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電線電纜用鋁合金元素分析

作者:百小檢 時間:2022-09-02 來源:互聯網

在電線電纜檢測中,鋁合金也常見材料之一。雖然鋁的導電性僅次于銀、銅和金,但是在輸送同等電量條件下,鋁合金導體的電線質量僅為銅線的一半,所以在電線電纜制造工業里電工用鋁桿、鋁合金線,鋁合金帶材、型材等也都是重要的使用材料。導電用鋁合金重要的檢測項目之一就是化學成分分析,成分分析除了可以確定鋁合金的牌號外,另外一個重要目的就是對其雜質元素含量進行確定。



為什么要對雜質元素分析?


我們之所以要對導電用鋁合金的雜質元素進行分析,就是因為鋁合金的制造工藝就是在純鋁中加入一定比例的合金化元素,這些添加的合金元素通常都是微量元素, 尤其是導電用鋁合金的微量元素添加百分比質量分數一般都不超過 1.0%。我們常用添加的微量合金元素為 Cu、Mg、Fe、B、Zr 等元素,但 Zr、Cr、V、 Mn、Li 和 Ti 等元素對鋁合金導體材料的電阻率有嚴重的影響。所以我們要嚴格控制 Zr、Cr、V、Mn、Li 7 和 Ti 等元素在鋁合金導體材料中的含量。

雜質元素對鋁合金電性能的影響原理分析


通常情況下,電阻率是鋁合金的標志性電性能指標。原理就是當金屬材料受到外加電場作用時,載流子處于周期性排列的離子實形成的晶格場(又稱晶格庫侖勢場) 中發生定向運動而形成電流,這時如果是合金材料,里面的微量合金元素、雜質、晶體缺陷等均會導致晶格場產生周期性破壞,那些破壞了晶格場周期性的異常離子實或晶格原子,就會碰撞或阻礙定向移動的載流子從而產生電阻,因此,合金材料的電導率高度依存于合金成分和組織結構。總結來講就是溶質原子和空位、析出相、位錯等均會引起晶格畸變,導致載流子在運動過程中發生散射,隨著合金元素的加入及加入量的增加,鋁合金的電阻率會大幅增加,因此合金元素及其存在狀態對鋁合金的導電率有著不同影響。

各類合金元素的影響差別


大量文獻資料表明,不同微量元素對鋁合金的電導率的影響存在差別的,在研究了32種合金元素對鋁合金導體材料電阻率的影響后,結果如下:

1.Zr、Cr、V、Mn、Li和Ti等元素對鋁合金導體材料的電阻率有嚴重的影響;

2.Mg、Si、Cu、Ge、Ag和Fe等元素對鋁合金導體材料的電阻率有影響;

3.Ca、Bi、Cd、Sb、Ni、Be、Tl、Pb、In、Ba、Ce、Sr、Co、Ga和Zn等元素對鋁合金導體材料的電阻率的影響較小。

所以,我們要嚴格控制Zr、Cr、V、Mn、Li和Ti等元素在鋁合金導體材料中的含量。

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