Механические испытания материалов Испытания на твердость Измерение ударной вязкости Кристаллическое строение металлов Кристаллизация Основы теории сплавов Металлы Полупроводники Электропроводность твёрдых диэлектриков

Материаловедение Металы, проводники, кристализация

Металлы. Медь. Получение меди.

Медь получают чаще всего путем переработки сульфидных руд. После нескольких плавок руды и обжигов с интенсивным дутьем медь, предназначенная для электротехники, обязательно проходит процесс электролитической очистки. Полученные после электролиза катодные пластины меди переплавляют в болванки массой 80-90 кг, которые прокатывают и протягивают в изделия требующегося поперечного сечения. При изготовлении проволоки болванки сперва подвергают горячей прокатке в так называемую катанку диаметром 6,5-7,2 мм; затем катанку протравливают в слабом растворе серной кислоты, чтобы удалить с ее поверхности оксид меди CuO Физические свойства меди:

температура плавления 1083,0°С;

температура кипения 2300° С;

плотность 8,94 Мг/м3;

удельная теплоемкость 385 Дж/(кг К);

коэффициент теплопроводности 390 Вт/м К);

ТК линейного расширения 16 106, К-1;

удельное сопротивление 0,017 мкОм м;

ТК удельного сопротивления 43 104, К-1

Работа выхода электронов 4,3 эВ;

, образующийся при нагреве, а затем уже протягивают без подогрева в проволоку нужных диаметров – до 0,03-0,02 мм.

Преимущества меди, обеспечивающие ей широкое применение в качестве проводникового материала: 1) малое удельное сопротивление;

 2) достаточно высокая механическая прочность;

 3) удовлетворительная в большинстве случаев стойкость по отношению к коррозии;

 4) хорошая обрабатываемость ( медь прокатывается в листы, ленты и протягивается в проволоку, толщина которой может быть доведена до тысячных долей миллиметра);

 5) относительная легкость пайки и сварки.

Физические свойства меди:

температура плавления 1083,0°С;

температура кипения 2300° С;

плотность 8,94 Мг/м3;

удельная теплоемкость 385 Дж/(кг К);

коэффициент теплопроводности 390 Вт/м К);

ТК линейного расширения 16 106, К-1;

удельное сопротивление 0,017 мкОм м;

ТК удельного сопротивления 43 104, К-1

Работа выхода электронов 4,3 эВ;

При холодной протяжке получают твердую ( твердотянутую) медь (МТ), которая благодаря влиянию наклепа имеет высокий предел прочности при растяжении и малое относительное удлинение перед разрывом, а также обладает твердостью и упругостью при изгибе; проволока из твердой меди несколько пружинит. Если же медь подвергать обжигу, т.е. нагреву до нескольких сот градусов с последующим охлаждением, то получится мягкая (отожженная) медь (ММ), которая сравнительно пластична, имеет твердость и небольшую прочность, но весьма большое удлинение перед разрывом и более высокую удельную проводимость. Отжиг меди производят в специальных печах без доступа воздуха, чтобы избежать окисления.

Свойства медной проволоки:

Предел прочности при растяжении sр МТ =360-390 МПа

 ММ =260-280 Мпа

Относительное удлинение перед разрывом Dl/l МТ =0,5-2,5 %

 ММ =18-35 %

Удельное сопротивление r  МТ =0,0179-0,0182 мкОм м

 ММ = 0,01754 мкОм м

Твердую медь употребляют там, где надо обеспечить особо высокую механическую прочность, твердость и сопротивляемость истиранию ( для контактных проводов, для шин распределительных устройств, для коллекторных пластин электрических машин и пр.) .Мягкую медь в виде проволок круглого и прямоугольного сечения применяют главным образом в качестве токопроводящих жил кабелей и обмоточных проводов, где важна гибкость и пластичность. Медь является сравнительно дорогим и дефицитным материалом. Медь как проводниковый материал все шире заменяется другими материалами, в особенности алюминием.

Алюминий

Материаловедение