Kobber: ledningsevne, egenskaber, karakteristika og anvendelser

I mange grene af moderne industri er meget udbredt materiale såsom kobber. Den elektriske ledningsevne af dette metal er meget høj. Dette forklarer mulighederne for dens anvendelse primært i elektroteknik. Kobberledere opnås med fremragende ydeevne. Selvfølgelig er dette metal ikke blot anvendes i elektroteknik, men også i andre brancher. På grund af dets relevans herunder dens egenskaber såsom resistens over for korroderende ødelæggelse i nogle korrosive miljøer, ildfasthed, plasticitet, etc.

historiske oplysninger

Kobber er et metal, man kender siden oldtiden. Det forklarer den tidlige introduktion af mennesker med disse materialer primært dens prævalens i naturen i form af klumper. Mange forskere mener, at det var den første kobbermetal udvundet fra den person af oxygenforbindelser. Når klipperne bare opvarmet i ilden og hurtigt afkølet, får dem til at knække. Senere kobberudvinding begyndte at producere på bålet med tilsætning af kul og blæser bælge. Forbedring af denne proces sidst førte til oprettelsen af akslen ovn. Stadig senere, metallet begyndte at modtage ved at oxidere smeltning malm.

Kobber: ledningsevne materiale

I inaktiv tilstand, alle eventuelle metal frie elektroner omkring kernen. Når en ekstern kilde til eksponering er arrangeret i en sekvens og blive bærere af strøm. Graden af metal evne til at passere gennem det sidste kaldes ledningsevne. Måleenheden i dens internationale SI Siemens er defineret som 1 CM = 1 ohm ^-1.

Ledningsevnen af kobber er meget høj. Ifølge denne indikator, det overgår alle kendte i dag uædle metaller. Bedre end hendes nuværende passerer kun sølv. Indikator ledningsevne kobber er 57h104 ^cm-1 ved en temperatur på +20 ° C Takket være denne sin egenskab dette metal er i øjeblikket den mest almindelige af alle dirigenten anvendes i industrielle og husholdningsbrug.

Copper fint modstå konstant elektrisk belastning og også er pålidelig og holdbar. Desuden er dette metal karakteriseret ved et højt smeltepunkt og (1083,4 ° C). Dette igen tillader kobberet i lang tid til at arbejde i en opvarmet tilstand. Som forekomsten nuværende leder som aluminium kan kun konkurrere med metallet.

Effekten af urenheder på ledningsevne for kobber

Selvfølgelig, i vor tid til smeltning af den røde metal bruges langt mere sofistikerede teknikker end i oldtiden. Men selv i dag får meget ren Cu er næsten umuligt. Kobberet er altid til stede alle mulige urenhed. Det kan for eksempel være, silicium, jern eller beryllium. I mellemtiden, jo flere urenheder i kobberet, jo mindre dens elektriske komponent. Til fremstilling af tråde, for eksempel, det er kun egnet nok rent metal. Ifølge specifikationerne, kan til dette formål anvendes med den mængde kobber urenheder ikke overstiger 0,1%.

Meget ofte i dette metal den indeholder en vis procentdel af svovl, arsen og antimon. Den første substans reducerer materialets duktilitet. Ledningsevnen af kobber og svovl varierer meget. denne blanding ikke lede strøm. Det er en god isolator. Men den elektriske ledningsevne for kobber svovl ikke påvirke næsten enhver måde. Det samme gælder for den termiske ledningsevne. Med antimon og arsen det modsatte er tilfældet. Disse elementer er i stand til at reducere den elektriske ledningsevne for kobber meget.

legeringer

Alle mulige tilsætningsstoffer kan især anvendes til at forbedre styrken af et sådant plastmateriale såsom kobber. Dens elektriske ledeevne, de også reducere. Men deres anvendelse kan markant forlænge levetiden af alle slags produkter.

I de fleste tilfælde, som styrken-additiv anvendelse af kobber Cd (0,9%). Resultatet er en cadmium bronze. Dens ledningsevne er 90% af den ledningsevne for kobber. Nogle gange, i stedet for cadmium som additiver anvendes som aluminium. Ledningsevnen af dette metal er 65% af den samme figur kobber. At forøge styrken af trådene i form af additiver kan anvendes, og andre materialer og stoffer - tin, phosphor, chrom, beryllium. Resultatet er en bronze af et bestemt mærke. En forbindelse med kobber med zink kaldet messing.

karakteristika legeringer

Afhænger metal elektriske ledeevne kan ikke kun om antallet af urenheder i dem, men også på andre indikatorer. For eksempel med stigende opvarmningstemperaturen evne kobber strøm gennem det falder. Den påvirker ledningsevnen af en tråd endda sin fremstillingsmetode. I hjemmet og i industrien kan anvendes som bløde udglødet kobbertråde og hårdt trukket. I den første variant af evnen til at passere gennem sig selv over den aktuelle.

Men den mest signifikant effekt, selvfølgelig, brugte additiver og deres mængde af den elektriske ledningsevne for kobber. Nedenstående tabel viser læseren med detaljerede oplysninger om evne strøm at passere mest almindelige legeringer af metallet.

Den elektriske ledningsevne af messing og kobber sammenlignelige. Men det første metal figur, selvfølgelig, lidt lavere. Men han og højere end bronze. Som en messing tråd anvendes ganske bredt. Aktuel det passerer mindre af kobber, men på samme og koster mindre. Oftest lavet af messing skabe kontakter, skruetvinger og diverse dele til radioer.

Kobberlegeringer med høj modstand

Disse ledende materialer anvendes fortrinsvis i fremstillingen af modstande, regulerbare modstande, elektriske instrumenter og anordninger. Oftest anvendes til dette formål kobberlegeringer konstartantraad og Manganinmålere. Resistiviteten af den første (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) er 0,42-0,48 mikromhos / m og den anden (60% Cu, 40% Ni) - 0.48-0.52 mikromhos / m.

Kommunikation med varmeledningskoefficient

Ledningsevnen af Kobber - 59.500.000 / m. Dette tal, som allerede nævnt, er korrekt, men kun ved en temperatur mellem +20 ^° C varmeledningsevne helst metal, og der er en ledningsevne binding. Etablerer hans lov Wiedemann - Franz. Det udføres på metaller ved høje temperaturer og udtrykkes i den følgende formel: K / γ = π ^2/3 (k / e) ² T, hvor y - ledningsevnen, k - Boltzmanns konstant, e - elementarladningen.

Selvfølgelig findes en sådan forbindelse og et metal, såsom kobber. Termisk og elektrisk ledningsevne har en meget høj. På andenpladsen efter det er sølv på begge disse indikatorer.

Forbindelsen med kobber og aluminium ledninger

I de seneste år i husstanden og industrien begyndte at blive brugt mere og mere høj elektrisk strøm. Under sovjettiden blev ledningsføringen lavet det meste fra billige aluminium. De nye krav i sine præstationer, desværre, ikke længere opfylder. I dag, derfor, i hjemmet og i industrien er ofte ændret til aluminiumtråd kobber. Den største fordel af sidstnævnte, i tillæg til ildfasthed, er, at i den oxidative proces af deres ledende egenskaber ikke reduceres.

Ofte modernisering af el, aluminium og kobbertråde skal forbindes. At gøre dette vil ikke direkte. Faktisk ledningsevne af aluminium og kobber varierer ikke for meget. Men kun inden for disse metaller. Oxidering af film af aluminium og kobber har forskellige egenskaber. På grund af dette, er ledningsevnen væsentligt reduceret ved forbindelsen. Oxidativ film af aluminium afviger meget højere modstand end kobber. Derfor skal kombinationen af disse to slags ledere udføres udelukkende gennem en særlig adapter. Det kan for eksempel være, clips pasta indeholdende beskytte metaller opstår oxid. Denne udførelsesform anvendes normalt med adaptorer tilslutningstråde på gaderne. I rum ofte anvendt junction klemme. Deres design omfatter en særlig plade, der eliminerer direkte kontakt mellem aluminium og kobber. I mangel af sådanne ledere i boligmiljøet, i stedet for snoede ledninger anbefalet til brug det skive og møtrik til en mellemliggende "bro".

fysiske egenskaber

Vi fandt således ud af, hvad den elektriske ledningsevne af kobber. Dette tal kan variere afhængigt af make up af metal urenheder. Imidlertid er efterspørgslen efter kobber i industrien bestemmes og dets andre fordelagtige fysiske egenskaber, at modtage oplysninger om hvilken det er muligt af tabellen nedenfor.

kemiske egenskaber

Ifølge sådanne karakteristika af kobber, den elektriske ledningsevne og varmeledningsevne, som er meget høj og ligger mellem elementerne i den første triade gruppe VIII, og den første alkaliske gruppe i det periodiske system. Med de grundlæggende kemiske egenskaber indbefatter:

• tendens til at danne komplekser;

• evne til at producere farvede forbindelser og uopløselige sulfider.

Mest karakteristiske for kobber er divalent tilstand. Ligheder med alkalimetaller det har næsten ingen. Dens reaktivitet er også lav. I nærvær af _CO2 eller vandfilmen dannede grøn carbonat på kobberoverfladen. Alle kobbersalte er giftige stoffer. Mono- og divalente angive metallet danner en meget stabil komplekse forbindelser. Den højeste værdi for industrien er ammoniak.

Omfanget af brug

Den høje termiske og elektriske ledningsevne for kobber bestemmer dets bred anvendelse i forskellige industrier. Selvfølgelig, det meste af metallet bruges i elektroteknik. Men dette er ikke det eneste område af dens anvendelse. Derudover kan kobber anvendes:

• i smykker;

• i arkitekturen;

• når bygningen vand- og varmesystemer;

• i gasrørledninger.

At fremstille forskellige former for juveler anvendes hovedsagelig kobberlegering med guld. Dette forøger modstanden mod deformation af smykker og slid. Arkitekturen kan anvendes for kobber beklædning af tage og facader. Den største fordel ved en sådan finish er holdbar. For eksempel, plader af denne særlige ædelmetaldublé tag er et velkendt arkitektoniske vartegn - den katolske katedral i den tyske by Hildesheim. Kobbertag af bygningen beskytter sin interne plads til næsten 700 år.

ingeniørvirksomhed

De væsentligste fordele ved Kobbervandrør er også holdbarhed og pålidelighed. Desuden er metallet i stand til at knytte særlige unikke egenskaber af vand, hvilket gør det nyttige for organismen. For at samle rørledninger og opvarme kobberrøret også velegnet - hovedsageligt på grund af dets korrosionsbestandighed og duktilitet. Når akut stigning pressure sådanne linjer stand til at modstå meget større belastning end stål. Den eneste ulempe ved de kobberrør er deres høje pris.