно-сварные алюминиевые	ГОСТ25001-81
Заготовки и полуфабрикаты из цветных металлов и сплавов	ГОСТ25501-82
Катанка алюминиевая	ГОСТ13843-78
Катанка из алюминиевого сплава	ГОСТ20967-75
Ленты алюминиевые, медные, латунные и мельхиоровые для капсюлей	ГОСТ1018-77
Ленты из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ13726-97
Листы алюминиевые для полиграфической промышленности	ГОСТ10703-73
Листы из алюминиевых сплавов для судостроения	ГОСТ56371-2015
Листы из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ21631-76
Лом и отходы цветных металлов и сплавов	ГОСТ1639-93
Лом и отходы цветных металлов и сплавов	ГОСТ18978-73
Материалы комбинированные на основе алюминиевой фольги	ГОСТ52145-2003
Отливки из металлов и сплавов	ГОСТ26645-85
Плиты из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ17232-99
Полособульб горячекатанный несимметричный для судостроения	ГОСТ21937-76
Проволока алюминиевая и алюминиевых сплавов для холодной высадки	ГОСТ14838-78
Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ7871-75
Профили алюминиевые специальные	ГОСТ18591-91
Профили прессованные бульбообразные уголкового сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13617-97
Профили прессованные из алюминиевых сплавов для светопрозрачных ограждающих конструкций	ГОСТ22233-2001
Профили прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ8617-81
Профили прессованные косоугольные трапециевидного отбортованного сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ17576-97
Профили прессованные косоугольные уголкового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ50077-92
Профили прессованные косоугольные фитингового уголкового сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13618-97
Профили прессованные прямоугольные неравнополочного двутаврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ29303-92
Профили прессованные прямоугольные неравнополочного зетового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ50067-92
Профили прессованные прямоугольные неравнополочного таврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ29296-92
Профили прессованные прямоугольные неравнополочного уголкового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13738-91
Профили прессованные прямоугольные неравнополочного швеллерного сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ50066-92
Профили прессованные прямоугольные отбортованного швеллерного сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13624-90
Профили прессованные прямоугольные полосообразного сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13616-97
Профили прессованные прямоугольные равнополочного двутаврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13621-90
Профили прессованные прямоугольные равнополочного зетового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13620-90
Профили прессованные прямоугольные равнополочного таврового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13622-90
Профили прессованные прямоугольные равнополочного уголкового сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13737-90
Профили прессованные прямоугольные равнополочного швеллерного сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13623-90
Профили прессованные прямоугольные таврошвеллерного сечения из алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ17575-90
Профили прессованные прямоугольные фасонного зетового сечения из алюминия, алюминиевых и магниевых сплавов	ГОСТ13619-97
Профили холодногнутые из алюминия и алюминиевых сплавов для ограждающих строительных конструкций	ГОСТ24767-81
Прутки прессованные из алюминиевых сплавов высокой прочности и повышенной пластичности	ГОСТ51834-2001
Прутки прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ21488-97
Пудра алюминиевая	ГОСТ5494-95
Пудра алюминиевая комкованная	ГОСТ10096-76
Слитки алюминиевые для проволоки	ГОСТ4004-64
Слитки алюминиевые цилиндрические	ГОСТ19437-81
Слитки из алюминия и алюминиевых деформируемых сплавов плоские для проката	ГОСТ9498-79
Слитки цилиндрические из алюминиевого сплава АД31	ГОСТ23855-79
Сплавы алюминиевые антифрикционные	ГОСТ14113-78
Сплавы алюминиевые деформируемые в чушках	ГОСТ1131-76
Сплавы алюминиевые для производства поршней	ГОСТ30620-98
Сплавы алюминиевые литейные	ГОСТ1583-93
Трубы бурильные из алюминиевых сплавов	ГОСТ23786-79
Трубы прессованные из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ18482-79
Трубы сварные прямошовные из алюминиевых сплавов	ГОСТ23697-79
Трубы холоднодеформированные из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ18475-82
Фольга алюминиевая для конденсаторов	ГОСТ25905-83
Фольга алюминиевая для технических целей	ГОСТ618-73
Фольга алюминиевая для упаковки	ГОСТ745-2003
Чушки первичного алюминия	ГОСТ11070-74
Шины прессованные электротехнического назначения из алюминия и алюминиевых сплавов	ГОСТ15176-89

 МЕДЬ

Главное применение меди обусловлено ее высокой электропроводимостью. Более половины добываемой меди используется в электротехнике для изготовления различных проводов, кабелей, токопроводящих частей электротехнической аппаратуры. Из-за высокой теплопроводности медь — незаменимый материал различных теплообменников и холодильной аппаратуры.

Внешний вид:	Металл золотисто-розового цвета.
Плотность:	8,92 г/см³
Температура плавления:	1083 °C
Электропроводность:	55,5-58 МСм/м. 58 МСм/м принято за 100% в электротехнике (уступает только серебру)
Удельное сопротивление:	0,01724-0,0180 мкОм·м
Теплопроводность:	401 Вт/(м·К)
Виды полуфабрикатов:	Различные виды полуфабрикатов, производимые прессованием, прокаткой, волочением и т.п.  См.
Сплавы	Латуни – сплавы меди с цинком, как основным легирующим элементом и прочими элементами
	Бронзы – сплавы меди с разными легирующими элементами
	Медно-никелевые сплавы – сплавы меди с никелем, как основным легирующим элементом и прочими элементами
	Al-Cu (+Mg,+Mn,+Si,+Fe)  – алюминиево-медные сплавы (серия 2ххх) или сплавы Д1, Д16, Д19, АК, АК4, АК7 и другие
	Сплавы с небольшим содержанием легирующих элементов (до 2%) исторически могут относится, как к меди, так и к бронзам.

Аноды медные	ГОСТ767-91
Гвозди медные для судостроения	ГОСТ6750-75
Заготовки и полуфабрикаты из цветных металлов и сплавов	ГОСТ25501-82
Катоды медные	ГОСТ546-2001
Ленты алюминиевые, медные, латунные и мельхиоровые для капсюлей	ГОСТ1018-77
Ленты медные	ГОСТ1173-2006
Ленты медные для коаксиальных магистральных кабелей	ГОСТ16358-79
Ленты радиаторные медные и латунные	ГОСТ20707-80
Листы и полосы медные	ГОСТ495-2006
Медь. Марки	ГОСТ859-2001
Отливки из металлов и сплавов	ГОСТ26645-85
Полосы и ленты из бескислородной меди для электронной техники	ГОСТ15471-77
Порошок медный электролитический	ГОСТ4960-2009
Провода контактные из меди и её сплавов	ГОСТ2584-86
Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе сварочные	ГОСТ16130-90
Проволока медная крешерная	ГОСТ4752-79
Проволока прямоугольного сечения и шины медные для электротехнических целей	ГОСТ434-78
Профили из медных сплавов для коллекторов электрических машин	ГОСТ4134-75
Прутки из бескислородной меди для электровакуумной промышленности	ГОСТ10988-75
Прутки медные	ГОСТ1535-2006
Сетка проволочная тканая семянка	ГОСТ3339-74
Сетки металлические проволочные	ГОСТ2715-75
Сетки проволочные тканевые фильтровые	ГОСТ3187-76
Сетки проволочные тканные с квадратными ячейками	ГОСТ6613-86
Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками	ГОСТ3826-82
Слитки медные	ГОСТ193-79
Сплавы медно-фосфористые	ГОСТ4515-93
Сплавы на основе тяжелых цветных металлов , обрабатываемых давлением	ГОСТ28873-90
Трубки медные и латунные тонкостенные	ГОСТ11383-75
Трубки радиаторные	ГОСТ529-78
Трубы волноводные медные и латунные прямоугольные	ГОСТ20900-75
Трубы из бескислородной меди	ГОСТ15040-77
Трубы медные	ГОСТ617-2006
Трубы медные и латунные для теплообменных аппаратов	ГОСТ21646-2003
Трубы медные и латунные капиллярные	ГОСТ2624-77
Трубы медные и латунные круглого сечения общего назначения	ГОСТ617-2006
Трубы медные круглого сечения для воды и газа	ГОСТ52318-2005
Трубы медные прямоугольного и квадратного сечения	ГОСТ16774-78
Фольга медная рулонная для технических целей	ГОСТ5638-75
Фольга, ленты, листы и плиты медные	ГОСТ1173-2006

 

 

 

ЛАТУНЬ

 

Латуни используются в общем машиностроении, приборостроении, теплотехнике и многих других отраслях промышленности. Благодаря хорошей обрабатываемости давлением, широкому диапазону свойств, красивому цвету и сравнительной дешевизне латунь — наиболее распространенный медный сплав.

 

Внешний вид:	Золотисто-желтого или красно-желтого цвета в зависимости от химического состава
Плотность:	8,30 – 8,70 г/см³
Температура плавления:	880 – 950 °C
Удельное сопротивление:	(0,07-0,08)·10−6 Ом·м
Теплопроводность:	401 Вт/(м·К)
Сплавы:	Существует несколько групп латунных сплавов, связанных с легирующими элементами и отличающиеся технологическими свойствами:
	Двойные латуни –  Cu+Zn – без дполнительных легирующих элементов. Сюда же относятся томпак и полутомпак.
	Свицовистые латуни – Cu+Zn+Pb – свинец, основной легирующий элемент, кроме цинка.
	Прочие, обычно называемые по основному легирующему элементу, кроме цинка.

 

Трубы латунные	ГОСТ494-90
Трубы радиаторные, латунные	ГОСТ529-78
Трубы медные	ГОСТ617-2006
Трубы медные и латунные круглого сечения общего назначения	ГОСТ617-2006
Листы и полосы латунные	ГОСТ931-90
Ленты алюминиевые, медные, латунные и мельхиоровые для капсюлей	ГОСТ1018-77
Латуни литейные в чушках	ГОСТ1020-97
Проволока латунная	ГОСТ1066-90
Прутки латунные	ГОСТ2060-2006
Ленты и полосы томпаковые для плакировки	ГОСТ2205-71
Ленты латунные общего назначения	ГОСТ2208-2007
Фольга, ленты, листы и плиты латунные	ГОСТ2208-2007
Полосы и ленты из бериллиевой бронзы	ГОСТ1789-70
Трубы манометрические из бронзы марки БрОФ4-0,25 и латуни Л63	ГОСТ2622-75
Трубы медные и латунные капиллярные	ГОСТ2624-77
Трубки радиаторные плоскоовальные бесшовные	ГОСТ2936-75
Ленты и полосы свинцовой латуни	ГОСТ4442-72
Полосы латунные	ГОСТ5362-78
Проволока латунная круглая для обувной промышленности	ГОСТ5529-75
Прутки латунные прямоугольного сечения	ГОСТ6688-91
Ленты томпаковые	ГОСТ8036-79
Трубки медные и латунные тонкостенные	ГОСТ11383-75
Проволока латунная для холодной высадки	ГОСТ12920-67
Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением	ГОСТ15527-2004
Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные	ГОСТ17711-93
Проволока из латуни свинцовой марки ЛС63-3	ГОСТ19703-79
Ленты радиаторные медные и латунные	ГОСТ20707-80
Трубы волноводные медные и латунные прямоугольные	ГОСТ20900-75
Трубы медные и латунные для теплообменных аппаратов	ГОСТ21646-03
Лом и отходы цветных металлов и сплавов	ГОСТ18978-73
Прутки и трубы бронзовые и латунные литые	ГОСТ24301-93
Трубы из легированных латуней для теплообменных аппаратов	ГОСТ51572-2000
Прутки латунные для обработки резанием на автоматах	ГОСТ52597-06
Заготовки и полуфабрикаты из цветных металлов и сплавов	ГОСТ25501-82
Отливки из металлов и сплавов	ГОСТ26645-85
Сплавы на основе тяжелых цветных металлов , обрабатываемых давлением	ГОСТ28873-90

 

 БРОНЗА

 

Бро́нза — сплав меди с разными химическими элементами, главным образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром и др.). Соответственно, бронза называется оловянной, алюминиевой, бериллиевой и т.п.

Оловянные бронзы

Оловянные бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами, нечувствительны к перегреву, морозостойки, немагнитны. Оловянные бронзы легируют цинком, свинцом, никелем, фосфором.

Алюминиевые бронзы

Алюминиевые бронзы легируют железом, никелем, марганцем. Основное применение алюминиевых бронз — для изготовления ответственных деталей машин, работающих при интенсивном изнашивании и повышенных температурах.

Кремнистые бронзы

Кремнистые бронзы применяю для изготовления антифрикционных деталей, пружин, мембран приборов и оборудования.

Свинцовые бронзы

Свинцовые бронзы состоят из кристаллов меди с включениями свинца. Данная структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства и теплопроводность сплава.

Бериллиевая бронза

Бериллиевая бронза отличается высокой твердостью и упругостью, износостойкостью и стойкостью к воздействию коррозионных сред, что обеспечивает работоспособность изделий при повышенных температурах. Используется для изготовления деталей, эксплуатируемых при повышенных скоростях перемещения, нагрузках, температуре.

Кадмиевая бронза

Кадмиевую бронзу применяют в качестве контактного провода для электрифицированного транспорта и коллекторных пластин в электрических машинах. Благодаря высокой химической стойкости бронз из них изготавливают арматуру (паровую, водяную). Из бронз изготавливают сложные отливки, вкладыши подшипников.

Внешний вид:	Золотисто-желтого, красно-желтого, красного цвета в зависимости от химического состава.
Плотность:	В зависимости от легирующих элементов
Температура плавления:	В зависимости от легирующих элементов
Удельное сопротивление:	В зависимости от легирующих элементов
Теплопроводность:	В зависимости от легирующих элементов
Сплавы	Алюминиевые бронзы
	Оловянные бронзы
	Оловянно-фосфористые бронзы
	Бериллиевые бронзы
	Хромистые бронзы
	Кремниевые бронзы

Бронзы безоловянные литейные. Марки	ГОСТ493-79
Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением	ГОСТ18175-78
Бронзы литейные в чушках	ГОСТ614-97
Бронзы оловянные литейные. Марки	ГОСТ613-79
Бронзы оловянные, обрабатываемые давлением	ГОСТ5017-2006
Заготовки и полуфабрикаты из цветных металлов и сплавов	ГОСТ25501-82
Ленты и полосы из оловянно-цинково-свинцовой бронзы	ГОСТ15885-77
Ленты из алюминиевой бронзы для пружин	ГОСТ1048-79
Лигатура медно-бериллиевая	ГОСТ23912-79
Лом и отходы цветных металлов и сплавов	ГОСТ1639-93
Лом и отходы цветных металлов и сплавов	ГОСТ18978-73
Отливки из металлов и сплавов	ГОСТ26645-85
Полосы и ленты из алюминиево-марганцевой бронзы	ГОСТ1595-90
Полосы и ленты из бериллиевой бронзы	ГОСТ1789-70
Полосы и ленты из кремнисто-марганцевой бронзы	ГОСТ4748-92
Полосы и ленты из оловянно-фосфористой и оловянно-цинковой бронзы	ГОСТ1761-92
Проволока и прутки из меди и сплавов на медной основе сварочные	ГОСТ16130-90
Проволока из бериллиевой бронзы	ГОСТ15834-77
Проволока из кремнемарганцевой бронзы	ГОСТ5222-72
Проволока из оловянно-цинковой бронзы	ГОСТ5221-2008
Профили из медных сплавов для коллекторов электрических машин	ГОСТ4134-75
Прутки бронзовые	ГОСТ1628-78
Прутки и трубы бронзовые и латунные литые	ГОСТ24301-93
Прутки из бериллиевой бронзы	ГОСТ15835-70
Прутки оловянно-фосфористой бронзы	ГОСТ10025-78
Прутки оловянно-цинковой бронзы	ГОСТ6511-60
Сплавы медно-фосфористые	ГОСТ4515-93
Сплавы на основе тяжелых цветных металлов , обрабатываемых давлением	ГОСТ28873-90
Трубы бронзовые прессованные	ГОСТ1208-90
Трубы манометрические из бронзы марки БрОФ4-0,25 и латуни Л63	ГОСТ2622-75

 

 

 

 

 

SMART и токопроводящие ткани, пряжа или ткани

Следующий JEC world пройдет с 8 по 10 марта 2022 года! … Сделайте перчатки тактильными! используйте нашу кондукторную швейную нить SILVERPAM

Металлические нагревательные или токопроводящие нити и гибкие конструкции для технического текстиля или композитов функционализация:

Мы проектируем и производим гибкую, металлическую, токопроводящую или нагревательную пряжу для передачи энергии или функциональности материалов.
Вы можете разместить их в тканях или встроить в гибкие конструкции или композиты.

Что мы подразумеваем под

Передача энергии :

• Электроэнергия
• Оптическая энергия
• Тепловая энергия (передача, контролируемая материалами или жидкостями)

Что мы подразумеваем под

проводящими или резистивными волокнами :

• ультратонкие волокна или мультифиламенты из сплавов металлов или нержавеющей стали;
• Волокна металлические, привитые или с покрытием
• Многокомпонентная пряжа с добавками термопластов или смол
• Оптоволокно
• Капилляры или микротрубки для теплоносителей

Что мы подразумеваем под

гибкими конструкциями :

• Металл или нержавеющая сталь Устойчивые к высоким температурам микроволокна, ленты или пряжа:
• В виде токопроводящих жил:
• На основе гибких функциональных тканей:

Металлические нагревательные или токопроводящие волокна, пряжа и гибкие конструкции

для функционализации тканей или композитов SMART

Ориентация на несколько проводящих сырьевых материалов

Мы работаем с рядом ультратонких металлических или проводящих волокон, выбранных с учетом их особых свойств.

Трансверсальность: мы используем много технологий трансформации текстиля

Благодаря собственным производственным мощностям или известным партнерам мы оптимизируем свойства наших функциональных материалов для удовлетворения потребностей наших клиентов.

Работаем на трех основных рынках

Нагревательные нити или ткани для функциональности многослойных или композитных деталей

Гибкие элементы для электроники: смарт-текстиль, антенны RFID, подключаемая одежда, подключение

Высокотемпературная фильтрация и катализ горячих газов

Во что мы верим:

«Самый большой инновационный потенциал лежит на перекрестке материалов, технологий и человека»

«Прошлые или будущие инновации очень часто вдохновляются тем, что уже существует в Природе!»

Таблица удельного электрического сопротивления и проводимости

В этой таблице представлены удельное электрическое сопротивление и электропроводность нескольких материалов.

Удельное электрическое сопротивление, обозначаемое греческой буквой ρ (ро), является мерой того, насколько сильно материал противостоит прохождению электрического тока. Чем ниже удельное сопротивление, тем легче материал пропускает электрический заряд.

Электропроводность – это величина, обратная удельному сопротивлению. Электропроводность – это мера того, насколько хорошо материал проводит электрический ток. Электропроводность может быть представлена ​​греческой буквой σ (сигма), κ (каппа) или γ (гамма).

Таблица удельного сопротивления и проводимости при 20 ° C

Материал	ρ (Ом • м) при 20 ° C Удельное сопротивление	σ (См / м) при 20 ° C Электропроводность
Серебро	1,59 × 10 −8	6,30 × 10 7
Медь	1,68 × 10 −8	5.96 × 10 7
Медь отожженная	1,72 × 10 −8	5,80 × 10 7
Золото	2,44 × 10 −8	4,10 × 10 7
Алюминий	2,82 × 10 −8	3,5 × 10 7
Кальций	3,36 × 10 −8	2,98 × 10 7
Вольфрам	5.60 × 10 −8	1,79 × 10 7
цинк	5,90 × 10 −8	1,69 × 10 7
Никель	6,99 × 10 −8	1,43 × 10 7
Литий	9,28 × 10 −8	1,08 × 10 7
Утюг	1,0 × 10 −7	1,00 × 10 7
Платина	1.06 × 10 −7	9,43 × 10 6
Олово	1,09 × 10 −7	9,17 × 10 6
Углеродистая сталь	(10 10 )	1,43 × 10 −7
Свинец	2,2 × 10 −7	4,55 × 10 6
Титан	4,20 × 10 −7	2,38 × 10 6
Текстурированная электротехническая сталь	4.60 × 10 −7	2,17 × 10 6
Манганин	4,82 × 10 −7	2,07 × 10 6
Константан	4,9 × 10 −7	2,04 × 10 6
Нержавеющая сталь	6,9 × 10 −7	1,45 × 10 6
Меркурий	9,8 × 10 −7	1,02 × 10 6
Нихром	1.10 × 10 −6	9,09 × 10 5
GaAs	5 × 10 −7 до 10 × 10 −3	5 × 10 −8 до 10 3
Углерод (аморфный)	5 × 10 −4 до 8 × 10 −4	1,25 до 2 × 10 3
Углерод (графит)	2,5 × 10 −6 до 5,0 × 10 −6 // базисная плоскость 3,0 × 10 −3 ⊥базальная плоскость	от 2 до 3 × 10 5 // базисная плоскость 3.3 × 10 2 ⊥ базальная плоскость
Углерод (алмаз)	1 × 10 12	~ 10 -13
Германий	4,6 × 10 −1	2,17
Морская вода	2 × 10 -1	4,8
Питьевая вода	2 × 10 1 до 2 × 10 3	5 × 10 −4 до 5 × 10 −2
Кремний	6.40 × 10 2	1,56 × 10 −3
Дерево (влажное)	1 × 10 3 до 4	10 −4 до 10 -3
Деионизированная вода	1,8 × 10 5	5,5 × 10 −6
Стекло	10 × 10 10 до 10 × 10 14	10 −11 до 10 −15
Твердая резина	1 × 10 13	10 −14
Древесина (сушка в духовке)	1 × 10 14 до 16	10 −16 до 10 -14
Сера	1 × 10 15	10 −16
Воздух	1.3 × 10 16 до 3,3 × 10 16	3 × 10 −15 до 8 × 10 −15
Парафин	1 × 10 17	10 −18
Плавленый кварц	7,5 × 10 17	1,3 × 10 −18
ПЭТ	10 × 10 20	10 −21
тефлон	10 × 10 22 до 10 × 10 24	10 −25 до 10 −23

Факторы, влияющие на электропроводность

На проводимость или удельное сопротивление материала влияют три основных фактора:

1. Площадь поперечного сечения: Если поперечное сечение материала велико, через него может проходить больший ток.Точно так же тонкое поперечное сечение ограничивает ток.
2. Длина проводника: Короткий проводник позволяет току течь с большей скоростью, чем длинный провод. Это немного похоже на попытку переместить множество людей через коридор.
3. Температура: Повышение температуры заставляет частицы вибрировать или больше двигаться. Увеличение этого движения (повышение температуры) снижает проводимость, потому что молекулы с большей вероятностью будут мешать прохождению тока.При экстремально низких температурах некоторые материалы становятся сверхпроводниками.

Ресурсы и дополнительная информация

Алюминий Vs. Электропроводность стали | Sciencing

В физике термин «проводимость» имеет несколько значений. Для металлов, таких как алюминий и сталь, это обычно относится к передаче тепловой или электрической энергии, которая имеет тенденцию быть тесно коррелированной в металлах, поскольку слабосвязанные электроны, обнаруженные в металлах, проводят как тепло, так и электричество.

Теплопроводность

Теплопроводность, способность материала проводить тепло, обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр. («Ватт» – это единица мощности, обычно определяемая как вольты, умноженные на амперы, или джоули энергии в секунду. «Кельвин» – это абсолютная единица измерения температуры, где нулевой кельвин – это абсолютный ноль). Материалы с хорошей теплопроводностью быстро передают большое количество тепла, например, быстро нагревающееся медное дно кастрюли. Плохие теплопроводники медленно переносят тепло, например, прихватка для духовки.

Электропроводность

Электропроводность, способность материала проводить ток, обычно измеряется в сименсах на метр. («Сименс» – это единица электропроводности, определяемая как 1, деленная на Ом, где Ом – это стандартная единица электрического сопротивления). Для электромонтажа и подключения предпочтительны хорошие электрические проводники. Плохие проводники, называемые изоляторами, создают безопасный барьер между током под напряжением и окружающей средой, например, виниловая изоляция удлинительного шнура.

Электропроводность алюминия

Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 38 миллионов сименс на метр. Алюминиевые сплавы могут иметь гораздо более низкую проводимость, но редко такую ​​низкую, как у железа или стали. Радиаторы электронных компонентов изготавливаются из алюминия, так как металл обладает хорошей теплопроводностью.

Электропроводность углеродистой стали

Углеродистая сталь имеет гораздо более низкую проводимость, чем алюминий: теплопроводность около 45 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 6 миллионов сименс на метр.

Электропроводность в нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет гораздо более низкую проводимость, чем углеродистая сталь: теплопроводность около 15 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 1,4 миллиона сименс на метр.

Электропроводность элементов и других материалов

• Проводники – это материалы со слабо прикрепленными валентными электронами – электроны могут свободно перемещаться между атомами
• Изоляторы имеют структуры, в которых электроны связаны с атомами ионными или ковалентными связями – ток почти отсутствует can flow
• Полупроводники – это изолирующие материалы, в которых связи могут быть разорваны под действием приложенного напряжения – электроны могут высвобождаться и перемещаться с одного освобожденного валентного узла на другой.

Электропроводность

Электропроводность или удельная проводимость – это мера способности материала проводить электрический ток. Электропроводность обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению.

Электропроводность определяется как отношение плотности тока к напряженности электрического поля и может быть выражена как

σ = J / E (1)

где

σ = электрическая проводимость (1 / Ом · м, 1/ Ω · м, сименс / м, См / м, mho / m)

J = плотность тока (ампер / м ² )

E = электрический напряженность поля (вольт / м)

Один сименс – S – равен величине, обратной одному ому и также обозначается как один МОНО.

Электропроводность некоторых распространенных материалов

9013 9011 9011 9011 9011 9011 58,0 10 ⁶ 9011 6 ⁶ 9011 9011 9011 9013 ^{6 6} 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 ⁶

Материал	Электропроводность – σ – (1 / Ом · м, См / м, мхо / м)
Алюминий	37,7 10 6
Бериллий	31,3 10 6
Кадмий	13,8 10 6
Кальций	8 10 6
Хром	7,74 10 6
Кобальт	17,2 10 6
Медь
Галлий	6,78 10 6
Золото	45,2 10 6
Иридий	19.7 10 6
Железо	9,93 10 6
Индий	11,6 10 6
Литий	10,8 10	10,8 10
Молибден	18,7 10 6
Никель	14,3 10 6
Ниобий	6.93 10 6
Осмий	10,9 10 6
Палладий	9,5 10 6
Платина	9,66 9011 9011
Рений	5,42 10 6
Родий	21,1 10 6
Рубидий	7.79 10 6
Рутений	13,7 10 6
Серебро	63 10 6
Натрий	21 10	21 10
Тантал	7,61 10 6
Технеций	6,7 10 6
Таллий	6.17 10 6
Торий	6,53 10 6
Олово	9,17 10 6
Вольфрам
Морская вода	4,5 – 5,5
Вода – питьевая	0,0005 – 0,05
Вода – деионизированная	5.5 10 -6

Электропроводность элементов относительно серебра

901 901 901 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 ^{9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011}

Элемент	Электропроводность относительно серебра
Серебро	100,0
Золото	76,6
Алюминий	63,0
Тантал	54,6
Магний	39.4
Натрий	32,0
Бериллий	31,1
Барий	30,6
Цинк	29,6
Кальций	21,8
Рубидий	20,5
Цезий	20,0
Литий	18.7
Молибден	17,6
Кобальт	16,9
Уран	16,5
Хром
Платина	14,4
Олово	14,4
Вольфрам	14,0
Осмий	14.0
Титан	13,7
Иридий	13,5
Рутений	13,2
Никель	12.9
Сталь	12,0
Таллий	9,1
Свинец	8,4
Колумбий	5.1
Ванадий	5,0
Мышьяк	4,9
Сурьма	3,6
Ртуть	1,8

Электропроводность высокоочищенной воды

Удельное электрическое сопротивление

Электропроводность обратно пропорциональна удельному электрическому сопротивлению.Удельное электрическое сопротивление может быть выражено как

ρ = 1/ σ (2)

, где

ρ = удельное электрическое сопротивление (Ом · м ² / м, Ом · м)

Сопротивление проводника

Сопротивление проводника можно выразить как

R = ρ l / A (3)

, где

R = сопротивление (Ом, Ом)

l = длина проводника (м)

A = площадь поперечного сечения проводника (м ² )

Пример – сопротивление провода

Сопротивление провода 1000 м калибр медного провода # 10 с площадью поперечного сечения 5.26 мм ² можно рассчитать как

R = (1,724 x 10 ^-8 Ом м ² / м) (1000 м) / (( 5,26 мм ² ) (10 ^{– 6} м ² / мм ² ))

= 3,2 Ом

Преобразование удельного сопротивления и проводимости

9011 9011 9011 0,0116

Зерна / галлон в виде CaCO 3 907CO в ppm	ppm NaCl	Электропроводность мкмхо / см	Удельное сопротивление МОм / см
99.3	1700	2000	3860	0,00026
74,5	1275	1500	2930	0,00034	2930	0,00034
24,8	425	500	1020	0,00099
9,93	170	200	415	0.0024
7,45	127	150	315	0,0032
4,96	85,0	100	210	0,0048	0,0048	0,0048		0,0095
0,992	17,0	20	42,7	0,023
0,742	12,7	15	32.1	0,031
0,496	8,50	10	21,4	0,047
0,248	4,25	5,0	10,8	5,0	10,8	10,8	4,35	0,23
0,074	1,27	1,5	3,28	0,30
0,048	0.85	1,00	2,21	0,45
0,025	0,42	0,50	1,13	0,88
0,0099	0,00116	0,13	0,15	0,38	2,65
0,0050	0,085	0,10	0,27	3.70
0,0025	0,042	0,05	0,16	6,15
0,00099	0,017	0,02	0,098			11,5
0,00047	0,008	0,010	0,076	13,1
0,00023	0.004	0,005	0,066	15,2
0,00012	0,002	0,002	0,059	16,9

• частиц на млн Растворы

  Электропроводность водных растворов, таких как

  • NaOH ₄ – Каустическая сода
  • NH ₄ Cl – Хлорид аммония, соляной аммиак
  • NaCl ₂ – Поваренная соль
  • NaNO ₃ – Нитрат натрия , Чилийская селитра
  • CaCl ₂ – Хлорид кальция
  • ZnCl ₂ – Хлорид цинка
  • NaHCO ₃ – Бикарконат натрия, пищевая сода
  • Na ₂ CO ₃ – Карбонат натрия
  • CuSO ₄ – Медный купорос, медный купорос

  Какой металл лучший дирижер?

  Давайте вернемся к таблице Менделеева и объясним, какие металлы лучше всего проводят электричество.Количество валентных электронов в атоме – это то, что делает материал способным проводить электричество. Внешняя оболочка атома – валентность. В большинстве случаев проводники имеют один или два (иногда три) валентных электрона.

  Металлы с ОДНИМ валентным электроном – это медь, золото, платина и серебро. Железо имеет два валентных электрона. Хотя алюминий имеет три валентных электрона, он также является отличным проводником. Полупроводник – это материал, который имеет четыре валентных электрона.

  Электропроводность

  Металлические связи заставляют металлы проводить электричество.В металлической связи атомы металла окружены постоянно движущимся «морем электронов». Это движущееся море электронов позволяет металлу проводить электричество и свободно перемещаться между ионами.

  Большинство металлов в определенной степени проводят электричество. Некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества. Металлы с самой высокой проводимостью – это серебро, медь и золото.

  Порядок электропроводности металлов

  Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы.Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. Вот основные типы металлов и некоторые распространенные сплавы в порядке убывания проводимости, как это принято в Metal Detecting World.

  От лучшего к худшему – какой металл является лучшим проводником электричества

  (одинакового размера)

  9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011

  1	Серебро (чистое)
  2	Медь (чистое)
  3 Золото (чистое)
  4	Алюминий
  5	Цинк
  6	Никель
  7	Латунь	Железо (чистое)
  10	Платина
  11	Сталь (карбонизированная)
  12	Свинец (чистый)
  	Нержавеющая сталь	Электропроводность «Серебро – лучший проводник электричества, потому что оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов).Чтобы материал был хорошим проводником, пропускаемое через него электричество должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем выше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если только оно не требуется для специального оборудования, такого как спутники или печатные платы », – поясняет Sciencing.com. Медь проводимость «Медь менее проводящая, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах.Большинство проводов имеют медное покрытие, а сердечники электромагнитов обычно оборачиваются медной проволокой. Медь также легко паять и наматывать на провода, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала », – сообщает Sciencing.com Золото Проводимость В то время как золото является хорошим проводником электричества и не тускнеет, когда на воздухе, это слишком дорого для обычного использования. Индивидуальные свойства делают его идеальным для конкретных целей. Алюминий Проводимость Алюминий может проводить электричество, но он не проводит электричество так же хорошо, как медь.Алюминий образует электрически стойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может вызвать их перегрев. В высоковольтных линиях электропередачи, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий. Цинк Проводимость ScienceViews.com объясняет, что «Цинк – это сине-серый металлический элемент с атомным номером 30. При комнатной температуре цинк является хрупким, но становится пластичным при 100 C. Податливость означает, что его можно сгибать. и сформирован без разрушения. Цинк – умеренно хороший проводник электричества ». Никель Проводимость Большинство металлов проводят электричество. Никель – это элемент с высокой электропроводностью. Латунь Проводимость Латунь – это металл для растяжения, используемый для небольших машин, потому что его легко сгибать и формовать в различные детали. Его преимущества перед сталью заключаются в том, что он немного более проводящий, дешевле в приобретении, менее коррозионный, чем сталь, и при этом сохраняет ценность после использования. Латунь – это сплав. Бронза Проводимость Бронза – это электропроводящий сплав, а не элемент. Железо Проводимость Железо имеет металлические связи, в которых электроны могут свободно перемещаться вокруг более чем одного атома. Это называется делокализацией. Из-за этого железо – хороший проводник. Платина Проводимость Платина – это элемент с высокой электропроводностью, который более пластичен, чем золото, серебро или медь. Он менее податлив, чем золото. Металл обладает отличной устойчивостью к коррозии, устойчив при высоких температурах и имеет стабильные электрические свойства. Сталь Проводимость Сталь – это проводник и сплав железа. Сталь обычно используется для оболочки других проводников, потому что это негибкий и очень коррозионный металл при контакте с воздухом. Проводимость свинца «Хотя соединения свинца могут быть хорошими изоляторами, чистый свинец – это металл, который проводит электричество, что делает его плохим изолятором. Удельное сопротивление свинца составляет 22 миллиардных метра. Он находит применение в электрических контактах, потому что, будучи относительно мягким металлом, он легко деформируется при затягивании и обеспечивает прочное соединение.Например, разъемы для автомобильных аккумуляторов обычно делают из свинца. Стартер автомобиля на короткое время потребляет ток более 100 ампер, что требует надежного подключения к батарее », – поясняет сайт Sciencing.com. Нержавеющая сталь Проводимость Нержавеющая сталь, как и все металлы, является относительно хорошим проводником электричества. Факторы, влияющие на электрическую проводимость Определенные факторы могут повлиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество. ThoughtCo объясняет эти факторы здесь: Температура: Изменение температуры серебра или любого другого проводника приводит к изменению его проводимости.Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость при одновременном увеличении удельного сопротивления. Взаимосвязь линейная, но при низких температурах она нарушается. Примеси: Добавление примесей в проводник снижает его проводимость. Например, чистое серебро не так хорошо проводит дирижерство, как чистое серебро. Окисленное серебро – не такой хороший проводник, как чистое серебро. Примеси препятствуют потоку электронов. Кристаллическая структура и фазы: Если в материале есть разные фазы, проводимость на границе раздела немного замедлится и может отличаться от одной структуры от другой.Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество. Электромагнитные поля: Проводники генерируют собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, причем магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять ток. Частота: Количество циклов колебания, которые переменный электрический ток совершает в секунду, – это его частота в герцах.Выше определенного уровня высокая частота может вызвать протекание тока вокруг проводника, а не через него (скин-эффект). Поскольку нет колебаний и, следовательно, частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе. Посетите Tampa Steel & Supply для качественной стали и алюминия Вам нужны поставки стали? Не ищите ничего, кроме профессионалов Tampa Steel and Supply. У нас есть обширный список стальной продукции для любого проекта, который вам нужен.Мы гордимся тем, что обслуживаем наших клиентов почти четыре десятилетия, и готовы помочь вам с вашими потребностями в стали. Есть вопросы? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше, или загляните в наш красивый выставочный зал Тампа. Сделайте запрос онлайн или позвоните в Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801 Электропроводность материалов – Blue Sea Systems Считаете эту статью полезной? Подпишитесь на нашу рассылку новостей! Различия в электропроводности различных материалов, используемых в морских электротехнических изделиях, часто недостаточно понятны.Предположения об электропроводности материала, поскольку он похож на другой проводящий материал с известной допустимой допустимой нагрузкой, могут привести к плачевным результатам. Возможно, наиболее распространенной формой этой ошибки является замена меди в электрических устройствах медью из латуни или бронзы. Латунь только на 28% проводит меньше меди. Некоторые виды бронзы имеют такую ​​же проводимость, как медь, на 7%! Медь – это стандарт, по которому оцениваются электрические материалы, а значения проводимости выражаются в единицах измерения относительно меди.Эти рейтинги часто обозначаются как «28 МАКО». IACS – это аббревиатура Международного стандарта на отожженную медь, а число перед «IACS» – это процент проводимости материала по отношению к меди, которая считается 100% проводящей. Это не означает, что медь не имеет сопротивления (100% проводимость в абсолютном смысле), а скорее, что это стандарт, по которому измеряются другие материалы. Чем выше% IACS, тем выше проводимость материала. Этот стандарт относится к чистой, «стандартной» меди с удельным сопротивлением 1.7241 мкм-см при 20 ° C (68 ° F). Вооружившись этими знаниями, интересно изучить значения проводимости IACS некоторых распространенных материалов. Bronze Материал IACS % Электропроводность Серебро 105 Медь 100 Золото 70 9011 9011 9011 9011 9011 9011 22 Цинк 27 Латунь 28 Железо 17 Олово 15 90phor116 9011 9011 Никель Алюминий Бронза 7 Сталь от 3 до 15 Возможно, самый интересный факт, показанный на этой диаграмме, – это то, насколько низкими являются материалы из медных сплавов по относительной проводимости.Можно легко предположить, что сплавы, такие как латунь и бронза, поскольку они в основном медные, обладают почти такой же проводимостью, как и медь. Это не тот случай. Небольшие процентные содержания олова, алюминия, никеля, цинка и фосфора, которые составляют эти сплавы, ухудшают электрические характеристики полученного сплава до гораздо большего процента, чем их процентное содержание в составе сплава. Однако из этого не следует делать вывод, что латунь никогда не должна использоваться в электрических устройствах.Бывают случаи, когда превосходные характеристики латуни при растяжении и механической обработке делают ее лучшим выбором, чем медь, при условии, что площади поперечного сечения увеличиваются пропорционально для достижения проводимости, которую медная деталь будет иметь в применении. Однако среди материалов, обычно используемых в электротехнике, медь уступает только серебру. Какие металлы проводят электричество? (Обновление видео) | Металлические супермаркеты Что такое электропроводность? Электропроводность – это измеренная величина генерируемого тока на поверхности металлической мишени.Проще говоря, это то, насколько легко электрический ток может проходить через металл. Какие металлы проводят электричество? Хотя все металлы могут проводить электричество, некоторые металлы используются чаще из-за их высокой проводимости. Самый распространенный пример – медь. Он обладает высокой проводимостью, поэтому он используется в электропроводке со времен телеграфа. Однако латунь, которая содержит медь, гораздо менее проводящая, потому что она состоит из дополнительных материалов, которые снижают ее проводимость, что делает ее непригодной для электрических целей. Вы можете быть удивлены, узнав, что медь даже не является самым проводящим металлом, несмотря на то, что она используется во многих обычных приложениях (и тот факт, что она используется в качестве измерительной линейки для оценки проводимости металлов). Другое распространенное заблуждение – чистое золото – лучший проводник электричества. Хотя золото действительно имеет относительно высокий рейтинг проводимости, на самом деле оно менее проводимо, чем медь. Какой металл лучше всего проводит электричество? Ответ: Чистое серебро.Проблема с серебром в том, что оно может потускнеть. Эта проблема может вызвать проблемы в приложениях, где важен скин-эффект, например, с токами высокой частоты. Кроме того, он дороже меди, и небольшое увеличение проводимости не стоит дополнительных затрат. Итак, если все металлы проводят электричество, как они все ранжируются? Взгляните на этот график: Материал IACS (Международный стандарт отожженной меди) Рейтинг Металл % Проводимость * 1 Серебро (Чистое) 105% 2 Медь 100% 3 Золото (чистое) 70% 4 Алюминий 61% 5 Латунь 28% 6 цинк 27% 7 Никель 22% 8 Железо (чистое) 17% 9 Олово 15% 10 Фосфорная бронза 15% 11 Сталь (включая нержавеющую сталь) 3-15% 12 Свинец (чистый) 7% 13 Никель-алюминий бронза 7% * Значения проводимости выражены в единицах измерения относительно меди.100% рейтинг не означает отсутствие сопротивления. Как видите, разница в электропроводности значительно зависит от металла. Как уже упоминалось, латунь имеет очень низкий рейтинг проводимости, несмотря на то, что она содержит медь, поэтому очень важно, чтобы не делались предположения об электропроводности материала. Всегда проводите как можно больше исследований! Для чего используется медь? Поскольку медь является отличным проводником электричества, ее чаще всего используют в электрических целях.Многие распространенные применения также зависят от одного или нескольких полезных свойств, таких как тот факт, что он является хорошим проводником тепла или имеет низкую реакционную способность (реакция с водой и кислотами). Некоторые из распространенных применений меди включают: Контакты в вилке на 13 А – Используется, потому что это электрический проводник с низкой реактивностью и высокой прочностью. Водопроводные трубы – Используется, потому что они пластичные (мягкие), но в то же время жесткие и прочные. Он также обладает дополнительными антибактериальными свойствами и имеет низкую реактивность. Основание кастрюли – Используется, потому что это хороший проводник тепла с низкой реактивностью и прочность. Электрические кабели – Используются, потому что они являются хорошими электрическими проводниками, пластичными и прочными. Сюда входит проводка для электроники, такой как телевизионное оборудование и аксессуары. Микропроцессоры – Аналогично электрическим кабелям; используется, потому что это хороший электрический проводник и пластичный. Обновление видео Нет времени читать блог? Посмотрите видеоблог ниже, чтобы узнать, какие металлы лучше всего проводят электричество. Metal Supermarkets – крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года. В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения. В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь. Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями. Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня. Больше новостей Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт