14) Проводниковые материалы. Медь. Влияние примесей на свойства.
Медь - элемент побочной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным
номером 29. (Тпл=1083оС) Обозначается символом Cu. Простое вещество медь – это пластичный переходный металл золотисто-розового цвета. Главное свойство меди, которое определяет её преимущественное использование – очень высокая электропроводность (или низкое удельное электросопротивление).
Такие примеси как фосфор, железо, мышьяк, сурьма, олово, существенно ухудшают её электропроводность. Второе важнейшее свойство меди – очень высокая теплопроводность. Примеси и легирующие добавки уменьшают электро- и теплопроводность меди, поэтому сплавы на медной основе значительно
уступают меди по этим показателям. Железо, кислород, висмут, свинец, сурьма ухудшают пластичность. Примеси, малорастворимые в меди (свинец, висмут, кислород, сера), приводят к хрупкости при высоких температурах. Температура рекристаллизации меди для разных марок составляет 150-240оС. Чем больше
примесей, тем выше эта температура. Существенное увеличение температуры рекристаллизации меди дает серебро, цирконий. К технологическим свойствам относятся 1) способность к обработке давлением при низких и высоких температурах, 2) паяемость и свариваемость изделий. Примеси, особенно легкоплавкие, формируют зоны хрупкости при высоких температурах, что затрудняет горячую обработку давлением. Однако уровень примесей в марках М1 и М2 обеспечивают необходимую технологическую пластичность. При холодном деформировании влияние примесей заметно проявляется при
производстве проволоки.
15) «Водородная болезнь меди» - образование разрывов и трещин в изделиях из меди при их нагревании в среде, содержащей водород. При плавке и
кристаллизации возможно окисление меди с образованием эвтектики (Cu + Cu2O), содержащей 0,39% O2 с tпл=1067°С. В литой меди эвтектика
располагается по границам зерен и имеет точечное строение. При нагревании оксид меди восстанавливается: Cu2O+H2=2Cu + H2O и образующиеся пары
воды создают высокое давление, разрушающее металл.
16) Коррозия меди – это ее разрушение под воздействием окружающей среды. Медь и ее сплавы нашли широкое применение во многих отраслях
промышленности. Это связано с высокой коррозионной стойкостью данного металла. Коррозионная стойкость меди и медных сплавов представляет собой
интерес, так как обычно эти материалы применяются без специальных средств противокоррозионной защиты. Пассивирование – процесс образования тонкой и прочной оксидной пленки на поверхности металла с целью предохранения его от дальнейшего окисления (ржавчины). Медь пассивируется очень слабо, поэтому кислород и другие окислители в атмосфере, водных средах, в кислых и щелочных растворах являются деполяризаторами и увеличивают скорость коррозии. В атмосфере скорость коррозии меди небольшая за исключением сильно загрязненной, особенно сернистыми соединениями, где коррозия может быть интенсивной. В пресной и морской воде медь устойчива, однако в потоке скорость коррозии может возрастать в десятки раз, причем разрушения
приобретают язвенный характер и достигают величин в несколько миллиметров в год.
17) Проводниковые материалы. Медь. Сравнение МТ и ММ. При прокатке и волочении в холодном состоянии получают твердую (твердотянутую) медь(МТ). Это медь упрочненная. Упрочнения металла путем пластичной деформации в холодном состоянии называют наклепом. Благодаря наклепу медь приобретает повышенную твердость, упругость, предел прочности на разрыв, но при этом возрастает удельное сопротивление и снижается относительное удлинение и относительное сужение перед разрывом. Медь марки МТ применяют там, где требуются высокие значения предела прочности на разрыв, твердости и сопротивляемости стиранию. Например, для изготовления контактных проводов электрифицированного транспорта, коллекторных пластин электрических машин и т. п. После отжига получают мягкую(отожженную) медь(ММ), которая пластична, характеризуются большим удлинением перед разрывом и имеет удельную электропроводность на 3-5 % выше, чем у МТ. Однако при отжиге предел прочности на разрыв и твердость снижаются. Отожженная медь служит электротехническим стандартом, по отношению к которому выражают в процентах при 20оС удельную электропроводность металлов и сплавов. Мягкую медь в виде проволоки различного диаметра и профиля используют в качестве токопроводящих проволок в кабелях, монтажных и обмоточных проводах и т. д.
