المواد الموصلة في التركيبات الكهربائية

تستخدم الأسلاك المصنوعة من النحاس والألمنيوم وسبائكها والحديد (الصلب) كأجزاء موصلة في التركيبات الكهربائية.

يعتبر النحاس من أفضل المواد الموصلة للكهرباء. كثافة النحاس عند 20 درجة مئوية 8.95 جم / سم 3 ، نقطة انصهار 1083 درجة مئوية. النحاس نشط كيميائيًا قليلاً ، ولكنه يذوب بسهولة في حمض النيتريك ويذوب في حمض الهيدروكلوريك المخفف وحمض الكبريتيك فقط في وجود المؤكسدات (الأكسجين). في الهواء ، يتم تغطية النحاس بسرعة بطبقة رقيقة من أكسيد داكن اللون ، ولكن هذه الأكسدة لا تتغلغل بعمق في المعدن وتعمل كحماية ضد المزيد من التآكل. النحاس يفسح المجال بشكل جيد للتزوير والدرفلة بدون تسخين.

لإنتاج أسلاك كهربائية تطبيق سبائك النحاس الالكتروليتية تحتوي على 99.93٪ من النحاس النقي.

تعتمد الموصلية الكهربائية للنحاس بشدة على كمية ونوع الشوائب وبدرجة أقل على المعالجة الميكانيكية والحرارية. مقاومة النحاس عند 20 درجة مئوية هي 0.0172-0.018 أوم × مم 2 / م.

لإنتاج الأسلاك ، يتم استخدام النحاس اللين أو شبه الصلب أو الصلب بوزن محدد يبلغ 8.9 و 8.95 و 8.96 جم / سم 3 ، على التوالي.

يستخدم النحاس في السبائك مع معادن أخرى على نطاق واسع لإنتاج الأجزاء الحية ... السبائك التالية هي الأكثر استخدامًا.

النحاس - سبيكة من النحاس بالزنك ، تحتوي السبيكة على 50٪ على الأقل من النحاس ، مع إضافات من معادن أخرى. مقاومة نحاس 0.031 - 0.079 أوم × مم 2 / م. يميز بين النحاس الأصفر - النحاس الأحمر الذي يحتوي على نسبة نحاسية تزيد عن 72٪ (له خصائص عالية من اللدونة ومقاومة للتآكل والاحتكاك) والنحاس الأصفر الخاص مع إضافات من الألومنيوم أو القصدير أو الرصاص أو المنغنيز.

اتصال نحاسي

البرونز - سبيكة من النحاس والقصدير مع إضافات من معادن مختلفة. اعتمادًا على محتوى المكون الرئيسي للبرونز في السبيكة ، يطلق عليهم القصدير والألمنيوم والسيليكون والفوسفور والكادميوم. مقاومة البرونز 0.021 - 0.052 أوم × مم 2 / م.

يتميز النحاس والبرونز بخواص ميكانيكية وكيميائية فيزيائية جيدة. من السهل معالجتها عن طريق الصب والضغط ، وهي مقاومة للتآكل الجوي.

الألمنيوم - من حيث صفاته ، ثاني مادة موصلة بعد النحاس. نقطة الانصهار 659.8 درجة مئوية. كثافة الألومنيوم عند 20 درجة - 2.7 جم / سم 3 ... الألومنيوم سهل الصب ويعمل بشكل جيد. عند درجة حرارة 100-150 درجة مئوية ، يكون الألمنيوم مطروقًا ومرنًا (يمكن دحرجته إلى صفائح يصل سمكها إلى 0.01 مم).

يعتمد التوصيل الكهربائي للألمنيوم بشدة على الشوائب وقليلًا على المعالجة الميكانيكية والحرارية. كلما كانت تركيبة الألمنيوم أنقى ، زادت موصليةها الكهربائية ومقاومة أفضل للهجوم الكيميائي.التصنيع والدرفلة والتلدين لها تأثير كبير على القوة الميكانيكية للألمنيوم. يزيد التشغيل البارد للألمنيوم من صلابته ومرونته وقوة شدّه. مقاومة الألومنيوم عند 20 درجة مئوية 0.026 - 0.029 أوم × مم 2 / م.

عند استبدال النحاس بالألمنيوم ، يجب زيادة المقطع العرضي للسلك بالنسبة إلى الموصلية ، أي 1.63 مرة.

مع نفس الموصلية ، سيكون سلك الألمنيوم أخف مرتين من النحاس.

لإنتاج الأسلاك ، يتم استخدام الألمنيوم ، الذي يحتوي على 98٪ على الأقل من الألمنيوم النقي ، والسيليكون لا يزيد عن 0.3٪ ، والحديد لا يزيد عن 0.2٪

لإنتاج الأجزاء الحية ، استخدم سبائك الألومنيوم مع معادن أخرى ، على سبيل المثال: Duralumin - سبيكة من الألومنيوم مع النحاس والمنغنيز.

Silumin - سبيكة خفيفة من الألومنيوم مع خليط من السيليكون والمغنيسيوم والمنغنيز.

سبائك الألومنيوم لها خصائص صب جيدة وقوة ميكانيكية عالية.

فيما يلي أكثر سبائك الألومنيوم استخدامًا في الهندسة الكهربائية:

سبائك الألومنيوم المطاوع من الفئة AD مع ألومنيوم لا يقل عن 98.8 وشوائب أخرى تصل إلى 1.2.

فئة سبائك الألومنيوم المطاوع AD1 مع ألومنيوم لا يقل عن 99.3 وشوائب أخرى حتى 0.7.

سبائك الألومنيوم المطاوع ، فئة AD31 مع الألومنيوم 97.35 - 98.15 وشوائب أخرى 1.85 - 2.65.

تُستخدم سبائك الدرجات AD و AD1 لتصنيع العلب والقوالب لأقواس الأجهزة. الملامح والمطاط المستخدمة في الأسلاك الكهربائية مصنوعة من سبيكة بدرجة AD31.

تحصل منتجات سبائك الألومنيوم ، نتيجة للمعالجة الحرارية ، على حد أقصى عالٍ من القوة والكثافة (الزحف).

حديد - نقطة انصهار 1539 درجة مئوية. كثافة الحديد 7.87. يذوب الحديد في الأحماض ، ويتأكسد بالهالوجينات والأكسجين.

تستخدم أنواع مختلفة من الفولاذ في الهندسة الكهربائية ، على سبيل المثال:

الفولاذ الكربوني - سبائك الحديد المطروقة بالكربون والشوائب المعدنية الأخرى.

مقاومة الفولاذ الكربوني 0.103 - 0.204 أوم × مم 2 / م.

سبائك الصلب - سبائك مع إضافات من الكروم والنيكل وعناصر أخرى مضافة بشكل إضافي إلى الفولاذ الكربوني.

الفولاذ جيد الخواص المغناطيسية.

كمادة مضافة في السبائك وكذلك لإنتاج اللحام والأداء الطلاءات الواقية تستخدم المعادن الموصلة للكهرباء على نطاق واسع:

الكادميوم معدن مرن. نقطة انصهار الكادميوم هي 321 درجة مئوية.المقاومة 0.1 أوم × مم 2 / م.في الهندسة الكهربائية ، يستخدم الكادميوم لتحضير جنود ذوبان منخفض ولطلاءات واقية (طلاء الكادميوم) على سطح المعادن. من حيث خصائصه المضادة للتآكل ، فإن الكادميوم قريب من الزنك ، لكن طلاءات الكادميوم أقل مسامية ويتم تطبيقها في طبقة أرق من الزنك.

النيكل - نقطة الانصهار 1455 درجة مئوية - مقاومة النيكل 0.068 - 0.072 أوم × مم 2 / م في درجات الحرارة العادية لا يتأكسد بالأكسجين الجوي. يستخدم النيكل في السبائك ولطلاء واقي (طلاء النيكل) على سطح المعادن.

القصدير - نقطة الانصهار 231.9 درجة مئوية.مقاومة القصدير 0.124 - 0.116 أوم × مم 2 / م. يستخدم القصدير في لحام طلاء واقي (تعليب) للمعادن في شكل نقي وفي شكل سبائك مع معادن أخرى.

الرصاص - نقطة الانصهار 327.4 درجة مئوية.المقاومة 0.217 - 0.227 أوم × مم 2 / م.يستخدم الرصاص في السبائك مع معادن أخرى كمادة مقاومة للأحماض. يضاف إلى سبائك اللحام (الجنود).

الفضة - معدن مرن للغاية. نقطة انصهار الفضة هي 960.5 درجة مئوية. الفضة هي أفضل موصل للحرارة والكهرباء.مقاومة الفضة 0.015 - 0.016 أوم × مم 2 / م تستخدم الفضة كطلاء واقي (فضي) على سطح المعادن.

الأنتيمون - معدن هش لامع ، نقطة انصهار 631 درجة مئوية. يستخدم الأنتيمون كمضافات في سبائك اللحام (الجنود).

الكروم - معدن صلب ولامع. نقطة الانصهار 1830 درجة مئوية. لا تتغير في الهواء في درجات الحرارة العادية. مقاومة الكروم 0.026 أوم × مم 2 / م يستخدم الكروم في السبائك ولطلاء الحماية (بالكروم) للأسطح المعدنية.

الزنك - نقطة الانصهار 419.4 درجة مئوية.مقاومة الزنك 0.053 - 0.062 أوم × مم 2 / م.في الهواء الرطب ، يتأكسد الزنك ، ويغطي نفسه بطبقة من الأكسيد التي تحمي من التأثيرات الكيميائية اللاحقة. في الهندسة الكهربائية ، يستخدم الزنك كمادة مضافة في السبائك والجنود ، وكذلك كطلاء واقي (جلفنة) على أسطح الأجزاء المعدنية.