Mis on vase juhtivus?

Metallist vaske võite kõige paremini tunda vanematest sentidest, mis on valmistatud vasest ja muudest metallidest. Kuid vask mängib oma ainulaadsete omaduste tõttu kogu maailmas palju olulisi rolle. Üks neist omadustest on selle juhtivus või võime juhtida elektrit. Vase kõrge juhtivus muudab selle ideaalseks elektrilistel eesmärkidel.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Vask on mittevääris punase kuldvärvi metall, millel on kõrge elektrijuhtivus. Tegelikult on vase juhtivus nii kõrge, et seda peetakse teiste mitteväärismetallide ja sulamite võrdlusstandardiks. Vase juhtivust mõjutab teiste metallide lisamine sulamite valmistamiseks.

Vask on atraktiivne punakuldset värvi metall. Seda nimetatakse vaseks vana-inglise sõna "coper" järgi, mis pärineb "Cyprium aes" -st, mis on ladinakeelne sõna Küproselt pärit metalli kohta. Vase aatomsümbol on „Cu“ ja aatomnumber on 29. Vask oli esimene metall, mida inimesed kunagi töötasid. Lõpuks avastasid inimesed, et kui nad ühendaksid vaske metallplekiga, saaksid nad teha uut tüüpi metalli, mida nimetatakse pronksiks. See käivitas nn pronksiaja, kus tsivilisatsioon hüppas metallvase abil edasi. Pronksi kasutati vääringus ja tööriistades, mis aitasid ühiskonda muuta.

Väävli kõrval leidub sageli vaske. Olulised vase allikad on kalkopüriit ja boniit. Vask ekstraheeritakse kaevandatud vasksulfiidimaagist sulatamise ja seejärel rafineerimise teel elektrolüüsi teel.

Vase kasulik omadus on selle nõtkus ehk venitatavus. Vaske saab tõmmata ja keerata, kuid see ei purune. See muudab selle ideaalseks kasutamiseks traadina. Vask on tempermetall, mis tähendab, et seda saab hõlpsasti vormida ja manipuleerida. Sellisena on see mõnevõrra pehme. Vase teine ​​omadus on selle suurepärane võime juhtida soojust. Vask ei allu korrosioonile nagu mõned muud metallid ega oksüdeeru ega roosteta nagu raud. Tegelikult on vask vastupidav paljudele orgaanilistele ühenditele ja võib-olla on selle kõige väärtuslikum omadus kõrge juhtivus.

Vask on suurepärane metall töötlemiseks ja liitmiseks, kuna seda on lihtne vormida ja jootma. Lisaks on vase suurepärane ja väärtuslik omadus selle ringlussevõtu võime. Pole tähtis, kas vaskallikas pärineb kaevandusest või ringlussevõetavatest materjalidest. Selle paljud kasulikud omadused jäävad vaatamata allikale.

Sulamid on metallide segud, näiteks vase ja tina segu pronksi saamiseks, mis on vasest kõvem metall. Metallisulamitel on mõningad samad omadused kui nende algmetallidel, kuid nende käitumine võib osutuda väga erinevaks. Legeeritud segud võivad mõjutada näiteks metallide elektrijuhtivust. Erinevate metallide ja vase kombinatsioon annab igale sulamile ainulaadsed omadused. Kui vask on kombineeritud hõbedaga, on sulamil palju samu omadusi kui puhtal vasel. Kuid kui vask kombineeritakse fosforiga, käitub saadud sulam hoopis teistmoodi.

Erinevad vasesulamid pakuvad erinevat kasutamist. Üsna sageli valmistatakse sulameid kas vase tugevdamiseks või selle elektrijuhtivuse parandamiseks.

Metallide juhtivus viitab metallide võimele juhtida elektrit. Juhtivus võib muutuda teiste metallide lisamisel, näiteks sulamite valmistamisel. Suurima juhtivusega metall on väärismetallist hõbe. Hõbeda maksumus takistab selle majanduslikku tasuvust laiaulatuslike elektrikasutuste jaoks. Väärismetallidest on vase või Cu juhtivus kõige suurem. See tähendab, et vask suudab kanda rohkem elektrivoolu kui muud mitteväärismetallid. Tegelikult võrreldakse muude mitteväärismetallide juhtivust vasega, sest vasest on saanud ülim standard.

Juhtivuse standardit nimetatakse rahvusvaheliseks lõõmutatud vase standardiks (IACS). Aine IACS protsent viitab selle elektrijuhtivusele ja puhta vase IACS protsenti peetakse 100 protsendiks. Seevastu alumiiniumi juhtivus on IACS-is 61 protsenti. Cu juhtivust mõjutab erinevate metallide lisamine sulamite moodustamiseks. Vasesulameid, mille vasesisaldus on üle 99,3 protsendi, nimetatakse vaskideks. Mõnes sulamis on vase sisaldus väga kõrge ja seda on nimega “kõrge vasesulamid”. Kui vase protsent mõjutab Cu juhtivust, siis kõige silmatorkavamalt mõjutab see seda, millised materjalid see on koos. Kompromiss toimub tavaliselt siis, kui vasksulamid muudetakse tugevamaks. Üldiselt on nende sulamite juhtivus madalam.

Cu-ETP-l (elektrooniline puutetugevus) on 100 protsenti IACS ja see tähistab sellist vase, mida kasutatakse juhtmetes, kaablites ja siinides. Valuvask ehk Cu-C on IACS 98 protsenti, seega on sellel ka kõrge juhtivus. Kui vasega sulamite valmistamiseks lisatakse tina, magneesiumi, kroomi, rauda või tsirkooniumi, tõuseb metalli tugevus, kuid selle juhtivus langeb. Näiteks vask-tina või CuSnO.15 Cu juhtivus on sama madal kui 64 protsenti IACSist. Sõltuvalt sulami funktsioonist võib Cu juhtivus märkimisväärselt langeda. Ikka on sulameid, mis tagavad nii hea töödeldavuse kui ka kõrge juhtivuse koos. Tema näited hõlmavad vasktelluuri (CuTep) ja vase-väävli (CuSP) sulameid. Nende juhtivus jääb vahemikku 64–98 protsenti IACSist. Need sulamid osutuvad pooljuhtide kinnituste ja takistuskeevitamise näpunäidete jaoks üsna kasulikuks. Mõnikord vajavad vasepõhised materjalid suurt kõvadust ja tugevust mõõduka Cu juhtivusega; näide on vase, nikli ja räni segu, mis annab CAC-juhtivuse 45–60 protsenti IACSist. Kaala madala juhtivusega otsas on messingid vasesulamid, mis sobivad suurepäraselt valamiseks. Nende IACS-i protsent hõljub umbes 20-l. Üks näide nendest madala Cu-juhtivusega sulamitest on vask-tsink. Mõnikord tagab tasakaalustatud sulam madala kuni mõõduka Cu juhtivuse, mis on kasulik elektrivajaduste rahuldamiseks. Sellesse kategooriasse kuuluvad vasest-tsingist messingid ja nende juhtivus jääb IACS-i vahemikku 28–56 protsenti. Vase puhas mitmekülgsus ja võime moodustada kasulikke sulameid nii paljude erinevate metallidega on uskumatu.

Kuna Cu juhtivus on nii kõrge, on ka selle soojusülekande võime üsna kõrge. Kõrge juhtivusega vasesulamite valmistamine eeldab sulamite vastupidavust ülekuumenemisele, kui need kannavad elektrivoolu. See on energia ülekandmisel ülioluline, kuna suurem soojus mõjutab takistust.

Vaske kasutatakse mitmel viisil, nii füüsiliselt kui ka bioloogiliselt. Seda kasutatakse ka põllumajanduses mürgina. Vase lahuseid kasutatakse tavaliselt keemiliste katsete osana. Kehas mängib vask olulist elementi, mis on vajalik rakkude energia ülekandmiseks. Mõni koorikloom kasutab peamise hapniku transporterina isegi rauda asemel vaske.

Muidugi kasutatakse vaske müntide valmistamisel; vanemad sendid on üks näide. Tegelikult sisaldab enamik münte vähemalt natuke vaske.

Vaske kasutatakse enamasti elektrienergia edastamisel ja tarnimisel kõigile teie igapäevastele asjadele. Vaske kasutatakse laialdaselt elektrijuhtmete, ehituse, masinate, telekommunikatsiooni, jõuülekande, transpordi ja muude tööstusharude jaoks. Seda saab kasutada kaablite, trafode ja pistikute osade jaoks. Vaske kasutatakse ka arvutites ja mikroskeemides.

Säästva energiaturu kasvades kasvab ka nõudlus vase järele. Vask on paljudes valdkondades äärmiselt kasulik ja seda saab ka üha uuesti ringlusse võtta. Seetõttu on see taastuvenergia süsteemide põhikomponent. Tegelikult loodavad päikese-, tuule- ja elektrisõidukite tööstused nende ühendamiseks elektrivõrguga vaske. Elektrisõidukid vajavad palju rohkem vaske kui gaasimootoriga sõidukid. Vase kõrge juhtivus muudab selle väga tõhusaks. Tundub kohane, et inimeste poolt vanim kasutatud metall pakub ka tulevikus eeliseid.