2.5.4. Проводниковый алюминий

По распространённости в природе алюминий занимает первое место среди металлов, составляя 8,8 % массы земной коры.

Алюминий получают методом электролиза при температуре +950 ^ОС из бокситов, нефелинов, алунитов, каолинов и других минералов, богатых глинозёмом. Из 2,5 тонн бокситов получают 0,5 тонны алюминия, затрачивая при электролизе по 20 кВт·ч электрической энергии на каждый килограмм алюминия.

Алюминий — металл серебристо-белого цвета. Его плотность — 2700 кг/м³, температура плавления — +660 ^ОС.

До 80 % производимого алюминия потребляет электротехническая промышленность.

Алюминий пластичен, имеет малую твёрдость и низкий предел прочности при растяжении. Он поддаётся прокатке вплоть до фольги толщиной 0,006 мм , но низкий предел прочности при растяжении создаёт трудности для получения из него волочением проволок малых сечений.

Из алюминия делают мягкую отожжённую (АМ), полутвёрдую (АПТ) и твёрдую неотожжёную (АТ) алюминиевую проволоку диаметром от 0,08 до 10 мм с пределами прочности при растяжении 80...100, 90...140, 100...180 МПа соответственно, а также токоведущие шины с поперечными размерами от (3 х 10) мм до (12 х 120) мм с пределом прочности при растяжении 120...140 МПа.

Присутствие до 1,5 % примесей увеличивает удельное сопротивление алюминия на 8 %, а отжиг уменьшает его на 1 %.

Поверхность алюминия покрыта тонкой плотной плёнкой окисла, которая защищает нижележащие слои от окисления. Агрессивные газы и жидкости — окислы азота, хлор, сернистый газ, кислоты и щёлочи — разрушают защитную плёнку, в их присутствии алюминий активно корродирует.

Наличие примесей в алюминии провоцирует коррозию, чистый алюминий сопротивляется ей лучше. Именно по этой причине для изготовления тончайших обкладок конденсаторов используют сверхчистый алюминий (99,95 % чистого металла), а достаточно массивные проволоку и шины делают из металла, в котором содержится лишь 99,5 % чистого алюминия .

Плёнка окиси алюминия имеет высокое удельное электрическое сопротивление и температуру плавления около +2000 ^ОС, что создаёт трудности в обеспечении надёжного электрического контакта. При повышенном сопротивлении контактного соединения оно нагревается протекающим током, алюминий активно корродирует, контакт нарушается.

Алюминиевые жилы проводов и кабелей соединяют пайкой и сваркой с применением специальных составов — флюсов (см. раздел 2.10), разрушающих окись алюминия. По окончании пайки или сварки флюс необходимо удалить, промыв соединение бензином.

В контактных соединениях алюминия с другими металлами при наличии влаги образуются гальванические пары, вызывающие протекание местных токов, разрушающих алюминий. Для защиты от влаги выполненные соединения покрывают лаком.

Удельное электрическое сопротивление алюминия выше, чем меди. Чтобы алюминиевый провод имел такое же сопротивление, как и медный, он должен при прочих равных условиях иметь в 1,65 раза большее поперечное сечение, но масса и стоимость такого алюминиевого провода ниже, чем медного.