Медь обычная и электротехническая

Медь – металл, обладающий отличной проводимостью и целым перечнем выдающихся характеристик, благодаря которым он и нашел очень широкое применение. Это устойчивость против коррозионных воздействий и превосходная пластичность, способность хорошо проводить тепло и электричество, которая сочетается с высокими эстетическими характеристиками. Если медь качественно очистить от посторонних элементов, металл демонстрирует розоватый оттенок (что очень заметно на изломах), становясь мягким и ковким. Помимо этого освобождение меди от посторонних примесей приводит к увеличению электро- и теплопроводности металла, что позволяет большую часть производимой промышленностью меди направлять на нужды электротехнической индустрии.

В итоге можно сделать вывод: чистая медь является ковким металлом, имеющим сравнительно высокую плотность, а, следовательно, и вес. Он является превосходным проводником (это касается и тепла и электричества), без особых проблем поддаваясь обработке давлением. На нужды электротехнической промышленности идет свыше 70% от всей производимой человечеством меди. Из нее изготавливают кабельную продукцию, заземляющие шины. Помимо этого из меди производят обмотки трансформаторного оборудования и прочую электротехническую продукцию, при этом в производстве используются различные сорта меди.

Чаще всего электротехнической промышленностью используется разновидность меди, называемая «технически чистая». В ней содержится от 0,02% до 0,04% кислорода. Встречаются также ситуации, при которых производимые изделия должны обладать максимальной электропроводимостью. В таких случаях используется специальная бескислородная медь.

Характеристики элемента

Как мы уже говорили, медь бывает различных сортов, которые характеризуются по следующим параметрам:

• удельный вес (у чистой меди он равен 8,93 г/см³);
• удельное сопротивление (чистая медь при 20°С обладает сопротивлением 0,167 Ом, данные приведены для проводника сечением 1 мм² и длиной 1 метр);
• температура перехода в жидкое состояние (1083°С).

Особенности производства меди

В процессе производства меди, направляемой на потребности электротехнической индустрии, особое внимание уделяется исключению примесей из состава материала. Дело в том, что примеси существенно снижают его электропроводность. Например, всего 0,02% алюминия в проводнике снижают его проводимость на 10%. При этом примеси, по своей природе вообще не являющиеся проводниками, приводят к более негативным последствиям. В этой связи технологический брак и производство электротехнической меди являются определениями абсолютно несовместимыми.

Чтобы эффективно очищать медь от посторонних примесей используется технология электрорафинирования, в основе которой лежат процессы электролиза. Метод предполагает создание условий, при которых примеси открепляются от молекул меди, которые в свою очередь осаждаются на электроде. В итоге образуется медь очень высокой чистоты (до 99,999%), которая является идеальным материалом для использования в электротехнических целях.

Также промышленностью в достаточно больших объемах производятся сплавы с добавлением меди или же на ее основе. Обращает на себя внимание тот факт, что мягкая и в целом пластичная медь в сочетании с другими металлами образует твердые сплавы. Причем атомы различных элементов в таких сплавах располагаются равномерно.

Дополняя состав красной меди небольшим количеством мышьяка, можно получить достаточно прочную медь, которая при этом плохо поддается сварке.

Практическое применение

На самом деле медь востребована в различных отраслях промышленности, однако ее распределение между отраслевыми сегментами происходит неравномерно:

• около 70% от всей производимой меди направляется на производство электротехнических изделий;
• 15% идет на изготовление строительных конструкций;
• на изготовление деталей к машинам и механизмам направляется 5% от всей производимой меди;
• 4% идет на производство транспортных конструкций;
• 6% перенаправляется на прочие потребности (в том числе на нужды военно-промышленного комплекса).

Учитывая, что медь с низким содержанием кислорода или полностью очищенная от данного элемента хорошо поддается литью, из нее изготавливают медные трубы, химико-технологические приборы и установки, радиаторы для автомобильной промышленности, бытовые трубопроводные системы, кровельные покрытия и прочие изделия технической направленности.

Также отечественными производителями в больших объемах изготавливаются медные электрические шины. Свойства и состав материала в этом случае регламентируются ГОСТом 434-78.

Полезная продукция

Доступная цена при соблюдении высокого качества – вот основные параметры, на которые ориентируются отечественные производители продукции из меди. Чтобы обеспечить работоспособность электротехнических изделий при заранее запланированных условиях работы, их производство базируется на инновационном подходе и соответствующих технологиях. Некоторые технические решения являются их непосредственными производными:

• коллекторная полоса – в основе таких изделий лежит сплав серебра с медью, который по всем эксплуатационным характеристикам смотрится на порядок выгоднее чистой меди;
• электротехнический спецпрофиль прямоугольного сечения;
• полутвердые электротехнические шины;
• твердые электротехнические шины, обладающие поверхностью высокой чистоты;
• электротехнические шины  с закругленным сечением сторон и прочее.

В последнем случае закругление обеспечивает механическую стойкость изоляции, обоснованную отсутствием крутых перегибов на углах. Помимо всего прочего такой технологический прием позволяет экономить расход меди без уменьшения электропроводимости элемента, равномерно распределяя электрическую нагрузку по всему сечению медной шины.

Шины, обладающие поверхностью высокой чистоты, используются при создании контакта с серебром. Благодаря им обеспечивается существенное уменьшение сопротивления в месте контакта.