料与电力设备概论 常用的导电材料 铜及铜合金 1. 铜的优点 导电性好： AgCuAuAlMg 导热性好： AuAgCu 化学稳定性高， 抗腐蚀 ：潮湿的空气中其表面 可生成 [Cu2(OH)2CO3]，耐海水腐蚀 2022/2/1 14 电气材料与电力设备概论 15 2022/2/1 无磁性 ，反磁物质：电磁屏蔽 机械性能较好：纯铜抗拉强度是 245~315 MPa 塑性好 ：延展性好，易加工，易焊接 来源可靠，冶炼技术发达：天然单质铜、铜矿 石（黄铜矿、辉铜矿、斑铜矿、赤铜矿和孔雀石） 电气材料与电力设备概论 2. 铜的性质和影响因素  电阻率： Ω mm2/m  密度： g/cm3 电导率的相对值 ： IEC规定在 20度时比重为 ，长 1米，截面积为 1mm2，电阻为 Ω （ 1/58 S），电阻温度系数为 ， 电导率为 100%IACS。 电线电缆的导体选用铜含量高于 %的纯 铜，国际上广泛采用电导率为 102%IACS的无氧铜 。 2022/2/1 16 电气材料与电力设备概论 17 2022/2/1 • 杂质 对铜的影响 电导率： P、 As、 Al、 Fe等 机械性能： 能溶解于铜，提高强度 —— Ag、 Cd、 Zn、 Ni 不溶解于铜，使铜变脆 —— Bi、 Pb、 O • 退火 一般在 400℃ 以上 ，与铜的成分有关（ 580177。 20℃ ）。 电气材料与电力设备概论 有助于设计导体的主要物理性能如下表所示 物理性能 铜 密度 8,9 电阻率（ mWcm） 1,7241 导电率（ %IACS） 100 电阻温度系数（ K1） 0,0039 导热系数（ W/） 400 线 拉应力（退火）（ MPa） 220 / 290 拉应力（硬）（ MPa） 350/450 弹性模量（ MPa） 120220 硬度（退火） 50 硬度（硬） 110 电气材料与电力设备概论 3. 铜合金 以 纯铜为基体 加入一种或几种其他元素所构成的合金。  银铜合金 —— 有 良好的导电性 、流动性和浸润性、 较好的机械性能、耐磨性和抗熔焊性  镉铜合金 —— 1%的镉，冷拉后具有 较高的抗拉 强度 ，制造大跨度架空导线、高强度绝缘导线、 滑接导线  锌铜合金 —— 黄铜，提高强度  稀土铜合金 —— 加入 钇 ，使晶粒细化、改善工艺 性能，提高导电性和机械强度，可与银铜合金媲美 2022/2/1 19 电气材料与电力设备概论 4. 铜和铜合金的应用 ※ 电力输送 电线电缆、汇流排、变压器、开关、接插元件 和联接器中传导电流。与铝相比，具有导电性和尺 寸上的优点。 2022/2/1 20 电气材料与电力设备概论 21 2022/2/1 ※ 电机制造 广泛使用高导电和高强度的铜合金。主要用铜 部位是定子、转子和轴头等。在大型电机中，绕组 要用水或氢气冷却，称为双水内冷或氢气冷却电 机，这就需要大长度的中空导线。电机内部的能量 消耗，主要来源于绕组的电阻损耗；因此，增大铜 线截面是发展高效电机的一个关键措施。 电气材料与电力设备概论 22 2022/2/1 ※ 通讯电缆 把电能转化为光能，以及输入用户的线路仍需 使用大量的铜。随着人们对通讯的依赖越来越大， 对光纤电缆和铜电线的需求都会不断增加。 ※ 住宅电气线路 电气材料与电力设备概论 ※ 电真空器件 高频和超高频 发射管、波导管、磁控管等，需要 高纯度无氧铜和弥散强化无氧铜。 ※ 印刷电路 以 铜箔为表面 ，粘贴在作为支撑的塑料板上， 用照相的办法把电路布线图印制在铜版上，通过浸 蚀把多余的部分去掉留下相互连接的电路。然后， 把分立元件的接头或其它部分的终端焊接在电路上。 2022/2/1 23 电气材料与电力设备概论 24 2022/2/1 ※ 集成电路 微电子技术的核心是集成电路。以半导体晶体 材料为基片（芯片），将组成电路的元器件和互连 线集成在基片内部、表面或基片之上。 用铜的新型 微芯片 ，可以获得 30%的效能增益，电路的线尺寸 可以减小到 ，可使在单个芯片上集成的晶 体管数目达到 200万个。半导体集成电路的发展， 为铜的应用开拓了新领域。 电气材料与电力

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