Mi a réz vezetőképessége?

A fémrézet leginkább a régebbi fillérekből ismerheti, amelyek rézből és más fémekből készülnek. De a réz egyedülálló tulajdonságainak köszönhetően számos döntő szerepet játszik szerte a világon. Ezen tulajdonságok egyike vezetőképessége, vagy villamosenergia-vezetési képessége. A réz magas vezetőképessége ideális elektromos célokra.

TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)

A réz nem értékes, vörösarany színű, magas elektromos vezetőképességű fém. Valójában a réz vezetőképessége olyan magas, hogy más nem nemesfémek és ötvözetek összehasonlításának szabványának tekintik. A réz vezetőképességét befolyásolja ötvözetek előállításához más fémek hozzáadása.

A réz vonzó vörösarany színű fém. A réz nevét az óangol „coper” szóról kapta, amely a "Cyprium aes" szóból ered, amely a ciprusi fém latin jelentése. A réz atomszimbóluma „Cu”, atomszáma pedig 29. A réz volt az első fém, amelyet az emberek valaha dolgoztak. Végül az emberek felfedezték, hogy ha rézzel kombinálják a fém ónt, akkor újfajta fémet készíthetnek, bronznak. Ezzel elindult az úgynevezett bronzkor, amelyben a civilizáció a fémréz segítségével ugrott előre. A bronzot olyan pénznemben és eszközökben használták, amelyek elősegítették a társadalom megváltozását.

A réz gyakran található a kén mellett. Fontos rézforrások a kalkopirit és a bornit. A rézet bányászott réz-szulfidércből olvasztással, majd finomítással elektrolízissel extrahálják.

A réz hasznos tulajdonsága a hajlékonyság vagy a nyújtás képessége. A réz meghúzható és csavarható, mégsem törik el. Ez ideális vezetékként való használatra. A réz képlékeny fém, vagyis könnyen alakítható és manipulálható. Mint ilyen, kissé puha. A réz másik tulajdonsága kiváló hővezetési képessége. A réz nem engedi a korróziót, mint néhány más fém, és nem oxidálódik vagy rozsdásodik, mint a vas. A réz sok szerves vegyülettel szemben ellenálló, és talán legértékesebb tulajdonsága a magas vezetőképesség.

A réz kiváló fém megmunkáláshoz és illesztéshez, mivel könnyen formázható és forrasztható. Ezenkívül a réz kiváló és értékes tulajdonsága, hogy újrahasznosítható. Nem számít, hogy a rézforrás bányából származik-e vagy újrahasznosító anyagokból származik. Számos hasznos tulajdonsága forrásától függetlenül megmarad.

Az ötvözetek fémek keverékei, például réz és ón keveréke bronz előállítására, amely keményebb fém, mint a réz. A fémötvözetek ugyanazokkal a tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az alapfémek, de viselkedésükben is jelentősen eltérhetnek. Az ötvözetkeverékek befolyásolhatják például a fémek elektromos vezetőképességét. A különféle fémek és réz kombinációja egyedi ötvözeteket eredményez. Ha a rézet ezüsttel kombinálják, a kapott ötvözetnek sok ugyanaz a tulajdonsága van, mint a tiszta réznek. De ha a rézet foszforral kombinálják, a kapott ötvözet egészen más módon viselkedik.

A különböző rézötvözetek különböző felhasználási lehetőségeket kínálnak. Az ötvözetek gyakran a réz erősítésére vagy annak elektromos vezetőképességének növelésére készülnek.

A fémek vezetőképessége a fémek vezetési képességére utal. A vezetőképesség más fémek hozzáadásával változhat, például ötvözetek készítésekor. A legnagyobb vezetőképességű fém a nemesfém ezüst. Az ezüst költsége megakadályozza, hogy gazdaságilag életképes legyen széleskörű elektromos felhasználásra. A nem nemesfémek közül a réz vagy a Cu vezetőképessége a legnagyobb. Ez azt jelenti, hogy a réz több elektromos áramot képes szállítani, mint más nem nemesfémek. Valójában más nem nemesfémek vezetőképességét hasonlítják össze a rézzel, mert a réz lett a végső szabvány.

A vezetőképesség mércéjét Nemzetközi lágyított réz szabványnak (IACS) nevezik. Az anyag IACS százalékos aránya az elektromos vezetőképességére utal, a tiszta réz IACS százalékát pedig 100 százaléknak tekintjük. Ezzel szemben az alumínium vezetőképessége az IACS 61 százaléka. A Cu vezetőképességét befolyásolja az, hogy különféle fémek adnak ötvözeteket. A 99,3% -nál nagyobb réztartalmú rézötvözeteket „Réznek” nevezik. Egyes ötvözetek nagyon magas százalékban tartalmaznak rézt, és ezek vannak „magas rézötvözeteknek” hívják. Míg a réz százalékos aránya befolyásolja a Cu vezetőképességét, a legszembetűnőbb, hogy milyen anyagokról van szó társítva valamivel. Kompromisszum általában akkor következik be, amikor a rézötvözeteket erősebbé teszik. Ezeknek az ötvözeteknek a vezetőképessége általában alacsonyabb.

A Cu-ETP (Electronic Touch Pitch) 100 százalékos IACS-t tartalmaz, és ez a vezetékekben, kábelekben és gyűjtősínekben használt réz fajtája. Az öntött réz, vagyis a Cu-C 98 százalékos IACS, tehát vezetőképessége is magas. Ón, magnézium, króm, vas vagy cirkónium hozzáadásával a rézötvözetek előállításához a fém szilárdsága nő, de vezetőképessége csökken. Például a réz-ón vagy a CuSnO.15 Cu vezetőképessége 64% -os IACS. Az ötvözet funkciójától függően a Cu vezetőképesség jelentősen csökkenhet. Még mindig vannak olyan ötvözetek, amelyek együttesen egyaránt jó megmunkálhatóságot és nagy vezetőképességet biztosítanak. Ilyenek például a réz-tellúr (CuTep) és a réz-kén (CuSP) ötvözetek. Vezetőképességük 64 és 98 százalék között mozog az IACS között. Ezek az ötvözetek eléggé hasznosnak bizonyulnak a félvezető tartóknál és az ellenállási hegesztési tippeknél. Néha a rézalapú anyagok közepes Cu vezetőképesség mellett nagy keménységet és szilárdságot igényelnek; ilyen például a réz, a nikkel és a szilícium keveréke, amely a Cu vezetőképességet 45-60% IACS-nek adja. A mérleg alacsony vezetőképességű végén a sárgaréz rézötvözet, amely kiválóan alkalmas öntésre. Az IACS százalékos aránya 20 körül mozog. Ezen alacsony Cu-vezetőképességű ötvözetek egyik példája a réz-cink. Néha a kiegyensúlyozott ötvözet alacsony vagy közepes Cu vezetőképességet biztosít, ami hasznos elektromos szükségletekhez. A réz-cink sárgarézek ebbe a kategóriába tartoznak, vezetőképességük az IACS 28 és 56 százalék között mozog. Hihetetlen a réz puszta sokoldalúsága és képessége arra, hogy hasznos ötvözeteket képezzen sok különböző fémmel.

Mivel a Cu vezetőképessége olyan magas, hőátadó képessége is meglehetősen magas. A nagy vezetőképességű rézötvözetek készítéséhez megkövetelik, hogy az ötvözetek ellenálljanak a túlmelegedésnek, ha elektromos áramot hordoznak. Ez döntő jelentőségű az energiaátadásban, mivel a magasabb hő hatással lesz az ellenállásra.

A rézt sokféleképpen használják, mind fizikailag, mind biológiailag. A mezőgazdaságban méregként is használják. A réz oldatait általában kémiai vizsgálatok részeként használják. A testben a réz alapvető elemként játszik szerepet, amely szükséges a sejtek energiaátadásához. Egyes rákfélék még a vas helyett is rézet használnak elsődleges oxigént szállító anyagként.

A rézt természetesen érmék készítéséhez használják; az idősebb fillérek egy példa. Valójában a legtöbb érme tartalmaz legalább egy kis rézt.

A réz leginkább a villamos energia továbbításához és továbbításához használatos mindennapi dolgokhoz. A rézet széles körben használják elektromos vezetékek, építőipar, gépek, telekommunikáció, energiaátvitel, szállítás és más ipari felhasználásokra. Kábelekhez, transzformátorokhoz és csatlakozó alkatrészekhez használható. A rézet számítógépekben és mikrokapcsolásokban is használják.

A fenntartható energiapiac növekedésével növekszik a réz iránti kereslet is. A réz számos területen rendkívül hasznos, és újra és újra hasznosítható. Ezért a megújuló energia rendszerek kulcsfontosságú eleme. Valójában a nap-, a szél- és az elektromos járműipar a rézre támaszkodik, hogy összekapcsolja őket az elektromos hálózattal. Az elektromos járművek sokkal több rézet igényelnek, mint a gázüzemű járművek. A réz magas vezetőképessége nagy hatékonyságot eredményez. Helyénvalónak tűnik, hogy az emberek által a legrégebben használt fém továbbra is a jövőben is előnyökkel jár.