Материалы высокой проводимости: медь и ее сплавы

Широкое применение меди в качестве проводникового материа­ла обусловлено рядом ценных свойств этого металла:

1) малым удельным сопротивлением: из всех металлов только серебро имеет удельное сопротивление на несколько процентов меньше, чем медь;

2) высокой механической прочностью;

3) удовлетворительной коррозионной стойкостью; даже в усло­виях высокой влажности воздуха медь окисляется значительно медленнее, чем, например, железо (рис. 5.1).

Медь хорошо обрабатывается, легко прокатывается в ленты, фольгу, протягивается в проволоку; медь хорошо паяется и сваривается.

Примеси других металлов (включая и серебро) резко снижают проводимость меди. Поэтому для основных марок проводниковой меди допускается содержание примесей не более 0,1% для Мl и 0,05% для МО, причем содержание кислорода, существенно ухудшающего механические свойства меди, допускается не более 0,08% и 0,02% соответственно.

В электровакуумном производстве применяют более чистую медь, не содер­жащую кислорода и летучих примесей (Zn, Pb, Bi); бескислородная медь марки МО содержит примесей не более 0,03%. lime более чистым проводниковым металлом (не более 0,01 % примесей) является вакуумная медь марки MB, выплавляемая в вакуумных индукцион­ных печах.

Медь рекристаллизуется при темпера­туре около 270° С. Влияние отжига на свойства меди показано на рис. 5.2. Ха­рактерно, что при отжиге значительнее изменяются механические свойства меди и слабее меняется ее удельное сопротив­ление. Как проводниковым материал ис­пользуют твердую мель (МТ) и мягкую медь (ММ) .Твердая (твердотянутая) медь при холодной протяжке в проволоку приобретает повышенную твердость, упругость и имеет высокий пре­дел прочности при растяжении σ_р (табл. 5.1).

После отжига при температуре и не­сколько сотен градусов получают мягкую (отожженную) медь, кото­рая пластична, имеет проводимость на 3-5% выше, чем у твердой меди, харак­теризуется большим удлинением при разрыве. К недостаткам мягкой меди следует отнести небольшую прочность и пониженную твердость. Мягкая отожженная медь служит электротехническим стандартом, по отноше­нию к которому выражают при 20°С удельную проводимость металлов и сплавов. Удельная проводимость такой меаи равна 58 мкСм/м, соответственно ρ=0,017241 мкОм·м при значении ТКρ=4,3·10^-3 К^-1.

Применение твердой и мягкой меди различно. Твердую медь употребляют там, где требуется обеспечить высокую механическую прочность, твердость и сопротивляемость истиранию: для изготовления контактных проводов и т. д.

Мягкую медь в виде проволок круглого сечения применяют главным образом в виде токопроводящих жил обмоточных проводов, где важна гибкость и пластичность, а прочность не имеет существенного значения.

Из специальных электровакуумных сортов меди изготавливают аноды мощных генераторных ламп, детали СВЧ-устройств: клистронов, магнетронов, некоторых типов волноводов и др.

Медь — сравнительно дорогой и дефицитный материал, поэтому ее нужно расходовать весьма экономно. Отходы меди необходимо собирать и важно не смешивать их с другими металлами, а также с менее чистой (не электротехнической) медью.

 

 

Сплавы меди. В отдельных случаях помимо чистой меди в каче­стве проводникового материала применяют ее сплавы: бронзы и латуни.

Наиболее высокими механическими свойствами (прочностью и твердостью) при хорошей электропроводности обладают кад­миевая и берилл иевая бронзы. Последняя имеет предел прочности при растяжении до 1350 МПа. В табл. 5.2 приведены основные свойства электротехнических сплавов меди, причем в чис­лителе даны значения параметров для отожженного материала, в знаменателе - для твердотянутого.

Бронзы применяют при изготовлении токопроводящих пружиня­щих контактов и пружин точных приборов.

Латуни широко применяют для изготовления различных токо­проводящих деталей.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: