Мыс: электр өткізгіштігі, қасиеттері, ерекшеліктері және қолдану

Қазіргі заманғы индустрияның көптеген салаларында мыс секілді материалдар кеңінен пайдаланылады. Бұл металдың электр өткізгіштігі өте жоғары. Бұл бірінші кезекте электротехникада қолданудың орындылығын түсіндіреді. Мыстың мұқият сипаттамалары бар өткізгіштер алынған. Әрине, бұл металл тек электротехникада ғана емес, басқа салаларда да қолданылады. Оның сұраныстары, басқалармен қатар, оның қасиеттері бойынша, коррозияға қарсы коррозияға төзімділігімен, коррозияға төзімділік, төзімділік және т.б. сияқты түсіндіріледі.

Тарихи негіз

Мыс - ертеден бері адамға белгілі металл. Адамдарды осы материалмен ерте танысу, ең алдымен, табиғатта табиғатта кең таралған, түсіндірілген. Көптеген ғалымдардың пікірінше, бұл мыс, ол бірінші металды, оттегі қосылыстарынан қалпына келтірілген адам болған. Бір кездері тастар отқа қыздырылып, қатты суытып, оларды жарып жіберді. Кейінірек мыс қалпына келтіріле бастады, көмір мен шұңқырдың қосылуы. Осы әдісті жетілдіру, сайып келгенде, білік пешті құруға әкелді . Кейінірек, бұл металды кенді тотықтыратын балқыту әдісімен өндіре бастады.

Мыс: материалдың электр өткізгіштігі

Тыныш күйде кез-келген металлдың барлық еркін электрондары ядро айналасында айналады. Сыртқы әсер ету көзін қосу кезінде олар белгілі бір дәйектілікпен реттеледі және ток ағыны болады. Металлдың соңғы өту қабілетін электрөткізгіштігі деп атайды. Халықаралық SI-де өлшеу бірлігі - 1 см = 1 Ω ^{-1 деп} белгіленген Siemens.

Мыстың электр өткізгіштігі өте жоғары. Бұл көрсеткіш бойынша ол бүгінгі күні танымал емес барлық асыл металдардан асып түседі. Оның ағымы тек күмісті ғана жақсы көреді. Мыс электрөткізгіштігінің көрсеткіші - + 20 ° C температурасында 57х104 см ^-1 . Осы меншікке байланысты қазіргі уақытта бұл метал өнеркәсіптік және тұрмыстық мақсаттарда қолданылатын барлық ең таралған өткізгіш болып табылады.

Мыс тұрақты электрлік жүктемелерге төзімді және сенімді және берік. Басқа заттардың арасында металлдың жоғары балқу нүктесі (1083,4 ° С) сипатталады. Және бұл, өз кезегінде, мысқа ұзақ уақыт бойы қыздырылған күйде жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Ағымдық дирижер ретінде таралмағандықтан, алюминий бұл металлмен бәсекелесе алады.

Мыстың электрөткізгіштігі бойынша қоспалардың әсері

Әрине, біздің заманымызда антикалықтан гөрі бұл қызыл металды ерітіп алу үшін әлдеқайда күрделі әдістер қолданылады. Дегенмен, бүгін тіпті мүлдем таза Cu алу мүмкін емес. Мыстың құрамында әр түрлі қоспалар бар. Ол, мысалы, кремний, темір немесе бериллий болуы мүмкін. Сонымен қатар мыстың неғұрлым көп қоспалары электрөткізгіштігінің индексі неғұрлым төмен. Сымдарды дайындау үшін, мысалы, жеткілікті таза металл ғана қолайлы. Стандарттарға сәйкес, мыс осы мақсат үшін 0,1% аспайтын қоспалармен қолданылуы мүмкін.

Бұл металда жиі күкірт, мышьяк және сурьма бар. Бірінші зат материалдың икемділігін айтарлықтай азайтады. Мыстың және күкірттің электр өткізгіштігі өте өзгеше. Бұл қоспалар ағымды мүлде жүргізбейді. Яғни, бұл жақсы изолятор. Алайда, мыс күкіртінің электр өткізгіштігі іс жүзінде әсер етпейді. Сонымен қатар жылу өткізгіштікке де қатысты. Сурьмалық және мышьякпен қарама-қарсы сурет байқалады. Бұл элементтердің мыс өткізгіштігі айтарлықтай төмендеуі мүмкін.

Қорытпалар

Қоспалардың әр түрлі түрлері пайдаланылуы мүмкін және, мысалы, мыс секілді осындай бөртпе материалдардың беріктігін арттыру үшін пайдаланылуы мүмкін. Олар сондай-ақ электр өткізгіштігін төмендетеді. Бірақ оларды пайдалану түрлі өнімдердің өмірін айтарлықтай ұзартуға мүмкіндік береді.

Көбінесе, Cd (0,9%) мыс қосындысының беріктігін арттыру ретінде пайдаланылады. Нәтижесінде кадмий қола. Оның өткізгіштігі мысның өткізгіштігінің 90% -ын құрайды. Кейде кадмийдің орнына алюминий қоспа ретінде пайдаланылады. Бұл металлдың өткізгіштігі мысның бірдей индексінің 65% -ын құрайды. Қоспалар түріндегі сымдардың беріктігін арттыру үшін басқа материалдар мен заттар: қалайы, фосфор, хром, бериллий пайдаланылуы мүмкін. Нәтижесінде белгілі брендтің қоласы. Мыстың мырышпен қосылуы жез деп аталады.

Құю қасиеттері

Металлдардың электр өткізгіштігі олардағы қоспалардың мөлшеріне ғана емес, сонымен қатар басқа көрсеткіштерге де байланысты болады. Мысалы, қыздыру температурасының жоғарылауымен мысдың ток арқылы өту қабілеті төмендейді. Тіпті оны өндіру тәсілі осындай сымды электр өткізгіштігіне әсер етеді. Күнделікті өмірде және өндірісте жұмсақ пісірілген мыс өткізгіштер мен қатты бұрышты мыс пайдалануға болады. Бірінші түрдегі ағымды өту мүмкіндігі жоғары.

Алайда, ең алдымен, қолданылатын қоспалар және олардың саны мысның электр өткізгіштігіне әсер етеді. Төмендегі кестеде оқырманға осы металлдың ең көп таралған қорытпаларына өтуге мүмкіндік беретін толық ақпарат бар.

Жезден және мысның электр өткізгіштігі салыстырмалы. Алайда, бірінші металл үшін бұл көрсеткіш, әрине, аздап төмен. Бірақ сол уақытта ол қоладан жоғары. Дирижерлі жез өте кеңінен қолданылады. Мысқа қарағанда әлдеқайда нашар өтеді, бірақ ол аз. Жиі жезден радиотехника үшін контактілерді, қысқыштарды және түрлі бөліктерді жасады.

Жоғары қарсылықтың мыс қорытпалары

Мұндай өткізгіш материалдар негізінен резисторлар, реостаттар, өлшеу құралдары мен электр жылыту құрылғылары өндірісінде қолданылады. Бұл мақсат үшін жиі константанды және манганиннің мыс қорытпалары пайдаланылады. Бірінші (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) кедергісі 0,42-0,48 мкм / м, екінші (60% Cu, 40% Ni) 0,48-0,52 мкм / м.

Жылу өткізгіштік коэффициентімен байланыс

Мыстың нақты электрөткізгіштігі - 59 500 000 С / м. Жоғарыда айтылғандай, бұл параметр дұрыс, бірақ тек +20 ° С температура кезінде. Кез келген металды және өткізгіштігінің жылу өткізгіштік арасындағы белгілі бір байланыс бар. Wiedemann-Franz заңын белгілейді. Ол металдар үшін жоғары температураларда орындалады және келесі формула бойынша анықталады: K / γ = π 2/3 (k / e) ² T, мұндағы y - өткізгіштік, k - Больцмана тұрақты, ал e - қарапайым заряд.

Әрине, мыс сияқты металлмен ұқсас байланыс бар. Жылу өткізгіштік және электр өткізгіштігі өте жоғары. Күмістен кейін екінші орында, бұл екі көрсеткіш бойынша да.

Мыс және алюминий сымдарын қосу

Жақында күнделікті өмірде және өнеркəсіпте электр қуатын үнемі қолданып келеді. Кеңестік дәуірде сымдар негізінен арзан алюминийден жасалған. Өкінішке орай, оның сипаттамалары жаңа талаптарға сәйкес келмейді. Сондықтан бүгінгі таңда күнделікті өмірде және өнеркәсіпте алюминий сымдар өте жиі мысға ауыстырылады. Соңғысының негізгі артықшылығы, отқа төзімді қасиеттермен қатар, олардың өткізгіш қасиеттері тотығу процесінде азаяды емес.

Жиі электр желісін жаңартқанда, алюминий мен мыс сымдарды қосу қажет. Мұны тікелей жасай алмайсыз. Шын мәнінде алюминий мен мысның электр өткізгіштігі өте көп емес. Бірақ тек металдар ғана. Алюминий мен мыс қасиеттерінің тотығу плендары бірдей емес. Осыған байланысты тораптағы өткізгіштігі айтарлықтай төмендейді. Алюминийдегі тотығу пленкасы мысға қарағанда әлдеқайда төзімді. Осылайша, осы екі өткізгіштердің қосылуы арнайы адаптерлер арқылы ғана жасалуы керек. Мысалы, металлдарды тотығудан қорғайтын паста бар қапсырмалар болуы мүмкін. Адаптердің бұл нұсқасы әдетте көшеде сымдарды жалғағанда қолданылады. Үйлерде жиі қолданылатын қысқыштар қолданылады. Олардың дизайнында алюминий мен мыс арасындағы тікелей байланысын жоққа шығаратын арнайы пластина бар. Ішкі жағдайларда мұндай өткізгіштер болмаған жағдайда сымдарды бұрудың орнына жуғыш пен жаңғақты аралық «көпір» ретінде пайдалану ұсынылады.

Физикалық қасиеттері

Осылайша мысның электр өткізгіштігі қандай екенін анықтадық. Бұл көрсеткіш бұл металл құрамына кіретін қоспаларға байланысты өзгеруі мүмкін. Дегенмен, индустриядағы мысға сұраныс төмендегі кестеден алынуы мүмкін басқа пайдалы физикалық қасиеттері бойынша анықталады.

Химиялық қасиеттері

Мұндай сипаттамалар үшін мыс, электр өткізгіштігі және жылу өткізгіштігі өте жоғары, сегізінші топтың алғашқы триады элементтері мен кезеңдік кестенің бірінші топтағы сілтілі элементтері арасында аралық орналасады. Оның негізгі химиялық қасиеттері:

• Кешенді қалыптастыруға бейімділік;

• Түсті қосылыстар мен ерімейтін сульфидтерді беру мүмкіндігі.

Мыс үшін ең тән - бивалды күй. Сілтілік металдармен ұқсастықтар, іс жүзінде жоқ. Оның химиялық белсенділігі де төмен. СО ₂ немесе ылғалдың қатысуымен мыс бетінде жасыл карбонаттық пленка пайда болады. Барлық мыс тұздары улы заттар болып табылады. Біртұтас және двухвалентном жағдайда бұл металл өте күрделі қосылыстар құрайды. Өнеркәсіптегі ең маңыздысы - аммиак.

Қолдану аясы

Мыстың жоғары жылу және электрөткізгіштігі оның салаларының әртүрлі саласында кеңінен қолданылуын анықтайды. Әрине, бұл металл көбінесе электротехникада қолданылады. Алайда, бұл оны қолданудың жалғыз саласы емес. Басқа мысалдардан мыс пайдалануға болады:

• Зергерлік бизнесте;

• Архитектурада;

• Сантехника және жылыту жүйелерін монтаждау кезінде;

• Газ құбырларында.

Әртүрлі зергерлік бұйымдарды өндіру үшін алтынмен мыс қорытпасы қолданылады. Бұл зергерлік бұйымдардың кедергісін деформациялауға және абразивтеуге мүмкіндік береді. Архитектурада мыс төбелер мен қасбеттерге қарсы тұруға болады. Бұл финнің басты артықшылығы - беріктігі. Мысалы, бұл металдың парақтары неміс Хильдесхайм қаласындағы католик соборы - белгілі архитектуралық баспалдақтың шатырымен жабылған. Бұл ғимараттың мыс төбесі өзінің ішкі кеңістігін шамамен 700 жыл бойы сенімді қорғайды.

Инженерлік коммуникациялар

Мыс су құбырларының негізгі артықшылықтары - бұл беріктік пен сенімділік. Бұдан басқа, бұл метал судың ерекше қасиеттерін бере алады, ол дене үшін пайдалы. Газ құбырлары мен жылыту жүйелерін монтаждау үшін мыс құбырлар, ең бастысы, олардың коррозияға төзімділігі мен икемділігіне байланысты. Қысымның төтенше жағдайда артуы кезінде, мұндай сызықтар болаттан гөрі үлкен жүктеуге төтеп бере алады. Мыс құбырларының бірден-бір кемшілігі олардың жоғары құны болып табылады.