О стали

Какой металл лучше проводит электрический ток – золото проводит ток алюминий проводит ток серебро проводит ток бронза проводит ток медь проводит ток ? Проводники: Серебро, Медь, Алюминий, Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть.

Алюминий проводит электрический ток или нет

Отправим материал на почту

Алюминий проводит ток, кроме того, металл является одним из лучших существующих проводников. Из него изготавливают токопроводящие шины, кабельные наконечники и гильзы, кабель для воздушных линий электропередач, СИП (самонесущий изолированный провод) и провода меньшего сечения (для бытовых или производственных нужд), коаксиальный телевизионный кабель.

Читайте также:  Силовой кабель АСБл: расшифровка маркировки, плюсы и минусы

Виды проводников

Состояние проводящих электрический ток материалов может быть твердым, жидким, газообразным.

Твёрдые – это группы металлов, их сплавов и некоторые модификации углерода. Металлы хорошо проводят тепло, электроэнергию.

Жидкие – это расплавленные металлы и электролиты. При невысокой температуре жидким проводником может быть ртуть или галлий. Температура плавления остальных элементов слишком высока.

Течение тока по металлу, имеющему твёрдое или жидкое состояние, происходит посредством движения свободных электронов. Благодаря этому, его электропроводность получила название электронной, а само вещество называют проводником первого рода.

Проводник второго рода (электролит) – это кислотный, щелочной, солевой раствор и расплав ионных соединений. В нём одновременно с движением тока переносятся молекулы (ионы), поэтому со временем структура электролита меняется, а на электродах осаживается продукт электролиза.

В электрическом поле низкой напряженности любой газ и пар не проводят ток. Но в случае достижения напряженностью максимальной критической отметки, когда начинаются ударная и фото-ионизация, газ может стать проводником с электронной и ионной электропроводностью. Когда на единицу объема будет приходиться одинаковое число электронов и положительных ионов, газ с сильной ионизацией станет уравновешенной, электропроводящей субстанцией, именуемой плазмой.

Сопротивление металла

Алюминий хорошо проводит ток, это металл, обладающий малым удельным весом, легко поддающийся литью и иным способам обработки. Показатель электропроводности ставит его на 4 место, уступая лишь серебру, меди и золоту.

Интересно! Хотя по ряду характеристик алюминий лучше меди, в условиях долгосрочной эксплуатации он не так предпочтителен из-за высокой хрупкости и ломкости.

Относительно показателя сопротивления алюминия, в электротехнической отрасли различают 2 термина:

• Значение электропроводности, величина которого характеризует скорость передачи электрического тока из пункта «А» в пункт «Б». Чем выше цифра, тем лучше металл осуществляет транспортировку напряжения. Например, при температуре 20°С, меди свойственно значение 59,5 млн. См/м (Сименс на метр). Алюминию всего 38 млн. см/м.
• Показатель электросопротивления. Чем больше значение, тем сложнее передаётся электричество. Удельный показатель медного провода равен 1,01724-0,0180 мкОм/м (микроОм — метр), алюминиевого – 0,0262-0,0295 мкОм/м.

Важно! Одним словом, алюминий хороший проводник тока. Имеет отличные показатели проводимости и сопротивления, но всё же уступает меди.

Серебро

Ag — Серебро. Драгоценный металл. {Понятие «драгоценный металл» означает в том числе особые условия по работе с металлом, устанавливаемые законодательством.}Серебро — самый дешевый из драгоценных металлов, но, тем не менее, слишком дорог, чтобы массово делать из него провода. На 5% лучшая электропроводность по сравнению смедью, при разнице в цене почти в 100 раз.

Удельная электропроводность некоторых веществ (таблица)

Удельная проводимость приведена при температуре +20 °C:

Вещество	См/м	Вещество	См/м	Вещество	См/м	Вещество	См/м	Вещество	См/м
серебро	62 500 000	молибден	18 500 000	олово	8 330 000	ртуть	1 040 000	мрамор	10−8
медь	59 500 000	вольфрам	18 200 000	сталь литая	7 690 000	нихром	893 000	стекло	10−11
золото	45 500 000	цинк	16 900 000	свинец	4 810 000	графит	125 000	фарфор	10−14
алюминий	38 000 000	никель	11 500 000	нейзильбер	3 030 000	вода морская	3	кварцевое стекло	10−16
магний	22 700 000	железо чистое	10 000 000	константан	2 000 000	земля влажная	10−2	янтарь	10−18
иридий	21 100 000	платина	9 350 000	манганин	2 330 000	вода дистилл.	10−4

Недостатки алюминия. Текучесть, проводимость, сопротивление

Самозащита алюминия от коррозии, это хорошее качество, только вот для электричества — это является минусом: оксидная пленка имеет высокое сопротивление и плохо проводит ток. В следствии, в местах скруток возникают проблемы с токопрохождением, растет нагрузка на всю проводку в целом. При повышении силы тока она просто греется.

• Алюминий имеет низкую механическую прочность;
• Для пайки нужны специальные припои и ультразвуковые паяльники;
• Удельное сопротивление алюминия в 1,63 раза больше, чем у меди;
• В месте контакта с другими металлами возникает большое переходное сопротивление и идёт усиленная коррозия — гальваническая пара.

По этому факту возникает следующее: при нагревании любое вещество, включая и металл, увеличивает свою форму и пластичность. После исчезновения нагрузки металл остывает и приобретает обычную форму. При частом повторении данных процессов возникает ослабление контактов электропроводов.

Каждый металл по-разному реагирует на нагрев; у алюминия коэффициент расширения на порядок выше, чем у меди. По этой причине алюминиевые контакты приходится чаще проверять и периодически подтягивать болтовые соединения.

У алюминия высокая хрупкость, которая еще возрастает после нагрева. Из-за этих свойств продолжительность эксплуатации алюминиевой проводки составляет около 25 лет. По истечению этого срока она становится небезопасной.

Читайте также:  Как проверить плату на работоспособность мультиметром

Иные свойства

Сегодня алюминия производится практически в 2 раза больше, чем меди. А в сравнении со всеми добываемыми металлами, он уступает только стали. Это подтверждает, что с каждым годом электротехническая отрасль наращивает обороты его использования. Объясняется это целым рядом причин, которые мы рассмотрим далее.

Электрические показатели алюминия

Согласно «Международному стандарту по отожженной меди» (IACS), последней присвоен показатель в 100% проводимости. В соответствии с вышеперечисленной информацией, алюминий проводит электричество лишь со значением в 61% в эквиваленте общепринятому стандарту.

Таким образом, равное процентное соотношение будет достигнуто только при больших поперечных сечениях. В виду того, что медь существенно тяжелее алюминия, такой «увеличенный» в массе проводник всё равно окажется легче медного.

Этот факт доказан путём сложных математических расчётов, результат которых показывает, что 1 кг. алюминия обеспечивает равную скорость проводимости, что 2 кг. меди. Потому, если этого не требуют определённые технические условия к размеру проводников, медь заменяется алюминием.

Полезно! Если для использования в домашней проводке вес электрического провода особой роли не имеет, то в применении на ВЛЭ (воздушных линиях электропередач) масса токоведущих жил сказывается значительно. Поэтому берётся тот, который легче, то есть алюминиевый.

Показатель прочности

При условии одинакового сечения медные жилы прочнее алюминиевых. Хотя, этот показатель легко увеличить за счёт легирования или термомеханической обработки, либо увеличить сечение.

Значения, приведённые в таблице, показывают, что алюминий проводит ток, но уступает меди в показателе «на разрыв». Тем не менее, он способен выдерживать собственный вес и не так перегружает опоры ВЛЭ, как медный.

Помимо этого, прессование алюминия подразумевает получение поперечных сечений сложных форм, чего нельзя получить из стали. Исходя из таких объективных причин новые элементы могут быть сконструированы так, что они окажутся наиболее эффективными в сравнении с допустимыми аналогами из других материалов.

Стойкость к коррозии

Алюминий не требует дополнительного окрашивания или покрытия цинком с целью защиты от коррозии. Естественное покрытие оксида предохраняет металл от последующего контакта с кислородом в воздухе и не допускает его дальнейшего окисления.

Интересно! При механическом повреждении защитного оксидного слоя, он мгновенно восстанавливается естественным путём

Срок службы

Продолжительность эксплуатации зависит от целого ряда условий. В первую очередь это температура и влажность. Хотя официально и озвучиваются цифры в 30 лет для меди и 15 для алюминия, на практике кабеля «отрабатывают» гораздо больше. В качестве примера можно привести дома сталинской или хрущёвской постройки. В некоторых из них до сих пор сохранилась «родная» электропроводка. Однако официальная информация озвучивается именно такими сроками.

Интересно! Иногда высказывается мнение, что такая электропроводка в доме опасна и может привести к возгоранию в результате перегрева контактов. Но такое может произойти с любым металлом, а причина скрывается не в его свойствах, а в плохом соединении или перегрузке линии. Аналогичные инциденты часто случаются в домах советской постройки. При проектировании квартир в 70-80-е гг. прошлого века никто не предполагал, что через несколько десятилетий они окажутся «наполнены» электроприборами, требующими большего сечения.

Как соединить алюминий с медью. Видео

Обычная скрутка проводников меди и алюминия не допустима.

Допустимо прямое соединение только если между металлами показатель электрохимического потенциала не превышает 0,6 милливольт. К примеру, соединяя медь и нержавеющую сталь, потенциал составит 0,1 мВ — это качественное соединение. Для сравнения: медь/серебро — 0,25 мВ, медь/золото — 0,4 мВ. Тоже неплохо. Медь/алюминий — 1,5 мВ — это уже недопустимо. Поэтому, для соединения алюминиевых контактов с медными, существуют специальные соединяющие приспособления.

Существует и такое наблюдение: любой токопроводник имеет конкретный электрохимический потенциал. По этому принципу работают батарейки и аккумуляторы. В местах соединений разнородных металлов, при попадании воды, образуется короткозамкнутый гальванический компонент; разрушается один из металлов. Дабы определить какой металл с каким можно соединять, необходимо знать степень электрохимического потенциала соединяемых проводников тока.

Читайте также:  Преимущества и недостатки самонесущих изолированных проводов

Алюминий имеет свойство текучести при повышении температуры, поэтому при соединении с медью само соединение постепенно ослабляется и начинает все больше греться, создавая опасность возгорания. А также, как указано выше, имеют разную электропроводимость и гальваническую совместимость.

Также алюминий имеет оксидную пленку, которая образуется при взаимодействии с воздухом. Поэтому перед скруткой и любым соединением, советуем обработать кварцевовазелиновой пастой. К слову, она уже есть в оригинальных клеммах Wago, что ускоряет монтаж. Но они подходят для слаботочек.

Соединение 2 разных типов проводки производится всегда через третий металл. Это могут быть:

• Клеммы самозажимные, например Wago;
• Обычная клммная колодка тоже подходит, но их качество желает желать лучшего — не советую, часто плавятся;
• Лужение (третий металл — олово, свинец) с последующей опрессовкой. Перед началом обязательно обработать флюсом, чтобы снять оксидную пленку;
• Болтовое соединение. Разделяем проводники шайбами. Желательно поставить ещё и гравер, чтобы не раскрутилось;
• Сжим «Орех».

Если вам нужно сделать быстро и под рукой ничего нет, то подойдет и болтовое соединение. Как его сделать показано в видео ниже. Но настоятельно советую заменить на самозажимные клеммы, или опрессовку. Ну а в идеале поменять всю проводку на медную и спать спокойно.

Медь и алюминий

Необходимость замены участка электропроводки может возникнуть при разных обстоятельствах (при повреждении, прокладке дополнительной ветви, иных причинах). В этой ситуации соединяется «медь с медью» или «медь с алюминием». Контакты из разных металлов требуют особого внимания, а причина кроется в следующем:

• Отличаются разным удельным сопротивлением. Даже прочно закрученный контакт со временем ослабнет из-за склонности алюминия к тепловому расширению.
• Медь также имеет оксидную защитную плёнку. Однако от алюминиевой она отличается разным сопротивлением, в результате чего это отражается в повышении температуры контакта.

Важно! Находящиеся под нагрузкой соединения способны стать источником появления искр, что негативно сказывается на пропускной способности жилы и может стать причиной возникновения пожара.

Соединение медного и алюминиевого провода допустимо. Однако для этого необходимо придерживаться следующих способов:

• Предварительно залудить медь паяльником и припоем.
• Обработать контакт специальной антиокислительной смазкой.
• Использовать специальные металлические приспособления (переходники): «Орешек»; Выполнено из 3 параллельных пластин, в которым между крайними закладывается токоносящая жила; Клеммные самозажимные или винтовые колодки; Опрессовка; Болтовое соединение; Пружинные клеммы.

Как соединять алюминиевые провода скруткой

Скрутки между двумя алюминиевыми проводами также имеют свои особенности, их длительная, безотказная работа зависит от множества факторов: нагрузки по току, степени влажности воздуха, окружающей температуры.

Для временного соединения контактов скрутка очень даже подойдет, нужно только тщательно ее изолировать. Но лучше всего делать скрутку для последующей сварки.

Для скрутки алюминиевых проводов стоит придерживаться ряда правил:

• оба конца нужно равномерно друг друга обвивать;
• для проводов толще 5 мм необходимо не менее 5 витков, для тонких проводов — не менее 7-10.

Для домашней электропроводки лучше используйте одножильный провод, а не гибкий (многожильный).

Иные свойства

Сегодня алюминия производится практически в 2 раза больше, чем меди. А в сравнении со всеми добываемыми металлами, он уступает только стали. Это подтверждает, что с каждым годом электротехническая отрасль наращивает обороты его использования. Объясняется это целым рядом причин, которые мы рассмотрим далее.

Электрические показатели алюминия

Согласно «Международному стандарту по отожженной меди» (IACS), последней присвоен показатель в 100% проводимости. В соответствии с вышеперечисленной информацией, алюминий проводит электричество лишь со значением в 61% в эквиваленте общепринятому стандарту.

Таким образом, равное процентное соотношение будет достигнуто только при больших поперечных сечениях. В виду того, что медь существенно тяжелее алюминия, такой «увеличенный» в массе проводник всё равно окажется легче медного.

Сравнительная плотность алюминия и меди Источник aluminium-guide.com

Этот факт доказан путём сложных математических расчётов, результат которых показывает, что 1 кг. алюминия обеспечивает равную скорость проводимости, что 2 кг. меди. Потому, если этого не требуют определённые технические условия к размеру проводников, медь заменяется алюминием.

Полезно! Если для использования в домашней проводке вес электрического провода особой роли не имеет, то в применении на ВЛЭ (воздушных линиях электропередач) масса токоведущих жил сказывается значительно. Поэтому берётся тот, который легче, то есть алюминиевый.

Показатель прочности

При условии одинакового сечения медные жилы прочнее алюминиевых. Хотя, этот показатель легко увеличить за счёт легирования или термомеханической обработки, либо увеличить сечение.

Таблица отображает, что алюминий в 2 раза слабее на разрыв Источник aluminium-guide.com

Значения, приведённые в таблице, показывают, что алюминий проводит ток, но уступает меди в показателе «на разрыв». Тем не менее, он способен выдерживать собственный вес и не так перегружает опоры ВЛЭ, как медный.

Помимо этого, прессование алюминия подразумевает получение поперечных сечений сложных форм, чего нельзя получить из стали. Исходя из таких объективных причин новые элементы могут быть сконструированы так, что они окажутся наиболее эффективными в сравнении с допустимыми аналогами из других материалов.

Где купить

Максимально быстро приобрести провод можно в ближайшем специализированном магазине. Оптимальным же, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

100 м 1,0 мм 18 серебристый анодированный алюминиевый провод	Алюминиевый провод 99.99% высокочистый	Алюминиевая проволока Keyue AWS A5.10 ER4043
Цветная алюминиевая проволока 1 мм, 1,5 мм, 2 мм, 2,5 дюйма	Алюминиевый сварочный провод с флюсовой проволокой	1,6 мм, 2,0 мм, универсальные медные алюминиевые сварочные электроды

Алюминий как химический элемент

• Алюминий является третьим по распространенности – после кислорода и кремния – среди около 90 химических элементов, который обнаружены в земной коре.
• Среди элементов-металлов – он первый.
• Этот металл обладает многими полезными свойствами, физическими, механическими, технологическими – благодаря которым он широко применяется во всех сферах человеческой деятельности.
• Алюминий – это ковкий металл, который имеет серебристо-белый цвет и легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой.
• Его плотность – удельный вес – составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр.
• Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов Цельсия.
• Алюминий имеет относительно высокие коэффициенты теплопроводности и электропроводности.
• В присутствии кислорода всегда покрыт тонкой, невидимой пленкой оксида. Эта пленка является в значительной степени непроницаемой и имеет довольно высокие защитные свойства. Поэтому алюминий обычно демонстрирует стабильность и длительный срок службы при нормальных атмосферных условиях.

Преимущества и недостатки алюминиевой проводки

Повальное применение алюминиевой проводки практиковалось в зданиях старой постройки. Основный критерий в те времена был – лёгкая доступность и низкая себестоимость металла. Вероятности недостатка сечения кабеля в те времена не рассматривались из-за отсутствие электрической бытовой техники в квартирах среднестатистических граждан.

Разновидности СИП-кабеля для подключения коттеджа Источник yandex.net

Читайте также:  В чем отличия разрядников РДИП и РМК

Положительные факторы

Небольшая масса алюминиевого провода делает его популярным при монтаже высоковольтных линий электропередач. Это условие уже озвучивалось ранее, поэтому рассмотрим ещё ряд иных аспектов:

• Сравнительно низкая цена металла и изделий из него. Этот фактор играет роль при прокладывании длинных линий. Например, для полной электрификации загородного дома может понадобиться более 1 000 м. провода.
• Стойкость к химическим окислениям. Это условие актуально с учетом того, что жилы скрыты пластмассовой изоляцией.
• Стойкость участков, не имеющих изоляции. Как упоминалось ранее, на поверхности алюминия образуется защитная плёнка, которая не допускает возникновения окислительных процессов.

Высковольтная линия с напряжением 35кВ Источник cdn.pixabay.com

Какая проводка нужна для квартиры

В советское время для прокладки проводки использовали алюминиевые кабели. Самыми мощными потребителями электроэнергии были стиральные машины и холодильники. Они брали из сети по паре сотен ватт. С такими низкими нагрузками алюминий справлялся на ура.

Сейчас же люди используют электрические чайники (2 кВт), пылесосы (1-2 кВт) и прочие мощные бытовые приборы. Провода из алюминия в таких условиях перегреваются и отгорают. Поэтому в современной квартире можно использовать только медную проводку.

Дополнительная информация. Независимо от того, используется алюминиевая или медная проводка, стоит учитывать и материал изоляции. Должно быть соответствие требованиям пожарной безопасности. Изоляция выполняется из негорючих материалов. Особенно эти нормы контролируются в местах скопления людей.

СТРУКТУРА

Кубическая гранецентрированная структура. 4 оранжевых атома

Кристаллическая решетка алюминия — гранецентрированный куб, которая устойчива при температуре от 4°К до точки плавления. В алюминии нет аллотропических превращений, т.е. его строение постоянно. Элементарная ячейка состоит из четырех атомов размером 4,049596×10-10 м; при 25 °С атомный диаметр (кратчайшее расстояние между атомами в решетке) составляет 2,86×10-10 м, а атомный объем 9,999×10-6 м3/г-атом. Примеси в алюминии незначительно влияют на величину параметра решетки. Алюминий обладает большой химической активностью, энергия образования его соединений с кислородом, серой и углеродом весьма велика. В ряду напряжений он находится среди наиболее электроотрицательных элементов, и его нормальный электродный потенциал равен -1,67 В. В обычных условиях, взаимодействуя с кислородом воздуха, алюминий покрыт тонкой (2-10-5 см), но прочной пленкой оксида алюминия А1203, которая защищает от дальнейшего окисления, что обусловливает его высокую коррозионную стойкость. Однако при наличии в алюминии или окружающей среде Hg, Na, Mg, Ca, Si, Си и некоторых других элементов прочность оксидной пленки и ее защитные свойства резко снижаются.

Почему алюминий

Проводники из алюминия хотя и не обладают высокими эксплуатационными характеристиками, зато они:

• дешевые, по сравнению с медью;
• имеют малый вес. Так, алюминиевый провод в 3 раза легче медного;
• универсальные в применении — диапазон рабочих температур достаточно широк от –50 ⁰С до +50 ⁰С;
• стойкие к высокой влажности — до 98%;
• стойкие к коррозионным повреждениям. Хотя и здесь кроются нюансы: поверхность любого алюминиевого изделия на воздухе моментально поддается окислению и ее сразу же покрывает пленочка, защищающая провод от дальнейшего окисления.

Казалось бы продукцию из алюминия применять выгоднее, чем медную. Но она обладает и рядом отрицательных качеств. Так, недостатками проводников из алюминия считаются низкий показатель механической прочности материала, а соединение таких проводов вызывает проблемы в прохождении тока по ним. Кроме того:

• удельная проводимость алюминия не достаточно высокая — 0.0271 Ом×мм²/м;
• алюминий подвержен окислению, а его пленка, которая появляется после него, плохо проводит электрический ток. Но и здесь скрывается подвох: эта пленочка состоит из частиц верхнего слоя самого проводника, которая отделяется от общей структуры и тем самым уменьшает его диаметр. В результате этого увеличивается первоначальное сопротивление, характерное для алюминиевого провода;
• по причине повышения сопротивления пленки на алюминиевой проводке в местах, где соединяются отдельные ее части, увеличивается переходное сопротивление, из-за чего проводка нагревается. Поэтому если срок службы используемых алюминиевых проводов превышен, то это может привести к возгоранию;
• алюминий не эластичен и очень хрупкий. Причем хрупкость увеличивается после перегревания.

Применять алюминиевые провода или медные — зависит от задач и приоритетов.

Медь и алюминий

Необходимость замены участка электропроводки может возникнуть при разных обстоятельствах (при повреждении, прокладке дополнительной ветви, иных причинах). В этой ситуации соединяется «медь с медью» или «медь с алюминием». Контакты из разных металлов требуют особого внимания, а причина кроется в следующем:

• Отличаются разным удельным сопротивлением. Даже прочно закрученный контакт со временем ослабнет из-за склонности алюминия к тепловому расширению.
• Медь также имеет оксидную защитную плёнку. Однако от алюминиевой она отличается разным сопротивлением, в результате чего это отражается в повышении температуры контакта.

Безопасный контакт меди и алюминия Источник мособлжилсервис.рф

Важно! Находящиеся под нагрузкой соединения способны стать источником появления искр, что негативно сказывается на пропускной способности жилы и может стать причиной возникновения пожара.

Способы соединения алюминиевого и медного провода Источник uk-parkovaya.ru Соединение медного и алюминиевого провода допустимо. Однако для этого необходимо придерживаться следующих способов:

• Предварительно залудить медь паяльником и припоем.
• Обработать контакт специальной антиокислительной смазкой.
• Использовать специальные металлические приспособления (переходники): «Орешек»; Выполнено из 3 параллельных пластин, в которым между крайними закладывается токоносящая жила; Клеммные самозажимные или винтовые колодки; Опрессовка; Болтовое соединение; Пружинные клеммы.

Соединение СИП и алюминиевого кабеля Источник www.volt-m.ru

Алюминиевая проводка. Как соединять алюминий с медью.

Характеристики алюминия, соединения проводов, советы по эксплуатации и монтажу алюминиевой проводки. А также способ соединения алюминия с медью. Об этом и многом другом узнаете из этой статьи. Надеюсь будет полезной.

В современных условиях использование алюминиевой проводки нельзя отнести к оптимальному варианту. Все же ее можно применять, если придерживаться ряда требований.

Потребление в промышленности и жизни

На рисунке ниже показаны восемь секторов промышленности и строительства, в которых применение алюминия происходит особенно активно. Процентные доли по различным секторам промышленности в общем потреблении представлены по статистическим данным Международного Института алюминия за 2007 год. С тех пор, думается, картина в целом не изменилась, и эти данные вполне актуальны.

Применение алюминия в готовой промышленной продукции [1]

Основными отраслями промышленности, которые активно применяют алюминий, являются:

• Строительство
• Упаковывание продукции
• Электрическая промышленность
• Транспортное машиностроение
• Производство машин и оборудования
• Производство товаров для повседневной жизни
• Порошковая металлургия
• Раскисление стали в черной металлургии

Применение

Алюминий применяется в металлургии в качестве основы для сплавов (дуралюмин, силумин) и легирующего элемента (сплавы на основе меди, железа, магния, никеля). Сплавы алюминия используются в быту, в архитектуре и строительстве, в судостроении и автомобилестроении, а также в космической и авиационной технике. Алюминий применяется при производстве взрывчатых веществ. Анодированный алюминий (покрытый окрашенными плёнками из оксида алюминия) применяют для изготовления бижутерии. Также металл используется в электротехнике.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Аллюминий, агрегированный с коркой байерита на поверхности. Узбекистан, Навойская область, Учкудук

Вследствие высокой химической активности он не встречается в чистом виде, а лишь в составе различных соединений. Так, например, известно множество руд, минералов, горных пород, в состав которых входит алюминий. Однако добывается он только из бокситов, содержание которых в природе не слишком велико. Самые распространенные вещества, содержащие рассматриваемый металл: полевые шпаты; бокситы; граниты; кремнезем; алюмосиликаты; базальты и прочие. В небольшом количестве алюминий обязательно входит в состав клеток живых организмов. Некоторые виды плаунов и морских обитателей способны накапливать этот элемент внутри своего организма в течение жизни.

Теплопроводность — алюминий — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Теплопроводность — алюминий

Cтраница 3

Температура поршня зависит от металла, из которого он изготовлен. В настоящее время поршни обычно делают либо алюминиевыми, либо чугунными, причем теплопроводность алюминия в три раза больше теплопроводности чугуна. Поэтому тепло, воспринимаемое алюминиевым поршнем, быстрее отводится от центра к его периферии и далее — в стенки цилиндра.  [32]

Чистота алюминия имеет важное значение, так как примеси оказывают значительное влияние на электрические, коррозионные и технологические свойства технического алюминия. На рис. 457 — 459 показано влияние примесей и добавок на электропроводность и

теплопроводность алюминия.  [34]

Головка блока цилиндров изготовляется из серого чугуна или алюминиевого сплава и крепится к блоку на металло-асбестовой прокладке шпильками или болтами. Двигатели ГАЗ-51 и М-20 Победа — имеют головки из алюминиевого сплава, что позволяет несколько повысить степень сжатия за счет лучшей теплопроводности алюминия и несколько уменьшает вес двигателя.  [35]

Чистый алюминий используется главным образом в химическом машиностроении для изготовления аппаратуры и трубопроводов. Физические свойства алюминия: удельный вес 2 7 г / см3, температура плавления 658, температура кипения 1800, временное сопротивление разрыву 8 — 10 кгс / мм2, относительное удлинение 32 — 40 %, теплопроводность алюминия в три раза больше, а коэффициент линейного расширения в два раза больше, чем у железа.  [36]

Алюминий и его сплавы имеют большую теплопроводность, теплоемкость и скрытую теплоту плавления. Теплопроводность алюминия в три раза выше теплопроводности низкоуглеродистой стали; при нагреве от 20 до 600 С разница в теплопроводности еще более возрастает. Следовательно, сварка алюминия и его сплавов должна выполняться с относительно мощным и концентрированным источником нагрева.  [37]

Алюминии и -: ч сплавы имеют большую теплопро-водносп, 1С1Г: пн: мкос1ь и скрытую теплоту плавления. Теплопроводность алюминия в три раза выше теплопроводности низкоуглеродистой стали; при нагреве от 20 до 600 С разница в теплопроводности еще более возрастает. Следовательно, сварка алюминия и его сплавов должна выполняться с относительно мощным и концентрированным источником нагрева.  [38]

Наконец, теплопередача сильно зависит от материала стенки. Для характеристики теплопередачи различных материалов пользуются понятием теплопроводности. Теплопроводностью К называют величину, показывающую, какое количество теплоты передается за единицу времени сквозь единичную площадь стенки: единичной толщины при разности температур между поверхностями стенки, равной одному Кельвину. Если, например,

Читайте также:  Диагностирование и ремонт импульсного блока питания

теплопроводность алюминия равна 2ШВт / ( м — К), то это означает, что через каждый квадратный метр алюминиевой стенки при разности температур 1 К и при толщине стенки 1 м передается 210 Дж теплоты в течение 1 с.  [40]

Физические свойства указаны в табл. 7 — 2 — 1, III. Эти таблицы дополняются рис. 7 — 2 — 12 — 7 — 2 — 16А, на которые в таблицах сделаны ссылки. Удельный вес титана примерно в 1 7 раза больше, чем алюминия, и по. Его теплопроводность сравнительно мала и составляет / ie теплопроводности алюминия и / 6 — железа.  [42]

Корпус транзистора 2N3375 ( корпус типа ТО-60) аналогичен рассмотренному в гл. ТО-63 ( см. рис. 4 — 12), но имеет меньшие габариты. Основание корпуса представляет собой медный болт. На верхнюю плоскость головки болта твердым припоем напаяна пластина из бериллиевой керамики. Как уже отмечалось в § 4 — 1, уникальные свойства керамики на основе окиси бериллия заключаются в сочетании хороших электроизолирующих свойств с теплопроводностью, почти равной теплопроводности алюминия.  [44]

Трудность обработки стальных форм осложняет изготовление их, когда полость формы имеет особенно сложную конфигурацию. Последний способ состоит в следующем: расплавленный металл, залитый обычным литейным способом в предварительно подогретую форму, подвергается в период кристаллизации прессованию на гидравлическом прессе. Применяемое при этом удельное давление составляет для алюминиевых сплавов 1 — Ю7 Па. По другому способу матрицы вдавливаются под нагрузкой 1 4 — 2 1 — 107 Па в налитый в изложницы и застывающий алюминий. Ценным качеством алюминия является его стойкость против действия серы и соединений, содержащих серу. Теплопроводность алюминия почти в 5 раз выше теплопроводности стали, что ведет к сокращению цикла вулканизации. Алюминий стоек к атмосферному воздействию, а потому хранение таких форм не требует особых условий; достаточно обычных складских сухих помещений.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Строительство

Перспективность применения алюминиевых сплавов в строительных конструкциях подтверждается технико-экономическими расчетами и многолетней мировой практикой в области сооружения различных строительных объектов.

Внедрение алюминиевых сплавов в строительстве уменьшает металлоемкость, повышает долговечность и надежность конструкций при эксплуатации их в экстремальных условиях (низкая температура, землетрясение и т.п.). В зависимости от назначения строительных алюминиевых конструкций рекомендуются различные марки сплавов: АД1, АМц, АМг2, АД31, 1915 и др.

Рисунок 4 – Здание со светопрозрачными конструкциями из алюминия

Опыт, накопленный в США, подтверждает целесообразность использования алюминиевых сплавов в строительных конструкциях. На них расходуется больше алюминия, чем в любой другой отрасли промышленности. При этом предпочтение отдается внедрению свариваемых сплавов серии Зххх, 5ххх и 6ххх.

Срок службы, электрическое сопротивление алюминия

В последнее время люди в квартире или своем доме активно используют инновационные изобретения, чего не было ранее: электрические полы и батареи, бойлеры, микроволновые печи, механическая кухонная утварь перешла на электричество и т.п. Поэтому получается, что старые электросети нагружены ненормированно. Да и по времени, срок службы алюминиевой проводки 30 или 40 лет — это уже предел.

Алюминий характеризуется повышенным сопротивлением по сравнению с другими проводниками. Оно равняется 0,027 Ом кв. мм на длину погонного метра. Проводку с сечением меньше 2,5 мм на квадрат — необходимо заменить.

В общей сложности выходит так: чтобы обеспечить определенный уровень пропускной способности тока, нужны провода с большим сечением или с другим составом металла, имеется ввиду медь. Иными словами необходим повсеместный демонтаж электропроводки.

Но, это уже дело времени. Мы же сравним алюминий и медь. У меди электрическое сопротивление — 0,017 Ом Х кв. мм/м, относительно 0,027 у алюминия. Разница в 10 тысячных Ом довольно существенна для экономии электричества в масштабе страны.

Судостроение

Алюминий и сплавы на его основе находят все более широкое применение в судостроении. Из алюминиевых сплавов изготовляют корпусы судов, палубные надстройки, коммуникацию и различного рода судовое оборудование.

Основное преимущество при внедрении алюминия и его сплавов по сравнению со сталью – снижение массы судов, которая может достигать 50 – 60 %. В результате представляется возможность повысить грузоподъемность судна или улучшить его тактико-технические характеристики (маневренность, скорость и т.д.).

Наиболее широкое применение среди алюминиевых сплавов для изготовления конструкций речного и морского флота находят магналиевые сплавы АМгЗ, АМг5, АМг61, а также сплавы АМц и Д16. Корпус судна повышенной грузоподъемности изготовляют из стали, тогда как надстройки и другое вспомогательное оборудование из алюминиевых сплавов. Имеет место изготовление рыболовецких баркасов из сплава АМг5 (обшивка).

Широкое применение в судостроении США находят свариваемые сплавы серии 5ххх и 6ххх. Там, где необходима высокая прочность (500 МПа), используются полуфабрикаты из сплавов серии 2xxx и 7ххх.

Электропроводность и носители тока

Электропроводность всех веществ связана с наличием в них носителей тока (носителей заряда) — подвижных заряженных частиц (электронов, ионов) или квазичастиц (например, дырок в полупроводнике), способных перемещаться в данном веществе на большое расстояние, упрощенно можно сказать, что имеется в виду что такая частица или квазичастица должна быть способна пройти в данном веществе сколь угодно большое, по крайней мере макроскопическое, расстояние, хотя в некоторых частных случаях носители могут меняться, рождаясь и уничтожаясь (вообще говоря, иногда, возможно, и через очень небольшое расстояние), и переносить ток, сменяя друг друга.

Поскольку плотность тока определяется для одного типа носителей формулой:

или j→=∑iqiniv→icp.>=sum _q_

n_
>_> для более чем одного вида носителей, нумеруемых индексом i, принимающим значение от 1 до количества типов носителей, у каждого из которых может быть свой заряд (возможно отличающийся величиной и знаком), своя концентрация, своя средняя скорость движения (суммирование в этой формуле подразумевается по всем имеющимся типам носителей), то, учитывая, что (установившаяся) средняя скорость каждого типа частиц при движении в конкретном веществе (среде) пропорциональна приложенному электрическому полю (в том случае, когда движение вызвано именно этим полем, что мы здесь и рассматриваем):
v→cp.=μE→,>_=mu >,> где μ — коэффициент пропорциональности, называемый подвижностью и зависящий от вида носителя тока в данной конкретной среде.

Отсюда следует, что для электропроводности справедливо выражение:

Читайте также:  Контроллеры Siemens Simatic. Компоненты Siemens для автоматизации работы предприятия.

σ=∑iqiniμiq_n_

mu _
> — для более чем одного вида носителей.

Перейдем к диэлектрикам

Диэлектрик — это материя, которая не подчиняется воздействию электрического поля, то есть не пропускает через себя ток, а если и пропускает, то в незначительном количестве.

Происходит это потому, что они не обладают свободно передвигающимися частицами — носителями тока, поскольку в них очень сильная атомная связь.

В жизни такими веществами выступают резина, керамические компоненты, стекло, отдельные виды смол, дистиллированная вода, карбонит, фарфор, текстолит, а так же сухое дерево и так далее.

Именно благодаря свои свойствам, вышеперечисленные материалы являются основой корпусов различных электрических приборов, выключателей, розеток, вилок и других приспособлений, которые контактируют с электричеством непосредственно.

Изоляционные элементы в сетях также изготовляются из диэлектрических материалов.

Но, не все так просто и с диэлектриками. Если пропускать через них ток выше нормы, хранить их или устанавливать в среде с высокими показателями влажности или неправильно их использовать, то можно вызвать такое явление, как «пробой изолятора» — это означает, что материал диэлектрика теряет свои токонепроводимые функции и становится проводником.

То есть, если в двух словах описать ситуацию, то основное в диэлектрике — это его электроизоляционные способности. Таким образом эти приборы помогают нам защититься от травмирующего воздействия электричества.

Свойства диэлектрика измеряются его электрической прочностью — это показатель, который равняется с напряжением пробоя диэлектрика.

Потребление алюминия на душу населения

Душевое потребление алюминия в развитых странах мира по состоянию на 1997 года показано на рисунке ниже.

Потребление алюминия на душу населения в Японии, США и Европе (1997 год) [4]

Удельное сопротивление

это влияет на потерю мощности

• Платы, устанавливаемые в компьютерах, оснащаются протравленными медными дорожками.
• Медь также используется для изготовления самых разных элементов, применяемых в электронных устройствах.
• В трансформаторах и электродвигателях она представлена обмоткой, которая изготавливается из этого материала.

Можно не сомневаться, что расширение сфер применения этого материала будет происходить с дальнейшим развитием технического прогресса. Хотя, кроме меди, существуют и другие материалы, но все же конструктора при создании оборудования и различных установок используют медь. Главная причина востребованности этого материала заключается в хорошей электрической и теплопроводности этого металла, которую он обеспечивает в условиях комнатной температуры.

Источник