Медь и ее сплавы с оловом, цинком, алюминием, никелем, серебром, железом, свинцом
Содержание:
- 1 Основные технологические процессы получения металла:
- 2 Сплавы химического элемента – меди
- 2.1 Латунь
- 2.2 Немного о бронзе
- 2.3 Сплав – никель и медь
- 3 Видео: Добыча Меди
Минерал меди
Металл, имеющий розовато-красный цвет и температуру плавления – 1083 °С, называется медью. Для этого химического элемента не свойственно содержать полиморфные соединения. Его кристаллизация происходит в гранецентрированной решетке. Влага и углекислый газ оказывает медленное воздействие, вещество обретает зеленый цвет после покрытия пленкой. Этот налет служит в качестве защиты для меди от коррозии.
Где используется медь и ее сплавы? В технике при низких температурах медь и ее сплавы выступают в качестве традиционных материалов. Также, как и для серебра, химического элемента, существенно иметь высокие механические свойства и теплопроводность, обладать коррозийной стойкостью.
Механические и технологические свойства такого элемента, как сплавы на основе меди нарушаются под влиянием вредных примесей таких, как серы и кислорода, висмута и свинца.
Основные технологические процессы получения металла:
1. Для обогащения руды используют метод флотации, при помощи которой соединения меди и пустой породы проходят смачивание. Отдельно подготавливается суспензия с флотационным агентом и соединяется с размельченной рудой. В качестве флотационного агента можно использовать пихтовое масло, благодаря которому на поверхности рудных частичек образуется пленка. На поверхности руды собираются пузырьки, они появляются от продувки воздухом, затем образуется пена. На дно опускается пустая порода, не прошедшая смачивания маслом. До 30% меди находится в собранной и высушенной пене – концентрате.
2. Сернистый газ получается в результате обжига концентрата.
Таким образом, получается обожженный медный концентрат и серная кислота, без содержания алюминия. Затем в отражательных печах получается медный штейн, ингредиент, в состав которого входит сульфид железа и медь.
Заливка штейна в конвертер
3. Для продувки штейна предусмотрены конвертеры с кислородом, в них получается черновая медь. У такого ингредиента содержится 1,5% примеси без серебра и алюминия. Во время продувки участвует кварцевый песок, окись железа образуется благодаря переходящим сульфидам, после этого образуется шлак. Серная кислота получается благодаря поступлению сернистого газа.
4. Черновая медь очищается при помощи огневого или электролитического метода. Деревянные жерди используются при огневом способе, а затем происходит пропускание воздуха. Примеси выводятся благодаря окислению жердей кислородом воздуха. Электролитический метод включает в себя установление меди в качестве анода, а медные листы служат в виде катода. Анод начинается растворяться, когда проходит ток, при этом на дне происходит оседание меди на катоде.
Изделия из меди и серебра, имеющие вес 60-90 кг можно получить в течение 10 дней. В это время дно ванны наполняется шламом – осадком примеси. Чаще всего шлам состоит из серебра – 35%, золота – 1% и селена – 6%, без железа и свинца, а вот алюминия здесь не обнаружено.
Сплавы химического элемента – меди
Латунь
На основе меди получается двойной или многокомпонентный сплав – латунь, мягче и легче стали. В ней легирует главный ингредиент – цинк. В отличие от меди у металла больше прочности, устойчивости перед коррозиями, а также лучшая обрабатываемость, как у железа и стали. Химический элемент, как алюминий с легкостью можно разрезать, или разлить. Цинк в латуни содержится до 45%, а вот серебра и железа нет. Чем больше металл находится в составе, тем становится менее прочным. Сплавы на основе меди не содержат легирующие ингредиенты больше 7-9%.
Технологический признак металла состоит из литейных и деформируемых веществ. Из этих элементов изготавливают фасонные отливки, они выглядят в форме чушки.
Изделия из латуни
Из деформируемых латуней делают простые элементы. Проволока, прутки, полосы, ленты, трубы, листы, и другие прокатные, а также прессованные изделия считаются полуфабрикатами латуни, напоминающие изделия из алюминия. В общем, и химическом машиностроении металл, так как и бронза широко используется.
Немного о бронзе
Бронза
Бронза – это сплав меди, в который добавляется олово, марганец, алюминий, свинец, кремний, бериллий, чего нет в стали. Бронза, наподобие серебра, она устойчивая перед коррозией, у нее высокие антифрикционные и хорошие литейные свойства, её легко можно обработать резанием. Чтобы улучшить механические характеристики, а также придать особые свойства металлу – бронза, для легирования используют никель, железо, цинк, титан, фосфор.
Химический состав и механические свойства некоторых бронз
Если к химическому элементу добавить марганец, у элемента появится устойчивость к коррозии, при добавлении никеля, бронза становится пластичней.
Чтобы изделие сделать прочным, наподобие стали, рекомендуется добавить немного железа. Улучшит литейные свойства элемента цинк. С помощью свинца, бронза станет более обрабатываемая.
Сплав – никель и медь
Медноникелевым сплавом называется соединение, в котором основой является медь, а легирующий элемент – это никель, алюминия и свинца не обнаружено. В основном используют электротехническими и конструкционными сплавами.
Соединение, состоящее из меди, никеля и алюминия принято называть куниали. Его основными элементами является никель – 6-13%, немного алюминия – 1,5-3%, все остальное занимает медь. В отличие от серебра, это изделие проходит термическую обработку. Из металла изготавливают детали, имеющие повышенную прочность, к ним относятся электротехнические изделия, а также пружины, как изготавливают из стали.
Изделие, которое представляет собой сплав меди с цинком и никелем носит необычное название – нейзильбер. В его составе содержится никель – 15%, цинк – 20%, весь остальной состав принадлежит меди, и нет свинца.
Металл, в отличие от стали, обладает приятным белым цветом, который приближен к окраске серебра. Химический элемент, как и бронза, хорошо выдерживает атмосферную коррозию, он служит неотъемлемой частью приборостроения, а также при производстве часов.
Нейзильбер часто используется как конструкционный материал
Металлы, содержащие медь с никелем в небольшом количестве и марганец, не превышающий 1%, называются мельхиорами. У этих изделий, как и у стали, повышена устойчивость перед коррозией, на них не оказывает влияние морская вода. Металлы чаще всего применяют при изготовлении теплообменных аппаратов, из них делают чеканные и штамповые изделия.
Для изготовления термопар пользуются специальным термоэлектродным сплавом, который называется – копелем. В состав химического элемента входит никель с медью и составляет 43%, а также марганец, в количестве 0,5%.
Марганцовистая бронза – манганин
Сплав, у которого есть высокое удельное электрическое сопротивление, носит название – манганин.
Это изделие состоит из марганца, который составляет 12% и меди с никелем, на них отводится 3%, серебра и железа не обнаружено. При изготовлении электронагревательных приборов в отличие от алюминия и стали, медь и бронза используется чаще.
Важным преимуществом такого металла, как медь и бронза является то, что ее применяют в электротехнической промышленности. Металл широко используют при изготовлении электрических проводов. Чем чище химическое изделие, тем высоко его преимущество. Проводимость электричества упадет на 10%, если в меди будет обнаружено 0,02% алюминия.
В определенной области производства изделия из меди, стали и серебра считаются лучшим материалом. Механические детали производственного оборудования не могут быть изготовлены из другого металла, алюминия или железа. Кроме меди и стали в современном мире высоко ценится бронза. А вот сплав меди с оловом считается прочным металлом, в котором сохранена пластичность.
Видео: Добыча Меди
youtube.com/embed/WWUxtwXZXWM» frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>
ВАЖНО !!! О массовом применении алюминиевых проводников в коаксиальных ТВ-кабелях и в кабелях «витая пара», импортируемых из Юго-Восточной Азии. | Новости | CAVEL
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ ПОКУПАТЕЛЯМ
О массовом применении
алюминиевых проводников
в коаксиальных ТВ-кабелях и в кабелях «витая пара»,
импортируемых из Юго-Восточной Азии
Введение
Российский потребитель, приходящий в строительные магазины, очень часто сталкивается с предлагаемой ему кабельной продукцией весьма низкого качества, а зачастую и сфальсифицированной.
Например, в классических коаксиальных ТВ-кабелях, импортируемых из Юго-Восточной Азии (ЮВА), повальным образом и фактически без какого-либо исключения применяется удешевленная алюминиевая оплетка.
В этой статье мы попытаемся простым и понятным языком рассказать о том, что же на самом деле означает применение алюминиевых материалов в важнейших компонентах телекоммуникационных кабелей.
Что такое CCA и какие риски это несет потребителю ?
Да, в подавляющем большинстве кабелей «витая пара», импортируемых в РФ из ЮВА, применяются алюминиевые проводники с напыленным слоем меди. Такая структура проводника описывается аббревиатурой CCA
Обычные покупатели игнорируют или же не понимают технических ограничений CCA-кабелей, все недостатки которых связаны именно со свойствами алюминия, который используют из-за его дешевизны по отношению к меди. Отметим сразу, что использование кабелей с
В порядке исключения биметаллические кабели, в которых алюминий легируется иными материалами с применением специальных защитных покрытий, могут применяться в авиапромышленности, где выигрыш в весе до 30% по сравнению с медными кабелями может быть оправдан и даже полезен.
Само создание биметаллического CCA-проводника для «витой пары» было основано на использовании классического скин-эффекта: на частотах в десятки МГц происходит вытеснение электрического тока на поверхность проводника. Вот эту самую поверхность выполняют из тончайшего слоя меди (единицы микрон), а основная центральная часть проводника в целях экономии изготавливается из алюминия, т.е.
Обязательные к применению в CCA-структурах толщины наружного медного слоя следующие:
67 мкм на частоте 1 МГц
21 мкм на частоте 10 МГц
6 мкм на частоте 100 МГц
2 мкм на частоте 1000 МГц
где 1 мкм = 0,001 мм.
Как мы видим, на частотах порядка 1000 МГц, используемых в современных высокоскоростных сетях доступа, разрешенная толщина медного слоя в проводнике составляет всего лишь 
Такой чрезвычайно тонкий медный слой неизбежно разрушается при заделке проводников в разъем. Рассчитывать на то, что производитель из ЮВА будет многократно утолщать слой меди, тем самым резко увеличивая свои затраты, простому потребителю не приходится.
Процитируем здесь близко к тексту одну из статей, опубликованных в журнале Информ-Курьер-Связь №3-4/2017 профессором МТУСИ Андреем Семеновым, активным исследователем проблем сетей СКС (LAN). Он пишет, что строительство в РФ магистральных линий связи на основе волоконной оптики в основном завершено, а вот создание той части сетей доступа, которая предоставляет услуги широкому кругу частных пользователей, все еще находится в активной фазе своего развития. Основным типом технологии, обслуживающей «последний метр последней мили», на данном этапе развития становится Fast-Ethernet 100 Мбит/сек, поскольку высокая пропускная способность оптических кабелей на подходах к абоненту в большинстве случаев оказывается невостребованной. Среднестатистический пользователь не в состоянии воспринимать всю ту информацию, которая поступает к нему со скоростью свыше 50 Мбит/сек, и тем более он не в состоянии наполнить обратный канал столь же скоростным потоком.
Другой важный вывод из процитированной статьи таков, что роль кабелей «витая пара»
Поэтому, если Вам повезло, и из океана импортируемых в РФ из ЮВА CCA-кабелей типа “витая пара” все же удалось выудить продукт с чисто медными проводниками, то помните, что Вам необходимо внимательно проконтролировать даже такие параметры этой «ЮВА-продукции», как диаметры проводников в «витых парах», т.
к. от этих диаметров напрямую зависит дальность передачи сигнала.
Чем больше диаметр по отношению к стандартной величине 0,51 мм (например, 0,57 мм или, что еще лучше, 0,64 мм), тем больше рабочая дальность при передаче цифровых потоков. ЮВА-изготовители примитивным образом экономят на использовании дорогостоящей меди. Например, многие поставщики применяют медные проводники диаметром 0,40-0,45 мм, что приводит к рассогласованию линии по волновому сопротивлению, стандартное значение которого должно быть 100 Ом при диаметре медных проводников 0,51 мм. Несоответствие волнового сопротивления величине 100 Ом ведет к значительным потерям сигнала в сетях передачи данных, а снижение диаметра проводника до 0,40 мм существенно ограничивает дальность передачи сигнала и создает непреодолимые трудности в осуществлении дистанционного питания
Какие серьезные проблемы существуют у CCA-кабелей ?
Риск возникновения коррозии из-за разрушения тонкого слоя меди при заделке «витой пары» в разъем
Важно понимать, что при установке стандартных разъемов типа RJ-45 на вот такие «алюминиевые» CCA-проводники в контактных группах в условиях влажной среды, например, при подключении наружной IP-камеры, Wi-Fi-роутера в чердачном помещении и т.
Действительно, при заделке витых пар CCA в разъем RJ-45 происходит повреждение внешнего медного слоя контактными ножами и установление гальванического контакта с алюминиевой сердцевиной проводника.
Алюминиевые проводники очень быстро окисляются и в месте данного гальванического контакта образуется дополнительный резистивный участок, который ухудшает общее электрическое сопротивление CCA-проводника по постоянному току, которое и так слишком высоко по отношению к чисто медным проводникам. Все это очень усложняет (и даже делает невозможным) передачу по
Что касается чисто медных кабелей, то даже если какой-то участок медного проводника окислился по той или иной причине, он все равно останется электропроводящим в отличие от аналогичной ситуации в CCA-проводниках.
Еще раз повторим, что развивающаяся в разъеме гальваническая коррозия является серьезной потенциальной проблемой, если применяются CCA-проводники. Риск развития коррозии особенно высок в условиях влажных сред.
Проблемы передачи дистанционного питания PoE через «витую пару», у которой структура проводников CCA
Следует помнить о том, что развитие дистанционного питания в сетях СКС идет непрерывно, и в этой области уже просматривается несколько этапов (поколений) оборудования и соответствующих ему стандартов:
В последние годы мощности дистанционно запитываемых активных устройств непрерывно нарастают, и само применение PoE становится все более глобальным, и поэтому структура проводников витой пары является наиважнейшим фактором для понимания возможно ли дистанционное питание в принципе или нет.
ВНИМАНИЕ !
CCA-проводники не позволяют надежно осуществлять дистанционное питание PoE ни в каком его виде.
Для осуществления дистанционного питания в соответствии с новейшими требованиями (стандартами) PoE требуется максимально низкое сопротивление по постоянному току. В случае биметаллической структуры CCA достаточно большой постоянный ток будет протекать по всему сечению и, главным образом, по центральной алюминиевой жиле, которая имеет гораздо большее сопротивление, чем аналогичный по диаметру полностью медный проводник. Это приводит к большим потерям мощности в алюминиевых проводниках и к сильному нагреву CCA-кабелей, особенно в случае использования кабельных жгутов. Как следствие, из-за применения повышенных мощностей PoE++ возможно расплавление изоляции проводников витой пары и полный выход из строя как кабеля, так и подключенного активного устройства (!).
Уважаемые потребители, обратите внимание на то, что Вам предлагают во многих розничных торговых точках в качестве так называемого «акустического кабеля» .
С виду это медный провод соответствующего сечения, но взгляните на терминальный (концевой) срез этого очередного «ЮВА-продукта», и Вы увидите, как там внутри поблескивает алюминий, т.е. Вам под видом медного акустического кабеля, продают все тот же дешевый CCA-сэндвич. Не попадайтесь на эту уловку. Акустические кабели, изготовленные по технологии CCA, будучи подключенными к Вашей аудио-аппаратуре, создадут реальные технические сложности для выходных каскадов усилителей, и звучать Ваша дорогостоящая техника будет более чем скромно.
Хрупкость витых пар на основе CCA-проводников
Алюминиевые проводники, имеющие структуру CCA, не выдерживают многократных изгибов и ломаются при небольших радиусах изгиба.
При заделке в стандартный RJ-45 разъем CCA-проводник обжимается плохо и не может обеспечить надежного контакта, т.е. у потребителя сразу возникает риск появления «плавающего» (исчезающего) контакта уже в ближайшем будущем.
Следует помнить, что медный проводник существенно прочнее, чем CCA, т.е. чисто медные кабели просто по определению надежнее. Медь также обладает большим коэффициентом удлинения и выдерживает в среднем в 6 раз больше перегибов, чем алюминий, а это всегда важно в практическом монтаже. Те, кто хоть раз обжимал (фиксировал) алюминиевые и медные провода в электротехнических устройствах, например, в электрощитке, отлично помнят ту великую разницу, которую обеспечивают чисто медные проводники по отношению к алюминиевым: медный провод можно многократно и без потери качества соединения зажимать-обжимать в электроразъемах, в то время как алюминию можно довериться, как правило, лишь один раз.
CCA-проводник имеет существенно меньшую прочность на разрыв, чем медный, и поэтому во время протягивания в CCA-кабеле могут быть повреждены не только отдельные проводники, но и весь кабель в целом. Следует также помнить, что CCA-проводники в витых парах имеют существенно худшие допуски по радиусу изгиба, чем медные проводники.
Проблемы, которые несет применение алюминия в экранирующей оплетке коаксиальных ТВ-кабелей
Многочисленные жуликоватые трэйдеры пытаются всеми доступными способами подсунуть доверчивому потребителю красиво-оформленные импортируемые из ЮВА кабели с алюминиевой оплеткой, притягивая внимание покупателя сниженной ценой.
Ни один из производителей алюминиевых кабелей никогда не афиширует тот факт, что низкая цена достигнута ими в том числе вследствие примитивной замены материала 2-го экрана (оплетки) на алюминий (вместо луженой меди, как например у профессиональных кабелей европейского / итальянского происхождения).
Внешняя алюминиевая оплетка (она же и внешний проводник) обязана находиться в постоянном гальваническом контакте со стандартным телевизионным F-коннектором, типовой материал которого — никелированная латунь, т.е. медь-содержащая субстанция (!!!).
В условиях перманентного присутствия влажности (как внутри, так и во вне помещений) протекающие по алюминиевой оплетке токи создают классический «эффект гальванопары», и электро-контакт с разъемом постепенно разрушается.
Через определенное время монтажник, посланный устранить неисправность, скручивает F-разъем и не находит под ним ничего, кроме трухи и белого порошка продуктов окисления.
Еще раз повторим, что продукты окисления меди, которая сама по себе весьма стойка к воздействию влаги, остаются с течением лет проводящими, в то время как гальваническое окисление алюминия создает непроводящие (резистивные) участки, которые разогреваются протекающими токами, тем самым ускоряя развитие коррозии и дополнительно усугубляя появившиеся проблемы в электро-контакте.
Даже в научных работах инженеров американского кабельного гиганта COMMSCOPE, чье производство ныне перенесено в Китай, проблема гальванического окисления алюминиевой оплетки воспринимается очень серьезно, и предлагаются дорогостоящие методы коррозионной защиты этой оплетки.
Таким образом, электрическая проводимость контактных соединений, в которых участвует алюминиевая оплетка, постепенно падает, и особенно негативным образом это отражается на низких частотах передачи, до 50 МГц, например, на upstream-частотах обратного канала в таких технологиях передачи, как DOCSIS, поскольку относительно низкочастотным токам труднее преодолевать вышеупомянутые резистивно-емкостные участки.
По этой причине применение кабелей с алюминиевой оплеткой, а также CCA-кабелей, категорически противопоказано в аудио-видео системах, в сетях передачи данных (технологии DOCSIS и пр.), во всех наружных антенно-кабельных сетях, где по кабельному проводнику одновременно передается и электропитание, а также в системах видео-наблюдения CCTV, где искажение импульсов строчной синхронизации является типовой проблемой алюминиевых кабелей, в которых относительно низкочастотные композитные видеосигналы значительно затухают из-за низкой проводимости алюминия.
Алюминий обеспечивает лишь 61% проводимости по сравнению с медью, при этом его стоимость составляет приблизительно 30% от стоимости меди. Вот такая экономия на материалах со стороны большинства производителей сомнительного ширпотреба.
Внешний проводник (экранирующая оплетка) полновесно участвует в передаче ВЧ-токов, и при этом, когда расстояния передачи значительны, то худшая (по отношению к меди) проводимость алюминия играет весьма отрицательную роль.
А именно, невозможно избежать такого негативного эффекта, как общее снижение экранирующей способности кабеля в целом, что особенно критично в эпоху полной цифровизации всех сигналов связи. Если требуется достичь такого же экранирования, как у чисто медных кабелей, то компенсировать разницу приходится увеличением оптической плотности алюминиевой оплетки и т.д.
Такой параметр, как коэффициент экранирования кабеля, является важнейшим в нынешние времена, когда интенсивность электромагнитной «загруженности» эфира постоянно увеличивается, когда число всевозможных сотовых станций и зон их покрытия непрерывно нарастает. Запуск новых сотовых мощностей в диапазоне LTE уже сделал ситуацию еще более драматичной, а на подходе уже новые передатчики 5G с увеличенными мощностями.
Дополнительное предостережение: также существуют коаксиальные ТВ-кабели и «витая пара» с применением технологии CCS
Приобретая в розничной сети коаксиальные кабели для передачи телевизионного сигнала, либо кабели «витая пара» для передачи данных и доступа в интернет, потребитель может столкнуться с применением в этих импортируемых из ЮВА кабелях также и технологии CCS (Copper Clad Steel), т.
е. когда совсем уж дешевые стальные проводники покрываются тончайшим слоем меди и при этом задействован все тот же физический «скин-эффект». Технология CCS часто применяется в ТВ-кабелях для изготовления центрального проводника, но ее можно встретить и в кабелях «витая пара». Подобных «приобретений» следует по возможности избегать полностью.
Негативные факторы применения такой CCS-подмены примерно те же, что и в случае CCA-кабелей:
— коррозия в контактных соединениях при установке разъемов
— чрезмерная жесткость стального проводника
— ненадежный («плавающий») контакт в разъеме
— передача сигнала на меньшее расстояние, чем даже в случае CCA
— полная невозможность передачи дистанционного питания PoE
Как практическим образом определить, что перед вами:
— кабели с использованием технологии CCA
— кабели с использованием технологии CCS
— или все-таки чисто медные кабели ?
Идентифицировать CCA— и CCS-кабели, импортированные из ЮВА, достаточно просто.
Рекомендуем использовать обычный нож, но полным набором инструментов было бы наличие лупы, магнита и острого ножа.
Проводники CCA (алюминий, покрытый медью) мягче чисто медных, они легко перерезаются ножом или переламываются после нескольких перегибов, на изломе серебристо-белые. Нож снимает с боковой поверхности стружку, обнажающую белый алюминий, который тоже срезается. Магнитом не притягиваются.
Проводники CCS (омедненная сталь) жесткие, ножом перерезаются с усилием, обладают некоторой упругостью. На срезе или изломе светло-серый металл. Нож снимает с боковой поверхности только тонкий слой меди, не срезая стальной сердечник. Притягиваются магнитом.
Чисто медный проводник достаточно мягкий, но все же он более жесткий, чем алюминиевый. Выдерживает десяток и больше перегибов туда-сюда, прежде чем сломается. Нож снимает стружку, легко перерезает, на срезе — равномерный медно-розовый цвет. Магнитом не притягивается.
Заключение
Потребителю следует помнить, что для него, потребителя, при использовании CCA-проводников вместо чисто медных никакой значительной экономии не возникает, зато возникает немалое количество скрытых проблем, которые себя проявят уже в ближайшем будущем после установки «витых пар» на основе CCA-проводников.
Реальная экономия, и не маленькая, случается только у тех, кто импортирует эти «витые пары» CCA в страну в контейнерных количествах.
Полностью медные телевизионные коаксиальные кабели, а также полностью медные кабели типа «витая пара», следует рассматривать как действительно профессиональные, т.е. готовые к работе в любых условиях, в т.ч. во влажной среде и вне помещений.
Кабели же с алюминиевой оплеткой и с проводниками, в которых применена технология CCA (а иногда даже CCS), следует рассматривать как временные и не предназначенные для профессионального применения.
Такие кабели, где используется алюминиевая оплетка и технологии CCA / CCS, необходимо ограничивать в применении лишь для весьма простых (временных) задач, для абсолютно сухих внутренних помещений, на достаточно коротких дистанциях и низких скоростях передачи, помня при этом о том, что организовать по этим CCA / CCS кабелям питание на активные устройства не удастся.
PDF версию статьи можно скачать здесь.
2 декабря 2020
Корпорация ЛАНС
Санкт-Петербург, ул. Кузнецовская, д.24, корп.2
+7 (812) 327-13-47
[email protected],
www.lans.tv
Различия между алюминиевой и медной проводкой
28.02.20В вашем доме есть медная или алюминиевая проводка? Возможно, вы не знаете, но ответ имеет важное значение для безопасности: по данным Комиссии по безопасности потребительских товаров США, в домах, построенных с алюминиевой проводкой, в 55 раз выше вероятность того, что хотя бы одно соединение станет серьезной опасностью пожара. Но почему? Чтобы помочь объяснить, мы обрисовали основные различия между алюминиевой и медной проводкой.
Алюминий мягче меди
Чем мягче алюминий
гораздо более восприимчивы к зазубринам во время процесса зачистки. Когда это произойдет,
зазубрины могут стать горячими точками, вызывающими перегрев и, следовательно, повышенное
пожароопасность.
Алюминий расширяется и сужается Больше
При подаче электроэнергии жила провода (например, алюминий или медь) нагревается. Это приводит к его расширению, а затем сокращаются при остывании. В то время как оба типа проводников испытывают это, алюминий расширяется с гораздо большей скоростью.
Это расширение/сжатие цикл заставляет алюминиевый проводник медленно выползать из-под клеммы винты. Если эти ослабленные соединения не проверять и не затягивать регулярно, повышенный риск возгорания из-за короткого замыкания или дугового разряда (скачки электричества). от одного подключения к другому).
Коррозия/ржавчина более опасны для алюминия
Оба проводника восприимчивы
к окислению, процессу, который вызывает ржавчину, но это гораздо более опасно с
алюминий. Во-первых, ржавчина на меди (которая кажется зеленой) на самом деле является проводящей.
в то время как алюминий (показывается красным) нет, создавая сопротивление потоку
электричество.
Это вмешательство может привести к перегреву и, в конечном итоге, к
угадали — пожары.
Заключительное слово по алюминиевой и медной проводке
Итак, в заключение: Алюминий проводка более опасна, чем медь, поэтому требует регулярного внимания и техническое обслуживание (что означает оплату профессиональных услуг) для обеспечения безопасности.
Что делать
Во-первых, вам нужно знать, какая проводка используется в вашем доме и есть ли насущные проблемы. Свяжитесь с местным электриком и запланируйте осмотр. Если у вас алюминиевая проводка, у вас есть несколько вариантов:
- Заменить электропроводку дома . Возможно, это самое большое и дорогое решение, но оно также и самое безопасное. После того, как это будет сделано, вам не нужно будет регулярно проводить техническое обслуживание, чтобы вы не беспокоились о пожаре.
- Установка соединителей Alumicon . Эти медные пигтейлы заменяют ВСЕ соединения в доме и обеспечивают проверенное соединение между медью и алюминием.
Это менее дорогой, но все же постоянный вариант. - Планирование регулярных профилактических осмотров . Если ваши первоначальные осмотры не показывают немедленного ремонта, и вы не хотите делать что-либо из вышеперечисленного, очень важно, чтобы профессиональный электрик регулярно осматривал вашу систему, особенно в старом доме.
Это менее дорогой, но все же постоянный вариант.Легко забыть о проводке в нашем доме, особенно когда мы не видим очевидных проблем. Тем не менее, работающая электрическая система имеет решающее значение как для безопасности, так и для комфорта вашего дома. Понимание различий между алюминиевой и медной проводкой — хороший первый шаг, а надлежащее обслуживание поможет защитить вас. Доверьтесь экспертам Stafford Home Service во всех ваших бытовых электрических потребностях. Свяжитесь с нами чтобы узнать больше.
Медь и алюминиевая проволока
Медь и алюминиевая проволока| Артикул | Домашняя страница | Изображения | Электронная почта | Форма заказа | Каталог растений |
чб
Возникла пара вопросов (на IBC) относительно меди (Си) и алюминиевый (Al) провод, который был отправлен в моем направлении. Итак, вот оба короткие и длинные ответы после обсуждения с парой человек в работай.
Краткий ответ Правильно отожженная медная проволока может стать более твердой во время хранения из-за дисперсионное твердение. Этот эффект будет усиливаться с увеличением температура — то есть на солнце, а не в прохладном месте. алюминиевая проволока это слишком твердый можно смягчить отжигом, так как это удалит эффекты работы и дисперсионного твердения, хотя это не так часто для проволока для бонсай. Кроме того, алюминий обычно должен быстро охлаждаться. после отжига для поддержания мягкого состояния. Подробный ответ- Есть
три основных способа упрочнения металла или сплава.
- Во-первых, упрочнить его, деформируя
металл. Это
что делает медную проволоку более жесткой, когда вы прикладываете ее к ветке
и вот почему вы можете сломать скрепку, сгибая ее вперед и назад.
- во-вторых, дисперсионное твердение, когда вы нагреваете сплав, чтобы позволить различным элементам внутренне реагировать и образовывать вторая армирующая фаза в материале. Это используется для многих алюминиевых сплавов и был обнаружен, когда некоторые детали остались в чердак сарая летом.
- Третий закалка, которая включает в себя нагрев выбранных сплавов, а затем охлаждая их, чтобы зафиксировать нестабильную кристаллическую структуру что вообще очень тяжело. Используется для стальных режущих инструментов. В во всех трех случаях обычно есть некоторые эффекты от других методы продолжаются.
- Я использовал некоторые термины выше
(и другие, которые будут использоваться), которые
следует определить:
- Сплав – смесь двух или более различных
атомы. Вообще
применяется к металлам, но также может применяться к керамике и полимерам.
Обычно легирование предназначено для улучшения свойств (сталь
это железо с углеродом и другими металлами), но это может быть из-за примесей
также.
- Кристаллическая структура – упорядоченное расположение атомы.
- Фаза — область одинаковой кристаллической структуры и химический состав.
- Вывих — вид нарушения, позволяющий разные части кристалла двигаться относительно друг друга. Это как шишка в ковер, который можно толкать по комнате, чтобы переместить ковер, не имея переместить весь ковер сразу.
- Закалка – процесс изготовления этого сплава сильнее. это обычно сопровождается увеличением сопротивления проникновению это то, что мы обычно называем твердостью.
Как
В результате дислокации больше не могут свободно двигаться, когда вы сгибаете
проволока, чтобы проволока была тверже и жестче. Это происходит и в др.
металлов, но в разной степени. Дислокации в алюминии могут двигаться
мимо друг друга довольно легко, поэтому он не сильно затвердевает.
Дислокации в стальной скрепке смыкаются так сильно, что они
превращаются в микротрещины, которые в конечном итоге соединяются и заставляют клип
сломать. Проволока обычно изготавливается путем постепенного протягивания стержня через
меньше
умирает, пока не достигнет нужного диаметра. Эта работа упрочняет сплав
и может сделать его слишком жестким и жестким для использования. Большая часть проволоки отжигается после
рисунок, чтобы смягчить его и сделать более удобным. Отжиг производится при
температура около 70 — 80% температуры плавления по шкале
который начинается с абсолютного нуля (-273,15 градусов Цельсия или 0 градусов Кельвина).
Отжиг позволяет атомам перестроиться в более низкую энергию.
государство.
Для нагартованного материала дислокации могут сортироваться
сами по себе и даже исчезают как новые, гораздо более совершенные кристаллы
возникают. Медная работа затвердевает настолько сильно, что ее обычно отжигают один или
больше раз между шагами рисования. Для электрических проводов обычно
вытягивается до окончательного размера после последнего отжига — это дает гладкую,
блестящая поверхность и проволока, имеющая некоторую жесткость, но не слишком большую.
Этот процесс происходит очень медленно при
комнатная температура в алюминии, но нагрев до 100 — 200 градусов С будет
позволяют этому происходить от минут до часов и называется закалкой. Медь,
кремний и магний являются обычными легирующими элементами в алюминии и
они образуют соединения типа Al2Cu, которые осаждаются из матрицы. Эти
преципитаты действуют как стоп-сигналы на дислокации — они должны
останавливаются, но могут передвигаться по осадку при правильных условиях.
В результате сплав станет прочнее, так как движение дислокаций
замедлился. Различные комбинации времени и температуры приводят к
различное распределение осадков — высокая температура благоприятствует нескольким
большие, что дислокации не могут перемещаться (но редко
встреча), в то время как более низкие температуры дают много более мелких осадков, которые
дислокации, которые больше похожи на знаки текучести, но есть везде. Закалка
Сталь Сталь
(сплав железа (Fe) и небольшого количества углерода, часто
другие элементы, добавленные для улучшения свойств) обычно упрочняется
закалка от высокой температуры.
Железо имеет гранецентрированную кубическую форму (ГЦК).
кристаллическая структура при комнатной температуре и объемно-центрированная кубическая (ОЦК)
кристалл при высокой температуре. Углерод лучше растворяется в ОЦК
структуру, и требуется время, чтобы перестроить атомы из ГЦК в
БЦК и наоборот. Закалка высокотемпературной структуры ОЦК из красного
горячий (700 — 900C) до комнатной температуры в воде или аналогичной жидкости
застывает в структуре ОЦК. Однако при комнатной температуре железо
немного уменьшился, и углерод больше не подходит, поэтому кристаллическая структура
искажается, образуя объемно-центрированную тетрагональную (BCT) структуру. это
очень, очень трудно перемещать дислокации в структуре BCT, поэтому
сталь теперь очень твердая и хрупкая. Отпуск стали при умеренной
Температура (300°C или около того) позволяет железу и углероду найти более
стабильная структура, состоящая из ГЦК-железа и мелких выделений Fe3C (a
керамический). Эта структура по-прежнему очень твердая, но немного сгибается и
делает прекрасный режущий инструмент.
Эффект
чистоты на медной проволоке Назад
к нашей медной и алюминиевой проволоке для бонсай. Бонсай потребляет очень,
очень небольшое количество медных и алюминиевых проводов по сравнению с электрическими
использует, поэтому производители проволоки для бонсай покупают электрический провод и превращают его в
проволока для бонсай. Электропроводность металла наилучшая, когда
металл довольно чистый — сплав почти всегда имеет более низкую проводимость.
Однако более высокая чистота стоит дороже, особенно когда вы выходите за рамки
Чистота 99,99% (примеси 100 частей на миллион), поэтому используется компромисс. Медь
довольно прочный, поэтому большинство электрических проводов являются коммерчески чистыми 99,95% или
лучше получить высокую проводимость. Алюминий не такой прочный, поэтому проволока
обычно легируют небольшим количеством меди и закаляют, чтобы увеличить
прочность, чтобы проволока не растягивалась и не провисала под собственным
масса. Медная проволока довольно чистая, температура плавления
весьма
высокая (1083C), поэтому любые процессы дисперсионного твердения будут медленными при
комнатная температура.
Поскольку проволока для бонсай обычно отжигается при меньшем
чем в идеальных условиях (обычно на
поверхности) мы можем быть уверены, что кислород растворен в
меди при отжиге. Коммерчески важной маркой меди является
Бескислородная твердая медь (OFHC), которая определяет, насколько легко кислород
растворяется в меди. Вероятно, это оксид меди, который выпадает в осадок.
и делает проволоку более жесткой через год или два. Повторный отжиг проволоки
растворит осадок и сделает проволоку мягче, но если
атмосфера тщательно контролируется, она, вероятно, растворится еще больше
кислород в медь, так что она затвердеет от осадков еще быстрее.
