1.2.1 普通导电材料
常用的普通导电材料有铜、铝、钢、钨、锡等。其中铜、铝、钢主要用于制作各种导线或母线;由于钨的熔点较高,主要用于制作各种灯丝;而锡的熔点低,主要用来制作导线的接头焊料和熔丝。
铜是应用最广泛的导电材料,具有良好的导电性、导热性和耐蚀性以及足够的力学强度,无低温脆性,便于焊接、易于加工成型等。导电用铜一般选用含铜量大于99.90%的工业纯铜。铜导电性能和机械强度都优于铝,在要求较高的动力线、电气设备的控制线、各种线圈中大多采用铜导线。
导电用铜的主要品种有普通纯铜(一号铜、二号铜等)、无氧铜和无磁性高纯铜等。例如:一号铜主要用于制作各种电缆的导体;二号铜主要用于制作开关和一般的导电零件;一号无氧铜和二号无氧铜主要用于制作电真空器件、电子管和电子仪器零件、耐高温导体、真空开关触点等;无磁性高纯铜主要用于制作无磁性漆包线的导体、高精密度电气仪表的动圈等,图1-6和图1-7分别为铜丝和各种规格的铜芯绝缘导线。导电用铜合金不但具有良好的导电性,还具有一些特殊的功能可用于不同要求的场合。
图1-6 铜丝
图1-7 各种规格的铜芯绝缘导线
铝也是一种应用很广的导电材料。铝的导电性仅次于铜,力学强度为铜的一半,密度为铜的30%,导热性和耐蚀性好、易于加工、无低温脆性、资源丰富、价格便宜。所以采用铝导线可降低成本,减轻重量。广泛用于架空线、照明线以及汇流排等。图1-8和图1-9分别为各种规格的纯铝管材和导电铝母排。但由于铝导线焊接工艺较复杂,在许多应用场合还不适合。常用的导电用铝材有特一号铝、特二号铝和一号铝。
铝镁硅合金因其机械强度较高,常用作架空线;镍铬合金或铁铬合金,因电阻率较大,常用作电热材料;铅锡合金熔点较低,常用作熔丝;钨丝熔点较高,常用作电光源的灯丝。
影响铜、铝性能的主要因素有杂质、冷变形、温度、腐蚀等。杂质使电阻率上升,但机械强度、硬度得到提高,铝的可塑性、耐蚀性将下降。铜、铝材料经冷变形后,可提高抗拉强度。在干燥的大气中,铜和铝具有较好的耐蚀性,但潮湿与腐蚀介质(如二氧化硫、酸、碱等)会侵蚀导电金属。在熔点以下,温度升高,导电能力、抗拉强度都将下降。因此一般要求铜的长期工作温度不宜超过110℃,短期工作温度不宜超过300℃;铝的长期工作温度不宜超过90℃,短期工作温度不宜超过 120℃。
图1-8 各种规格的纯铝管材
图1-9 各种规格的导电铝母排