Что такое электротехническая медь

Вместо лекции по химии и прописных истин о месте меди в таблице Менделеева, обратим внимание на важные характеристики электротехнической меди, способы её получения, области её использования и кто производит медь необходимого качества для нужд электротехнической промышленности.

Учитывая, что около 80% всей добываемой меди получают в результате переработки сульфидных руд, важно помнить о её высокой себестоимости, которая вполне оправдана широким спектром сфер применения.

Характеристики меди, обычной и электротехнической

МедьМедь, сама по себе, – металл, имеющий уникальное сочетание различных свойств: превосходная устойчивость к коррозии, высокая степень пластичности, привлекательные цвет и фактура, высокая теплопроводность и хорошая электропроводимость.

После очистки от примесей медь приобретает розоватый на изломе цвет, становится мягкой и ковкой. Удаление примесей значительно повышает тепло- и электропроводность, поэтому большая часть всей произведённой меди идёт на изготовление электротехнических изделий.

В большинстве случаев для электротехнических нужд используется так называемая технически чистая медь, содержащая около 0,02-0,04% кислорода, но для изделий, требующих максимальной электропроводности, применяют особую, «бескислородную» медь.

Самые важные «медные» характеристики:

  • Вес удельный, равный 8,93 г/cм3.
  • Электрическое сопротивление, удельное при 20оС, равное 0,0167 Ом х мм2/м.
  • Температура плавления, равная 1083оС.

Различные электротехнические изделия: жилы кабеля и провода, электротехнические шины и трансформаторные обмотки изготавливают из различных сортов меди.

Способы получения меди

Электротехническая медь – чрезвычайно чистый металл, так как любая примесь резко снижает электропроводность. Так, всего лишь 0,02% примеси алюминия, хотя он тоже проводник, приведёт к снижению проводимости на 9-10%, а что сказать о примесях, которые вообще не являются проводниками, поэтому здесь технологический брак просто недопустим!

Чтобы получить достаточно чистую электротехническую медь применяют метод, называемый электрорафинированием, основанным на электролизе. Создаются условия, при которых примеси отделяются от молекул меди, оседающих на одном из электродов, благодаря чему на выходе получается электролитическая медь при чистоте 99,999%, необходимой для электротехнических нужд.

Ещё одна важная сфера – производство сплавов на основе или с добавлением меди. Примечательно, что довольно мягкая медь со многими другими металлами образует не мягкие, но твёрдые сплавы – растворы, в которых атомы разных металлов распределены относительно равномерно.

Добавляя в красную медь, продукт огневого рафинирования, небольшое количество мышьяка, значительно повышают её прочность, но ухудшают возможность её сварки.

От химии к практике - применение

По востребованности вся потребляемая медь «расходится» на рынке в следующих пропорциях:

1. Электротехника и изделия – 70%.

2. Элементы стройконструкций – 15%.

3. Детали машин и механизмов – 5%.

4. Транспортные конструкции – 4%.

5. Всё остальное, в том числе и «военка» – 6%.

По отраслям хозяйства и промышленности лидером среди потребителей является строительная промышленность, на которую приходится примерно 40% от всего объёма производимой меди. Электроника и электротехническая продукция «откусывают» примерно 26%, общему машиностроению достаётся 14, а транспортному – 11%. Остатки, а их тоже немало – около 9%, остаются для товаров широкого потребления.

Так как низкокислородная и бескислородная медь имеет хорошие литьевые свойства, то её успешно применяют при изготовлении медных труб, химико-технологического оборудования, бытовых водопроводных труб, автомобильных радиаторов, кровельного материала, судовых конденсаторов и многих других технических изделий.

Кто производит качественную медь

Регламентирует характеристики такой меди ГОСТ 434-78, по которому выпускаются медные шины следующими предприятиями:

  • ГМК «Норильский никель», самый крупный производитель меди в России.
  • Второе место - холдинг УГМК.
  • Третья позиция – ЗАО «Русская медная компания», в составе которой 11 предприятий в четырёх областях России и в Казахстане.

Есть и другие, менее значимые предприятия, выпускающие электротехническую медь.

Полезные детали

Технология производства медных шин одинакова на всех предприятиях, однако потребителя больше интересует величина цены при одинаковом качестве. Российские предприятия-лидеры соревнуются не в качестве (оно у них одинаково высокое), а в ценовой политике.

Для достижения определённых условий работы токоведущих элементов часто применяются новаторские подходы и решения:

  • Коллекторная полоса – сплав меди и серебра, превосходящий чистую медь по всемКоллекторная-полоса-сплав-меди-и-серебра эксплуатационным характеристикам.
  • Электротехнические прямоугольные профили специального назначения:
  • полутвёрдые шины;
  • твердые шины с повышенной чистотой поверхности;
  • шины с закруглением малых сторон сечения и другие.

Благодаря такому закруглению достигается стойкость изоляционного покрытия (нет резких изгибов на углах), существенно экономится медь без потери проводимости, да и распределение токовой нагрузки более равномерно по всему сечению шины.

- Шины, имеющие повышенную чистоту поверхности для электролитического покрытия места последующего контакта серебром. Так достигается значительное уменьшение величины сопротивления контакта.