Leitfähige Materialien in Elektroinstallationen

Als leitfähige Teile in Elektroinstallationen werden Drähte aus Kupfer, Aluminium, deren Legierungen und Eisen (Stahl) verwendet.

Kupfer ist eines der am besten leitfähigen Materialien. Dichte von Kupfer bei 20 °C 8,95 g/cm3, Schmelzpunkt 1083 °C. Kupfer ist chemisch leicht aktiv, löst sich aber leicht in Salpetersäure und löst sich in verdünnter Salz- und Schwefelsäure nur in Gegenwart von Oxidationsmitteln (Sauerstoff). An der Luft überzieht sich Kupfer schnell mit einer dünnen Schicht dunkel gefärbten Oxids, diese Oxidation dringt jedoch nicht tief in das Metall ein und dient als Schutz vor weiterer Korrosion. Kupfer eignet sich gut zum Schmieden und Walzen ohne Erhitzen.

Zur Herstellung von Stromkabel aufgebrachte elektrolytische Kupferbarren mit 99,93 % reinem Kupfer.

Die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer hängt stark von der Menge und Art der Verunreinigungen und in geringerem Maße von der mechanischen und thermischen Behandlung ab. Der Kupferwiderstand bei 20 °C beträgt 0,0172–0,018 Ohm x mm2/m.

Zur Herstellung von Drähten wird weiches, halbhartes oder hartes Kupfer mit einem spezifischen Gewicht von 8,9, 8,95 bzw. 8,96 g/cm3 verwendet.

Kupfer in Legierungen mit anderen Metallen wird häufig zur Herstellung stromführender Teile verwendet... Die folgenden Legierungen werden am häufigsten verwendet.

Messing – eine Legierung aus Kupfer und Zink, mit einem Kupfergehalt von mindestens 50 % in der Legierung, mit Zusätzen anderer Metalle. Widerstand Messing 0,031 – 0,079 Ohm x mm2 / m. Man unterscheidet zwischen Messing – Rotguss mit einem Kupfergehalt von mehr als 72 % (es verfügt über hohe Plastizität, Korrosions- und Reibungsschutzeigenschaften) und Spezialmessing mit Zusätzen von Aluminium, Zinn, Blei oder Mangan.

Messingkontakt

Bronze – eine Legierung aus Kupfer und Zinn mit Zusätzen verschiedener Metalle. Abhängig vom Gehalt des Hauptbestandteils Bronze in der Legierung werden sie Zinn, Aluminium, Silizium, Phosphor, Cadmium genannt. Widerstand von Bronze 0,021 – 0,052 Ohm x mm2/m.

Messing und Bronzen zeichnen sich durch gute mechanische und physikalisch-chemische Eigenschaften aus. Sie lassen sich leicht durch Gießen und Druck verarbeiten und sind beständig gegen atmosphärische Korrosion.

Aluminium – von seinen Eigenschaften her das zweitleitende Material nach Kupfer. Schmelzpunkt 659,8 °C. Dichte von Aluminium bei 20 ° — 2,7 g/cm3... Aluminium lässt sich leicht gießen und lässt sich gut verarbeiten. Bei einer Temperatur von 100–150 °C ist Aluminium geschmiedet und duktil (es kann zu Blechen mit einer Dicke von bis zu 0,01 mm gewalzt werden).

Die elektrische Leitfähigkeit von Aluminium hängt stark von Verunreinigungen und wenig von der mechanischen und Wärmebehandlung ab. Je reiner die Aluminiumzusammensetzung ist, desto höher ist ihre elektrische Leitfähigkeit und desto besser ist die Beständigkeit gegen chemische Angriffe.Bearbeiten, Walzen und Glühen haben einen erheblichen Einfluss auf die mechanische Festigkeit von Aluminium. Die Kaltumformung von Aluminium erhöht seine Härte, Elastizität und Zugfestigkeit. Widerstand von Aluminium bei 20 °C 0,026 – 0,029 Ohm x mm2/m.

Beim Ersatz von Kupfer durch Aluminium muss der Drahtquerschnitt im Verhältnis zur Leitfähigkeit, also um das 1,63-fache, vergrößert werden.

Bei gleicher Leitfähigkeit ist der Aluminiumdraht 2-mal leichter als Kupfer.

Für die Herstellung von Drähten wird Aluminium verwendet, das mindestens 98 % reines Aluminium, Silizium nicht mehr als 0,3 % und Eisen nicht mehr als 0,2 % enthält.

Verwenden Sie zur Herstellung spannungsführender Teile Aluminiumlegierungen mit anderen Metallen, zum Beispiel: Duraluminium – eine Legierung aus Aluminium mit Kupfer und Mangan.

Silumin – eine leichte Aluminiumlegierung mit einer Beimischung von Silizium, Magnesium und Mangan.

Aluminiumlegierungen zeichnen sich durch gute Gusseigenschaften und eine hohe mechanische Festigkeit aus.

Im Folgenden sind die am häufigsten verwendeten Aluminiumlegierungen in der Elektrotechnik aufgeführt:

Aluminiumknetlegierung der Klasse AD mit einem Aluminiumgehalt von mindestens 98,8 und anderen Verunreinigungen bis zu 1,2.

Aluminiumknetlegierung der Klasse AD1 mit mindestens 99,3 Aluminium und anderen Verunreinigungen bis zu 0,7.

Aluminiumknetlegierung, Klasse AD31 mit Aluminium 97,35 – 98,15 und anderen Verunreinigungen 1,85 – 2,65.

Für die Herstellung von Gehäusen und Matrizen für Hardware-Halterungen werden Legierungen der Sorten AD und AD1 verwendet. Profile und Gummi für elektrische Leitungen bestehen aus der Legierungssorte AD31.

Produkte aus Aluminiumlegierungen erhalten durch die Wärmebehandlung eine hohe maximale Festigkeit und Dichtegrenze (Kriechgrenze).

Eisen – Schmelzpunkt 1539 ° C. Die Dichte von Eisen beträgt 7,87. Eisen löst sich in Säuren und wird durch Halogene und Sauerstoff oxidiert.

In der Elektrotechnik werden unterschiedliche Stahlsorten verwendet, zum Beispiel:

Kohlenstoffstähle – geschmiedete Eisenlegierungen mit Kohlenstoff und anderen metallurgischen Verunreinigungen.

Widerstand von Kohlenstoffstählen 0,103 – 0,204 Ohm x mm2/m.

Legierte Stähle – Legierungen mit Zusätzen von Chrom, Nickel und anderen Elementen, die dem Kohlenstoffstahl zusätzlich hinzugefügt werden.

Stähle sind gut magnetische Eigenschaften.

Als Zusatzstoffe in Legierungen sowie zur Lotherstellung und -leistung Schutzbeschichtungen Elektrisch leitfähige Metalle werden häufig verwendet:

Cadmium ist ein formbares Metall. Der Schmelzpunkt von Cadmium liegt bei 321 °C. Widerstand 0,1 Ohm x mm2/m. In der Elektrotechnik wird Cadmium zur Herstellung niedrig schmelzender Lote und für Schutzschichten (Cadmiumbeschichtung) auf der Oberfläche von Metallen verwendet. In seinen Korrosionsschutzeigenschaften ähnelt Cadmium Zink, allerdings sind Cadmiumbeschichtungen weniger porös und werden in einer dünneren Schicht aufgetragen als Zink.

Nickel – Schmelzpunkt 1455 ° C. Widerstand von Nickel 0,068 – 0,072 Ohm x mm2/m. Bei normalen Temperaturen wird es nicht durch Luftsauerstoff oxidiert. Nickel wird in Legierungen und für eine Schutzschicht (Vernickelung) auf der Oberfläche von Metallen verwendet.

Zinn – Schmelzpunkt 231,9 ° C. Widerstand von Zinn 0,124 – 0,116 Ohm x mm2 / m. Zinn wird zum Löten einer Schutzschicht (Verzinnen) von Metallen in reiner Form und in Form von Legierungen mit anderen Metallen verwendet.

Blei – Schmelzpunkt 327,4 °C. Spezifischer Widerstand 0,217 – 0,227 Ohm x mm2/m. Blei wird in Legierungen mit anderen Metallen als säurebeständiges Material verwendet. Es wird Lotlegierungen (Loten) zugesetzt.

Silber – ein sehr formbares, formbares Metall. Der Schmelzpunkt von Silber liegt bei 960,5 °C. Silber ist der beste Wärme- und Stromleiter.Silberwiderstand 0,015 – 0,016 Ohm x mm2/m. Silber wird für eine Schutzschicht (Silber) auf der Oberfläche von Metallen verwendet.

Antimon – glänzendes, sprödes Metall, Schmelzpunkt 631 °C. Antimon wird als Zusatz in Lötlegierungen (Loten) verwendet.

Chrom – ein hartes, glänzendes Metall. Schmelzpunkt 1830 °C. Verändert sich an der Luft bei normalen Temperaturen nicht. Chromwiderstand 0,026 Ohm x mm2/m. Chrom wird in Legierungen und zur Schutzbeschichtung (Verchromung) von Metalloberflächen verwendet.

Zink – Schmelzpunkt 419,4 °C. Widerstand von Zink 0,053 – 0,062 Ohm x mm2/ m. In feuchter Luft oxidiert Zink und überzieht sich mit einer Oxidschicht, die vor späteren chemischen Einflüssen schützt. In der Elektrotechnik wird Zink als Zusatz in Legierungen und Loten sowie für eine Schutzschicht (Verzinkung) auf den Oberflächen von Metallteilen verwendet.