Kupari: johtavuus, ominaisuudet, ominaisuudet ja käyttötarkoitukset

Monilla aloilla modernin teollisuuden on hyvin laajalti käytetty materiaalia, kuten kuparia. Sähkönjohtavuus tämä metalli on erittäin korkea. Tämä selittää, voidaanko sen soveltaminen pääasiassa sähkötekniikan. Kuparijohtimia saadaan erinomainen suorituskyky. Tietenkin tämä metallia käytetään paitsi sähkötekniikan, mutta myös muilla toimialoilla. Koska sen merkitys myös sen ominaisuuksia, kuten syövyttävien tuhoa joillakin syövyttäviä ympäristöjä, vastareaktioita, plastisuus jne

historiallista tietoa

Kupari on metalli tiedetään mies antiikin ajoista lähtien. Se selittää nopea käyttöönotto ihmisiä näiden materiaalien pääasiassa sitä esiintyy luonnossa muodossa Nuggets. Monet tutkijat uskovat, että se oli ensimmäinen kupari metallin talteen henkilö hapen yhdisteitä. Kun kivet vain kuumennettiin tulessa ja jäähdytetään nopeasti, jolloin ne halki. Myöhemmin kuparin talteenottoa alkoi tuottaa roviolla lisäämällä hiilen ja puhaltaa palkeita. Parantaminen tämän prosessin johti lopulta siihen, että luodaan kuilu-uunin. Vielä myöhemmin, metalli alkoi saada hapettamalla sulatus malmit.

Kupari: omaavaa materiaalia

Lepotilassa, kaikki joistain metallin vapaat elektronit tuman ympärillä. Kun ulkoista altistusta on järjestetty peräkkäin ja tulla kantajia virtaa. Aste metallin kyky kulkea sen läpi viimeksi kutsutaan johtavuus. Mittayksikkö sen International SI Siemens on määritelty 1 CM = 1 ohm ^-1.

Johtavuus kupari on erittäin korkea. Tämän indikaattorin, se ylittää kaikki tunnetaan nykyään perusmetallien. Parempi kuin hänen nykyinen kulkee vain hopeaa. Indikaattori johtavuus kupari on 57h104 cm ^-1 lämpötilassa +20 ° C Tämän ansiosta se ominaisuus tämä metalli on tällä hetkellä yleisin kaikista johtimen käytetään teollisuuden ja kotitalouksien tarpeisiin.

Kupari hieno kestämään jatkuvaa sähkökuormitus ja on myös luotettava ja kestävä. Lisäksi, tämä metalli on ominaista korkea sulamispiste ja (1083,4 ° C). Tämä puolestaan mahdollistaa sen, että kupari pitkään työskennellä lämmitetyssä tilassa. Kuten yleisyys virtajohtimen kuten alumiini voi kilpailla metalli.

Vaikutus epäpuhtaudet Kuparin

Tietysti meidän aikanamme joissa sulatetaan punaisen metallin käytetään paljon kehittyneempää tekniikkaa kuin muinoin. Kuitenkin vielä nykyäänkin saada erittäin puhdasta Cu on lähes mahdotonta. Kupari on aina läsnä kaikenlaisia epäpuhtauksia. Se voi olla esimerkiksi pii, rautaa tai berylliumia. Samaan aikaan enemmän epäpuhtaudet kupari, sitä vähemmän sen sähköisen komponentin. Valmistukseen johdot, esimerkiksi, se sopii vain tarpeeksi puhdasta metallia. Määräystenmukaisessa tähän tarkoitukseen voidaan käyttää kuparin määrän epäpuhtauksia enintään 0,1%.

Hyvin usein tämä metalli se sisältää tietyn prosenttiosuuden rikin, arseenin ja antimonin. Ensimmäinen aine vähentää merkittävästi materiaalin taipuisuutta. Johtavuus kuparin ja rikin vaihtelee suuresti. Tämän sekoittumisen ei johda sähköä. Se on hyvä eriste. Kuitenkin, sähkönjohtavuus kuparin rikki ei vaikuta lähes millään tavalla. Sama koskee lämmönjohtavuus. Antimonia ja arseenia on päinvastainen. Nämä elementit voivat vähentää sähkönjohtavuutta kuparin suuresti.

seokset

Kaikenlaisia lisäaineita voidaan käyttää erityisesti lujuuden parantamiseksi tällaisen muovimateriaalista, kuten kuparia. Sen sähkönjohtavuus, ne myös vähentävät. Mutta niiden käyttö voi merkittävästi pidentää kaikenlaisia tuotteita.

Useimmissa tapauksissa, kuten parantava lisäaine, jota käytetään kuparin Cd (0,9%). Tuloksena on kadmium pronssi. Sen johtokyky on 90% Kuparin. Joskus, sen sijaan, että kadmiumin lisäaineita käytetään alumiinia. Johtavuus tämä metalli on 65% saman kuvion kupari. Lujuuden lisäämiseksi lankojen muodossa lisäaineita voidaan käyttää, ja muita materiaaleja ja aineita - tina, fosfori, kromi, beryllium. Tuloksena on pronssinen tietyn merkkistä. Yhdiste kuparin sinkin kutsutaan messinkiä.

ominaisuudet seokset

Riippuu metalli sähkönjohtavuus ei voi vain epäpuhtauksien määrä niitä, mutta myös muita indikaattoreita. Esimerkiksi lisäämällä kuumennuslämpötila kyky kupari virtaa sen läpi pienenee. Se vaikuttaa johtavuus lanka jopa sen valmistusmenetelmä. Kotona ja teollisuudessa voidaan käyttää pehmeä hehkutettu kupari johdot ja kova piirretty. Ensimmäisessä muunnelmassa mahdollisuus siirtää itsensä läpi edellä nykyisestä.

Kuitenkin, merkittävin vaikutus, tietenkin, käytettyjä lisäaineita ja niiden määrä kuparin sähkön johtavuudesta. Seuraavassa taulukossa esitetään lukijalle yksityiskohtaista tietoa kyky virran kulkea yleisin metallin seosten.

Sähkönjohtavuus messinki ja kupari vertailukelpoisia. Kuitenkin, ensimmäisen metallin luku, tietenkin, hieman pienempi. Mutta hän ja korkeampi kuin pronssi. Koska messinki on käytetty melko laajasti. Nykyiset se kulkee vähemmän kuparia, mutta samalla ja maksaa vähemmän. Useimmiten messinkiä luoda kontakteja, kiinnikkeet ja eri osat radiot.

Kuparilejeeringit suuren resistanssin

Nämä johdin materiaaleja käytetään pääasiassa valmistuksessa, reostaattien, sähkö- välineitä ja laitteita. Useimmiten tähän tarkoitukseen käytetään kupariseosten konstantaania ja manganiinin. Resistiivisyys ensimmäisen (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) on +0,42-+0,48 mikrosiemensiä / m, ja toinen (60% Cu, 40% Ni) - 0,48-0,52 mikrosiemensiä / m.

Viestintä kanssa lämmönjohtavuuskerroin

Johtavuus kupari - 59500000 / m. Tässä kuviossa, kuten jo mainittiin, on oikea, mutta vain lämpötilassa välillä +20 ^° C lämmönjohtavuus tahansa metallista, ja siinä on johtavuus sidos. Asettuu lain Wiedemann - Franz. Se suoritetaan metallien korkeissa lämpötiloissa, ja se ilmaistaan seuraavalla kaavalla: K / γ = π ^2/3 (k / e) ² T, jossa y - johtavuus, k - Boltzmannin vakio, e - alkeisvaraus.

Tietenkin, tällainen yhteys on olemassa, ja metallia, kuten kuparia. Lämpö- ja sähkönjohtavuus on erittäin korkea. Toiseksi, kun se on hopeaa molemmista indikaattoreita.

Yhdisteen kupari ja alumiini johdot

Viime vuosina kotitalouksien ja teollisuuden alettiin käyttää yhä korkeat sähkötehoa. Neuvostoliiton aikana johdotus tehtiin pääasiassa halpoja alumiinista. Uudet vaatimukset sen suorituskykyä, valitettavasti, ei enää täytä. Tänään siis kotona ja teollisuudessa usein vaihdetaan alumiinilanka kuparia. Tärkein etu jälkimmäisen lisäksi vastareaktioita, on, että hapettava prosessi niiden johtavat ominaisuudet eivät alene.

Usein modernisointi sähkön, alumiini ja kupari johdot on kytketty. Muutoin tämä ei suoraan. Itse asiassa, johtavuus alumiinin ja kuparin eivät eroa toisistaan liikaa. Mutta vain näitä metalleja. Hapetetaan kalvo alumiinin ja kuparin on erilaisia ominaisuuksia. Tämän vuoksi, johtavuus on huomattavasti pienempi yhteyden. Hapettava kalvo alumiini poikkeaa paljon suurempi resistanssi kuin kuparilla. Sen vuoksi näiden kahden tyyppisiä johtimia täytyy suorittaa yksinomaan erityinen sovitin. Se voi olla, esimerkiksi, pidike, pastaa, joka sisältää suojaavan metalleja esiintyy oksidi. Tässä suoritusmuodossa käytetään yleensä sovittimet liitäntäjohtimien kaduilla. Tiloissa usein käytetyt risteyksessä puristamalla. Niiden suunnittelu on erityinen levy, joka eliminoi välinen suora kosketus alumiini ja kupari. Koska tällaisten johtimien kotiympäristössä, sen sijaan, että kiertämällä johdot suositeltavaa käyttää suoraan pesukone ja mutteri välissä "silta".

fysikaaliset ominaisuudet

Siten, huomasimme, mitä kuparin sähkön johtavuudesta. Tämä luku voi vaihdella riippuen muodostavat sekä metallin epäpuhtauksia. Kuitenkin, kysyntä kuparin alalla on määritetty ja sen muita edullisia fysikaalisia ominaisuuksia, saada tietoa, joka on mahdollista alla olevasta taulukosta.

kemialliset ominaisuudet

Mukaan sellaisia ominaisuuksia Kuparin sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus, joka on erittäin korkea ja on välissä elementtien ensimmäisen kolmikko ryhmän VIII, ja ensimmäinen emäksinen ryhmä jaksollisen. Sen perus kemiallisia ominaisuuksia ovat:

• taipumus muodostavat komplekseja;

• kyky tuottaa värillinen yhdisteitä ja liukenemattomia sulfideja.

Tyypillisin kupari on kaksiarvoinen tila. Yhtäläisyyksiä alkalimetallien sillä ei käytännössä ole. Sen reaktiivisuus on myös alhainen. Läsnä ollessa CO ₂ tai muodostunut vesikalvo vihreä karbonaatti kuparin pinnalle. Kaikki kupari suolat ovat myrkyllisiä aineita. Mono- ja kaksiarvoinen ilmoitettava metalli muodostaa erittäin stabiilin kompleksin yhdisteitä. Korkein arvo teollisuudelle ovat ammoniakki.

Laajuus käytön

Korkea terminen ja kuparin sähkön johtavuudesta määrittää sen laaja soveltaminen eri teollisuuden aloilla. Tietenkin suurin osa metallia käytetään sähkötekniikassa. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa alue sen soveltamista. Lisäksi, kupari voidaan käyttää:

• koruja;

• arkkitehtuurin;

• rakennettaessa vesi ja lämmitysjärjestelmät;

• kaasuputkiin.

Tuottaa erilaisia jalokiviä käytetään pääasiassa kupariseoksesta kullalla. Tämä lisää vastustuskykyä muodonmuutoksia koristeet ja hankausta. Arkkitehtuuria voidaan käyttää kuparifolio kattojen ja julkisivujen. Tärkein etu tällainen viimeistely on kestävä. Esimerkiksi levyt tässä metalli verhottu katto on tunnettu rakennussuojelukohteita - katolinen katedraali Saksan kaupungissa Hildesheimin. Kupari rakennuksen katolle suojaa sisätilaa lähes 700 vuotta.

tekniset palvelut

Tärkeimmät edut kupari vesijohdot ovat myös kestävyyttä ja luotettavuutta. Lisäksi metalli voi liittää erityisiä ja ainutlaatuisia ominaisuuksia vettä, mikä on hyödyllistä organismin. Koota putkistojen ja kuumentamalla kupariputkien myös soveltuu erinomaisesti - lähinnä sen korroosionkestävyys ja sitkeys. Kun hätä lisää painetta linjojen kestää paljon enemmän kuormaa kuin teräs. Ainoa haittapuoli kupariputket on niiden korkea hinta.