Coure: conductivitat, propietats, característiques i aplicacions

En moltes branques de la indústria moderna és un material molt utilitzat àmpliament com el coure. La conductivitat elèctrica d'aquest metall és molt alta. Això explica la viabilitat de la seva aplicació principalment en l'enginyeria elèctrica. Els conductors de coure s'obtenen amb un rendiment excel·lent. Per descomptat, aquest metall s'utilitza no només en enginyeria elèctrica, sinó també en altres indústries. A causa de la seva rellevància incloent les seves qualitats com ara resistència a la destrucció corrosiva en alguns ambients corrosius, refractarietat, plasticitat, etc.

informació històrica

El coure és un metall conegut per l'home des de l'antiguitat. S'hi explica la introducció primerenca de les persones amb aquests materials, principalment la seva prevalença en la natura en forma de llavors. Molts científics creuen que va ser el primer metall de coure recuperat de la persona de compostos oxigenats. Una vegada que les roques just escalfades al foc i es refreda ràpidament, causant que s'esquerdin. Més tard, la recuperació de coure va començar a produir a l'estaca amb l'addició de carbó i les manxes de bufat. Millora d'aquest procés finalment va portar a la creació del forn de cuba. Encara més tard, el metall va començar a rebre mitjançant l'oxidació de minerals de fosa.

Coure: material de conductivitat

En l'estat de repòs, tots els electrons lliures de metall al voltant del nucli. Quan una font externa d'exposició estan disposats en una seqüència i es converteixen en portadors de corrent. El grau de capacitat de metall que passi a través d'ell l'última trucada conductivitat. La unitat de mesura en el seu SI Siemens Internacional es defineix com 1 cm = 1 ohm ^-1.

La conductivitat del coure és molt alta. D'acord amb aquest indicador, que supera tots els metalls bàsics coneguts avui dia. Millor que el corrent passa únicament la plata. coure Indicador de conductivitat és 57h104 ^cm-1 a una temperatura de 20 ° C. Gràcies a aquesta seva propietat aquest metall és actualment el més comú de tots els conductors utilitzats en usos industrials i domèstics.

coure fi suportar la càrrega elèctrica constant i també és fiable i durador. A més, aquest metall es caracteritza per un alt punt de fusió i (1.083,4 ° C). Això, al seu torn, permet que el coure per un llarg temps per treballar en un estat escalfat. Com el conductor de corrent prevalença com alumini només pot competir amb el metall.

L'efecte de les impureses de la conductivitat del coure

Per descomptat, en el nostre temps per a la fosa del metall vermell s'utilitzen tècniques molt més sofisticades que en els temps antics. No obstant això, encara avui dia es posen molt Cu pur és gairebé impossible. El coure està sempre present tot tipus d'impuresa. Pot ser, per exemple, silici, ferro o beril·li. Mentrestant, els més impureses en el coure, el menys el seu component elèctric. Per a la fabricació de cables, per exemple, és adequat només prou pur metall. D'acord a les especificacions, per a aquest propòsit es pot utilitzar amb la quantitat d'impureses de coure no superior a 0,1%.

Molt sovint en aquest metall que conté un cert percentatge de sofre, arsènic i antimoni. La primera substància redueix significativament la ductilitat del material. La conductivitat de coure i sofre varia en gran mesura. Aquesta barreja no condueix corrent. Aquest és un bon aïllant. No obstant això, la conductivitat elèctrica del coure de sofre no afecta gairebé qualsevol manera. El mateix s'aplica a la conductivitat tèrmica. Amb antimoni i arsènic el contrari és cert. Aquests elements són capaços de reduir la conductivitat elèctrica del coure en gran mesura.

aliatges

Totes les classes d'additius es poden utilitzar especialment per a la millora de la resistència d'un material plàstic tal com el coure. La seva conductivitat elèctrica, sinó que també redueixen. Però el seu ús es pot estendre significativament la vida de tot tipus de productes.

En la majoria dels casos, ja que l'additiu utilitzat coure reforçant de la resistència Cd (0,9%). El resultat és un bronze cadmi. La seva conductivitat és 90% de la conductivitat del coure. De vegades, en lloc de cadmi com additius s'utilitzen com alumini. La conductivitat d'aquest metall és el 65% de la mateixa figura de coure. Per augmentar la resistència dels filferros en forma d'additius que poden utilitzar-se, i altres materials i substàncies - estany, fòsfor, crom, beril·li. El resultat és un bronze d'una determinada marca. Un compost de coure amb zinc anomenat llautó.

característiques aliatges

Dependre de metall conductivitat elèctrica pot no només del nombre d'impureses en ells, però també en altres indicadors. Per exemple amb l'augment de coure capacitat temperatura d'escalfament corrent que flueix a través d'ell disminueix. Influeix en la conductivitat d'un filferro fins i tot el seu procediment de fabricació. A la llar i en la indústria es poden utilitzar com a fils de coure recuit tou i dur dibuixat. A la primera variant de la capacitat de passar a través del mateix per sobre de l'actual.

No obstant això, l'efecte més significatiu, per descomptat, utilitzar additius i la seva quantitat de la conductivitat elèctrica del coure. La següent taula presenta al lector informació detallada sobre la capacitat del corrent passi aliatges més comuns del metall.

La conductivitat elèctrica de llautó i coure comparable. No obstant això, la primera figura de metall, per descomptat, una mica més baix. Però ell i superior a la de bronze. Com filferro de llautó s'utilitza bastant àmpliament. Corrent que passa a menys de coure, però al mateix i costa menys. El més sovint de llautó contactes de tancament, abraçadores i diverses parts per a ràdios.

Els aliatges de coure d'alta resistència

Aquests materials conductors s'utilitzen principalment en la fabricació de resistors, reòstats, instruments elèctrics i dispositius. El més sovint utilitzat per a aquest propòsit aliatges de coure constantà i manganina. La resistivitat de la primera (86% de Cu, 12% de Mn, 2% de Ni) és 0,42-0,48 micromhos / m, i la segona (60% de Cu, 40% Ni) - 0,48-0,52 micromhos / m.

La comunicació amb el coeficient de conductivitat tèrmica

La conductivitat del coure - 59.500.000 / m. Aquesta xifra, com ja es va esmentar, és correcta, però només a una temperatura entre 20 ^° C la conductivitat tèrmica de qualsevol metall, i no és un enllaç conductivitat. Estableix la seva llei de Wiedemann - Franz. Es realitza per a metalls a altes temperatures i s'expressa en la següent fórmula: K / γ = π ^2/3 (k / e) ² T, on i - la conductivitat, k - constant, i de Boltzmann - càrrega elemental.

Per descomptat, hi ha tal connexió i un metall tal com coure. conductivitat tèrmica i elèctrica té un nivell molt alt. En el segon lloc després que és de plata en els dos indicadors.

El compost de fils de coure i alumini

En els últims anys a les llars i la indústria va començar a ser utilitzat cada vegada més alt d'energia elèctrica. Durant l'època soviètica, el cablejat es fa sobretot a partir d'alumini barat. Els nous requisits del seu rendiment, per desgràcia, ja no es troben. Avui dia, per tant, a la llar i en la indústria es canvien sovint de coure filferro d'alumini. El principal avantatge d'aquest últim, a més de la refractarietat, és que en el procés oxidatiu de les seves propietats conductores no es redueixen.

Sovint, la modernització de cables d'electricitat, alumini i coure ha d'estar connectat. Fer això no ho farà directament. En realitat, la conductivitat de l'alumini i el coure no difereix gaire. Però només dins d'aquests metalls. Oxidar la pel·lícula d'alumini i coure tenir diferents propietats. A causa d'això, la conductivitat es redueix significativament en la connexió. pel·lícula oxidativa d'alumini es diferencia de resistència molt més gran que el coure. Per tant, la combinació d'aquests dos tipus de conductors s'ha de fer exclusivament a través d'un adaptador especial. Pot ser, per exemple, clip, pasta que conté la protecció dels metalls que es produeixin òxid. Aquesta forma de realització s'utilitza normalment amb els adaptadors de connexió de cables als carrers. A les sales d'ús freqüent compressió de connexions. El seu disseny inclou una placa especial que elimina el contacte directe entre l'alumini i el coure. En absència de tals conductors en l'entorn domèstic, en lloc de cables de torsió recomanat a utilitzar directament la volandera i la rosca a un "pont" intermedi.

propietats físiques

Per tant, ens trobem amb el que la conductivitat elèctrica del coure. Aquesta xifra pot variar depenent de la composició de les impureses metàl·liques. No obstant això, la demanda de coure en la indústria es determina i les seves altres propietats físiques avantatjoses, per a rebre informació sobre la qual és possible a partir de la següent taula.

propietats químiques

D'acord amb aquestes característiques de coure, la conductivitat elèctrica i la conductivitat tèrmica que és molt alta i és intermedi entre els elements del primer grup tríada VIII, i el primer grup alcalí de la taula periòdica. Per les seves propietats químiques bàsiques incloure:

• tendència a formar complexos;

• capacitat de produir compostos acolorits i sulfurs insolubles.

El més característic pel coure és l'estat divalent. Semblances amb metalls alcalins que no té pràcticament cap. La seva reactivitat és també baixa. En presència de _CO2 o la pel·lícula d'aigua formada carbonat verda a la superfície de coure. Totes les sals de coure són substàncies verinoses. El mono-i divalent estat, el metall forma una molt estables compostos complexos. El valor més alt per a la indústria són amoníac.

Àmbit d'ús

L'alta conductivitat tèrmica i elèctrica del coure determina la seva àmplia aplicació en diverses indústries. Per descomptat, la major part del metall s'utilitza en l'enginyeria elèctrica. No obstant això, aquesta no és l'única àrea de la seva aplicació. A més, el coure es pot utilitzar:

• en joieria;

• en l'arquitectura;

• quan la construcció de sistemes d'aigua i de calefacció;

• en canonades de gas.

Per produir diferents tipus de joies usades principalment aliatge de coure amb or. Això augmenta la resistència a la deformació dels ornaments i l'abrasió. L'arquitectura es pot utilitzar per al revestiment de coure de teulades i façanes. El principal avantatge d'un acabat d'aquest tipus és duradora. Per exemple, làmines d'aquest metall particular sostre revestit és un conegut monuments arquitectònics - la catedral catòlica a la ciutat alemanya de Hildesheim. sostre de coure de l'edifici protegeix el seu espai intern per a gairebé 700 anys.

serveis d'enginyeria

Els principals avantatges de les canonades d'aigua de coure són també durabilitat i fiabilitat. A més, el metall és capaç de connectar propietats úniques especials d'aigua, el que és útil per a l'organisme. Per muntar canonades i escalfar el tub de coure també idealment adequat - principalment a causa de la seva resistència a la corrosió i ductilitat. Quan augment de pressió d'emergència tals línies capaços de suportar la càrrega molt més gran que l'acer. L'únic inconvenient dels tubs de coure és el seu elevat cost.