Статьи
Токопроводящие цветные металлы
Опубликовано: 05.10.2018
Об экономии материалов необходимо помнить выбирая материалы, прежде всего, цветных металлов, хоть производство в стране их и увеличивается. Путем электролиза получают алюминий. Он обладает неплохой теплопроводностью, а также небольшой плотностью, отлично прокатывается в тонкие листы, которые после можно использовать для изготовлении фольги, но у него сравнительно невелика прочность на излом и разрыв. Алюминий быстро окисляется на воздухе, покрываясь мелким слоем оксида Аl₂О₃, он в свою очередь хорошо защищает его от дальнейшего окисления.
Из-за этой пленки оксида затруднено в дальнейшим образование электрических контактов, от этого перед соединением алюминиевых проводников их нужно обязательно тщательно очищать от пленки, при не плохом соединении случается разрушение проводников. Температура плавления оксида алюминия высока, порядка 2000⁰С, и соответственно пайка алюминия обычными способами затруднена, поэтому применяют ультразвуковые паяльники или специальные припои. Предпочтительнее соединять алюминиевые проводники сваркой. Алюминий различают неотожженный – твёрдый «марка AT» и мягкий «марка AM» – отожженный.
Медь получают путем электролиза для электротехнических целей. Медь различают в зависимости от технологии производства: неотожженную – твёрдую «марка МТ» и мягкую «марка ММ» – отожженную. Медь все чаще заменяют алюминием в электротехнических устройствах как менее дорогим и дефицитным материалом.
Сталь является не только проводниковым материалом, но и магнитным. Специальную электротехническую сталь применяют в качестве магнитного материала.
Бронза, по определению, это сплав олова, алюминия, меди и кремня с добавлением фосфора (фосфористая бронза), или с добавлением кадмия (кадмиевая бронза). Фосфористая бронза (в ней около 0,13% фосфора) обладает повышенной упругостью и твердостью, в кадмиевой бронзе где-то около 1% кадмия – она устойчива на износ трением.
Латунь плавится при сравнительно высокой температуре, обладает высокой механической прочностью, хорошо поддается сварке, штамповке, пайке, будучи сплавлена из меди и цинка отлично устойчива против коррозии.
Константан, фехраль, манганин, нихром, и т.п. – проводниковые материалы с большим удельным электрическим сопротивлением, также характеризуемые и высокой механической прочностью.
Для изготовления деталей точных электроизмерительных приборов применяют одни из этих металлов главных и образцовых сопротивлений, как обладающих свойством при изменении температуры сохранять постоянным сопротивление и продолжительным времени эксплуатации. Другие же применяют для реостатов (резисторов), так как выдерживают высокую температуру, имея небольшой температурный коэффициент сопротивления и сравнительно дешевы, что, несомненно важно для производства из них массовой продукции. Для электронагревательных приборов и нагрузочных реостатов – жаростойкие металлы, являющиеся сравнительно дешевыми материалами.
Вместо константана в крайние годы применяют более дешевый материал – нейзильбер, который обладает аналогичными свойствами, представляя собой сплав никеля 5-35% с медью и 13-45% цинком.
Электротехнический уголь широко применяют из неметаллических проводниковых материалов. Получают его из образований углерода: графита, сажи, каменного угля. Угольную массу измельченную мешают с каменноугольной смолой и при высокой температуре обжигают. Различные стержни изготовляют из электротехнического угля, которые в дальнейшим применяют в прожекторах в качестве электродов, сварочных аппаратах и электрических печах. Также используют электротехнический уголь и в виде порошка, например, при изготовлении микрофонов, щеток которые в свою очередь широко используются в устройстве электрических машин.
Щетки графитные – марок ГЗ, 61Ш, 61 ЮМ – изготовляют из графита. При работе они вызывают незначительный шум и рассчитаны на номинальную плотность тока 20 А/см². Щетки угольно-графитные марки Г20, Г21, Г22 производят из графита с добавлением сажи, кокса и связующих веществ, и как только они проходят термическую обработку, их покрывают тонким слоем меди. Рассчитаны эти щетки на номинальную плотность тока от 10 до 22 А/см², так же они обладают высокой механической прочностью, твердостью и большой износоустойчивостью.
Щетки электрографитированные марок ЭГ2А, ЭГ2АФ и др. производят так же, как и щетки угольно-графитные, но после первой термической обработки подвергают отжигу при температуре 2500-2800°С. т.е. подвергают графитизации. Они обладают повышенной механической прочностью и рассчитаны на номинальную плотность тока 20 А/см2. В отличие от угольных и угольно-графитных щеток, их применяют в электрических машинах, работающих при больших толчкообразных изменениях нагрузки и частотах вращения, например, в тяговых электродвигателях. В электромашинах не большого напряжения используют металло-графитные щетки марки Ml, МГ2, МГС5, и др.