常用金属导电材料课件.pptVIP

常用金屬導電材料用作導電材料的金屬，應具有很好的導電性能，合適的機械強度、硬度、彈性、不易氧化、易加工和焊接，同時還要價廉及資源豐富。在電氣中常用的金屬導電材料主要有：銅、鋁、銅合金、鋁合金、鐵及鐵合金。銀的電導率很高，但價格昂貴，只在特殊場合使用。*一、銅和銅合金1.銅銅作為導電材料，有高電導率、足夠的抗拉強度、焊接性好、加工方便、較好的耐腐蝕性、價格適中等有點，在電氣行業中應用很廣泛。純銅的顏色是紫紅色，又稱紫銅。物理性能：密度8.9g/cm3，熔點1083℃，電阻率0.017241Ω?mm2/m（標準純銅100%IACS）。（IACS－－國際退火工業純銅標準）導電用銅的含銅量要求不小於99.90%。*銅的“氫病”－－含氧量0.03%的銅在氫或含氫的還原氣體中高溫加熱時，氫會滲入銅中與氧化銅作用，產生高壓水蒸氣，在銅中形成微小汽泡或微裂紋，對銅進行壓力加工時會使銅開裂，這稱為銅的“氫病”。所以為了防止開裂，應對銅在水蒸氣、氮氣、二氧化碳中退火或加工。*銅分為普通純銅和無氧銅兩類普通純銅：一號銅T1，純度不小於99.95%二號銅T2，純度不小於99.90%無氧銅：一號無氧銅T01，純度不小於99.97%二號無氧銅T02，純度不小於99.95%普通純銅用於電線電纜和一般導電零件，無氧銅用於真空器件、電子儀器零件、耐高溫導體、真空開關觸頭等*冷加工變形度對抗拉強度、伸長率和電導的影響溫度對銅的力學性能的影響*退火溫度對銅的電導率和力學性能的影響*銅在300℃以下氧化比較緩慢，超過100℃時，銅表面會生成黑色的氧化銅膜CuO，300℃以上會氧化速度加快，且生成氧化亞銅Cu2O膜。溫度對銅的機械性能有較大的影響，所以銅的長期工作溫度不宜超過110℃，短時工作溫度不宜超過300℃。*2.銅合金在銅中加入少量的錫、鋅、矽、鉻、鎂等製成合金，滿足一些特殊場合的需要。這些合金的力學強度高，電阻率也比純銅高，用於高強度絕緣線芯、通信線和滑接線等。青銅，即錫銅合金，具有特別高的機械強度，抗拉強度達700～900MPa。黃銅，即鋅銅合金，機械強度比純銅高，而電導率降低不大，可用作各種導電零件。銅中加入0.2%銀，可將銅的軟化溫度從150提高到280℃，而電導率幾乎不變，但價格昂貴，只在用量不大的特殊場合使用。*二、鋁及鋁合金1.鋁鋁具有良好的導電性，ρ＝0.029Ω·mm2/m，其機械強度比銅低，抗拉強度為70～95MPa，不易腐蝕。在空氣中氧化生成A1203膜，它能阻止鋁的進一步氧化，因此A1203層起了保護裏面鋁的作用。鋁的延展性、可塑性好，可拉稱成絲或輾成鋁箔，其密度較小，2.7g/cm3。鋁的缺點：因為表面有A1203層，故不易焊接，現已研究了多種焊接方法，但不夠理想。國內鋁資源比較豐富，但冶煉過程需要消耗很大的電能，上世紀50年代後期，導電用鋁在我國開始得到很快發展。*導電用鋁和銅的經濟比較如果要求在相同的長度下保證電阻(輸送同樣的電能，損耗相同)不變(輸送同樣的電能，損耗相同)，那麼鋁和銅的截面比為：1.68鋁和銅的直徑比為：1.3鋁和銅的品質比為：0.51根據以上數據，綜合考慮其他因素，可以估計採用鋁和銅時的經濟投入。導電用鋁的純度要求：≥99.5%*導電用鋁的型號和成份一般情況下採用特二號鋁和一號鋁。*雜質對鋁電導率的影響*冷變形對鋁機械強度的影響*鋁在熔點以下時，電阻與溫度基本上呈線性關係。冷加工變形後的鋁線經退火後電導率也能恢復，一般退火溫度為400℃左右，溫度過高會引起晶粒粗大，塑性變壞。鋁的長期工作溫度不宜超過90℃，短時工作溫度不宜超過120℃。鋁在空氣中除生成氧化鋁膜外，在有大量二氧化硫、硫化氫等酸堿氣體和潮濕環境下，表面的電解液易產引起電化學腐蝕，所以鋁表面要採用塗漆的辦法加以保護。*2.鋁合金實際使用的細鋁導線是在鋁中加入了矽和鎂，形成鋁矽鎂合金，經過特殊加工製成鋁絲，其機械強度和耐熱性提高很多，而電導率和密度幾乎不變。鋁和鋁合金在使用過程中最大缺陷就是因為氧化鋁膜的存在而不易焊接，需要採用特殊的手段對氧化鋁膜進行處理，焊接過程中也要防止鋁的再氧化。*