导体铜及铜合金的应用和加工工艺综述
2022-10-24苏华光
电线电缆 2022年5期
苏华光
(上海电缆研究所有限公司 特种电缆技术国家重点实验室,上海 200093)
0 引 言
1831年法拉第发现电磁感应,用电磁感应原理制成发电机,从此人类进入了电器应用时代,各种实用电器纷纷涌现。特别是近五十年来,随着新产业、新技术的发展,导体铜及铜合金的品种增加扩大,得到了大量应用,加工技术也不断进步。用于导体的铜及铜合金已占铜总产量的60%~80%,是铜材料主要的应用产品。本文对导体铜及铜合金的主要应用场合、加工工艺、开发方向等进行了较全面的论述,对导体铜及铜合金行业的加工、应用和开发有一定的指导和参考价值。
1 铜导电率
尽管用于导体的铜占了主导地位,但作为一种基础导电材料,其主要的导电性能指标一百年来未有变化。1913年,国际退火铜标准确定:采用密度为8.89 g·cm-3,长度为 1 m,质量为1 g,电阻为0.153 28 Ω的退火铜线作为测量标准。在 20 ℃情况下,上述退火铜线的电阻系数(电阻率)为 0.017 241 Ω·mm2·m-1(或电导率为58.0 MS·m-1)时,国际标准退火铜线确定为 100%IACS,其他任何材料的导电率(%IACS)可用下式进行计算(在进行换算时单位必须统一为国际单位制):
导电率(%IACS)=0.017 241/ρ×100%
(1)
式中:ρ为材料电阻率,Ω·mm2·m-1。
导电材料品种有很多,但铜始终是一种主要的导电材料,其他导电材料都以铜的导电性作为比对。
在所有导电材料中,纯铜导体的用量最大,铜合金的品种最多,新的应用场景带动了铜及铜合金的发展,扩大了其用量和使用范围。
传统的铜导体应用,如电线电缆、铜排、带、箔和铜绕组线等,占据了铜总用量的60%以上,是主要的用铜市场。……
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