第二节铝及铝合金.doc

第三节其它导电金属 除铜、铝及其合金外，还有一些金属在电线电缆应用技术中起着特殊的作用。 一、银 银属于贵金属，具有白色光泽。在所有金属中银的导电性及导热性最高。在贵金属中银的密度较小，熔点较低，具有较好的耐蚀性和良好的塑性，极易拉创成极细的银丝，很易于焊接。银在电缆应用技术中主要用于镀层和包覆层，如制造银包铜线和被银铜线等。它是制造耐高温导体的优良材料。镀银铜线一般用于制造电线电缆的导电线芯、编织层及其它电气设备。 银的基本性能如下：（1）导电性：银的电导率最高，为108%IACS。电阻温度系数为0.0041 1/C (0100C)。银中含有杂质(如AS，Sb，Ga)时，电导率明显下降。(2)力学性能：银的弹性模量为8060 MN/m2，屈服点:加工态为310 MN/m2，退火态为55 MN/m2。抗拉强度(加工态)为380 MN/m2。伸长率:加工态为3.5%，退火态为43% 50%。(3)化学稳定性：在常温下，银在空气中不氧化，但有臭氧存在时则易被空气氧化.在200以下时，银能与氧生成氧化银(Ag2O)。超过200时，氧化银就分解，温度越高，分解越快，到400时明显分解，因此在高温下银的氧化物不可能存在。在潮湿空气中，银易被硫磺硫化氢腐蚀、生成黑色硫化银(Ag2S)，使银表面发黑。二、金 金是稀有贵金属，具有金黄色光泽，在电线电统应用技术中主要用于制造耐高温、耐腐蚀的导线以及特殊电线的导体。 金作为导体具有很多特点：(1)导电性好：金的导电性和导热性都比较好，其电导率为72%IACS。(2)化学稳定性高，耐蚀性好。金在任何温度下均不与截直接化合，具有非常好的耐软化性，在大气和水中极其稳定。(3)塑性好，易于加工。(4)有足够的力学强度。(5)熔点较高，耐热性好，金只用于做极特殊的导体。因其价格昂贵，一般不采用金线。三、铁 铁属于黑色金属，铁的导电性能并不好，但它的力学强度比铜和铝高，且价格低。其耐腐蚀与柔软性虽差，却可以采取镀锌或镀铝以及退火等办法来解决。因此铁导体在某种情况下仍有一定的使用价值。 铁的密度为7.87 g/cm3,熔点为15410C,抗拉强度为250350 MN/m2，电阻率为0.097 mm2/m (200C)，电阻温度系数为0.00625/0C。因铁为磁性材料，所以通常不是以纯铁来作导体，而是采用含碳量0.1%0.15%的软铜作为导电材料。 四、锌 锌是电线电缆工业常用的金属之一。主要用子钢丝、银带的镀层，用以防止钢铁材料的腐蚀，也可用于铁导体防蚀层。 锌是蓝白色金属，密度为7.4 g/cm3,熔点4200C。锌的电阻率为0.097 mm2/m (200C)，锌的抗拉强度在冷加工时为120170 MN/m2，退火时为70110 MN/m2，伸长率在冷加工时为10%20%，退火时为40%50%。锌具有相当好的耐蚀性和力学性能，易于压力加工，但有较大蠕变性。锌的防腐蚀性是电线电缆应用技术中最重要的一种性能，在干燥的大气中或露天情况下，锌的腐蚀极微。锌在淡水中比较稳定，在酸性和碱性盐溶液中则会被强烈腐蚀。五、锡 锡是银白色而略带蓝色的金属。我国锡贮是居世界第一位，是人类使用锡最早的国家。锡的密度为7.30 g/cm3，熔点2300C，电导率为15% IACS，居金属中第18位。锡的抗拉强度较低，仅为17 MN/m2，伸长率为80%90%。 在电线电缆应用技术中，锡多用于铜线和钢丝的保护镀层，其基本作用在于防止腐蚀。镀锡铜线一般是用于制造橡皮绝缘的电线电缆。橡皮中含有硫，硫和铜作用生成硫化铜，这样会使橡皮变质发粘、老化，使铜线芯电阻增加，力学强度下降。铜线镀锡的目的就是为了避免这些现象发生，延长电缆使用寿命。锡在大气条件下极其稳定。锡是中性金属，在强碱性和强酸性溶液中可迅速腐蚀，而在稀碱溶液中腐蚀却极微。六、镍 镍呈银白色，是具有广泛用途的较贵重的金属。在电线电缆应用技术中，镍主要用于耐高温导线，作为镀镍或镍包铜线的防氧化保护层。 纯镍的电阻率为0.072.mm2/m，电导率为25.7%IACS，居金属的第13位。电阻温度系数为0.0061/0C。纯镍具有较高的强度、塑性和较好的延伸性。镍的熔点较高，在空气中不会氧化，加热到500时仅在其表面生成氧化薄层。 镍的抗蚀性能好，能耐碱，不论在高温下或是在熔融的碱中都比较稳定。镍不耐硝酸，在盐酸和硫酸中，当温度升高时，腐蚀速度大为增加。在常温下，镍表面覆有氧化物保护膜，因而在水、海水和许多盐类溶液及有机酸介质(如脂肪酸、酚、醇类)中极为稳定。 第四节电缆用其它金属材料 为保持电缆绝缘在长期工作情况下具有稳定的电气性能，最有效的方法是在绝缘层上施加金属密封套或恺装层。这类保护电缆的金属材料，日前用得最多的是铅、.侣和钢。 一、护套用铅及铅台金 铅是质地柔软、溶点较低的金属，它具有熔炼方便，易于加工成型和较高的化学稳定性、密封性，以及不透潮、不透气等特点。 纯铅的耐蚀性能好，加工方便，但是它的强度很低，特9,是有大的蠕变性和疲劳龟裂性。所以多采用铅合金作为电绷护层。 目前用作电缆铅护套的主要是铅锑铜合金。铅锑铜合盆是一种固溶体，在铅中加入锑和微量的铜，使恰的晶粒细化再结晶温度提高，因此其强度和耐振动疲劳性能亦相应提高我国生产的超高压自容式充油电缆则是采用铅啼砷合金作戈龟缆的密封护套。 二、护密用铝和铝带 侣的密度不到铅的1/4，但强度却几乎是铅的6倍。在导电、导热、屏蔽性能等方面，铝比铅好。铝的熔点高达6580C，约为铅的2倍。所以如果用熔融铝来压制铝套，就会烫伤电缆的绝缘层，而且由于铝是很活泼的金属，在高温下与铁反应将导致挤出机内部的零件很快被浸蚀。这个难题直到本世纪50年代才得到解决。人们把铝坯预热到500左右的非熔融状态，并且用很大的压力(50000 MN/m2)直探把铝坯挤包在电缆缆芯上，作成电缆密封铝套。与铅套一样，铝套也具有完全的密封性，也可用作低绝缘电缆护套。在其它性能方面，例如耐蠕变性和耐振动疲劳特性，侣护套还优于铅护套。因此，在高落差和振动场所使用时，无须采取特别措施。铝的机械强度比铅高，因此在自容式充油电缆和地下直接埋设的场合，无须用金属恺装来增强。招的电导率比铅约高7倍，因此它不仅有良好的屏蔽性和耐腐性，而且可以作为接地保护的第4芯。侣护套厚度还可做得比铅护套薄，便于运枪和施工，价格也便宜。所以作为密封护套材料，以铝代铅是技术发展的方向。 三、钢管、钢带和钢丝 钢的机械强度高，是制作电缆恺装的好材料。钢的熔点虽然