전기 공학 분야의 구리 및 알루미늄

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구리(lat. Cuprum) — 고대로부터 알려진 7가지 금속 중 하나. 미국, 칠레, 러시아(Urals), 카자흐스탄(Jezkazgan), 캐나다, 잠비아, 자이르에서 상당한 양의 구리 광석이 매장되어 있습니다.

구리는 150개 이상의 광물의 일부이며 그 중 17개는 보나이트(Cu5FeS4), 황동석(구리 황철광 — CuFeS2), 황동석(구리 광택 — Cu2S), 코벨라이트(CuS), 공작석(Cu2 ( OH ) 2 [CO3]). 황화물 광석의 가공은 채굴된 모든 구리의 약 80%를 제공합니다.

지역 꿀은 자연에서도 발견됩니다.

순수한 구리 — 가단성 및 연분홍색 취성 금속, 상당히 무겁고 열 및 전기 전도성이 우수하며 쉽게 압력 처리를 받습니다. 전기 공학에서 구리 제품을 사용할 수 있게 해주는 것은 이러한 특성입니다. 현재 생산되는 모든 구리의 70% 이상이 전기 제품 생산에 사용됩니다. 전기 전도성이 최대인 제품의 경우 소위 "무산소" 구리가 사용됩니다. 다른 경우에는 0.02-0.04%의 산소를 함유하는 상업용 순수 구리도 적합합니다.

구리의 주요 특성: 비중 — 8.93 g/cm3, 녹는점 — 1083 ° C,전기 저항 20 ° C에서 구리 0.0167 Ohm * mm2 / m. 순수한 구리는 전기 전도성이 높습니다(은에 이어 두 번째). 이 품질의 구리는 업계에서 구리로 전기 모선을 만드는 데 사용됩니다.

구리 모선은 GOST 434-78에 따라 생산됩니다. 구리 버스바가 소비자에게 전달되는 상태: 가열되지 않은(마킹-T-하드), 어닐링(M-소프트) 및 무산소 구리로 만든 TV-하드 버스바.

변형된 상태에서 구리의 강도는 어닐링된 금속의 강도보다 높고 전기 전도도 값은 감소합니다.

아연, 주석, 규소, 납, 알루미늄, 망간 및 니켈과 같은 첨가제를 첨가하여 강도를 높이고 구리의 다른 특성을 개선하는 합금을 얻습니다. 30% 이상의 구리가 합금에 사용됩니다.

황동 - 구리와 아연의 합금(60~90%의 구리 및 40~10%의 아연) - 구리보다 강하고 산화에 덜 민감합니다. 황동에 실리콘과 납을 첨가하면 마찰 방지 특성이 향상되고 주석, 알루미늄, 망간 및 니켈을 첨가하면 내식성이 향상됩니다. 시트 및 주조 제품은 기계 제작, 특히 화학 산업, 광학 및 기기 제작, 펄프 및 제지 산업용 그물 생산에 사용됩니다.

청동... 이전에는 구리(80-94%)와 주석(20-6%)의 합금을 청동이라고 했습니다. 루멘리스 브론즈는 이제 구리의 주요 구성 요소 이름을 따서 명명되었습니다.

알루미늄 청동은 5~11%의 알루미늄을 함유하고 있으며 내부식성과 결합된 높은 기계적 특성을 가지고 있습니다.

25~33%의 납을 함유한 납청동은 주로 고압 및 고속 슬라이딩에서 작동하는 베어링 생산에 사용됩니다.

4~5%의 실리콘을 함유한 실리콘 브론즈는 주석 브론즈의 값싼 대체품으로 사용됩니다.

베릴륨이 1.8~2.3% 함유된 베릴륨청동은 경화 후 경도가 높고 탄성이 높은 것이 특징입니다. 스프링과 스프링 제품이 만들어집니다.

카드뮴 브론즈(Cadmium bronzes) - 소량의 카드뮴(최대 1%)이 포함된 구리 합금은 트롤리용 캐리지 제조, 물 및 가스 파이프 피팅 제조 및 엔지니어링에 사용됩니다.

솔더 - 모 놀리 식 용접 솔기를 얻기 위해 솔더링에 사용되는 비철금속 합금. 하드 솔더 중에서 구리-은 합금(44.5-45.5% Ag; 29-31% Cu; 나머지는 아연)이 알려져 있습니다.

러시아에서는 OCM Kamensk-Uralsky, OCM Kolchuginsky, OCM Kirovsky와 같은 여러 공장에서 구리 타이어를 생산합니다.

2007년 세계 구리 생산량은 2006년에 비해 2.5% 증가한 1,776만 톤에 달했습니다. 2007년 구리 소비량은 4% 증가했으며 중국의 구리 소비량은 전년 대비 25% 증가한 반면 미국의 구리 소비량은 20% 급감했습니다.

알루미늄 및 그 합금

알루미늄 및 이를 기반으로 하는 여러 합금은 우수한 전기 전도성, 내식성, 낮은 비중 및 중요하게는 구리 및 전도성 합금에 비해 저렴한 비용으로 인해 전기 공학에 사용됩니다.

전기 저항의 크기에 따라 알루미늄 합금은 전도성이 있는 합금과 전기 저항이 높은 합금으로 나뉩니다.

전기 알루미늄 등급 A7E 및 A5E의 특정 전기 전도도는 국제 표준에 따른 연동 구리 전도도의 약 60%입니다. 기술 알루미늄 AD0 및 전기 알루미늄 A5E는 전선, 케이블 및 타이어 생산에 사용됩니다. Al-Mg-Si AD31, AD31E 시스템의 저합금 알루미늄 합금은 전기 산업에서 사용됩니다.

지구의 지각에는 8.8%의 알루미늄이 포함되어 있습니다. 산소와 규소 다음으로 자연계에서 세 번째로 풍부한 원소이며 금속 중에서는 첫 번째입니다. 점토, 장석, 운모의 일부입니다. 수백 개의 Al 광물이 알려져 있습니다(알루미노실리케이트, 보크사이트, 명반석 등). 가장 중요한 알루미늄 광물인 보크사이트는 28~60%의 산화알루미늄(산화알루미늄 Al2O3)을 포함합니다.

순수한 형태의 알루미늄은 1825년 덴마크의 물리학자 H. Oersted가 처음으로 얻었지만 자연에서 가장 흔한 금속입니다.

알루미늄 생산은 950 ° C의 온도에서 빙정석 용융 NaAlF4에서 알루미늄 산화물 Al2O3의 전기 분해에 의해 수행됩니다.

알루미늄의 주요 특성: 밀도 — 2.7 × 103 kg/m3, 20 ° C에서 알루미늄의 비열 — 0.21 cal/deg, 녹는점 — 658.7 ° C, 알루미늄의 끓는점 — 2000 ° C, 선형 팽창 계수 알루미늄 (약 20 ° C의 온도에서): — 22.9 × 106 (1 / deg)

강도를 높이고 다른 특성을 향상시키는 알루미늄 합금은 구리, 실리콘, 마그네슘, 아연, 망간과 같은 합금 첨가제를 도입하여 얻습니다.

두랄루민 (두랄루민, 두랄루민, 합금의 산업 생산이 시작된 독일 도시의 이름에서 따옴) - 구리(Cu: 2.2-5.2%), 마그네슘(Mg: 0.2-2.7%), 망간( Mn : 0.2-1%). 경화 및 노화, 종종 알루미늄으로 늘어서 있습니다. 항공 및 운송 공학용 구조 재료입니다.

Silumin — 알루미늄(기본)과 실리콘(Si: 4-13%), 때로는 최대 23% 및 일부 다른 원소(Cu, Mn, Mg, Zn, Ti, Be)의 경합금. 복잡한 구성의 부품은 주로 자동차 및 항공 산업에서 생산됩니다.

마그날리아(Magnalia) — 마그네슘(Mg: 1-13%) 및 높은 내부식성, 우수한 용접성, 높은 가소성을 가진 기타 원소와 알루미늄 합금(베이스). 주물(마그날리아 주조), 시트, 와이어, 리벳 등을 만드는 데 사용됩니다. (변형 가능한 매그날리아).

적용 범위 측면에서 알루미늄 합금은 강철 및 주철 다음으로 두 번째입니다.

알루미늄에 대한 몇 가지 흥미로운 사실:

• 성인의 몸에는 최대 140mg의 알루미늄이 존재하며,

• 자동차의 알루미늄 1kg은 20만 킬로미터마다 10리터 이상의 휘발유를 절약합니다.

• 사과에도 알루미늄이 포함되어 있습니다 — 최대 150mg / kg,

• 우리 행성의 상부 껍질을 구성하는 원자의 20분의 1은 알루미늄 원자이고,

• 알루미늄에 대한 성인의 일일 요구량은 2.45mg으로 추정됩니다.

비전도율이 더 낮은(단련된 구리의 약 56%) 알루미늄 전도체 합금은 전기 알루미늄과 동일한 용도로 사용됩니다. 이러한 합금은 고강도, 크리프 및 기타 특수 요구 사항을 충족하는 데 사용됩니다.알루미늄 타이어는 AD31 및 AD31T 합금에서 GOST 15176-89에 따라 생산되며 덜 자주 AD0입니다.

2007년 세계 1차 알루미늄 소비량은 3752만톤으로 2006년보다 3184만톤(9.3%) 증가했다.

구리 제품 제조업체

러시아 시장에서 가장 큰 구리 생산업체 - MMC Norilsk Nickel

우리나라에서 두 번째로 큰 꿀 생산국은 UMMC 홀딩입니다.

러시아 시장의 세 번째 주요 업체는 러시아 구리 회사입니다. CJSC "Russian Copper Company"에는 러시아의 4개 지역과 카자흐스탄 영토에서 운영되는 11개 기업이 포함됩니다.

Kamensk-Uralsky OCM, Kolchuginsky OCM, Artemovsky OCM, Kirovsky OCM과 같은 여러 공장의 구리 타이어가 시장에 나와 있습니다. Kirovsky 및 Kolchuginsky OCM은 OJSC UMMC의 일부입니다.

기술 및 가격

구리 버스 생산 기술이 알려져 있고 모든 공장에서 거의 동일하기 때문에 가격 대비 품질 비율이 소비자에게 중요합니다. 국내 기업 - 업계 리더는 현재 고품질 제품을 생산하고 주로 가격으로 서로 경쟁합니다. 그러나 구리 모선의 품질에 대해 말하면 불순물이 아주 적은 양이라도 구리의 전기 전도도를 크게 감소시킨다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 그러므로 여기에는 결혼이 설 자리가 없습니다.

동시에 외국 기업과 현지 기업은 명확하게 정의된 품질 매개변수로 제품을 생산할 수 있는 혁신적인 솔루션을 제공합니다.또한 특히 중요한 순간에 구리 타이어 생산은 당사 자체 솔루션, 때로는 독창적인 솔루션에 따라 이루어집니다.

예를 들어, OJSC «KUZOTSM»은 구리-은 합금 컬렉터 테이프를 생산합니다. 이러한 합금은 작동 특성에서 구리를 능가하며 구리와 카드뮴의 합금과 달리 환경 친화적입니다. 공장은 또한 다수의 중요한 전기 프로필을 생성합니다. 특히 이들은 반 강성 타이어, 표면 적용 범위가 증가한 솔리드 타이어, 경도가 다른 섹션의 작은면을 완전히 둥글게하는 타이어 등과 같은 직사각형 구리 전기 프로파일입니다.

반강성 타이어는 영국 BS1432 표면 품질 요구 사항을 충족하고 반강성 기계적 특성을 얻기 위해 제조됩니다. 타이어는 중간 어닐링과 함께 두 번의 인발 패스를 통해 압축된 빌릿으로 만들어지며, 마무리는 기존의 솔리드 타이어 제조 방식에 비해 변형 정도가 줄어듭니다.

표면 순도가 증가된 타이어는 접촉점에서 가장 높은 전기 전도성을 제공하는 은으로 후속 전해 코팅을 목적으로 하며 이는 표면 거칠기에 대한 특별한 요구 사항을 나타냅니다(GOST 2789-73에 따라 Rz≤0.63 미크론). 고객이 요구하는 조도 지표는 KUZOTsM에서 여러 가지 기술적 방법을 통해 달성되었습니다. 즉, 인발 중 증가된 전체 감소 사용, 인발 완료 전에 인발 표면의 추가 준비 및 복합 및 모놀리식 다이에서 특수 형상 채널의 상응하는 처리 . 위의 보장된 거칠기 수준(Rz≤0.63 미크론)을 통해 타이어 표면에 주어진 두께의 코팅을 균일하게 도포할 수 있습니다.이러한 방식으로 접촉 저항이 낮고 전기 전도성이 높은 접촉면을 만들 수 있습니다.

섹션의 작은 측면이 완전히 둥글게 된 타이어, 즉 타이어 두께의 절반에 해당하는 곡률 반경을 가진 타이어는 기존 타이어에 비해 특정 이점이 있습니다. 굽힘이 없기 때문에 절연 코팅의 내마모성이 증가합니다. 프로필 모서리에서 구리를 크게 절약하고 섹션의 현재 부하 분포 지표는 개선 된 타이어입니다.

몇 달 안에 러시아 전기 제품 제조업체와 외국 경쟁업체 간의 관계는 새로운 단계로 이동해야 합니다. 이것은 WTO 가입 때문입니다. 한편으로 WTO에 가입하면 러시아 제조업체를 위한 해외 시장이 열립니다. 반면 WTO 가입은 수입관세 의무감면을 의미하며, 이는 34년 동안 거의 1.5배로 감면되어야 한다. 주요 경쟁은 제품의 품질에 있습니다.

N. 알렉산드로프. 금속 및 가격