電気設備における導電性材料

銅、アルミニウム、その合金、鉄（鋼）で作られたワイヤーは、電気設備の導電部品として使用されます。

銅は最も優れた導電性材料の 1 つです。 20℃での銅の密度は8.95 g / cm3、融点は1083℃です。銅は化学的にわずかに活性ですが、硝酸に容易に溶解し、酸化剤（酸素）の存在下でのみ希塩酸および希硫酸に溶解します。空気中では、銅はすぐに暗色の酸化物の薄い層で覆われますが、この酸化は金属の奥深くまで浸透せず、さらなる腐食に対する保護として機能します。銅は加熱せずに鍛造や圧延に適しています。

の生産のため 電線 純度99.93%の銅を含む電解銅地金を使用。

銅の電気伝導率は不純物の量と種類に大きく依存しますが、機械的処理や熱処理にはそれほど依存しません。 20℃での銅抵抗は0.0172～0.018オーム×mm2/mです。

ワイヤーの製造には、比重がそれぞれ 8.9、8.95、8.96 g / cm3 の軟銅、半硬銅、または硬銅が使用されます。

銅と他の金属との合金は、充電部品の製造に広く使用されています。以下の合金が最も広く使用されています。

真鍮 - 銅と亜鉛の合金で、合金中に少なくとも 50% の銅が含まれ、他の金属が添加されています。 抵抗 真鍮 0.031 — 0.079 オーム x mm2 / m。真鍮 - 銅含有量が 72% 以上のレッド真鍮 (高い可塑性、耐食性、耐摩擦性を備えています) と、アルミニウム、錫、鉛、またはマンガンが添加された特殊な真鍮を区別します。

真鍮接点

ブロンズ — 銅と錫にさまざまな金属を添加した合金。合金中の青銅の主成分の含有量に応じて、錫、アルミニウム、シリコン、リン、カドミウムと呼ばれます。 青銅の抵抗 0.021 — 0.052 オーム x mm2/m。

真鍮と青銅は、優れた機械的および物理化学的特性によって区別されます。鋳造や圧力による加工が容易で、大気腐食にも耐性があります。

アルミニウム — その品質の点では、銅に次ぐ 2 番目の導電性材料です。融点 659.8 °C 20 °でのアルミニウムの密度 — 2.7 g / cm3... アルミニウムは鋳造が容易で、良好に加工されます。アルミニウムは 100 ～ 150 °C の温度で鍛造され、延性に優れます (最大 0.01 mm の厚さのシートに圧延することができます)。

アルミニウムの導電率は不純物に大きく依存し、機械的処理や熱処理にはほとんど依存しません。アルミニウム組成が純粋であればあるほど、導電性が高くなり、化学的攻撃に対する耐性が向上します。機械加工、圧延、焼きなましは、アルミニウムの機械的強度に大きな影響を与えます。アルミニウムを冷間加工すると、硬度、弾性、引張強度が増加します。 20 °C でのアルミニウムの抵抗 0.026 — 0.029 オーム x mm2/m。

銅をアルミニウムに置き換える場合、ワイヤの断面積は導電率に対して増加する必要があります。つまり、1.63 倍です。

同じ導電率であれば、アルミニウム線は銅よりも 2 倍軽くなります。

ワイヤーの製造には、純アルミニウム98%以上、シリコン0.3%以下、鉄0.2%以下を含むアルミニウムが使用されます。

充電部の製造には、アルミニウムと他の金属との合金、たとえば、ジュラルミン - アルミニウムと銅およびマンガンの合金を使用します。

シルミン — シリコン、マグネシウム、マンガンを混合したアルミニウムの軽合金。

アルミニウム合金は、優れた鋳造特性と高い機械的強度を備えています。

以下は、電気工学で最も広く使用されているアルミニウム合金です。

アルミニウムが98.8以上、その他の不純物が1.2以下のAD級の鍛造アルミニウム合金。

アルミニウム99.3以上、その他の不純物0.7以下の鍛造アルミニウム合金クラスAD1。

鍛造アルミニウム合金、アルミニウム 97.35 ～ 98.15、その他の不純物 1.85 ～ 2.65 を含むクラス AD31。

グレード AD および AD1 の合金は、ハードウェア ブラケットのハウジングとダイの製造に使用されます。電線に使用されるプロファイルとゴムは合金グレードAD31で作られています。

アルミニウム合金製品は、熱処理の結果、高い最大強度と密度（クリープ）限界を獲得します。

鉄 - 融点 1539 °C。鉄の密度は 7.87。鉄は酸に溶解し、ハロゲンと酸素によって酸化されます。

電気工学では、次のようなさまざまな種類の鋼が使用されます。

炭素鋼 — 炭素およびその他の冶金学的不純物を含む鉄の鍛造合金。

炭素鋼の抵抗 0.103 — 0.204 オーム x mm2/m。

合金鋼 - 炭素鋼にクロム、ニッケル、その他の元素を追加した合金。

スチールは良いよ 磁気特性.

合金の添加剤として、またはんだの製造および性能向上のための添加剤として 保護コーティング 導電性金属は広く使用されています。

カドミウムは展性のある金属です。カドミウムの融点は 321 °C、抵抗 0.1 オーム x mm2/m、電気工学では、カドミウムは低融点はんだの調製や金属表面の保護コーティング (カドミウム コーティング) に使用されます。耐食性の点では、カドミウムは亜鉛に近いですが、カドミウムコーティングは多孔性が低く、亜鉛よりも薄い層で塗布されます。

ニッケル — 融点 1455 °C ニッケルの抵抗 0.068 — 0.072 オーム x mm2/m 常温では、大気中の酸素によって酸化されません。ニッケルは合金や金属表面の保護コーティング（ニッケルメッキ）に使用されます。

錫 - 融点 231.9 °C 錫の抵抗 0.124 - 0.116 オーム x mm2 / m 錫は、純粋な形および他の金属との合金の形で金属の保護コーティング（錫メッキ）をはんだ付けするために使用されます。

鉛 - 融点 327.4 °C 抵抗率 0.217 - 0.227 オーム x mm2/m 鉛は、耐酸性材料として他の金属との合金に使用されます。はんだ合金（はんだ）に添加されます。

シルバー — 非常に展性が高く、展性のある金属です。銀の融点は960.5℃です。銀は熱と電気の最良の伝導体です。銀抵抗値 0.015 ～ 0.016 オーム x mm2/m 銀は、金属表面の保護膜 (銀) として使用されます。

アンチモン — 光沢のある脆い金属、融点 631 °C。アンチモンは、はんだ合金 (はんだ) の添加剤として使用されます。

クロム — 硬くて光沢のある金属。融点1830℃。常温では空気中で変化しない。クロム耐性 0.026 オーム x mm2/m クロムは合金や金属表面の保護コーティング (クロム処理) に使用されます。

亜鉛 — 融点 419.4 °C 亜鉛の抵抗 0.053 — 0.062 オーム x mm2/m 湿った空気中では、亜鉛は酸化し、その後の化学的影響から保護する酸化物の層でそれ自体を覆います。電気工学では、亜鉛は合金やはんだの添加剤として、また金属部品の表面の保護コーティング（亜鉛メッキ）にも使用されます。