Důležité vlastnosti kovů používaných v elektrotechnice
Měrný elektrický odpor (rezistivita)
Teplotní součinitel odporu
Supravodivost a hypervodivost
Hustota
Nejmenší má lithium, největší osmium
Teplota tání
Součinitel tepelné vodivosti
Největší mají čisté kovy
Rozdělení kovů podle teploty tání:
1. kovy s nízkou teplotou tání
2. kovy se střední teplotou tání
3. těžkotavitelné kovy
1. Základní elektrovodné materiály
Požadují se co nejmenší ztráty, tj. co nejmenší el. odpor.
Elektrický odpor závisí na rozměrech a na teplotě vodiče. Rezistivita elektrovodných
materiálů má hodnotu v rozmezí
ρ = 10-2
až 10-1
µ m
teplotní činitel u většiny čistých kovů je
αR = 4
Například „Exconal“ jádro (čistoty 99,5%)a
měděný plášť, při vodivosti 80% IACS dobré kontaktní vlastnosti lacinější než měď. Pevnost technicky čisté mědi asi 300 MPa.
Použití mosazí velmi rozsáhlé výroby trubic, sít, manometrů, objímek žárovek,
hudebních nástrojů, chladičů bižuterii.
. Teplota tání
je 1083o
C. hliníkem, manganem, niklem, beryliem, olovem a
podle toho nazývají cínové, hliníkové atd. dalšími prvky. jsou tvárné, vyšším obsahem 20% lze pouze odlévat. Mosazi více než 80% nazývají tombaky. Pro speciální účely se
v elektrotechnice využívají slitiny dalšími neželeznými kovy. Měď diamagnetická. vakuová měď nesmí obsahovat kyslík.
Z kompozitních materiálů jsou důležité dvojkovové vodiče kombinací Al-Cu, Cu-Fe. Dosahují pevnosti 1000 MPa, ale mají i
značně vyšší rezistivitu než elektrovodná měď. Příměsi vyvolají
zpevnění 650 MPa, ale vodivost zmenší 45% IACS.
Slitiny mědi
Mají významné místo elektrotechnickém průmyslu, kde kromě výborné elektrické
vodivosti uplatňují dobré mechanické vlastnosti, vysoká tepelná vodivost, odolnost proti
korozi dobrá technologická zpracovatelnost. Slitiny
se 46÷50% jsou křehké, méně pevné mají světlejší zabarvení, jejich výhodou cena
díky nižšímu obsahu deficitní mědi.
Kombinují přednosti svých komponent, dobrou vodivost kontaktní vlastnosti mědi,
malou hustotu hliníku pevnost železa. Používá
se velmi jemných, disperzně vyloučených částic Al2O3, které zpevní matrici 560
MPa, přičemž konduktivita zmenší pouze 80% IACS.
Pro vakuové aplikace, tzv. Měď možno
zpevňovat drobnými částicemi, které jsou nekoherentní krystalovou mříží, zpevňují ji, ale
rezistivita stoupá pomaleji, nežli tomu při zpevnění vyvolaném kovovými prvky. Plošné
spoje leptají roztokem chloridu železitého. Bronzy cínové jsou nejznámější a
nejrozšířenější. Podle obsahu zinku rozeznáváme několik typů slitin, které
se vlastnostmi zbarvením značně liší. Vakuová měď vyrábí tavením odléváním vakuu. Dalším typem slitin jsou mosazi Cu-Zn. měď působí škodlivě (leptá), kyselina dusičná, solná sírová. Pevnost
mosazí závislá chemickém složení zpracování pohybuje 300 700 MPa.
Pro výrobu plošných spojů využívají kompozity izolant-kov, základní desku
z vrstveného plastu nalisována tlustá měděná folie.
Pro zvýšení odolnosti proti tečení pro vyšší pevnost při teplotách okolo 350o
C do
elektrovodné mědi přidáno malé množství (do 1%) Ag, Sn, Cr, Cd. strukturu vlastnosti má
rozhodující vliv chemické složení. Elektrolyticky rafinovaná
měď čistotu 99,99%.
Mosaz slitina mědi zinkem, příp. Hlavní použití vodivých
materiálů bázi mědi pro vinutí statorů rotorů motorů generátorů, pro vinutí
transformátorů, trolejové dráty, vodiče různých průměrů izolací, vodivé součástky různých
elektrotechnických výrobků (stykače, relé, rozváděče atd.)
Slitiny jsou mosaze bronzy. Bronzy jsou slitiny Cu-Sn
s případnými dalšími prvky jako Zn, Pb, Be. Slitiny 38% jsou měkké, dobře tvárné za
studena, červené sytě žluté používají pro tažení lisování plechových součástí.
Pro elektroniku jsou důležité folie vyráběné elektrolyticky, lepené tvrzený papír –
kartit nebo sklotextit fenolovou nebo epoxidovou pryskyřicí plošné spoje nebo plastické
folie polyetylen, polypropylen, polytetraetylen, folií jsou ohebné plošné spoje
používané jako propojovací kabeláž. Dají
se dobře tvářet, jsou pevnější než měď, dobře odolávají korozi. Pro konstrukční účely využívají zejména
slitiny mosaz bronz. Hlavní světové naleziště rudy pro výrobu mědi jižní
Americe, Čile.
Bronzy jsou slitiny mědi cínem, příp.4
oxidu měďného
