Jaka jest przewodność miedzi?

Możesz znać metalową miedź najlepiej ze starszych monet, które są wykonane z miedzi i innych metali. Ale miedź odgrywa wiele kluczowych ról na całym świecie ze względu na swoje wyjątkowe właściwości. Jedną z tych właściwości jest jego przewodnictwo, czyli zdolność przewodzenia elektryczności. Wysoka przewodność miedzi sprawia, że ​​idealnie nadaje się do celów elektrycznych.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Miedź jest nieszlachetnym metalem w kolorze czerwono-złotym o wysokiej przewodności elektrycznej. W rzeczywistości przewodność miedzi jest tak wysoka, że ​​uważa się ją za standard, według którego porównuje się inne metale i stopy nieszlachetne. Na przewodność miedzi wpływa dodatek innych metali w celu wytworzenia stopów.

Miedź jest metalem o atrakcyjnym czerwono-złotym kolorze. Nazwa miedzi pochodzi od staroangielskiego słowa „coper”, które pochodzi od „Cyprium aes”, co jest łacińskim słowem oznaczającym metal z Cypru. Symbolem atomowym miedzi jest „Cu”, a jej liczba atomowa to 29. Miedź była pierwszym metalem, jaki kiedykolwiek pracował człowiek. W końcu ludzie odkryli, że gdyby połączyli miedź z metalową cyną, mogliby stworzyć nowy rodzaj metalu zwany brązem. To zapoczątkowało to, co nazywamy epoką brązu, w której cywilizacja skoczyła naprzód za pomocą metalicznej miedzi. Brąz był używany w walucie i narzędziach, które pomogły zmienić społeczeństwo.

Miedź często występuje obok siarki. Ważnymi źródłami miedzi są chalkopiryt i bornit. Miedź jest pozyskiwana z wydobywanej rudy siarczkowej miedzi poprzez wytapianie, a następnie rafinację metodą elektrolizy.

Użyteczną właściwością miedzi jest jej ciągliwość lub zdolność do rozciągania. Miedź można ciągnąć i skręcać, ale nie pęka. Dzięki temu idealnie nadaje się do stosowania jako drut. Miedź jest metalem plastycznym, co oznacza, że ​​można ją łatwo kształtować i manipulować. Jako taki jest nieco miękki. Kolejną właściwością miedzi jest jej doskonała zdolność przewodzenia ciepła. Miedź nie ulega korozji jak niektóre inne metale, nie utlenia się ani nie rdzewieje jak żelazo. Miedź w rzeczywistości jest odporna na wiele związków organicznych, a być może jej najcenniejszą właściwością jest wysoka przewodność.

Miedź jest doskonałym metalem do obróbki i łączenia, ponieważ łatwo ją kształtować i lutować. Dodatkowo doskonałą i cenną właściwością miedzi jest jej zdolność do recyklingu. Nie ma znaczenia, czy źródło miedzi pochodzi z kopalni, czy z materiałów pochodzących z recyklingu. Jego wiele pomocnych właściwości pozostaje bez względu na jego źródło.

Stopy to mieszaniny metali, takie jak mieszanina miedzi i cyny w celu wytworzenia brązu, który jest metalem twardszym niż miedź. Stopy metali mają niektóre z tych samych właściwości, co ich metale macierzyste, ale mogą również okazać się bardzo różne w zachowaniu. Na przykład mieszaniny stopów mogą wpływać na przewodność elektryczną metali. Połączenie różnych metali z miedzią skutkuje unikalnymi cechami każdego stopu. Gdy miedź łączy się ze srebrem, powstały stop ma wiele takich samych cech jak czysta miedź. Ale jeśli miedź łączy się z fosforem, powstały stop zachowuje się zupełnie inaczej.

Różne stopy miedzi mają różne zastosowania. Dość często stopy są wytwarzane w celu wzmocnienia miedzi lub zwiększenia jej właściwości przewodnictwa elektrycznego.

Przewodnictwo metali odnosi się do zdolności metali do przewodzenia elektryczności. Przewodność może się zmieniać wraz z dodatkiem innych metali, na przykład podczas wytwarzania stopów. Metalem o największej przewodności jest srebro metali szlachetnych. Koszt srebra uniemożliwia jego opłacalność w zastosowaniach elektrycznych na szeroką skalę. Wśród metali nieszlachetnych najwyższa jest przewodność miedzi lub Cu. Oznacza to, że miedź może przenosić więcej prądu elektrycznego niż inne metale nieszlachetne. W rzeczywistości przewodność innych metali nieszlachetnych jest porównywana do miedzi, ponieważ miedź stała się ostatecznym standardem.

Standard przewodności nosi nazwę International Annealed Copper Standard lub IACS. Procent IACS substancji odnosi się do jej przewodności elektrycznej, a procent IACS czystej miedzi jest uważany za 100 procent. W przeciwieństwie do tego przewodność aluminium plasuje się na poziomie 61 procent IACS. Na przewodność Cu wpływa dodatek różnych metali w celu wytworzenia stopów. Stopy miedzi o zawartości powyżej 99,3 procent miedzi nazywane są „miedźami”. Niektóre stopy zawierają bardzo wysoki procent miedzi, a te są zwany „stopami o wysokiej zawartości miedzi”. Chociaż procent miedzi wpływa na przewodność Cu, najbardziej uderzający jest rodzaj materiałów, z których jest wykonana w połączeniu z. Kompromis generalnie występuje, gdy stopy miedzi są mocniejsze. Generalnie stopy te mają niższą przewodność.

Cu-ETP (Electronic Touch Pitch) ma 100% IACS i jest oznaczeniem rodzaju miedzi używanej w przewodach, kablach i szynach zbiorczych. Miedź odlewana lub Cu-C ma 98 procent IACS, więc ma również wysoką przewodność. Gdy cyna, magnez, chrom, żelazo lub cyrkon są dodawane w celu wytworzenia stopów z miedzią, wytrzymałość metalu wzrasta, ale jego przewodnictwo spada. Na przykład miedź-cyna lub CuSnO.15 ma przewodność Cu tak niską, jak 64 procent IACS. W zależności od funkcji stopu przewodność Cu może znacznie spaść. Nadal istnieją stopy, które łącznie zapewniają zarówno dobrą obrabialność, jak i wysoką przewodność. Jego przykładami są stopy miedziowo-tellurowe (CuTep) i miedziowo-siarkowe (CuSP). Ich przewodność waha się od 64 do 98 procent IACS. Stopy te okazują się bardzo przydatne do mocowania półprzewodników i końcówek do zgrzewania oporowego. Czasami materiały na bazie miedzi wymagają wysokiej twardości i wytrzymałości przy umiarkowanej przewodności Cu; przykładem jest mieszanina miedzi, niklu i krzemu, która daje przewodność Cu od 45 do 60 procent IACS. Na końcu skali o niskiej przewodności mosiądze są stopami miedzi, które doskonale nadają się do odlewania. Ich procent IACS oscyluje wokół 20. Jednym z przykładów tych stopów o niskiej przewodności Cu jest miedź-cynk. Czasami zrównoważony stop zapewnia niską lub umiarkowaną przewodność Cu, co jest przydatne w przypadku potrzeb elektrycznych. Mosiądze miedziano-cynkowe należą do tej kategorii, a ich przewodność waha się od 28 do 56 procent IACS. Sama wszechstronność miedzi i jej zdolność do tworzenia użytecznych stopów z tak wieloma różnymi metalami jest niesamowita.

Ponieważ przewodnictwo Cu jest tak wysokie, jego zdolność do przenoszenia ciepła jest również dość wysoka. Wytwarzanie stopów miedzi o wysokiej przewodności wymaga uczynienia stopów odpornych na przegrzanie, gdy przewodzą prąd elektryczny. Ma to kluczowe znaczenie w przesyłaniu energii, ponieważ wyższe ciepło wpłynie na opór.

Miedź jest wykorzystywana na wiele sposobów, zarówno fizycznie, jak i biologicznie. Jest również stosowany w rolnictwie jako trucizna. Roztwory miedzi są powszechnie stosowane jako część testów chemicznych. W organizmie miedź odgrywa rolę jako niezbędny pierwiastek niezbędny do transferu energii w komórkach. Niektóre skorupiaki używają nawet miedzi zamiast żelaza jako głównego transportera tlenu.

Miedź jest oczywiście używana do wyrobu monet; jednym z przykładów są starsze grosze. W rzeczywistości większość monet zawiera przynajmniej trochę miedzi.

Miedź jest najczęściej używana do przesyłania i dostarczania energii elektrycznej do wszystkich przedmiotów codziennego użytku. Miedź jest szeroko stosowana w okablowaniu elektrycznym, budownictwie, maszynach, telekomunikacji, przesyle energii, transporcie i innych zastosowaniach przemysłowych. Może być stosowany do kabli, transformatorów i części złączy. Miedź jest również stosowana w komputerach i mikroukładach.

Wraz ze wzrostem rynku energii odnawialnej rośnie zapotrzebowanie na miedź. Miedź jest niezwykle użyteczna w wielu dziedzinach i może być wielokrotnie poddawana recyklingowi. Dlatego jest kluczowym elementem systemów energii odnawialnej. W rzeczywistości przemysł energii słonecznej, wiatrowej i pojazdów elektrycznych polega na miedzi, aby połączyć je z siecią energetyczną. Pojazdy elektryczne wymagają znacznie więcej miedzi niż pojazdy zasilane gazem. Wysoka przewodność miedzi sprawia, że ​​jest bardzo wydajna. Wydaje się słuszne, że najstarszy używany przez ludzi metal będzie nadal przynosić korzyści w przyszłości.