Koja je vodljivost bakra?

Metalni bakar možda najbolje poznajete iz starijih novčića koji su izrađeni od bakra i drugih metala. Ali bakar igra mnoge ključne uloge širom svijeta zbog svojih jedinstvenih svojstava. Jedno od tih svojstava je njegova vodljivost ili sposobnost provođenja električne energije. Bakrova visoka vodljivost čini ga idealnim za električne svrhe.

TL; DR (predugo; Nisam pročitao)

Bakar je dragocjeni metal crvene zlatne boje s visokom električnom vodljivošću. Zapravo je vodljivost bakra toliko visoka da se smatra standardom po kojem se uspoređuju drugi neplemeniti metali i legure. Na vodljivost bakra utječe dodavanje drugih metala u legure.

Bakar je atraktivan metal crveno-zlatne boje. Bakar je dobio ime po staroengleskoj riječi "coper", koja je nastala od "Cyprium aes", što je latinska riječ za metal s Cipra. Bakrov atomski simbol je "Cu", a atomski broj mu je 29. Bakar je bio prvi metal koji su ljudi ikad obrađivali. Na kraju su ljudi otkrili da ako kombiniraju bakar s metalnim limom, mogu napraviti novu vrstu metala koja se naziva bronca. Ovo je pokrenulo ono što nazivamo brončanim dobom, u kojem je civilizacija poskočila naprijed uz pomoć metalnog bakra. Bronca se koristila u valuti i alatima koji su pomogli u promjeni društva.

Uz sumpor se često nalazi i bakar. Važni izvori bakra uključuju halkopirit i bornit. Bakar se ekstrahira iz minirane rude bakrenog sulfida topljenjem, a zatim rafinacijom elektrolizom.

Korisno svojstvo bakra je njegova duktilnost ili sposobnost rastezanja. Bakar se može povući i uviti, ali se neće slomiti. To ga čini idealnim za upotrebu kao žica. Bakar je kovan metal, što znači da se njime lako može oblikovati i njime manipulirati. Kao takav, donekle je mekan. Još jedno svojstvo bakra je izvrsna sposobnost provođenja topline. Bakar ne podleže koroziji poput nekih drugih metala, niti oksidira ili hrđa poput željeza. Bakar je zapravo otporan na mnoge organske spojeve, a možda je njegovo najcjenjenije svojstvo velika vodljivost.

Bakar je izvrstan metal za obradu i spajanje jer se lako oblikuje i lemi. Uz to, izvrsno i vrijedno svojstvo bakra je i njegova sposobnost recikliranja. Nije važno je li izvor bakra iz rudnika ili iz materijala za recikliranje. Mnogo korisnih svojstava ostaje bez obzira na izvor.

Legure su smjese metala, poput smjese bakra i kositra za dobivanje bronce, koja je tvrđi metal od bakra. Metalne legure posjeduju jednaka svojstva svojih matičnih metala, ali mogu se pokazati i znatno različitim u ponašanju. Smjese legura mogu utjecati, na primjer, na električnu vodljivost metala. Kombinacija različitih metala s bakrom rezultira jedinstvenim svojstvima svake legure. Kada se bakar kombinira sa srebrom, rezultirajuća legura ima mnoge iste osobine kao i čisti bakar. Ali ako se bakar kombinira s fosforom, dobivena legura ponaša se na sasvim drugačiji način.

Različite legure bakra pružaju različite primjene. Često se legure izrađuju ili za jačanje bakra ili za povećanje njegovih kvaliteta električne vodljivosti.

Provodljivost metala odnosi se na sposobnost metala da provode električnu energiju. Provodljivost se može mijenjati dodatkom drugih metala, poput izrade legura. Metal s najvećom vodljivošću je plemeniti metal srebro. Troškovi Srebra sprječavaju ga da bude ekonomski održiv za široku električnu upotrebu. Među neplemenitim metalima provodljivost bakra ili Cu je najveća. To znači da bakar može provesti više električne struje od ostalih neplemenitih metala. Zapravo se vodljivost ostalih neplemenitih metala uspoređuje s bakrom jer je bakar postao vrhunski standard.

Norma vodljivosti naziva se Međunarodni standard bakrenog žara ili IACS. Postotak IACS tvari odnosi se na njezinu električnu vodljivost, a IACS postotak čistog bakra smatra se 100 posto. Suprotno tome, vodljivost aluminija iznosi 61 posto IACS. Na vodljivost Cu utječe dodavanje različitih metala u legure. Legure bakra s većim od 99,3 posto udjela bakra nazivaju se "bakarima". Neke legure sadrže vrlo visok postotak bakra, a to su pod nazivom "Visoke bakrene legure". Iako postotak bakra utječe na vodljivost Cu, na njega najupečatljivije utječe vrsta materijala u kombinaciji sa. Kompromis se općenito događa kada se bakrene legure ojačaju. Općenito su ove legure slabije vodljivosti.

Cu-ETP (Electronic Touch Pitch) ima 100 posto IACS i oznaka je za bakar koji se koristi u žicama, kabelima i sabirnicama. Lijevani bakar, ili Cu-C, iznosi 98 posto IACS, pa je također vrlo provodljiv. Kad se doda lim, magnezij, krom, željezo ili cirkonij za izradu legura s bakrom, snaga metala raste, ali njegova vodljivost opada. Primjerice, bakar-kositar ili CuSnO.15 imaju Cu vodljivost od samo 64 posto IACS. Ovisno o funkciji legure, Cu vodljivost može znatno pasti. Još uvijek postoje legure koje u kombinaciji pružaju i dobru obradivost i visoku vodljivost. Primjeri toga uključuju legure bakar-telur (CuTep) i bakar-sumpor (CuSP). Njihova vodljivost kreće se od 64 do 98 posto IACS. Pokazalo se da su ove legure vrlo korisne za poluvodičke nosače i savjete za otporno zavarivanje. Ponekad materijali na bazi bakra zahtijevaju visoku tvrdoću i čvrstoću uz umjerenu vodljivost Cu; primjer je smjesa bakra, nikla i silicija, koja daje Cu vodljivost od 45 do 60 posto IACS. Na kraju ljestvice s niskom vodljivošću mjedi su legure bakra koje su izvrsne za lijevanje. Njihov postotak IACS-a kreće se oko 20. Jedan od primjera ovih legura s niskom vodljivošću Cu je bakar-cink. Ponekad uravnotežena legura daje malu do umjerenu Cu vodljivost, što je korisno za električne potrebe. Bakar-cink mesing spada u ovu kategoriju, a njihova se vodljivost kreće od 28 do 56 posto IACS. Sama svestranost bakra i njegova sposobnost stvaranja korisnih legura s toliko različitih metala nevjerojatna je.

Kako je Cu vodljivost tako visoka, njegova sposobnost prenošenja topline također je prilično visoka. Izrada bakrenih legura visoke vodljivosti zahtijeva izradu legura otpornih na pregrijavanje kada nose električnu struju. To je presudno u prijenosu energije, jer će veća toplina utjecati na otpor.

Bakar se koristi na mnogo načina, i fizički i biološki. U poljoprivredi se koristi i kao otrov. Otopine bakra obično se koriste kao dio kemijskih ispitivanja. U tijelu bakar igra važnu ulogu u prijenosu energije u stanicama. Neki rakovi čak koriste bakar umjesto željeza kao primarni prijenosnik kisika.

Bakar se naravno koristi za izradu kovanica; stariji peni su jedan od primjera. Zapravo većina novčića sadrži barem malo bakra.

Bakar se uglavnom koristi u prijenosu i isporuci električne energije za sve svakodnevne stvari koje koristite. Bakar se intenzivno koristi u električnim ožičenjima, građevinarstvu, strojevima, telekomunikacijama, prijenosu energije, prijevozu i drugim industrijskim primjenama. Može se koristiti za kabele, transformatore i dijelove konektora. Bakar se koristi i u računalima i mikrovezima.

Kako raste održivo tržište energije, tako raste i potražnja za bakrom. Bakar je izuzetno koristan u mnogim područjima i također se može neprestano reciklirati. Stoga je ključna komponenta sustava obnovljivih izvora energije. Zapravo se solarna, vjetrovna i električna vozila oslanjaju na bakar da bi ih povezali s električnom mrežom. Električna vozila zahtijevaju mnogo više bakra nego vozila na plin. Visoka vodljivost bakra čini ga vrlo učinkovitim. Čini se prikladnim da će najstariji metal koji ljudi koriste i dalje pružati koristi i u budućnosti.