Проводит ток серебро: ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ

Содержание

Свойства металлов. DjVu

ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (…) Мы уже знаем, что в пространственной решётке металлических кристаллов находятся положительно заряженные атомы металлов — ионы. Они более или менее прочно удерживаются на своих местах. Вокруг ионов беспорядочно движутся свободные электроны. Их можно представить в виде «электронного газа», омывающего кристаллическую решётку. Свободные электроны легко перемещаются внутри решётки и служат хорошими переносчиками тепловой энергии от нагретых слоёв металла к холодным.
Высокую теплопроводность металла всегда легко обнаружить. Прикоснитесь в холодную погоду рукой к стене деревянного дома и к железной ограде: железо на ощупь всегда гораздо холоднее, чем дерево, так как железо быстро отводит тепло от руки, а дерево — в сотни раз медленнее. Лучше всех других металлов проводят тепло серебро и золото, затем идут медь, алюминий, вольфрам, магний, цинк и другие. Самые плохие металлические проводники тепла — свинец и ртуть.
Теплопроводность измеряют количеством тепла, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1 квадратный сантиметр за 1 минуту.

Если теплопроводность серебра условно принять за 100, то теплопроводность меди будет 90, алюминия 27, железа 15, свинца 12, ртути 2, а теплопроводность дерева всего 0,05.
Чем больше теплопроводность металла, тем быстрее и равномернее он нагревается.
Благодаря своей высокой теплопроводности металлы широко используются в тех случаях, когда необходимо быстрое нагревание или охлаждение. Паровые котлы, аппараты, в которых протекают различные химические процессы при высоких температурах, батареи центрального отопления, радиаторы автомобилей — всё это делается из металлов. Аппараты, которые должны отдавать или поглощать много тепла, чаще всего изготовляются из хороших проводников тепла — меди, алюминия.
Самые лучшие проводники электричества — металлы. Хорошей электропроводностью металлы опять-таки обязаны свободным электронам.

Когда мы присоединяем лампочку, плитку или какой-нибудь другой электрический прибор к источнику тока, в проводах, в нити лампочки, в спирали плитки мгновенно возникают большие изменения: электроны теряют прежнюю полную свободу движения и устремляются к положительному полюсу источника тока.

Такой направленный поток электронов и есть электрический ток в металлах.
Поток электронов движется по металлу не беспрепятственно — он встречает на своём пути ионы. Движение отдельных электронов тормозится. Электроны передают часть своей энергии ионам, благодаря чему скорость колебательного движения ионов увеличивается. Это приводит к тому, что проводник нагревается.
Ионы разных металлов оказывают движению электронов неодинаковое сопротивление. Если сопротивление мало, металл нагревается током слабо, если же сопротивление велико, металл может раскалиться. Медные провода, подводящие ток к электрической плитке, почти не нагреваются, так как электрическое сопротивление меди ничтожно. А нихромовая спираль плитки раскаляется докрасна. Ещё сильнее нагревается вольфрамовая нить электрической лампочки.
Наиболее высокой электропроводностью отличаются серебро и медь, затем следуют золото, хром, алюминий, марганец, вольфрам и т. д. Плохо проводят ток железо, ртуть и титан.

Если электропроводность серебра принять за 100, то электропроводность меди равна 94, алюминия— 55, железа и ртути — 2, а титана — лишь 0,3.
Серебро — металл дорогой и в электротехнике используется мало, но медь применяется для изготовления проводов, кабелей, шин и других электротехнических изделий в громадных количествах. Электропроводность алюминия в 1,7 раза меньше, чем у меди, и поэтому алюминий применяется в электротехнике реже, чем медь.

Серебро, медь, золото, хром, алюминий, свинец, ртуть. Мы видели, что в таком же приблизительно порядке стоят металлы и в ряду с постепенно убывающей теплопроводностью (см. стр. 33).
Наилучшие проводники электрического тока, как правило, являются и наилучшими проводниками тепла. Между теплопроводностью и электропроводностью металлов существует определённая связь, и чем выше электропроводность металла, тем обычно выше и его теплопроводность.
Чистые металлы всегда проводят электрический ток лучше, чем их сплавы.

Это объясняется следующим образом. Атомы элементов, составляющих примеси, вклиниваются в кристаллическую решётку металла и нарушают её правильность. В результате решётка становится более серьёзной преградой для электронного потока.
Если в меди присутствуют ничтожные количества примесей — десятые и даже сотые доли процента — электропроводность её уже сильно понижается. Поэтому в электротехнике используют преимущественно очень чистую медь, содержащую только 0,05% примесей. И наоборот, в тех случаях, когда необходим материал с высоким сопротивлением— для реостатов), для различных нагревательных приборов, применяются сплавы — нихром, никелин, константан и другие.
Электропроводность металла зависит также и от характера его обработки. После прокатки, волочения и обработки резанием электропроводность металла понижается. Это связано с искажением кристаллической решётки при обработке, с образованием в ней дефектов, которые тормозят движение свободных электронов.
Очень интересна зависимость электропроводности металлов от температуры.

Мы уже знаем, что при нагревании размах и скорость колебаний ионов в кристаллической решётке металла увеличиваются. В связи с этим должно возрастать и сопротивление ионов электронному потоку. И действительно, чем выше температура, тем выше сопротивление проводника току. При температурах плавления сопротивление большинства металлов увеличивается в полтора-два раза.

При охлаждении происходит-обратное явление: беспорядочное колебательное движение ионов в узлах решётки уменьшается, сопротивление потоку электронов понижается и электропроводность увеличивается.
Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, учёные обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля, то-есть при температурах около минус 273,16°, металлы полностью утрачивают электрическое сопротивление. Они становятся «идеальными проводниками»: в замкнутом металлическом кольце ток не ослабевает долгое время, хотя кольцо уже не соединено с источником тока! Это явление названо сверхпроводимостью.

Оно наблюдается у алюминия, цинка, олова, свинца и некоторых других металлов. Эти металлы становятся сверхпроводниками при температурах ниже минус 263°.

Как объяснить сверхпроводимость? Почему одни металлы достигают состояния идеальной проводимости, а другие нет? На эти вопросы пока ещё нет ответа. Явление сверхпроводимости имеет громадное значение для теории строения металлов, и в настоящее время его изучают советские учёные. Работы академика Ландау и члена-корреспондента Академии наук СССР А. И. Шаль-никова в этой области удостоены Сталинских премий.
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
Известна железная руда — магнитный железняк. Куски магнитного железняка обладают замечательным свойством притягивать к себе железные и стальные предметы. Это — естественные магниты. Лёгкая стрелка, сделанная из магнитного железняка, всегда поворачивается одним и тем же концом к северному полюсу Земли. Этот конец магнита условились считать северным полюсом, а противоположный ему — южным.

Если железный или стальной стержень привести в соприкосновение с магнитом, стержень сам становится магнитом, сам будет притягивать железные опилки, стальные гвозди. Говорят, что стержень намагничивается.
Намагничиваться способны все металлы, но в разной степени. Очень сильно намагничиваются только четыре чистых металла — железо, кобальт, никель и редкий металл гадолиний. Хорошо намагничиваются также сталь, чугун и некоторые сплавы, не содержащие в своём составе железа, например сплав никеля и кобальта. Все эти металлы и сплавы называют ферромагнитными (от латинского слова «феррум» — железо).
Совсем слабо притягиваются к магниту алюминий, платина, хром, титан, ванадий, марганец. Намагничиваются они так незначительно, что без специальных приборов обнаружить их магнитные свойства нельзя. Эти металлы получили название парамагнитных (греческое слово «пара» означает около, возле).

Какие вещества проводят электрический ток

Из физики известно, что электрический ток – это направленное движение электрически заряженных частиц.

Разные вещества проводят электрический ток по-разному. По способности передавать электрические заряды вещества делятся на ПРОВОДНИКИ и НЕПРОВОДНИКИ электричества.

Проводниками называют тела, через которые электрические заряды могут проходить от заряженного тела к незаряженному, в проводниках имеется очень много свободных заряженных частиц. Хорошие проводники электричества – это металлы, почва, вода с растворенными в ней солями, кислотами или щелочами, графит и некоторые виды органических веществ. Тело человека также проводит электричество. Это можно показать на опыте с электроскопом. Зарядим электроскоп с помощью эбонитовой или стеклянной палочки, стрелка отклонится Затем дотронемся до заряженного электроскопа рукой. Стрелка тотчас вернётся в исходное положение – к нулю. Заряд с электроскопа уходит в наше тело. В данном опыте с небольшим зарядом это не опасно, но ощутимо «щёлкает» по пальцам. А большие заряды и токи опасны для жизни и здоровья.

Из металлов лучшие проводники электричества – серебро, медь, алюминий. Даже в обычной водопроводной воде растворено столько всевозможных солей, что она является весьма хорошим проводником, и об этом нельзя забывать, работая с электрооборудованием в условиях повышенной влажности иначе можно получить весьма ощутимый удар током, это опасно.

Проходя через живой организм электрический ток производит разные действия: термическое – ожоги определённых участков тела, нагрев кровеносных сосудов, крови, нервов; электролитическое (или химическое) – разложение крови и других органических жидкостей; биологическое – раздражение и возбуждение живых тканей организма, что сопровождается непроизвольными судорожными сокращением мышц, в том числе мышц сердца и лёгких. В результате всего этого могут возникнуть различные нарушения в организме вплоть до полной остановки работы сердца и лёгких.

Непроводниками называют такие тела, через которые электрические заряды не могут переходить от заряженного тела к незаряженному, так как в диэлектриках очень мало свободных заряженных частиц. Непроводниками электричества, или диэлектриками, являются эбонит, янтарь, фарфор, резина, различные пластмассы, шелк, капрон, масла, воздух (газы), стекло, плексиглас, сухое дерево и бумага. Изготовленные из диэлектриков тела называются ИЗОЛЯТОРАМИ (от итальянского слова ИЗОЛЯРО – уединять).

Проводники служат для передачи на расстояние электрической энергии (электрического тока), именно из них, в основном, изготавливаются высоковольтные электрические кабели, бытовая электропроводка. Изоляторы используются для обособления, изолирования проводников и обеспечения безопасности людей при работе с электроприборами. Для передачи электроэнергии необходимо собрать замкнутую электрическую цепь, в которую входят источник электрической энергии, проводники, по которым от этого источника электрический ток поступает к потребителям электрической энергии, и сами потребители.

При проведении опытов по электричеству всегда используются и проводники, и диэлектрики. Например, используя два электроскопа, мы зарядили один из них отрицательным зарядом, полученным на эбонитовой палочке при её трении о шерсть. При этом стрелка электроскопа отклонилась, показывая наличие заряда на нём. Если затем взять металлический стержень на изолирующей пластмассовой рукоятке и соединить заряженный электроскоп с незаряженным, то по проводящему ток стержню заряды частично перейдут на второй электроскоп , а вот разрядки электроскопа, как в случае его касания голой рукой, не происходит, так как рукоятка не проводит ток к руке человека. Именно поэтому рукоятки различных инструментов, например отвёрток, плоскогубцев, кусачек, делают из непроводящих материалов.

Основные меры защиты от поражения электрическим током:

• обеспечение недоступности токоведущих частей, находящихся под напряжением, для случайного прикосновения,

• защитное заземление, защитное отключение электроприборов;

• использование по возможности низких напряжений, особенно во влажных помещениях;

• применение двойной изоляции.

Знание и соблюдение правил техники безопасности при работе с электрическим током и различными электроприборами обязательно и для взрослых, и для детей. Чтобы учащимся младших классов было легче запомнить эти правила, можно использовать различные запоминающиеся плакаты, стихи. Примеры я подобрал из различных источников, кое-что придумал сам и оформил как советы по электробезопасности в приложении 1 к моей работе. В приложении 2 приведены меры первой помощи при поражении электрическим током.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Электропроводность веществ можно испытать с помощью специального прибора, но мы использовали обычную электрическую цепь. Главный элемент любой электрической цепи – источник электрического тока. Без него электрическая цепь не будет работать. Когда вы включаете в розетку вилку питающего шнура телевизора, для электрического утюга, чайников и других электроприборов – потребителей электрической энергии, то вы, по сути, подключаетесь к электростанции – производителю этой электроэнергии.

Для того чтобы проверить электропроводность твердых веществ, я собрал электрическую цепь , в которую входили: источник тока, ключ для замыкания и размыкания цепи, лампа для того, чтобы проверить, есть ток или нет, и контакты для подключения вещества в цепь.

Когда контакты помещают в вещество, становится ясно, проводит ли это вещество ток. Если вещество проводит электрический ток, цепь замыкается, и лампочка загорается . Если вещество неэлектропроводно, цепь остается разомкнутой, и лампочка не горит.

Опыт 1. Исследование твердых веществ.

В таблице 1 указаны десять твердых веществ, которые мы исследовали на электропроводность. В результате проверки выяснилось,

Таблица 1.

алюминий + пластмасса –

сталь + стекло –

латунь + орг. стекло –

медь + магнит –

древесина – резина – что алюминий, сталь, латунь, медь проводят электрический ток, а древесина, пластмасса, стекло, оргстекло, магнит и резина не проводят электрический ток.

Опыт 2. Исследование жидких веществ.

Для того, чтобы проверить электропроводность жидких веществ, мы изменили электрическую цепь (рис. 5). Кроме источника тока и ключа в цепь добавили амперметр вместо лампы и электролитический стакан вместо контактов.

Таблица 2.

чистая вода –

раствор поваренной соли +

раствор медного купороса +

раствор морской соли +

раствор сахара –

В электролитический стакан мы помещали разные жидкости. Если у амперметра при замыкании цепи стрелка отклонялась, значит, данная жидкость проводит электрический ток.

В результате нашего эксперимента выяснилось, что раствор поваренной соли, медного купороса и морской соли проводит электрический ток, а чистая вода и сахарный сироп – нет .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведённые опыты подтвердили, что некоторые вещества хорошо проводят ток, это различные металлы и растворы солей. Другие твёрдые и жидкие вещества являются диэлектриками, т. е. непроводниками, это пластмассы или резина, из которых делают изоляцию электропроводов и корпуса электрических приборов, и многие другие вещества.

Моя работа достаточно важна для меня и других школьников, так как для безопасной работы с электрическими приборами дома и в школе нужно знать, как поступать в некоторых жизненных ситуациях. Например, человека ударило током от оборванного провода. Ни в коем случае нельзя трогать этот провод и человека голыми руками. Нужно отодвинуть провод с помощью какого-то не проводящего ток предмета, например сухой деревянной палки.

Чтобы научить учеников младших классов правилам электробезопасности, можно использовать подготовленные мной советы.

Проводимость серебра — Справочник химика 21

Однако во всех случаях приведенные значения и на несколько порядков ниже значений я металлов (например, удельная проводимость серебра, медн н свинца равна соответственно 0,67-10 , 0,645-10 и 0,056-10 См/м). [c.95]

Ртуть — блестящий белый металл, жидкий при обычной температуре сш. физические константы, стр. 695), причем даже при этой температуре ртуть заметно летуча. Теплопроводность и электропроводность ртути относительно малы (2 и 1,6% соответственно от проводимости серебра). [c.701]

Простые вещества.

Медь, серебро и золото представляют собой металлы (соответственно красного, белого и желтого цвета) с гранецентрированной кубической решеткой. Поскольку у меди и ее аналогов в образовании связи принимают участие как П5-, так и (п—1) -электроны, то теплоты возгонки и температуры плавления у них значительно выше, чем у щелочных металлов. Медь, серебро и золото характеризуются исключительной (особенно, золото) пластичностью они превосходят остальные металлы также по тепло-и электрической проводимости. Некоторые константы рассматриваемых металлов приведены ниже [c.621]

Очень часто в твердых солях появляется так называемая униполярная (односторонняя) проводимость —электрический ток в них представляет собой движение или только положительных, или только отрицательных ионов. Наличие односторонней проводимости можно доказать экспериментально. Можно, например, зажать несколько столбиков иодистого серебра между серебряными электродами и пропускать через этот проводник ток при [c. 453]

Электрохимическая природа процесса окисления при повышенных температурах дает основание предполагать, что контакт различных металлов влияет на скорость процесса. Такое явление описано [29]. Например, реакция серебра с газообразным иодом при 174 °С ускоряется при контакте серебра с танталом, платиной или графитом. Скорость образования на серебре пленки Agi (который обладает в основном ионной проводимостью) определяется скоростью перемещения электронов сквозь эту пленку. При контакте серебра с танталом ионы Ag+ диффундируют по поверхности тантала, который снабжает их электронами, ускоряющими превращение серебра в Agi. Поэтому пленка Agi распространяется и по поверхности тантала (рис. 10.5). Было обнаружено также [30], что на серебре, покрытом пористым слоем электро-осажденного золота, в атмосфере паров серы при 60 °С образуется очень прочно связанная с поверхностью пленка Ag S. [c.199]

Мембрана на основе сульфида серебра обладает ионной проводимостью с малым сопротивлением. Перенос заряда осуществляется ионами серебра. Высокая селективность к ионам Ад и 8 , обеспечиваемая малой величиной ПРд .о, и заметная [c.53]

Медь, получаемая из сульфидных руд пирометаллургическим способом, содержит около 1 % примесей — таких, как никель, сурьма, свинец, теллур, селен, висмут, мышьяк, сера, золото, серебро, а в ряде случаев и металлы платиновой группы. Наличие в меди даже небольших количеств примесей сильно понижает ее физические свойства (например, электрическую проводимость, пластичность и др.). Для получения меди высокой чистоты из пирометаллургической меди и попутного извлечения из нее благородных металлов в продукт, удобный для дальнейшей переработки, ее подвергают электрохимическому рафинированию. В настоящее время около 90 % всей добываемой меди обрабатывают таким образом. [c.120]

Ряд определений методами осадительного титрования, проводимых в водных растворах, можно осуществить при добавлении к воде смешивающегося с ней растворителя (для уменьшения растворимости осадка) или при использовании чистого неводного растворителя в качестве среды для титрования.

Примером второго случая может служить титрование сульфата в среде уксусной кислоты раствором ацетата бария или титрование галогенидов и роданидов в среде метанола раствором нитрата серебра. [c.349]

В растворах электролитов перенос электричества осуществляется за счет перемещения ионов. Анионы в электрическом ноле движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы— к отрицательному электроду — катоду. Скорость движения ионов в растворах но сравнению со скоростями движения электронов в металлах мала, поэтому электрическая проводимость, например, меди и серебра примерно в 1 000 000 раз больше проводимости растворов. [c.120]

Наша способность различать металлы на ощупь обусловлена их высокой теплопроводностью. Электропроводность и теплопроводность различных металлов изменяются в закономерной связи друг с другом. Например, серебро и медь, обладающие наиболее высокой электропроводностью среди металлов, характеризуются также и высокой теплопроводностью. Это заставляет предположить, что оба типа проводимости имеют одинаковую природу. [c.360]

Удельная электрическая проводимость насыщенного раствора бензоата серебра при 298 К равна 9,08-См/м, а проводимость воды, на которой приготовлен раствор, 3,8-10 См/м. Рассчитайте произведение растворимости бензоата серебра (подвижности ионов см. табл. 7 Приложения) [c.72]

Пример 4. При 18° С удельная электрическая проводимость насыщенного раствора иодида серебра равна 4,144-10 См/м, удельная электрическая проводимость предельно чистой воды, перегнанной в вакууме, определенная в этих же условиях, 4-10 См/м. Вычислить концентрацию Agi (кмоль/м ) в насыщенном растворе (растворимость). [c.142]

При 18° С абсолютные скорости ионов Ag+ и С1- соответственно равны 5,7 — 10 и 6,9- 10 м с-В. Вычислить числа переноса ионов и эквивалентную электрическую проводимость бесконечно разбавленного раствора хлорида серебра. [c.146]

Как самый тугоплавкий металл вольфрам входит в состав ряда жаропрочных сплавов. В частности, его сплавы с кобальтом и хромом — стеллиты — обладают высокими твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью. Сплавы вольфрама с медью и с серебром сочетают в себе высокие электрическую проводимость, теплопроводность и износоустойчивость. Они применяются для изготовления рабочих частей рубильников, выключателей, электродов для точечной сварки. [c.517]

Собственно хлоридсеребряный электрод 5 находится внутри крышки 6 электродного сосуда и представляет собой увлажненный раствором нитрата серебра порошок хлорида серебра, соприкасающийся с коротким куском серебряной проволоки 7. Серебряная проволока соединена с проводником 8. идущим к измерительной схеме прибора. Порошок хлорида серебра сообщается с раствором хлорида калия пластмассовой трубкой 9, заполненной асбестовым жгутом. Пропитываясь раствором хлорида калия, жгут подает раствор к порошку хлорида серебра. Именно по этой причине новый хлоридсеребряный электрод первые несколько часов не работает — отсутствует электролитическая проводимость в его цепи. [c.209]

Саханов изучал проводимость азотнокислого серебра в этих растворителях и показал, что во многих растворителях наблюдается аномальная электропроводность. Она наступает при тем более низких концентрациях, чем ниже диэлектрическая проницаемость растворителя. Он также показал, что в общем случае зависимость между Я и F еще сложнее, чем это установил Каблуков. С увеличением концентрации электропроводность падает, проходит через минимум, повышается, проходит через максимум, а затем опять понижается (рис. 27, кривые 1, 3). В ряде растворителей, особенно с высокой диэлектрической проницаемостью, максимума и минимума не [c.106]

В полностью заряженном электроде наряду с Ag20 и AgO содержится и некоторое количество неокислен-ното металлического серебра, что заметно улучшает проводимость заряженного электрода (проводимость AgO примерно 1в 10 , а А гО даже в раз меньше проводимости серебра). В процессе разряда количество металлического серебра в электроде непрерывно увеличивается с одновременным значительным ростом проводимости. Это облегчает конечную стадию разряда электрода, способствуя более полному использованию окиси серебра. Благодаря этому серебряный электрод имеет отдачу по току, близкую к 100% . [c.182]

Теплопроводность. Теплопроводность теллура очень низка, л если проводимость серебра принять за 100, то проводимость теллура составляет всего лишь 1,48. При комнатной температуре теплопроводность теллура принимается равной 0,01433 кал/см.сек°С. Теплопроводность узеличивается с повышением темиеиатуры от 90 до 145° и затем уменьшается при дальнейшем повышении от 145 до 200° при охлаждении теплопроводность теллура непрерывно возрастает. [c.529]

Проводимость ионных кристаллов в общем незначительна. При этом электрический ток в них может передаваться перемещением и ионов, и -электронов, но полупроводниковые свойства связаны только с электронной проводимостью. Абсолютная величина ионной и электронной проводимости и соотношение между ними могут существенно изменяться в зависимости от вещества, его кристаллической модификации и от температуры.

Так, у низкотемпературной формы сульфида серебра р-АдзЗ с повыщением температуры [c.145]

При 291 К удельная электрическая проводимость х насыщенного раствора хлорида серебра равна 1,374-10 Oм -м (См — м ), удельная электрическая проводимость воды, определенная в тех же условиях, 4-10 Ом -см . Вычислите молярную концентрацию Ag l в насыщенном растворе. Значения подвижностей возьмите в справочнике [М.]. [c.306]

В последнее время для катодной защиты морских сооружений широкое применение нашли аноды из свинца, легированного добавками серебра, сурьмы, висмута, теллура, которые способствуют образованию на поверхности анода пленки перекиси свинца. Этот окисел, обладая высокой проводимостью, препятствует пассивации св инца и обеспечивает прохождение така катодной защиты без особого увеличения напряжения станции. Однако при высокой плотности тока анодная поляризация свинца приводит к утолщению пленки и, как следствие, к образованию пузырей, при разрушении которых образуется хлористый свинец, усиливающий растворение анода на обнажившихся участках. [c.200]

VI групп, примыкающие к диагонали бор — астат,— типичные полупроводники (т. е. их электрическая проводимость с повышением температуры увеличивается, а не уменьшается). Характерная черта этих элементов — образование амфотерных гидроксидов (с. 151). Наиболее многочисленны d-металлы. В периодической таблице химических элементов Д. И. Менделеева они расположены между S- и р-элементами и получили название переходных металлов. У атомов d-элементов происходит достройка d-орбиталей. Каждое семейство состоит из десяти d-элементов. Известны четыре d-семейства 3d, 4d, 5d, и 6d. Кроме скандия и цинка, все переходные металлы могут иметь несколько степеней окисления. Максимально возможная степень окисления d-металлов +8 (у осмия, например, OsOj). С ростом порядкового номера максимальная степень окисления возрастает от III группы до первого элемента VIII группы, а затем убывает. Эти элементы — типичные металлы. Химия изоэлектронных соединений d-элементов весьма похожа. Элементы разных периодов с аналогичной электронной структурой d-слоев образуют побочные подгруппы периодической системы (например, медь — серебро — золото, цинк — кадмий — ртуть и т. п.). Самая характерная особенность d-элементов — исключительная способность к комплексообра-зованию. Этим они резко отличаются от непереходных элементов. Химию комплексных соединений часто называют химией переходных металлов. [c.141]

Определите структуру двух изомеров общей формулы Со (ЫНз)б504Вг, если известно, что при действии на первый изомер нитрата серебра образуется осадок, а на второй — нет с первым хлорид бария не образует осадка, а со вторым образует. Измерение электрической проводимости показало, что каждый изомер в растворе диссоциирует на два иона. Назовите данный вид изомерии. [c.89]

Определение растворимости малорастворимых соединений. Опыт показывает, что методом электрической проводимости наиболее удобно определять растворимость галидов ртути, серебра и других соединений. Рассмотрим определение растворимости на примере бромида серебра AgBr. Так как AgBr очень мало растворим, его степень диссоциации а в водном растворе должна быть близка к единице, т. е, недиссоциированная часть растворившегося AgBr весьма мала по сравнению с диссоциированной. Поэтому недиссоциированной частью можно пренебречь и считать, что а—1. [c.135]

Пусть удельная проводимость воды, в которой растворяется бромид серебра, равна и= 1,519-10- См-м (при 291 К). Удельная проводимость раствора AgBr в этой воде i= 1,576-Ю См-м-. Увеличение электрической проводимости при растворении в воде AgBr обусловлено появлением в растворе (хотя и в малых количествах) ионов Ag+ и Вг . Таким образом, бромид серебра обеспечивает проводимость, которая равна [c.135]

С помощью метода электрической проводимости легко можно вычислять также и произведение растворимости малорастворимых соединение . Га бромида серебра можем записать [А +] = [Вг ] = 4,48 10 КМ0Л >/М . Зная кин-центрации ионов, нетрудно определить и произведение растворимости (ПР) [c.136]

При 18 °С удельная электрическая проводимость насыщенного раствора хлорида серебра равна 1,374-10 См/м удельная электрическая проводимость предельно чистой воды, определенная в тех же условиях, 4,00- 10 См/м. Вычислить концентрацию Ag l в насыщенном растворе (моль/л) и ПРддсь [c.146]

На рис. 4.44 и 4.45 изобраясена резкая граница межд> валентной зоной и зоной проводимости. В действительности эта граница размыта вследствие теплового движения электроны могут переходить с верхних уровней валентной зоны на нижние уровни зоны проводимости. Способность этих электронов свободно передвигаться по кристаллу и переносить энергию из одной его части (нагретой) в другую (холодную) служит причиной высокой теплопроводности металлов. Таким образом, и электрическая проводимость и теплопроводность металлов обусловлены возможностью свободного передвижения электронов зоны проводимости. Именно поэтому для большинства металлов наблюдается параллелизм между этими величинами. Например, лучшие проводники электричества — серебро и медь — обладают и наиболее высокой теплопроводностью. [c.150]

Чистая медь — тягучий вязкий металл светло-розового цвета, легко прокатываемый в тонкие листы. Она очень хорошо проводит теплоту и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется, так как образующаяся на ее поверхности тончайшая пленка оксидов (придающая меди более темный цвет) служит хорошей защитой от дальнейшего окисления. Но в присутствии влаги и диоксида углерода поверхность меди покрывается зеленоватым налетом дигидроксида карбоната меди (П) u2( Os)(OH)2. При нагревании на воздухе в интервале температур 200— 375 °С медь окисляется до черного оксида меди(П) СиО. При более высоких температурах на ее поверхности образуется двухслойная окалина поверхностный слой представляет собой оксид меди(П), а внутренний — красный оксид меди (I) U2O. Ввиду высокой теплопроводности, электрической проводимости. [c.534]

Впервые вопрос о причинах ионной проводимости твердых тел был рассмотрен Я. И. Френкелем (1926). Он предположил, что вследствие тепловых флуктуаций ионы могут приобрести энергию, достаточную для того, чтобы покинуть нормальные положения в узлах решетки и перейти ( испариться ) в межузельные положения. Межузельные ионы способны перескакивать из одного межузельного положения в другое. Оставшиеся вакантными узлы решетки также совершают перескоки, поскольку соседние ионы могут занимать эти вакансии, освобождая узлы решетки. В ходе перемещений межузельные ионы и вакансии могут встречаться и рекомбинировать. При наложении на кристалл электрического поля межузельные ионы чаще перескакивают в направлении поля, чем в обратном направлении, т. е. через кристалл протекает ток. Число межузельных ионов увеличивается с температурой. Межузельные ионы легче образуются в решетках с большими пустотами, а ионы малого размера легче переходят в межузельные положения, чем большие ионы. Комбинация вакансии и иона в межузлии называется дефектом по Френкелю. Концентрация этих дефектов пропорциональна ехр (—Egj2kT), где Eg — энергия, -необходимая для перевода иона из узла решетки в межузлие. Классическим примером соединения с дефектами по Френкелю может служить хлорид серебра. Сравнительно небольшие по размеру ионы серебра переходят в межузельные положения и обусловливают чисто катионную проводимость кристаллов Ag l. [c.106]

Коэффициенты диффузии проводящих ионов в сверхпроводниках (10- —10 ° м /с) близки к коэффициентам диффузии ионов в водных растворах и расплавах. Характерно, что часто движение ионов при диффузии происходит медленнее, чем при миграции, т. е. соотношение Нернста — Эйнштейна нарушается. Ионные сверхпроводники обладают униполярной, а именно, катионной проводимостью. Так, число переноса ионов серебра в RbAg4I5 равно 1,00 0,01. В полиалюминате натрия ток переносят исключительно ионы натрия. [c.109]

Определение электропроводности позволяет найти только сумму подвижности ионов, составляющих электролит. Между тем в зависимости от природы электролита ток может переноситься в большей или меньшей степени катионами или анионами. В некоторых твердых и расплавленных солях ток переносится только ионами одного знака. Так, в твердом Agi при электролизе двигаются только ионы серебра, а в расплавленном Pb l. — только ионы хлора. Такая анионная проводимость характерна для ряда окислов и фторидов металлов, например для твердого раствора СаО в ZtO — В этом растворе часть катионов Zt за- [c.148]

Простые вещества. Медь, серебро и золото — блестящие металлы красного (Си), белого (Ag) и желтого (Аи) цвета, обладающие ис1 лючительной оластично( тьк > и kiihkik. i нтп. Элементы подгруппы меди превосходят все остальные металлы по величине электрической проводимости и теплопроводности. [c.413]

Лучший проводник — тепло — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Лучший проводник — тепло

Cтраница 3

Горолку с пламенем нужно все время сохранять в движении для равномерного нагрева. О степени нагрева изделия лучше всего судить по началу плавления припоя; делать заключения о степени нагрева по цвету нагреваемых деталей нужно с большой осторожностью, так как зрительное восприятие этих цветов в значительной степени зависит от условий освещения рабочего места. При нагревании разнородных металлов или сплавов пламя нужно направлять на тот из них, который является лучшим проводником тепла. [32]

Характерной особенностью металлов является особый металлический блеск, объясняемый их способностью хорошо отражать свет. Между отражательной способностью металла, его электропроводностью и теплопроводностью существует определенный параллелизм: чем сильнее металл отражает свет, тем лучшим проводником тепла и электричества он является. Так, медь, серебро и золото отличаются наибольшей отражательной способностью, и они же являются лучшими проводниками тепла и электричества. [33]

С внешней стороны металлы характеризуются прежде всего особым, как говорят, металлическим блеском. Причина этого блеска заключается в том, что поверхность металла сильно отражает лучи света. Другим характерным свойством металлов является их способность хорошо проверить тепло и электричество, причем, обычно, чем сильнее металл отражает лучи света, тем лучшим проводником тепла и электричества он является. Серебро, медь и золото наиболее сильно отражают лучи света; они в то же время обладают наибольшей теплопроводностью и электропроводностью. [34]

Теплопроводностью называется свойство металлов проводить тепло при наг ревании. Чем лучше металл проводит тепло, тем быстрее и равномернее он наг ревается. Теплопроводность металлов имеет большое практическое значение Если металл обладает низкой теплопроводностью, то для полного прогрева oi нуждается в длительном нагревании; при быстром же охлаждении в нем обра зуются трещины. Лучшими проводниками тепла являются чистые металлы — серебро, медь, алюминий. Сталь обладает значительно меньшей теплопровод ностью. [35]

Атомы металлов образуют кристаллическую решетку, в узлах которой, кроме нейтральных атомов, находятся также положительно заряженные ионы, образовавшиеся в результате потери валентных электронов частью атомов. Оторвавшиеся от атомов электроны перемещаются по всему объему металла и не принадлежат какому-либо определенному атому. Благодаря наличию легко перемещающихся электронов металлы хорошо проводят электричество и тепло. Лучшими проводниками тепла и электричества являются серебро, медь и алюминий. [36]

Теплопроводностью называется свойство металлов проводить тепло при нагревании. Чем лучше металл проводит тепло, тем быстрее и равномернее он нагревается. Теплопроводность металлов имеет большое практическое значение. Если металл обладает низкой теплопроводностью, то для полного прогрева он нуждается в длительном нагревании; при быстром же охлаждении в нем образуются трещины, что приводит к неисправимому браку изделий. Лучшими проводниками тепла являются чистые металлы — серебро, медь, алюминий. Сталь ввиду сложности химического состава обладает значительно меньшей теплопроводностью. [38]

Все металлы обладают металлическим блеском, который обусловливается способностью их сильно отражать лучи света. Большинство из них сохраняет блеск только тогда, когда они находятся в сплошной массе. В мелкораздробленном виде большинство металлов имеет черный или серый цвет, кроме магния и алюминия. Металлы хорошо проводят тепло и электричество, причем лучшие проводники тепла являются и лучшими проводниками электрического тока. Наиболее хорошо проводят тепло и электричество серебро и медь, наименее — свинец и ртуть. [39]

При понижении температуры за точку перехода жидкий гелий внезапно начинает проводить тепло совершенно сверхъестественным для жидкости образом — сказал Ландау в одной из популярных лекций. Вы, вероятно, слыхали, что жидкости вообще очень плохо проводят тепло, в частности, плохо проводит тепло к обыкновенная вода. Не лучшей теплопроводностью обладают и другие жидкости, за исключением ртути, которая, как и все металлы, является хорошим проводником тепла. Плохо проводит тепло и гелий I, обыкновенный жидкий гелий. И вот при понижении температуры до точки перехода жидкого гелия от гелия I к гелию II, он начинает проводить тепло лучше, чем самые лучшие проводники тепла — медь и серебро, причем изменение происходит внезапно. Свойство громадной теплопередачи, конечно, сразу обратило на себя внимание и показало, что в этой непонятной жидкости скрыто еще много удивительного. [40]

При понижении температуры за точку перехода жидкий гелий внезапно начинает проводить тепло совершенно сверхъестественным для жидкости образом — сказал Ландау в одной из популярных лекций. Вы, вероятно, слыхали, что жидкости вообще очень плохо проводят тепло, в частности, плохо проводит тепло и обыкновенная вода. Не лучший теплопроводностью обладают и другие жидкости, за исключением ртути, которая, как и все металлы, является хорошим проводником тепла. Плохо проводит тепло и гелий I, обыкновенный жидкий гелий. И вот при понижении температуры до точки перехода жидкого гелия от гелия I к гелию II, он начи нает проводить тепло лучше, чем самые лучшие проводники тепла — медь и серебро, причем изменение происходит внезапно. Свойство громадной теплопередачи, конечно, сразу обратило на себя внимание и показало, что в этой непонятной жидкости скрыто еще много уди — вительного. [41]

Расположение металлов в различных местах периодической системы химических элементов показывает, что многие свойства у них должны сильно различаться. Наряду с этим имеются, однако, некоторые свойства, которые присущи всем металлам. Металлы, за исключением ртути — вещества твердые. Все металлы обладают характерным металлическим блеском, который обусловливается способностью их сильно отражать лучи света. Большинство из-них сохраняет блеск только тогда, когда они находятся в сплошной массе. В мелкораздробленном виде-болыпинство металлов имеет черный или серый цвет. Металлы хорошо проводят тепло и электричество, причем лучшие проводники тепла являются и лучшими проводниками электрического тока. Наиболее хорошо проводят тепло и электричество серебро и медь, наименее — свинец и ртуть. [43]

С проблемой подвода и отвода тепла инженеры встречаются на каждом шагу. Работает атомная электростанция — значит, в ядерном реакторе выделяется огромное количество тепловой энергии, которое надо как можно быстрей вывести наружу для превращения в электричество. Крутится электромотор, пыхтит двигатель внутреннего сгорания, горит радиолампа, ракета врезается в атмосферу — здесь мы уже имеем дело с вредным нагревом, когда от тепла надо побыстрее избавиться. Неудивительно, что теплотехники на протяжении многих десятилетий ломают головы, пытаясь ускорить движение медлительных тепловых потоков. Чтобы пропускать по медному стержню диаметром 2 — 3 сантиметра и длиной менее полуметра всего 10 киловатт тепловой энергии, нужен огромный термический напор. Один конец стержня пришлось бы раскалить втрое горячее поверхности Солнца, фактически превратить в пар, тогда как другой должен был бы сохранять комнатную температуру. А ведь медь считается одним из лучших проводников тепла. Что касается тепловой трубки, то при тех же размерах она пропустит такую энергию почти без сопротивления, и разность температур между ее концами практически не удастся даже измерить. Аналогичную теплопроводность могла бы иметь только медная глыба диаметром в три метра и весом 40 тонн. [44]

Страницы: 1 2 3

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 1 / Блог компании MakeItLab / Хабр

Привет гиктаймс! Я решил опубликовать по частям свое руководство по материалам, используемым не только в электротехнике, но и вообще в технике, в том числе самодельщиками. С описанием, примерами применения, заметками по работе. Руководство написано максимально просто, и будет понятно всем, от школьника до пенсионера.

В этой части начинаем разбирать проводники — Серебро, Медь, Алюминий.

Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Ковыряясь в поисках ответов на свои вопросы в разных учебниках по материаловедению, методичках, научпоп книгах я ужасался, насколько академический стиль изложения возводит стену между желающим узнать и знаниями. Насколько стремление авторов обойти острые грани, тёмные места превращает учебники в однородную бескрайнюю пустыню скуки и отчаяния. При этом запредельный уровень абстракции делает крайне сложным для неофита использование полученных знаний в практике. Поэтому я решил сделать свое руководство, с блекджеком и блудными девицами.

Это руководство — живое, по мере получения новых материалов, уточнений, комментариев от вас, дорогие читатели оно будет дополняться, изменяться, становиться лучше. Всегда самая свежая версия руководства лежит у меня на сайте в бложике Я обеими руками поддерживаю движение Open Source и Open Hardware, считаю, что обмен знаниями должен быть свободным, это принесет пользу для всех, поэтому пособие распространяется под лицензией Creative Commons 3. 0 BY-NC-SA, что значит, вы можете делать с ним что угодно: выкладывать, распространять, модифицировать, соблюдая только три ограничения:

Ссылка на меня обязательна (в.т.ч. производных работах).
Зарабатывать на моем пособии без договоренности со мной нельзя (запрет на использование в коммерческих целях).
Все производные работы должны распространяться на тех же условиях.

Плюшки данного пособия:

Весь текст написан мной, и дополнен замечательными людьми, упомянутыми в разделе Благодарности. Я не включал информацию, в достоверности или актуальности которой я бы сомневался. Поэтому доля брехни по тексту в среднем ниже, чем в маркетинговых текстах перепродавцов-поставщиков, но выше, чем в хорошем советском учебнике.
Большую часть материалов я хотя бы щупал, использовал в своих конструкциях, а не видел только на картинке.
Пособие полностью (Чтобы быть до конца честным — за исключением одной картинки, которую пришлось рисовать в чем умел. ) подготовлено с использованием OpenSource продуктов (Linux, GIMP, LibreOffice, context). Просто из спортивного интереса.
Некоторые разделы имеют пункт «Источники» — советы по поиску материалов — где купить, под какими названиями искать. Конечно, всё можно купить на Алиэкспресс и на Ebay, поэтому такой вариант не указывается. Пункт может быть полезен если материал нужен «здесь и сейчас».

Публикуя руководство здесь я очень надеюсь на обилие конструктивной критики и дополнений от вас, дорогие читатели.

Содержание руководства

Проводники:

*Серебро

*Медь

*Алюминий

*Железо

*Золото

*Никель

*Вольфрам

*Ртуть

Так себе проводники:

*Углерод

*Нихромы

*Сплавы для изготовления термостабильных сопротивлений

*Припои

*Олово

*Легкоплавкие припои

Прочие проводники

*Термопарные сплавы

*Оксид Индия-Олова

Диэлектрики (Совсем не проводники):

*Неорганические диэлектрики

**Фарфор

**Стекло

**Слюда

**Алюмооксидные керамики

**Асбест

**Вода

*Органические диэлектрики полусинтетические

**Бумага, картон

**Шёлк

**Воск, парафин

**Трансформаторное масло

**Фанера, ДСП

*Органические диэлектрики синтетические

**Материалы на базе фенол-формальдегидных смол

**Карболит (бакелит)

**Гетинакс

**Текстолит

**Стеклотекстолит

**Лакоткань

**Резина

**Эбонит

**Полиэтилен

**Полипропилен

**Полистирол, АБС-пластик

**Фторопласт-4 (политетрафторэтилен PTFE)

**Поливинилхлорид — ПВХ

**Полиэтилентерефталат (ПЭТФ)

**Силиконы

**Полиимид

**Полиамиды

**Полиметилметакрилат — ПММА

**Поликарбонат

*График истории промышленного применения полимеров

*Изоленты

**Прорезиненная тканевая изолента

**Тканевые изоленты

**Резиновые самовулканизирующиеся изоленты

**Силиконовые самослипающиеся ленты

**Полиимидная лента

**ПВХ изоленты

**Канцелярская липкая лента «скотч»

*Изоляционные трубки

**Трубка из ПВХ — «кембрик»

**Фторопластовая трубка

**Стеклотканевая с силиконом

**Термоусадочная трубка

*Дополнительные сведения о полимерах

Поехали!

Двадцатый век — век пластмасс. До появления широкого спектра синтетических полимерных материалов, человек использовал в конструировании металлы и материалы природного происхождения — дерево, кожу и т.д. Сегодня мы завалены пластмассовыми изделиями, начиная от одноразовой посуды, заканчивая тяжелонагруженными деталями двигателей автомобилей. Пластмассы во многом превосходят металлы, но никогда не вытеснят их полностью, поэтому рассказ начнется с металлов. Металлам посвящены сотни книг, дисциплина, посвященная им, называется «металловедение».

Нас интересуют металлы с точки зрения электронной техники. Как проводники, как часть электронных приборов. Все остальные применения — например такие, как конструкционные материалы, в данное пособие пока не вошли.

Главное для электронной техники свойство металлов — это способность хорошо проводить электрический ток. Посмотрим на таблицу удельного сопротивления различных металлов:

Металл	Удельное сопротивление Ом*мм2/м
Серебро	0,015. ..0,0162
Медь	0,01724…0,018
Золото	0,023
Алюминий	0,0262…0,0295
Иридий	0,0474
Вольфрам	0,053…0,055
Молибден	0,054
Цинк	0,059
Никель	0,087
Железо	0,098
Платина	0,107
Олово	0,12
Свинец	0,217…0,227
Титан	0,5562…0,7837
Висмут	1,2

Видим лидеров нашего списка: Ag, Cu, Au, Al.

Серебро

Ag — Серебро.

Драгоценный металл. Серебро — самый дешевый из драгоценных металлов, но, тем не менее, слишком дорог, чтобы делать из него провода. На 5% лучшая электропроводность по сравнению с медью, при разнице в цене почти в 100 раз.

Примеры применения

В виде покрытий проводников в СВЧ технике.

Ток высокой частоты, из-за

скинэффекта

течет по поверхности проводника, а не в его толще, поэтому тонкое покрытие волновода серебром дает бОльший прирост проводимости, чем покрытие серебром проводника для постоянного тока.

В сплавах контактных групп. Контакты силовых, сигнальных реле, рубильников, выключателей чаще всего изготовлены из сплава с содержанием серебра. Переходное сопротивление такого контакта получается ниже медного, он меньше подвержен окислению. Так как контакт обычно миниатюрен, стоимость этой малой добавки серебра к стоимости изделия незначительно. Хотя при утилизации большого количества реле, стоимость серебра делает целесообразным работу бокорезами по отделению контактов в кучку для последующего аффинажа.

Контакты силового реле на 16 Ампер. Согласно документации производителя
контакты содержат серебро и кадмий.

Различные реле. Верхнее реле имеет даже посеребренный корпус с характерной патиной. Содержание драгметаллов в изделиях, выпущенных в СССР было указано в паспортах на изделия.

В качестве присадки в припоях. Качественные припои (как твёрдые так и мягкие) часто содержат серебро.

Проводящие покрытия на диэлектриках. Например, для получения контактной площадки на керамике, на неё наносится суспензия из серебряных частиц с последующим запеканием в печи (метод «вжигания»).

Компонент электропроводящих клеев и красок. Электропроводящие чернила часто
содержат суспензию серебряных частиц. По мере высыхания таких чернил, растворитель
испаряется, частицы в растворе оказываются всё ближе, слипаясь и создавая проводящие
мостики, по которым может протекать ток. Хорошее видео с рецептом по созданию таких
чернил.

Недостатки

Несмотря на то, что серебро — благородный металл, он окисляется в среде с содержанием

серы:

4Ag + 2H

₂

S + O

₂

→ 2Ag

₂

S + 2H

₂

Образуется темный налет — «патина». Также источником серы может служить резина, по-
этому провод в резиновой изоляции и посеребренные контакты — плохое сочетание.
Потемневшее серебро можно очистить химически. В отличии от чистки абразивными пастами (в том числе зубной пастой) это самый нежный способ чистки, не оставляющий царапин.

Медь

Cu — медь.

Основной металл проводников тока. Обмотки электродвигателей, провода в изоляции, шины, гибкие проводники — чаще всего это именно медь. Медь нетрудно узнать по характерному красноватому цвету. Медь достаточно устойчива к коррозии.

Примеры применения

Провода.

Основное применение меди в чистом виде. Любые добавки снижают электропроводность, поэтому сердцевина проводов обычно — чистейшая медь.

Гибкие многожильные провода различного сечения.

Гибкие тоководы. Если проводники для стационарных устройств можно в принципе изготовить из любого металла, то гибкие проводники делают почти всегда только из меди, алюминий для этих целей слишком ломкий. Содержат множество тоненьких медных жилок.

Теплоотводы. Медь не только на 56% лучше алюминия проводит ток, но ещё имеет почти вдвое лучшую теплопроводность. Из меди изготавливают тепловые трубки, радиаторы, теплораспределяющие пластины. Так как медь дороже алюминия, часто радиаторы делают составными, сердцевина из меди, а остальная часть из более дешевого алюминия.

Радиаторы охлаждения процессора. Центральный стержень изготовлен из меди, он хорошо отводит тепло от кристалла процессора, а алюминиевый радиатор с развитым оребрением уже охлаждает сам стержень.

При изготовлении фольгированных печатных плат. Печатные платы, в любом электронном устройстве изготовлены из пластины диэлектрика, на который наклеена медная фольга. Все соединения между элементами печатной платы выполнены дорожками из медной фольги.

Техника сверхвысокого вакуума. Из металлов и сплавов только нержавеющая сталь и медь пригодны для камер сверхвысокого вакуума в таких приборах, как ускорители элементарных частиц или рентгеновские спектрометры. Все остальные металлы в вакууме слегка испаряются и портят вакуум.

Аноды рентгеновских трубок. В рентгеноструктурном анализе требуется монохроматическое рентгеновское излучение. Его источником зачастую является облучаемая электронами медь (спектральная линия Cu Kα), которая к тому же прекрасно отводит тепло. Если же требуется другое излучение (Co или Fe), его получают от маленького кусочка соответствующего металла на массивном медном теплоотводе. Такие аноды всегда охлаждаются проточной водой.

Интересные факты о меди

Медь — достаточно дорогой металл, поэтому недобросовестные производители стараются экономить на нем. Занижают сечение проводов (когда написано 0,75 мм2, а фактически 0,11 мм2). Окрашивают алюминий «под медь» в обмотках, внешне обмотка выглядит как медная, а стоит соскрести изоляцию — оказывается, что она сделана из алюминия. Этим грешат и китайские, и отечественные производители, кабель сечением 2,5 мм2 вполне может оказаться сечением 2,3 мм2, поэтому запас прочности и входной контроль не будут лишними. Разумеется, надежность контакта в электроарматуре жилы сечением 2,3 мм2, рассчитанной на жилу 2,5 мм2, будет невысокой.
Медь окрашивает пламя в зелёный цвет, это свойство использовали для обнаружения меди в руде, когда не был доступен химический анализ. Зеленый след в пламени — показатель наличия меди. (но не всегда, зеленую окраску пламени могут давать ионы бора)
Медь — мягкий металл, но если добавить к меди хотя бы 10% олова, получается твёрдый, упругий сплав — бронза. Именно освоение получения бронзы послужило названием к исторической эпохе — бронзовому веку. Добавка к меди бериллия дает бериллиевую бронзу — прочный упругий сплав, из которого изготавливают пружинящие контакты.
Медь — один из немногих мягких металлов с высокой температурой плавления, поэтому из меди изготавливают уплотнительные прокладки, например для высокотемпературной или вакуумной техники. Например, уплотнительная прокладка пробки картера двигателя автомобиля.
При механической обработке (например волочении) медь уплотняется и становится жёсткой. Для восстановления исходной мягкости и пластичности медь «отжигают» в защитной атмосфере, нагревая до 500-700 °C и выдерживая некоторое время. Поэтому некоторые медные изделия твёрдые, а некоторые мягкие, например медные трубы.
Медь не даёт искр. Для работы во взрывоопасных местах, например на газопроводе, используют искробезопасный инструмент, стальной инструмент покрытый слоем меди или инструмент изготовленный из сплавов меди — бронз. Если таким инструментом случайно чиркнуть по стальной поверхности он не даст опасных искр.
Так как температурный коэффициент сопротивления для чистой меди известен, из меди изготавливают термометры сопротивления (тип ТСМ — Термометр Сопротивления Медный, есть еще ТСП — Термометр Сопротивления Платиновый). Термометр сопротивления — это точно изготовленный резистор, навитый из медной проволоки. Измерив его сопротивление, можно по таблице или по формуле определить его температуру достаточно точно.

Алюминий

Al — Алюминий.

«Крылатый металл» четвертый по проводимости после серебра, золота и меди.

Алюминий хоть и проводит ток почти в полтора раза хуже меди, но он легче в 3,4 раза и в три

раза дешевле. А если посчитать проводимость, то эквивалентный медному проводник из

алюминия будет дешевле в 6,5 раз! Алюминий бы вытеснил медь, как проводник везде, если

бы не пара его противных свойств, но об этом в недостатках.

Чистый алюминий, как и чистое железо, в технике практически не применяется (исключения
— провода и фольга). Любой «алюминиевый» предмет состоит из какого-нибудь сплава алюминия. Сплавы могут содержать кремний, магний, медь, цинк и другие металлы. Их свойства отличаются очень сильно, и это необходимо учитывать при обработке. Ниже перечислены несколько самых распространенных марок алюминия:

1199. Чистый 99,99% алюминий. Бывает почти исключительно в виде фольги.
1050 и 1060. Чистый 99,5% и 99,6% соответственно. Из-за высокой теплопроводности иногда используется как материал для радиаторов. Мягок, легко гнется. Провода, пищевая фольга, посуда.
6061 и 6082. Сплавы: 6061 — Si 0,6%, Mg 1,0%, Cu 0,28%, 6082 — Si, Mg, Mn. Первый более распространен в США, второй — в Европе. Легко точить, фрезеровать. Наилучший материал для самоделок. Прочен. Легко поддается сварке, паяется твердыми припоями. Легко анодируется. Плохо гнется. Не годится для литья.
6060. Состав: Mg, Si. Более мягок, чем 6061 и 6082, при обработке резанием слегка «пластилиновый», за что его не любят токари. Распространен и дешев, других особых преимуществ не имеет. Дешевый алюминиевый профиль из непонятного сплава имеет хорошиешансы оказаться им.
5083. Сплав с магнием (>4% Mg). Отличная коррозионная стойкость, устойчив в морской воде. Один из лучших вариантов для деталей, работающих под дождем. Тоже может встретиться в магазине стройматериалов, наряду с другими подобными марками.
44400, он же «силумин». Сплав с большим процентом кремния (Si >8%). Литейный. Низкая температура плавления, при пайке твердыми припоями риск расплавить саму деталь. Хрупок, при изгибе ломается. На изломе видны характерные кристаллы.
7075. 2,1-2,9% Mg, 5,1-6,1% Zn, 1,2-1,6% Cu. Очень своеобразный сплав, отличается даже цветом (пленка окислов слегка золотистая). Неожиданно твердый для алюминия, по твердости сравним с мягкой сталью. Плохо анодируется. Не паяется вообще. Не сваривается вообще. Не гнется и не куется вообще. Не годится для литья. Резанием обрабатывает ся отлично, прекрасно полируется. Хорош для ответственных деталей. Используется для винтов в велосипедах, в оружии (материал многих деталей винтовки M16).

Относительно невысокая температура плавления (660 °C у чистого, меньше 600 °C у литейных сплавов) алюминия делает возможным отливку деталей в песочные формы в условиях

гаража/мастерской. Однако многие марки алюминия не годятся для литья.

Примеры применения

Провода.

Алюминий дешев, поэтому толстые силовые кабели,

СИП

, ЛЭП выгодно делать из алюминия. В старых домах квартирная проводка сделана алюминиевым проводом (с 2001 года ПУЭ запрещает в квартирах использовать алюминиевый провод, только медный, см ПУЭ 7 издание п. 7.1.34) Также алюминий не используется как проводник в ответственных применениях.

Слева старый алюминиевый провод. Справа алюминиевые кабели различного сечения,
пригодные для укладки в грунт. В частности кабелем справа был подключен к электроэнергии целый этаж здания. Кабель помимо наружной резиновой оболочки имеет бронирующую стальную ленту, для защиты нижележащей изоляции от повреждений, к примеру лопатой при раскопке.

Теплоотводы. Не только домашние батареи делают из алюминия, но и радиаторы у
микросхем, процессоров, делают из алюминия.

Различные алюминиевые радиаторы.

Корпуса приборов. Корпус жёсткого диска в вашем компьютере отлит из алюминиевого сплава. Небольшая добавка кремния улучшает прочностные качества алюминия, сплав силумин — это корпуса жёстких дисков, бытовых приборов, редукторов и т. д.

Анодированный алюминий (алюминий, у которого электрохимическим путем окисная пленка
на поверхности сделана потолще и прочнее) хорошо окрашивается и просто красив. Окисная
пленка (Al₂O₃ — из того же вещества состоят драгоценные камни рубины и сапфиры) достаточно твёрдая и износостойкая, но к сожалению алюминий под ней мягок, и при сильном воздействии ломается как лёд на воде.

Экраны. Электромагнитное экранирование часто делается из алюминиевой фольги или тонкой алюминиевой жести. Можете провести простой эксперимент, мобильный телефон
завернутый в фольгу потеряет сеть — он будет заэкранирован.

Отражающее покрытие у зеркал. Тонкая пленка алюминия на стекле отражает 89% падающего света (примерное значение, зависит от условий) (Серебро 98%, но на воздухе темнеет из-за сернистых соединений). Любой лазерный принтер содержит вращающееся зеркало, покрытое тонким слоем алюминия.

Зеркала от оптической системы планшетного сканера. Обратите внимание, оптические зеркала имеют металлизацию стекла снаружи, в отличии от привычных бытовых зеркал, где отражающее покрытие для защиты за стеклом. Бытовые зеркала дают двойное отражение — от поверхности стекла и от отражающего покрытия, что не так критично в быту, как защищенность отражающего покрытия.

Электроды обкладок конденсаторов. Алюминиевая фольга, разделенная слоем диэлектрика и туго свернутая в цилиндр — часть электрических конденсаторов (впрочем, для уменьшения габаритов конденсаторов фольгу заменяют алюминиевым напылением). Тот факт, что пленка оксида алюминия тонкая, прочная и не проводит ток, используется в электролитических конденсаторах, обладающими огромными для своих габаритов электрическими емкостями.

Недостатки

Алюминий — металл активный

, но на воздухе покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет металл от разрушения и скрывает его активную натуру. Если не дать алюминию формировать стабильную защитную пленку, например капелькой ртути, алюминий активно

реагирует

с водой. В щелочной среде алюминий растворяется, попробуйте залить алюминиевую фольгу средством для прочистки труб — реакция будет бурная, с выделением взрывоопасного водорода. Химическая активность алюминия, в паре с большой разницей в электрооотрицательности с медью делает невозможным прямое соединение проводов из этих двух металлов. В присутствии влаги (а она в воздухе есть почти всегда) начинает протекать гальваническая коррозия с разрушением алюминия.

Два идентичных трансформатора от микроволновых печей. Левый вышел из строя по причине алюминиевых обмоток — отгорел провод от контакта — алюминий плохо паяется мягкими припоями, попытка обеспечить контакт также как и у медного провода привела к поломке.

Алюминий ползуч. Если алюминиевый провод очень сильно сжать, он деформируется
и сохранит новую форму — это называется «пластическая деформация». Если сжать его не
так сильно, чтобы он не деформировался, но оставить под нагрузкой надолго — алюминий
начнет «ползти» меняя форму постепенно. Это пакостное свойство ведет к тому, что хорошо
затянутая клемма с алюминиевым проводом спустя 5-10-20 лет постепенно ослабнет и будет
болтаться, не обеспечивая былого электрического контакта. Это одна из причин, почему ПУЭ
запрещает тонкий алюминиевый провод для разводки электроэнергии по потребителям в
зданиях. В промышленности не сложно обеспечить регламент — так называемая «протяжка»
щитка, когда электрик периодически проверяет затяжку всех клемм в щитке. В домашних же условиях, обычно пока розетка с дымом не сгорит — никто и не озаботится качеством контакта. А плохой контакт — причина пожаров.

Алюминий, по сравнению с медью, менее пластичный, риска от ножа на жиле, при сьёме изоляции с провода быстрее приведет к сломавшейся жиле, чем у меди, поэтому изоляцию с алюминиевых проводов надо счищать как с карандаша, под углом, а не в торец.

Интересные факты об алюминии

Алюминий — хороший восстановитель, что используется для восстановления других металлов, например титана из состояния диоксида. Теодор Грей (Настоятельно рекомендую книги Теодора Грея «Элементы. Путеводитель по периодической таблице», «Научные опыты с периодической таблицей», «Эксперименты. Опыты с периодической таблицей». Они очень хорошо сделаны визуально, и опыты в них не приторно безопасные, как в большинстве современных пособий, могут и бабахнуть.) в домашних условиях проводил такой опыт. В смеси с окислом железа алюминиевая пудра образует термит— адская смесь, которая горит разогреваясь до 2400°С при этом восстанавливается железо и весело стекает вниз, что используется для сварки рельсов, иным способом такой кусок железа качественно и быстро не прогреть. Термитные карандаши позволяют в полевых условиях сваривать провода, а бравый спецназовец термитной горелкой пережжет дужку самого крепкого замка.
Чтобы сделать бисквит нежным и воздушным используется пекарский порошок. Такой же порошок есть для того, что бы сделать пористым бетон — Алюминий + щелочь.
Алюминий — активный металл, но он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от разрушения. Рубин, сапфир, корунд — это всё названия одного и того же вещества — оксида алюминия Al₂O₃ Белые точильные круги и бруски состоят из электрокорунда — оксида алюминия.
Можно убедиться в активности алюминия простым опытом. Нарежьте алюминиевую фольгу в стакан, добавьте медный купорос и поваренную соль, залейте холодной водой. Спустя некоторое время смесь закипит, алюминий будет окисляться, восстанавливая медь, с выделением тепла.
Алюминий неплохо поддается экструзии. Корпуса приборов из нарезанного и обработанного экструдированного профиля значительно дешевле литых.

Алюминиевый корпус внешнего аккумулятора для телефона. Экструдированный анодированный окрашенный профиль.
Алюминий весьма посредственно паяется мягкими (оловянно-свинцовыми) припоями, неплохо паяется цинковыми припоями. При конструировании приборов это стоит помнить, соединить провод с алюминиевым шасси проще прикрутив винтом к запрессованной стойке, чем припаять. В твердых марках алюминия (6061, 6082, 7075) можно нарезать резьбу для винта непосредственно.
Алюминий можно сваривать аргоновой сваркой, но качественный шов получается только при TIG-сварке на переменном токе. Непрерывная смена полярности измельчает пленку окислов, которая в противном случае может попасть в шов. Учитывайте это при выборе сварочного аппарата для мастерской, если вам может потребоваться варить и алюминий.

Еще раз важное замечание. Алюминиевые и медные проводники напрямую соединять нельзя! Для соединения проводников из меди и алюминия используйте промежуточный металл, например, стальную клемму.

Источники

В крупных строительных магазинах (OBI, Leroy Merlin, Castorama) обычно есть в наличии алюминиевый профиль разных размеров и форм. Неплохим источником может послужить штампованная алюминиевая посуда — она очень дешева и существует разных форм. Но обратите внимание на марки. Если нужен 6061 и тем более 7075, придется покупать его у фирмы, специализирующейся по металлам.

Ссылки на части руководства:

: Проводники: Серебро, Медь, Алюминий.

: Проводники: Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть.

: Проводники: Углерод, нихромы, термостабильные сплавы, припои, прозрачные проводники.

: Неорганические диэлектрики: Фарфор, стекло, слюда, керамики, асбест, элегаз и вода.

: Органические полусинтетические диэлектрики: Бумага, щелк, парафин, масло и дерево.

: Синтетические диэлектрики на базе фенолформальдегидных смол: карболит (бакелит), гетинакс, текстолит.

: Диэлектрики: Стеклотекстолит (FR-4), лакоткань, резина и эбонит.

: Пластики: полиэтилен, полипропилен и полистирол.

: Пластики: политетрафторэтилен, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат и силиконы.

: Пластики: полиамиды, полиимиды, полиметилметакрилат и поликарбонат. История использования пластиков.

: Изоляционные ленты и трубки.

: Финальная

Руководство по материалам электротехники для всех: проводники —

Экология познания. Технологии: Публикуем по частям руководство по материалам, используемым не только в электротехнике, но и вообще в технике, в том числе самодельщиками. С описанием, примерами применения, заметками по работе. Руководство написано максимально просто, и будет понятно всем, от школьника до пенсионера.

Публикуем по частям руководство по материалам, используемым не только в электротехнике, но и вообще в технике, в том числе самодельщиками. С описанием, примерами применения, заметками по работе. Руководство написано максимально просто, и будет понятно всем, от школьника до пенсионера.
В этой части начинаем разбирать проводники — Серебро, Медь, Алюминий.

Проводники

Металл	Удельное сопротивление Ом*мм2/м
Серебро	0,015…0,0162
Медь	0,01724…0,018
Золото	0,023
Алюминий	0,0262…0,0295
Иридий	0,0474
Вольфрам	0,053…0,055
Молибден	0,054
Цинк	0,059
Никель	0,087
Железо	0,098
Платина	0,107
Олово	0,12
Свинец	0,217…0,227
Титан	0,5562…0,7837
Висмут	1,2

Видим лидеров нашего списка: Ag, Cu, Au, Al.

Серебро

Ag — Серебро. Драгоценный металл. Серебро — самый дешевый из драгоценных металлов, но, тем не менее, слишком дорог, чтобы делать из него провода. На 5% лучшая электропроводность по сравнению с медью, при разнице в цене почти в 100 раз.

Примеры применения

В виде покрытий проводников в СВЧ технике. Ток высокой частоты, из-за скинэффекта течет по поверхности проводника, а не в его толще, поэтому тонкое покрытие волновода серебром дает больший прирост проводимости, чем покрытие серебром проводника для постоянного тока.

Контакты силового реле на 16 Ампер. Согласно документации производителя контакты содержат серебро и кадмий.

В качестве присадки в припоях. Качественные припои (как твёрдые так и мягкие) часто содержат серебро.

Недостатки

Несмотря на то, что серебро — благородный металл, он окисляется в среде с содержанием
серы:
4Ag + 2H₂S + O₂ → 2Ag₂S + 2H₂O

Медь

Cu — медь. Основной металл проводников тока. Обмотки электродвигателей, провода в изоляции, шины, гибкие проводники — чаще всего это именно медь. Медь нетрудно узнать по характерному красноватому цвету. Медь достаточно устойчива к коррозии.

Примеры применения

Провода. Основное применение меди в чистом виде. Любые добавки снижают электропроводность, поэтому сердцевина проводов обычно — чистейшая медь.

Гибкие многожильные провода различного сечения.

Интересные факты о меди

Медь — достаточно дорогой металл, поэтому недобросовестные производители стараются экономить на нем. Занижают сечение проводов (когда написано 0,75 мм2, а фактически 0,11 мм2). Окрашивают алюминий «под медь» в обмотках, внешне обмотка выглядит как медная, а стоит соскрести изоляцию — оказывается, что она сделана из алюминия. Этим грешат и китайские, и отечественные производители, кабель сечением 2,5 мм2 вполне может оказаться сечением 2,3 мм2, поэтому запас прочности и входной контроль не будут лишними. Разумеется, надежность контакта в электроарматуре жилы сечением 2,3 мм2, рассчитанной на жилу 2,5 мм2, будет невысокой.
Медь окрашивает пламя в зелёный цвет, это свойство использовали для обнаружения меди в руде, когда не был доступен химический анализ. Зеленый след в пламени — показатель наличия меди. (но не всегда, зеленую окраску пламени могут давать ионы бора)
Медь — мягкий металл, но если добавить к меди хотя бы 10% олова, получается твёрдый, упругий сплав — бронза. Именно освоение получения бронзы послужило названием к исторической эпохе — бронзовому веку. Добавка к меди бериллия дает бериллиевую бронзу — прочный упругий сплав, из которого изготавливают пружинящие контакты.
Медь — один из немногих мягких металлов с высокой температурой плавления, поэтому из меди изготавливают уплотнительные прокладки, например для высокотемпературной или вакуумной техники. Например, уплотнительная прокладка пробки картера двигателя автомобиля.
При механической обработке (например волочении) медь уплотняется и становится жёсткой. Для восстановления исходной мягкости и пластичности медь «отжигают» в защитной атмосфере, нагревая до 500-700 °C и выдерживая некоторое время. Поэтому некоторые медные изделия твёрдые, а некоторые мягкие, например медные трубы.
Медь не даёт искр. Для работы во взрывоопасных местах, например на газопроводе, используют искробезопасный инструмент, стальной инструмент покрытый слоем меди или инструмент изготовленный из сплавов меди — бронз. Если таким инструментом случайно чиркнуть по стальной поверхности он не даст опасных искр.
Так как температурный коэффициент сопротивления для чистой меди известен, из меди изготавливают термометры сопротивления (тип ТСМ — Термометр Сопротивления Медный, есть еще ТСП — Термометр Сопротивления Платиновый). Термометр сопротивления — это точно изготовленный резистор, навитый из медной проволоки. Измерив его сопротивление, можно по таблице или по формуле определить его температуру достаточно точно.

Алюминий

Al — Алюминий. «Крылатый металл» четвертый по проводимости после серебра, золота и меди.
Алюминий хоть и проводит ток почти в полтора раза хуже меди, но он легче в 3,4 раза и в три
раза дешевле. А если посчитать проводимость, то эквивалентный медному проводник из
алюминия будет дешевле в 6,5 раз! Алюминий бы вытеснил медь, как проводник везде, если
бы не пара его противных свойств, но об этом в недостатках.

1199. Чистый 99,99% алюминий. Бывает почти исключительно в виде фольги.
1050 и 1060. Чистый 99,5% и 99,6% соответственно. Из-за высокой теплопроводности иногда используется как материал для радиаторов. Мягок, легко гнется. Провода, пищевая фольга, посуда.
6061 и 6082. Сплавы: 6061 — Si 0,6%, Mg 1,0%, Cu 0,28%, 6082 — Si, Mg, Mn. Первый более распространен в США, второй — в Европе. Легко точить, фрезеровать. Наилучший материал для самоделок. Прочен. Легко поддается сварке, паяется твердыми припоями. Легко анодируется. Плохо гнется. Не годится для литья.
6060. Состав: Mg, Si. Более мягок, чем 6061 и 6082, при обработке резанием слегка «пластилиновый», за что его не любят токари. Распространен и дешев, других особых преимуществ не имеет. Дешевый алюминиевый профиль из непонятного сплава имеет хорошиешансы оказаться им.
5083. Сплав с магнием (>4% Mg). Отличная коррозионная стойкость, устойчив в морской воде. Один из лучших вариантов для деталей, работающих под дождем. Тоже может встретиться в магазине стройматериалов, наряду с другими подобными марками.
44400, он же «силумин». Сплав с большим процентом кремния (Si >8%). Литейный. Низкая температура плавления, при пайке твердыми припоями риск расплавить саму деталь. Хрупок, при изгибе ломается. На изломе видны характерные кристаллы.
7075. 2,1-2,9% Mg, 5,1-6,1% Zn, 1,2-1,6% Cu. Очень своеобразный сплав, отличается даже цветом (пленка окислов слегка золотистая). Неожиданно твердый для алюминия, по твердости сравним с мягкой сталью. Плохо анодируется. Не паяется вообще. Не сваривается вообще. Не гнется и не куется вообще. Не годится для литья. Резанием обрабатывает ся отлично, прекрасно полируется. Хорош для ответственных деталей. Используется для винтов в велосипедах, в оружии (материал многих деталей винтовки M16).

Относительно невысокая температура плавления (660 °C у чистого, меньше 600 °C у литейных сплавов) алюминия делает возможным отливку деталей в песочные формы в условиях
гаража/мастерской. Однако многие марки алюминия не годятся для литья.

Примеры применения

Провода. Алюминий дешев, поэтому толстые силовые кабели, СИП, ЛЭП выгодно делать из алюминия. В старых домах квартирная проводка сделана алюминиевым проводом (с 2001 года ПУЭ запрещает в квартирах использовать алюминиевый провод, только медный, см ПУЭ 7 издание п. 7.1.34) Также алюминий не используется как проводник в ответственных применениях.

Различные алюминиевые радиаторы.

Недостатки

Алюминий — металл активный, но на воздухе покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет металл от разрушения и скрывает его активную натуру. Если не дать алюминию формировать стабильную защитную пленку, например капелькой ртути, алюминий активно реагирует с водой. В щелочной среде алюминий растворяется, попробуйте залить алюминиевую фольгу средством для прочистки труб — реакция будет бурная, с выделением взрывоопасного водорода. Химическая активность алюминия, в паре с большой разницей в электроотрицательности с медью делает невозможным прямое соединение проводов из этих двух металлов. В присутствии влаги (а она в воздухе есть почти всегда) начинает протекать гальваническая коррозия с разрушением алюминия.

Интересные факты об алюминии

Алюминий — хороший восстановитель, что используется для восстановления других металлов, например титана из состояния диоксида. Теодор Грей (Настоятельно рекомендую книги Теодора Грея «Элементы. Путеводитель по периодической таблице», «Научные опыты с периодической таблицей», «Эксперименты. Опыты с периодической таблицей». Они очень хорошо сделаны визуально, и опыты в них не приторно безопасные, как в большинстве современных пособий, могут и бабахнуть.) в домашних условиях проводил такой опыт. В смеси с окислом железа алюминиевая пудра образует термит— адская смесь, которая горит разогреваясь до 2400°С при этом восстанавливается железо и весело стекает вниз, что используется для сварки рельсов, иным способом такой кусок железа качественно и быстро не прогреть. Термитные карандаши позволяют в полевых условиях сваривать провода, а бравый спецназовец термитной горелкой пережжет дужку самого крепкого замка.
Чтобы сделать бисквит нежным и воздушным используется пекарский порошок. Такой же порошок есть для того, что бы сделать пористым бетон — Алюминий + щелочь.
Алюминий — активный металл, но он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от разрушения. Рубин, сапфир, корунд — это всё названия одного и того же вещества — оксида алюминия Al₂O₃ Белые точильные круги и бруски состоят из электрокорунда — оксида алюминия.
Можно убедиться в активности алюминия простым опытом. Нарежьте алюминиевую фольгу в стакан, добавьте медный купорос и поваренную соль, залейте холодной водой. Спустя некоторое время смесь закипит, алюминий будет окисляться, восстанавливая медь, с выделением тепла.
Алюминий неплохо поддается экструзии. Корпуса приборов из нарезанного и обработанного экструдированного профиля значительно дешевле литых.

Алюминиевый корпус внешнего аккумулятора для телефона. Экструдированный анодированный окрашенный профиль.
Алюминий весьма посредственно паяется мягкими (оловянно-свинцовыми) припоями, неплохо паяется цинковыми припоями. При конструировании приборов это стоит помнить, соединить провод с алюминиевым шасси проще прикрутив винтом к запрессованной стойке, чем припаять. В твердых марках алюминия (6061, 6082, 7075) можно нарезать резьбу для винта непосредственно.
Алюминий можно сваривать аргоновой сваркой, но качественный шов получается только при TIG-сварке на переменном токе. Непрерывная смена полярности измельчает пленку окислов, которая в противном случае может попасть в шов. Учитывайте это при выборе сварочного аппарата для мастерской, если вам может потребоваться варить и алюминий.

Источники

Что позволяет электричеству течь?

Электричество прекрасно передается по медному проводу, но сразу же останавливается, встретив на своем пути резиновую трубку. Так уж устроена природа — некоторые вещества являются хорошими проводниками, в то время как другие блокируют даже самые слабые электрические токи. Возможность протекания электрического тока в веществе определяется его атомным строением. Чем беспрепятственнее перемещаются электроны в конкретном материале, тем лучше он проводит электрический ток.

Проводники, а к ним относятся главным образом металлы, такие, как железо, никель серебро и медь, содержат так называемые свободные электроны. Не привязанные к определенному атому, эти электроны хаотически перемещаются по проводнику, переходя с орбиты одного атома на орбиту другого. Однако, когда проводник подсоединен к батарее, электрическое поле преобразует это хаотическое движение электронов в устойчивый поток. Именно поэтому металлы являются превосходными переносчиками электричества.

В отличие от проводников, изоляторы содержат очень мало свободных электронов или не содержат их совсем. Атомы таких материалов как кожа, стекло, пластмасса и резина, удерживают свои электроны, так сказать, на коротком поводке. Отсутствие «беспризорных» заряженных частиц в изоляторах препятствует протеканию в них электрического тока.

Атомы проводников

имеют один или несколько свободных электронов. Такие электроны уходят с фиксированной околоядерной орбиты и медленно дрейфуют через окружающую их атомную структуру. Когда свободные электроны движутся организованно, они пере носят электричество.

Атомы изоляторов

практически не имеют свободных электронов, так как все электроны этих атомов остаются крепко связанными со своими ядрами. По этой причине изоляторы очень плохо проводят электрический ток или не проводят его совсем.

Электрический ток в проводнике

Когда проводник подсоединен к электрической батарее, электроны (голубые шарики) начинают упорядоченно перемещаться по направлению к ее положительному полюсу, создавая электрический ток.

Отсутствие электрического тока в изоляторе

Электроны изолятора прочно привязаны к положительно заряженным ядрам. Даже в том случае, когда изолятор подсоединен к электрической батарее, электроны остаются на своих местах и ток не течет.

Электропроводность и проводящие элементы

Электропроводность относится к способности материала передавать энергию. Существуют разные типы проводимости, включая электрическую, тепловую и акустическую проводимость. Самый электропроводящий элемент — серебро, за ним следуют медь и золото. Серебро также имеет самую высокую теплопроводность среди всех элементов и самый высокий коэффициент отражения света. Хотя это лучший проводник, медь и золото чаще используются в электротехнике, потому что медь дешевле, а золото имеет гораздо более высокую коррозионную стойкость.Поскольку серебро тускнеет, это менее желательно для высоких частот, потому что внешняя поверхность становится менее проводящей.

Что касается , почему серебро является лучшим проводником, ответ заключается в том, что его электроны перемещаются свободнее, чем электроны других элементов. Это связано с его валентностью и кристаллической структурой.

Большинство металлов проводят электричество. Другие элементы с высокой электропроводностью — это алюминий, цинк, никель, железо и платина. Латунь и бронза — это электропроводящие сплавы, а не элементы.

Таблица проводимости металлов

Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы. Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. В порядке от наибольшей до наименее проводящей:

Серебро
Медь
Золото
Алюминий
Цинк
Никель
Латунь
Бронза
Железо
Платина
Углеродистая сталь
Свинец
Нержавеющая сталь

Факторы, влияющие на электропроводность

Определенные факторы могут повлиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество.

Температура: Изменение температуры серебра или любого другого проводника изменяет его проводимость. Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость при одновременном увеличении удельного сопротивления. Взаимосвязь линейная, но при низких температурах она нарушается.
Примеси: Добавление примесей в проводник снижает его проводимость. Например, чистое серебро не так хорошо проводит дирижерство, как чистое серебро.Окисленное серебро — не такой хороший проводник, как чистое серебро. Примеси препятствуют потоку электронов.
Кристаллическая структура и фазы: Если в материале есть разные фазы, проводимость немного замедлится на границе раздела и может отличаться от одной структуры от другой. Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество.
Электромагнитные поля: Проводники генерируют свои собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, причем магнитное поле перпендикулярно электрическому полю.Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять ток.
Частота: Количество циклов колебания, которые переменный электрический ток совершает в секунду, — это его частота в герцах. Выше определенного уровня высокая частота может вызвать протекание тока вокруг проводника, а не через него (скин-эффект). Поскольку нет колебаний и, следовательно, частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе.

Какие металлы самые проводящие?

Электропроводность играет жизненно важную роль во многих отраслях промышленности, включая электронику, аэрокосмическую промышленность и телекоммуникации.Однако на самом деле существует несколько видов проводимости. Теплопроводность означает способность материала передавать тепло, а электрическая проводимость означает способность материала пропускать электрический ток без сопротивления. Как правило, материалы, которые демонстрируют высокую теплопроводность, также обладают высокой электропроводностью.

Электропроводность зависит от материала и зависит от внешних условий. Некоторые из факторов, влияющих на проводимость, включают форму, размер, температуру и внешние электромагнитные поля.Примеси в веществе также могут препятствовать потоку электронов и уменьшать проводимость.

Большинство металлов в той или иной степени проводят тепло и электричество, но некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. В результате проводимость является важным фактором, который следует учитывать при гальванике. Если вам нужен конечный продукт, который может хорошо проводить тепло или электричество, вам нужно будет выбрать токопроводящее металлическое покрытие, которое будет соответствовать уникальным требованиям вашего приложения.

Шесть самых проводящих металлических покрытий, доступных на рынке

Выбор металла с правильным уровнем проводимости может обеспечить функциональный успех продукта или компонента или нарушить его.Чтобы помочь вам оценить ваши возможности, мы создали это руководство по наиболее проводящим металлам, используемым для гальваники на подложках в промышленных отраслях. Шесть наиболее проводящих металлов, которые следует учитывать, включают:

Серебро: Серебро, самый проводящий металл, эффективно проводит тепло и электричество благодаря своей уникальной кристаллической структуре и одновалентному электрону. Серебро обеспечивает низкую контактную износостойкость и отличную оптическую отражательную способность, что делает его идеальным для покрытия контактов, зеркал и проводов в телекоммуникационных приложениях.Однако серебряные покрытия также легко тускнеют, поэтому они используются реже, чем покрытия из меди и золота.
Медь: Одновалентный электрон меди, как и серебро, делает ее металлом с высокой проводимостью. Он также обеспечивает хорошую коррозионную стойкость. Медные покрытия находят применение в полупроводниках, печатных платах и других приложениях, в которых важна электрическая проводимость.
Золото: Высокая проводимость золота в сочетании с его коррозионной стойкостью, износостойкостью и стабильным контактным сопротивлением делают его идеальным для покрытия полупроводников, разъемов, печатных и протравленных схем.Если вы готовы согласиться с более высокой ценой, золото обычно дает наибольшие преимущества для продуктов, требующих проводимости.
Цинк: Хотя цинк значительно менее проводящий, чем золото, медь и серебро, он может быть доступной альтернативой этим более дорогим металлам. Цинк обладает хорошей проводимостью и высокой прочностью.
Никель: Другой проводящий металл, никель, обычно наносится на поверхность детали для увеличения толщины и повышения устойчивости к износу и коррозии.Вы можете выбрать никелевое покрытие для сложных промышленных и военных применений.
Платина: Платина — драгоценный металл, который часто используется в качестве защитного покрытия для других металлов, которые легко корродируют. Чрезвычайно высокая температура плавления платины также делает ее пригодной для применений, требующих высокой теплопроводности.

В SPC мы можем покрывать продукты и компоненты всеми этими металлами с высокой проводимостью. Если вы не уверены, какой вариант лучше всего соответствует вашим требованиям, наша команда экспертов по отделке поверхностей будет рада помочь вам.

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше

Sharretts Plating Company — это компания, предоставляющая полный спектр услуг по отделке, которая занимается инновациями в гальванической промышленности более 90 лет. Чтобы узнать больше о проводящих металлических покрытиях, которые мы предлагаем, или получить квалифицированные ответы на другие вопросы по гальванике, заполните нашу онлайн-форму для связи сегодня.

Лучший проводник электроэнергии: выбор правильных металлов

В Quest-Tech мы используем различные сорта углерода, нержавеющей стали, алюминия, латуни и меди, и у нас есть производственные мощности для удовлетворения ваших производственных потребностей под одной крышей.Хотя все металлы (и некоторые металлические сплавы) в определенной степени проводят электричество, некоторые из них обладают большей проводимостью, чем другие. Лучший проводник электричества может вас удивить!

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Серебро

Лучшим проводником электричества является чистое серебро, но неудивительно, что это не один из наиболее часто используемых металлов для проведения электричества.

Широкое использование чистого серебра имеет несколько недостатков. Во-первых, он имеет тенденцию тускнеть при использовании, что вызывает проблемы, связанные с «скин-эффектом», т.е.е., неравномерное распределение тока, которое может возникать по токам высокой частоты. Второй недостаток является наиболее очевидным — прокладывать серебряную проволоку через здание слишком дорого — гораздо дороже, чем алюминий или медь.

Медь

Медь — один из наиболее часто используемых металлов для проведения электричества. Медь пластична, ее легко наматывать или паять, что делает ее лучшим выбором, когда требуется большое количество проводов. Основная электрическая функция меди связана с передачей электроэнергии и выработкой электроэнергии.Он используется в двигателях, генераторах, трансформаторах и проходных изоляторах. При правильной установке это самый безопасный и эффективный металл для производства электроэнергии.

Медь обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах и в электрическом оборудовании в целом. Из-за низкой стоимости большинство проводов имеют медное покрытие. Часто можно встретить сердечники электромагнитов, обычно обмотанные медной проволокой. Медь также используется в микроэлектронных проводниках, электрических цепях и микропроцессорах из-за ее высокой проводимости и низкого сопротивления джоулевому нагреву.Он также используется в мобильных телефонах, телевизорах и компьютерах.

Алюминий

Алюминий — еще один металл, известный своей высокой проводимостью электричества. Хотя по объему его проводимость составляет всего 60% от меди, по весу один фунт алюминия имеет пропускную способность по электрическому току, равную двум фунтам меди. Это делает его очень экономичным материалом, и по этой причине он все чаще заменяет медь в некоторых приложениях, связанных с электричеством.

Алюминий используется в линиях электропередач на большие расстояния, при передаче и распределении электроэнергии высокого напряжения в коммунальных сетях; и, в зоне обслуживания, служебный вход и механизмы подачи проволоки.Его плотность и исключительно низкая стоимость делают его очень разумным выбором для многих крупных электрических приложений, таких как электрические силовые кабели, электрические разъемы и даже электрические контакты выключателя. Алюминий часто используется в спутниковых антеннах.

Золото

также известно своей высокой проводимостью, но из-за своей стоимости оно используется только в умеренных количествах. Микрочипы могут иметь золотые провода для соединений, и там, где приложения требуют высокой стойкости к окислению и коррозии наряду с высокой проводимостью, используется очень тонкое золотое покрытие.

Когда дело доходит до металлических сплавов, их физические свойства могут улучшить основной металл в таких областях, как прочность, долговечность, устойчивость к условиям окружающей среды и электрические применения.

Например, латунь — сплав меди — также используется для проведения электричества. Его получают путем добавления примерно 30% цинка к чистой меди. Хотя электрическая и теплопроводность латунного сплава составляет всего 28% от меди, его немагнитные свойства делают его идеальным для электрических и электронных клемм и соединителей.

Какой металл является самым плохим проводником электричества?

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь разных сортов, хотя и не известна своей электропроводностью, все же имеет важное электрическое применение. Типы 304 и 316 являются наиболее распространенными марками, используемыми в электротехнической промышленности из-за их превосходной устойчивости к коррозии. Электрические шкафы для настенного и напольного монтажа, а также отдельно стоящие распределительные коробки изготавливаются из нержавеющей стали.

Свяжитесь со специалистами по металлу Quest-Tech

Quest-Tech знает, что выбор подходящего металла для работы может иметь решающее значение, будь то электричество или другие требования.Мы специализируемся на производстве металлических компонентов и сборочных конструкций, и мы готовы ответить на любые ваши вопросы и помочь вам принять правильное решение. Хотите использовать Quest-Tech для своего следующего проекта? Свяжитесь с нами сегодня!

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Маркхэм Металс

Большинство современных приборов, которые мы используем сегодня, такие как водонагреватели и кухонная утварь, требуют хорошей теплопроводности для работы. Из-за этого большинство из них построено из различных типов металла.Однако некоторые металлы, например сплавы, проводят тепло лучше, чем другие, что может помочь этим приборам работать в соответствии с вашими потребностями.

Что такое легированный металл?

Металлический сплав — это смесь одного или двух металлов с неметаллическими элементами. Благодаря такой комбинации они не только лучше проводят тепло, но и более долговечны и устойчивы к ржавчине.

Почему важно смотреть на металлы, которые проводят тепло

Все металлы обладают своими уникальными свойствами, поэтому важно рассматривать каждый отдельно.Например, если вы ищете лучший металл для кухонной посуды, вам понадобится другой тип теплопроводности по сравнению с металлом бытовой техники.

Металлы, которые лучше всего проводят тепло

Серебро

Серебро — один из лучших металлов для отвода тепла, поскольку он работает как мощный отражатель. Из-за этого серебро содержится во многих предметах, таких как печатные платы и батареи.

Медь

Медь — еще один хороший проводник тепла, потому что она быстро поглощает тепло и удерживает его в течение длительного периода времени.Кроме того, медь также устойчива к коррозии. Из-за своей универсальности медь часто встречается в кухонной посуде, компьютерах и системах отопления.

Алюминий

Хотя алюминий не такой прочный, как медь, он все же очень хорошо проводит тепло. В отличие от меди, она дешевле, поэтому ее часто используют для изготовления посуды. В дополнение к этому, алюминий используется в светодиодных лампах в качестве теплоотвода, поскольку он помогает лампам работать более эффективно без перегрева.

Латунь

Латунь — очень прочный металл, и его можно нагревать до температуры 1720 градусов по Фаренгейту. Этот металлический сплав представляет собой смесь меди и цинка, которая помогает ему хорошо проводить тепло. Из-за сильного поглощения тепла латунь также способна мгновенно уничтожать микробы, что делает ее популярным металлом для дверных ручек и подобных предметов, к которым часто прикасаются.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы быстро и легко узнать цену

Все еще не знаете, какой металл лучше всего подойдет для вашей следующей работы? Мы предлагаем большой и разнообразный ассортимент стали и алюминия в сочетании с обширным набором собственного металлообрабатывающего оборудования, что позволяет нам обслуживать клиентов на беспрецедентном уровне.По вопросам или информации о наших продуктах и услугах звоните нам сегодня по телефону 978-658-1121 или свяжитесь с нами прямо на нашем сайте.

Почему металлы так хорошо проводят тепло и электричество?

Структура металлов

Структуры чистых металлов описать просто, поскольку атомы, образующие эти металлы, можно рассматривать как идентичные совершенные сферы. В частности, металлическая структура состоит из «выровненных положительных ионов» (катионов) в «море» делокализованных электронов.Это означает, что электроны могут свободно перемещаться по структуре и обуславливают такие свойства, как проводимость.

Какие бывают виды облигаций?

Ковалентные облигации

Ковалентная связь — это связь, которая образуется, когда два атома разделяют электроны. Примерами соединений с ковалентными связями являются вода, сахар и диоксид углерода.

Ионные связи

Ионная связь — это полный перенос валентных электронов между металлом и неметаллом.Это приводит к тому, что два противоположно заряженных иона притягиваются друг к другу. В ионных связях металл теряет электроны, чтобы стать положительно заряженным катионом, тогда как неметалл принимает эти электроны, чтобы стать отрицательно заряженным анионом. Примером ионной связи может быть соль (NaCl).

Металлические облигации

Металлическое соединение является результатом электростатической силы притяжения, которая возникает между электронами проводимости (в форме электронного облака делокализованных электронов) и положительно заряженными ионами металлов.Это можно описать как разделение свободных электронов между решеткой положительно заряженных ионов (катионов). Металлическое соединение определяет многие физические свойства металлов, такие как прочность, пластичность, термическое и электрическое сопротивление и проводимость, непрозрачность и блеск.

Делокализованные движущиеся электроны в металлах —

Именно свободное движение электронов в металлах придает им проводимость.

Электропроводность

Металлы содержат свободно движущиеся делокализованные электроны.При приложении электрического напряжения электрическое поле внутри металла вызывает движение электронов, заставляя их перемещаться от одного конца проводника к другому. Электроны будут двигаться в положительную сторону.

Электроны текут к положительному выводу

Теплопроводность

Металл хорошо проводит тепло.Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и больше вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии. Затем это продолжается и передает энергию от горячего конца к более холодному концу вещества.

Почему металлы так хорошо проводят тепло?

Электроны в металле — это делокализованные электроны и свободно движущиеся электроны, поэтому, когда они набирают энергию (тепло), они вибрируют быстрее и могут перемещаться, это означает, что они могут быстрее передавать энергию.

Какие металлы проводят лучше всего?

Вверху: Электронные оболочки Золото (au), Серебро (Ag), Медь (Cu) и Цинк (Zn). По логике можно было бы подумать, что Золото — лучший проводник, имеющий единственный s-орбитальный электрон в последней оболочке (диаграмма выше)… так почему серебро и медь на самом деле лучше (см. таблицу ниже).

Электропроводность металлов	> С / м
Серебристый	6,30 × 10 ⁷
Медь	5,96 × 10 ⁷
Золото	4.10 × 10 ⁷
Алюминий	3,50 × 10 ⁷
цинк	1,69 × 10 ⁷

Серебро имеет больший атомный радиус (160 мкм), чем золото (135 мкм), несмотря на то, что у золота больше электронов, чем у серебра! Причину этого см. В комментарии ниже.

Примечание: Серебро — лучший проводник, чем золото, но золото более желательно, потому что оно не корродирует.(Медь является наиболее распространенной, потому что она наиболее рентабельна) Ответ немного сложен, и мы размещаем здесь один из лучших ответов, которые мы видели для тех, кто знаком с материалом.
«Серебро находится в середине переходных металлов примерно на 1/2 пути между благородными газами и щелочными металлами. В столбце 11 периодической таблицы все эти элементы (медь, серебро и золото) имеют единичный s — электрон внешней оболочки орбитального электрона (также платина, в столбце 10).

Орбитальная структура электронов этих элементов не имеет особого сродства приобретать или терять электрон по отношению к более тяжелым или легким благородным газам, потому что они находятся на полпути между ними. В общем, это означает, что не требуется много энергии, чтобы временно сбить электрон или добавить его. Удельное сродство к электрону и потенциалы ионизации варьируются, и что касается проводимости, наличие относительно низких энергий для этих двух критериев в некоторой степени важно.
Если бы это были единственные критерии, золото было бы лучшим проводником, чем серебро, но у золота есть дополнительные 14 f-орбитальных электронов под 10 d-орбитальными электронами и единственным s-орбитальным электроном. 14 f-электронов связаны с дополнительными атомами в ряду актинидов. С 14 дополнительными электронами, которые, по-видимому, выталкивают d- и s-электроны, можно подумать, что s-электрон просто «созрел» для проводимости (почти не требовалось энергии, чтобы оттолкнуть его), но НЕТ. Электроны на f-орбите упакованы таким образом, что это приводит к тому, что атомный радиус золота фактически МЕНЬШЕ, чем атомный радиус серебра — не намного, но он меньше. Меньший радиус означает большую силу со стороны ядра на внешние электроны, поэтому серебро побеждает в «соревновании» по проводимости. Помните, сила электрического заряда обратно пропорциональна квадрату расстояния. Чем ближе 2 заряда вместе, тем выше сила между ними.
И медь, и платина имеют еще меньший диаметр; следовательно, большее притяжение от ядра, следовательно, больше энергии, чтобы сбить этот одинокий s-электрон, следовательно, более низкая проводимость.
Другие элементы с одним s-орбитальным электроном, находящимся там, «созревшие для того, чтобы появился сборщик проводимости», также имеют меньшие атомные радиусы (молибден, ниобий, хром, рутений, родий), чем серебро.
Итак, именно то место, где оно находится — то место, где «мать-природа» поместила серебро в периодической таблице, определяет его превосходную проводимость ».
Источник из фунтов 101 Yahoo

ВЫБОР ИСТОЧНИКОВ И ЧИТАТЕЛЕЙ —

Структура и физические свойства металлов

Почему одни металлы проводят тепло лучше, чем другие?

Как передается тепло?

Теплопроводность металлов

Какой элемент самый проводящий?

Серебро — элемент с самой высокой электропроводностью.

Электропроводность — это способность материала передавать энергию. Поскольку существуют разные формы энергии, существуют разные типы проводимости, включая электрическую, тепловую и акустическую проводимость. Серебро — самый проводящий элемент с точки зрения электропроводности. Углерод в форме алмаза — лучший проводник тепла (серебро — лучший металл). Следующим лучшим проводником после серебра является медь, за ней следует золото. Вообще, металлы являются лучшими проводниками тепла и электричества.

Почему серебро — лучший дирижер?

Причина, по которой серебро является лучшим проводником электричества, заключается в том, что его электроны перемещаются свободнее, чем электроны других элементов. Это связано с кристаллической структурой серебра и электронной конфигурацией. Хотя серебро является лучшим проводником электричества, оно легко тускнеет и теряет проводимость, к тому же оно дороже меди. Золото используется, когда важна коррозионная стойкость.

Электропроводность элементов

Периодическая таблица электропроводности

Вот таблица электропроводности десяти самых проводящих элементов.Все эти элементы — металлы. Многие сплавы также являются проводящими, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь, латунь, бронзу, галинстан и манганин. Неметаллы — это электрические изоляторы, за некоторыми исключениями.

9041

Элемент	Электропроводность (См / м при 20 ° C)
Серебро	6,30 × 10 ⁷
Медь	Медь	5,96 × 6,96
Золото	4.11 × 10 ⁷
Алюминий	3,77 × 10 ⁷
Кальций	2,98 × 10 ⁷
Вольфрам	1.79	1,69 × 10 ⁷
Кобальт	1,60 × 10 ⁷
Никель	1,43 × 10 ⁷

Таблица электропроводности химических элементов.

Теплопроводность элементов

Вот таблица теплопроводности элементов. В большинстве таблиц перечислены только металлы, потому что металлы в целом проводят тепло лучше, чем неметаллы. Алмаз (неметалл) — исключение.

9024 9024 9024 Золото 4

Элемент	Теплопроводность (Вт / см · К)
Алмаз (углерод)	от 8,95 до 13,50
Серебро	4,29
3.17
Алюминий	2,37
Бериллий	2,01
Кальций	2,01
Вольфрам		9024 9024
Кремний	1,48

Таблица теплопроводности химических элементов.

Есть ли поведение в отношении неметаллов?

Хотя лучшими проводниками являются металлы, некоторые неметаллы проводят тепло и электричество.Алмаз (кристаллический углерод) является отличным проводником тепла, хотя и является электрическим изолятором. Однако аморфный углерод и графит действительно проводят электричество. Полуметаллы — честные проводники. Германий и кремний не проводят электричество так же хорошо, как графит, но они проводят больше, чем морская вода.

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

На электрическую проводимость влияют несколько факторов:

Температура : Таблицы электропроводности включают температуру, потому что повышение температуры термически возбуждает атомы и снижает проводимость (увеличивает удельное сопротивление).В целом зависимость между температурой и проводимостью линейна, но при низких температурах она нарушается.
Размер и форма : Электрическое сопротивление пропорционально длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Заряд проходит с большей скоростью по более коротким проводам и проводам с большей площадью поперечного сечения.
Purity : Добавление примеси к проводнику снижает электропроводность. Между тем, легирование полупроводника может увеличить его проводимость.Потускневшее серебро не такой хороший проводник, как чистое серебро. Кремний, легированный фосфором, становится полупроводником N-типа, а кремний, легированный бором, становится полупроводником P-типа.
Кристаллическая структура : Кристаллическая структура элемента влияет на его проводимость. Алмаз и графит являются кристаллическими формами углерода. Алмаз является электрическим изолятором, а графит проводит электричество.
Фазы : Различные фазы могут присутствовать даже в чистом образце.Межфазные границы обычно имеют низкую проводимость. Таким образом, способ производства материала влияет на его проводимость.
Электромагнитные поля : Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление внутри электрического проводника. Кроме того, когда ток проходит через проводник, он создает магнитное поле. Магнитное поле перпендикулярно электрическому полю.
Частота : Частота — это количество циклов колебаний переменного электрического тока.Выше определенной частоты ток течет по проводнику, а не через него. Это называется скин-эффектом. Скин-эффект не возникает при постоянном токе, потому что нет колебаний и, следовательно, нет частоты.

Ссылки

Берд, Р. Байрон; Стюарт, Уоррен Э .; Лайтфут, Эдвин Н. (2007). Явления переноса (2-е изд.). ISBN компании John Wiley & Sons, Inc. 978-0-470-11539-8.
Холман, Дж. П. (1997). Теплопередача (8-е изд.). Макгроу Хилл.ISBN 0-07-844785-28.
Матула Р.А. (1979). «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра». Журнал физических и химических справочных данных . 8 (4): 1147. DOI: 10.1063 / 1.555614
Serway, Raymond A. (1998). Основы физики (2-е изд.). Форт-Уэрт, Техас; Лондон: паб Saunders College. ISBN 978-0-03-020457-9.
«Теплопроводность элементов». Angstom Sciences.

Похожие сообщения

Лучшие металлы для отвода тепла

Теплопроводность — это термин, который описывает, насколько быстро материал поглощает тепло из областей с высокой температурой и перемещает его в области с более низкой температурой.Лучшие теплопроводные металлы обладают высокой теплопроводностью и могут использоваться во многих областях, таких как посуда, теплообменники и радиаторы. С другой стороны, металлы с более низкой скоростью теплопередачи также полезны, когда они могут действовать как тепловой экран в приложениях, которые выделяют большое количество тепла, таких как двигатели самолетов.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом металлических изделий на IMS!

Вот рейтинг теплопроводных металлов и металлических сплавов от самого низкого до самого высокого среднего значения теплопроводности в ваттах на метр-К при комнатной температуре:

Нержавеющая сталь (16)
Свинец (35)
Углеродистая сталь (51)
Кованое железо (59)
Утюг (73)
Алюминиевая бронза (76)
Медная латунь (111)
Алюминий (237)
Медь (401)
Серебро (429)

Нержавеющая сталь

Обладая одной из самых низких коэффициентов теплопроводности для металлического сплава, нержавеющей стали требуется гораздо больше времени для отвода тепла от источника, чем, скажем, меди.Это означает, что кастрюля из нержавеющей стали нагревает пищу гораздо дольше, чем кастрюля с медным дном (хотя у нержавеющей стали есть и другие преимущества). В паровых и газовых турбинах на электростанциях используется нержавеющая сталь, помимо других свойств, благодаря ее термостойкости. В архитектуре облицовка из нержавеющей стали может дольше выдерживать высокие температуры, сохраняя здания прохладнее на солнце.

Алюминий

Хотя алюминий имеет немного меньшую теплопроводность, чем медь, он легче по весу, дешевле и с ним проще работать, что делает его лучшим выбором для многих приложений.Например, в микроэлектронике, такой как светодиоды и лазерные диоды, используются крошечные радиаторы с алюминиевыми ребрами, которые выступают в воздух. Тепло, генерируемое электроникой, передается от чипа к алюминию, а затем к воздуху либо пассивно, либо с помощью принудительной конвекции воздушного потока или термоэлектрического охладителя.

Просмотреть доступные металлы

Медь

Медь обладает очень высокой теплопроводностью, намного дешевле и доступнее серебра, которое является лучшим металлом для отвода тепла.Медь устойчива к коррозии и биообрастанию, что делает ее хорошим материалом для солнечных водонагревателей, газовых водонагревателей и промышленных теплообменников, холодильников, кондиционеров и тепловых насосов.

Другие факторы, влияющие на теплопроводность

При выборе металлов, которые лучше всего подходят для теплопроводности, вы должны также принимать во внимание другие факторы, помимо теплопроводности, которые влияют на скорость теплового потока. Например, начальная температура металла может иметь огромное значение для скорости теплопередачи.При комнатной температуре железо имеет теплопроводность 73, но при 1832 ° F его проводимость падает до 35. Другие факторы включают разницу температур в металле, толщину металла и площадь поверхности металла.

Ваш местный поставщик металла, обслуживающий Южную Калифорнию, Аризону и Северную Мексику

Industrial Metal Supply — крупнейший на Юго-Западе поставщик всех видов металлообрабатывающего оборудования и принадлежностей для металлообработки.

Свойства металлов. DjVu

Какие вещества проводят электрический ток

Проводимость серебра — Справочник химика 21

Лучший проводник — тепло — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Лучший проводник — тепло

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 1 / Блог компании MakeItLab / Хабр

Серебро

Примеры применения

Недостатки

Медь

Примеры применения

Интересные факты о меди

Алюминий

Примеры применения

Недостатки

Интересные факты об алюминии

Источники

Ссылки на части руководства:

Руководство по материалам электротехники для всех: проводники —

Что позволяет электричеству течь?

Электрический ток в проводнике

Отсутствие электрического тока в изоляторе

Электропроводность и проводящие элементы

Таблица проводимости металлов

Факторы, влияющие на электропроводность

Какие металлы самые проводящие?

Шесть самых проводящих металлических покрытий, доступных на рынке

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше

Лучший проводник электроэнергии: выбор правильных металлов

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Серебро

Медь

Алюминий

Золото

Какой металл является самым плохим проводником электричества?

Нержавеющая сталь

Свяжитесь со специалистами по металлу Quest-Tech

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Маркхэм Металс

Что такое легированный металл?

Почему важно смотреть на металлы, которые проводят тепло

Металлы, которые лучше всего проводят тепло

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы быстро и легко узнать цену

Почему металлы так хорошо проводят тепло и электричество?

Какой элемент самый проводящий?

Почему серебро — лучший дирижер?

Электропроводность элементов

Теплопроводность элементов

Есть ли поведение в отношении неметаллов?

Факторы, влияющие на электрическую проводимость

Ссылки

Лучшие металлы для отвода тепла

Нержавеющая сталь

Алюминий

Медь

Другие факторы, влияющие на теплопроводность

Ваш местный поставщик металла, обслуживающий Южную Калифорнию, Аризону и Северную Мексику

Добавить комментарий Отменить ответ