Kopar: rafleiðni, eiginleikar, eiginleikar og forrit

Í mörgum greinum nútímans er efni eins og kopar mikið notaður. Rafleiðni þessa málms er mjög hár. Þetta útskýrir hagkvæmni þess að nota það fyrst og fremst í rafmagnsverkfræði. Frá kopar eru leiðarar með framúrskarandi afköst. Auðvitað er þetta málmur notað ekki aðeins í rafmagnsverkfræði heldur einnig í öðrum atvinnugreinum. Eftirspurn þess er ma útskýrt af eiginleikum þess, svo sem viðnám gegn tæringarskemmdum í fjölda ætandi fjölmiðla, eldfimleika, sveigjanleika o.fl.

Söguleg bakgrunnur

Kopar er málmur sem vitað er að maður frá fornu fari. Snemma kunningja fólks með þetta efni er fyrst og fremst útskýrt af breiðum útbreiðslu í náttúrunni í formi nuggets. Margir vísindamenn telja að það væri kopar sem var fyrsta málmurinn, maður sem var endurreistur úr súrefnissamböndum. Einu sinni var bergur einfaldlega hituð í eldi og harkalegur kælt, sem veldur þeim að sprunga. Síðar fór endurreisn kopar að framleiða á björgunum með því að bæta við kol og sprengja skinn. Uppbygging þessa aðferð leiddi að lokum til að búa til sturtuofn. Enn síðar byrjaði þetta málmur að vera framleidd með aðferðinni við oxandi smeltingu málmgrýti.

Kopar: rafleiðni efnisins

Í rólegu ástandi snúa allir frjálsir rafeindir úr hvaða málmi sem er í kringum kjarnann. Þegar tengja er utanaðkomandi áhrifamikill, eru þau takt í ákveðinni röð og verða flytjendur núverandi. Hve mikla hæfni málmsins til að fara í gegnum síðasta er kallað rafleiðni. Mælikvarði hennar í alþjóðlegu SI er Siemens, skilgreint sem 1 cm = 1 Ω ^-1 .

Rafleiðni kopar er mjög hár. Með þessari vísbendingu fer það yfir öll málmlaus málm sem þekkt eru í dag. Betri en núverandi flæði hennar er aðeins silfur. Vísbendingin um rafleiðni kopar er 57x104 cm ^-1 við hitastig +20 ° C. Vegna þessa eignar er þetta málmur í augnablikinu algengasta leiðari allra notenda til iðnaðar og innanlands.

Kopar þolir fullkomlega stöðugt rafmagns álag og er einnig áreiðanlegt og varanlegt. Meðal þessara málma einkennist af hábræðslumarki (1083,4 ° C). Og þetta gerir síðan kopar í langan tíma til að vinna í upphitun. Sem algengi sem núverandi leiðari má aðeins ál keppa við þetta málm.

Áhrif óhreininda á rafleiðni kopar

Auðvitað, í okkar tíma, eru miklu flóknari tækni notuð til að bræða þetta rautt málm en í fornöldinni. En jafnvel í dag er það nánast ómögulegt að fá algerlega hreint Cu. Í kopar eru alltaf ýmis óhreinindi. Það getur verið til dæmis kísill, járn eða beryllíum. Á sama tíma eru fleiri óhreinindi í kopar, því lægra vísitalan rafleiðni hennar. Til framleiðslu á vírum er til dæmis aðeins nægilega hreint málmur hentugur. Samkvæmt staðlinum er hægt að nota kopar í þessum tilgangi með óhreinindum sem eru ekki yfir 0,1%.

Mjög oft inniheldur þetta málmur ákveðið hlutfall af brennisteini, arsen og antímon. Fyrsta efnið dregur verulega úr plasticity efnisins. Rafleiðni kopar og brennisteins er mjög mismunandi. Þessi óhreinindi fara ekki yfir núverandi. Það er, það er góð einangrun. Hins vegar er rafmagnsleiðni koparbrennisteins í raun ekki fyrir áhrifum. Sama gildir um hitaleiðni. Með antímon og arseni er myndin sýnd á móti. Þessir þættir leiðni kopar geta dregið verulega úr.

Legur

Hægt er að nota ýmis konar aukefni og sérstaklega til að auka styrk slíks sveigjanlegs efnis sem kopar. Þeir draga einnig úr rafleiðni hennar. En notkun þeirra gerir það mögulegt að lengja líf ýmissa vara verulega.

Oftast er Cd (0,9%) notað sem aukning á styrk kopar aukefnisins. Niðurstaðan er kadmíumbrons. Leiðni hennar er 90% af leiðni kopar. Stundum, í stað kadmíums, er einnig notað ál sem aukefni. Leiðni þessa málm er 65% af sömu vísitölu kopar. Til að auka styrk víranna í formi aukefna má nota önnur efni og efni, svo sem tini, fosfór, króm, beryllíum. Niðurstaðan er brons ákveðins vörumerkis. Tenging kopar með sink er kölluð kopar.

Alloy Properties

Rafleiðni málma getur ekki aðeins verið háð því hversu mikið óhreinindi eru í þeim, heldur einnig á öðrum vísbendingum. Til dæmis, með aukningu á hitastiginu, lækkar getu kopar til að fara í gegnum straum. Jafnvel leiðin til framleiðslu þess hefur áhrif á rafleiðni slíks vír. Í daglegu lífi og í framleiðslu er hægt að nota bæði mjúkan gljáa koparleiðara og harða dregið kopar. Í fyrstu tegundum er hæfileiki til að fara í gegnum núverandi núverandi hærri.

Samt sem áður, að sjálfsögðu, notuð aukefnin og magn þeirra hafa áhrif á rafleiðni kopar. Taflan hér að neðan veitir lesandanum tæmandi upplýsingar um hæfni til að fara framhjá núverandi algengustu málmblöndur úr þessu málmi.

Rafleiðni kopar og kopar er sambærileg. Hins vegar, fyrir fyrsta málm, þessi tala er auðvitað aðeins lægri. En á sama tíma er það hærra en í brons. Sem leiðari kopar er notað nokkuð mikið. Það fer núverandi verri en kopar, en það kostar minna. Oftast gerði kopar tengiliði, klemma og ýmsa hlutum fyrir útvarpstæki.

Koparblöndur með hár mótstöðu

Slík leiðaraefni eru aðallega notaðir til framleiðslu á mótspyrnu, rheostats, mælitæki og rafhitunarbúnaði. Oftast eru koparblöndur af fastan og manganín notuð í þessum tilgangi. Viðnám fyrstu (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) er 0,42-0,48 μΩ / m og seinni (60% Cu, 40% Ni) 0,48-0,52 μΩ / m.

Tengsl við varmaleiðni stuðullinn

Sértæk rafleiðni kopar er 59 500 000 S / m. Þessi vísitala, eins og áður hefur verið getið, er rétt, en aðeins við hitastig + 20 ° C. Það er ákveðið samband milli hitaleiðni hvers málms og leiðni. Stofnar Wiedemann-Franz lög. Það er gert fyrir málma við háan hita og er gefið upp í eftirfarandi formúlu: K / γ = π 2/3 (k / e) ² T, þar sem y er leiðni, k er Boltzmann fasti og e er grunnkostnaðurinn.

Auðvitað er svipað tengsl við málm eins og kopar. Varmaleiðni hennar og rafleiðni eru mjög háir. Í öðru lagi eftir silfur er það á báðum þessum vísbendingum.

Tenging kopar og álþráða

Nýlega hefur rafmagns búnaður af sífellt meiri krafti verið notaður í daglegu lífi og iðnaði. Í Sovétríkjunum var raflögnin aðallega gerð úr ódýrum ál. Því miður, árangur eiginleika þess ekki í samræmi við nýjar kröfur. Þess vegna eru í dag í daglegu lífi og í iðnaði mjög oft áletraðir breyttir í kopar. Helstu kostur þess síðarnefnda, til viðbótar við eldföstum eiginleikum, er að leiðandi eiginleikar þeirra lækka ekki með oxandi ferli.

Oft þegar rafmagnsnetið er uppfært þarf að tengja áli og koparvír. Þú getur ekki gert þetta beint. Raunverulegt er rafmagnsleiðni áls og kopar ekki mjög mikið. En aðeins málmarnir sjálfir. Oxunarmyndir af áli og koparvirkjum eru ekki þau sömu. Vegna þessa er leiðni í mótinu verulega dregið úr. Oxandi kvikmynd í áli er miklu þola meira en kopar. Þess vegna verður að tengja þessar tvær gerðir leiðara með eingöngu með sérstökum millistykki. Það getur td verið klemmur sem inniheldur líma sem verndar málma frá útliti oxíðs. Þessi útgáfa af millistykkinu er venjulega notað þegar tenging er við götin á götunni. Í húsnæðinu eru útibúsklemmarnir oft notaðir. Hönnun þeirra inniheldur sérstaka disk, sem útilokar bein snertingu milli áls og kopar. Ef slíkir leiðarar eru ekki til staðar við heimilisskilyrði, í stað þess að snúa vírunum, er mælt með því að nota þvottavélina og hnetuna sem millibili "brú".

Eðliseiginleikar

Þannig komumst við út hvað er rafleiðni kopar. Þessi vísir getur verið mismunandi eftir óhreinindum sem eru í samsetningu þessa málms. Hins vegar er eftirspurn eftir kopar í greininni ákvörðuð af öðrum gagnlegum eiginleikum þess, upplýsingar sem hægt er að fá frá töflunni hér fyrir neðan.

Efnafræðilegar eiginleikar

Til slíkra einkenna er kopar, rafleiðni og hitauppstreymi sem er mjög hár, upptekinn í millistaða milli frumefna fyrsta þreps áttunda hópsins og basískra fyrstu hóps tímabilsins. Helstu efnafræðilegir eiginleikar þess eru:

• Líkindi við flókna myndun;

• Hæfni til að gefa lituðu efnasambönd og óleysanleg súlfíð.

Mest einkennandi fyrir kopar er tvíhliða ástandið. Líkindi við alkalímálma, það hefur nánast engin. Efnavirkni hennar er einnig lítill. Í nærveru CO ₂ eða raka myndast grænt karbónat kvikmynd á koparborðinu. Öll koparsölt eru eitruð efni. Í einu og tvígildu ástandinu myndar þetta málmur mjög stöðugar flóknar efnasambönd. Mikilvægasta fyrir iðnaðinn er ammoníak.

Gildissvið

Mikið hitauppstreymi og rafleiðni kopar ákvarðar breitt forrit í fjölmörgum atvinnugreinum. Auðvitað er oftast þetta málmur notað í rafmagnsverkfræði. Hins vegar er þetta ekki eina kúla umsókn þess. Meðal annars má nota kopar:

• Í skartgripafyrirtækinu;

• Í arkitektúr;

• Við samsetningu pípulagnir og hitakerfi;

• Í gasleiðslum.

Til framleiðslu á ýmiss konar skartgripi er koparblendi með gulli notað. Þetta gerir þér kleift að auka mótstöðu skartgripa að aflögun og núningi. Í arkitektúr, kopar er hægt að nota fyrir framan þak og facades. Helstu kostur þessarar aðlögunar er ending. Til dæmis eru blöðin af þessu málmi þakið þakinu sem er vel þekkt byggingarmerki - kaþólska dómkirkjan í þýska borginni Hildesheim. Koparþakið í þessari byggingu verndar áreiðanlega innri rýmið í næstum 700 ár.

Verkfræði Samskipti

Helstu kostir kopar vatnsrör eru einnig ending og áreiðanleiki. Í samlagning, þetta málmur er hægt að gefa vatn sérstaka einstaka eiginleika, sem gerir það gagnlegt fyrir líkamann. Fyrir samsetningu gasleiðslu og hitakerfa eru koparpípur einnig fullkomlega til þess fallnar - aðallega vegna tæringarþols þeirra og sveigjanleika. Með neyðartilvikum í þrýstingi geta þessar línur þolað miklu meiri álag en stál. Eina galli koparleiðsla er hár kostnaður þeirra.