Materiale de Mare Conductivitate

1. Caracteristici generale

In materialele conductoare de ordinul I conductia se datoreaza miscarii ordonate in raport cu corpul a electronilor de conductie sub actiunea campului electric.ele nu sufera modificari de structura sub actiunea curentului electric si rezistivitatea lor creste cu cresterea temperaturii.Din aceasta grupa fac parte metalele (in stare solida si lichida), grafitul,etc.

Conductoarele de ordinul II – numite si conductoare ionice sau electroliti – sunt solutiile bazice si acide, sarurile in stare solida sau lichida, solutii ale acestora etc.; conductia electrica in acestea se datoreaza deplasarii ionilor pozitivi si negative si are ca rezultat schimbarea treptata a compozitiei electrolitului si separarea la electrozi a produselor electrolizei.Conductivitatea de tip electronic ia valori mai mari decat cea ionica.

Vom prezenta numai materialele cu conductie electronica(indeosebi metalele) pentru ca numai ele au aplicati importante in industria electrotehnica.

Cum solicitarile metalelor sunt foarte complexe – atat ca intensitate cat si ca natura (electrice, termice, mecanice, chimice, magnetice) – si cum metalele pure nu pot suporta actiunile combinate ale acestora decat in anumite conditii, in practica se utilizeaza, de cele mai multe ori, aliaje ale caror proprietati pot sa difere considerabil de cele ale metalelor componente.

1.1 Materiale de mare conductivitate

Materialele de mare conductivitate indeplinesc functia de conductie a curentului electric opunand o rezistenta mica sau neglijabila la trecerea curentului electric prin ele. Aceste materiale sunt in special metale pure dar si unele aliaje ale lor. Pentru a putea fi utilizat ca si conductor electric materialul trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

-sa aiba rezistivitatea electrica foarte mica;

-efectul pelicular sa fie neglijabil;

-densitatea maxima de current admisibila sa fie cat mai mare;

-sa aiba conductivitate termica mare;

-proprietatile mecanice sa fie bune: rezistenta mecanica mare, elasticitate ridicata,etc;

-sa se paota prelucra usor prin laminare, trefilare sis a se lipeasca si sa se sudeze usor;

-sa prezinte rezistenta mare la coroziune.

Principlalele materiale conductoare sunt:Ag,Cu,Au,Al, si Fe, din care Au si Ag, fiind metale pretioase, se utilizeaza mai rar.

In tabelul urmator sunt date valori conductivitatii electrice a metalelor utilizate ca si materiale conductoare.

Tabel 1.1 Valorile conductivitatii electrice a metatelor

Metalul Ag Cu Au Al W Zn Ni Fe Cr Pb Mn

6,21 5,8 4,55 3,65 1,89 1,69 1,43 1,02 0,78 0,48 0,072

1,61 1,72 2,2 2,74 5,3 5,92 7 9,8 12,9 21 139

2. Tehnologia materialelor

~Istoric~

Cuprul era cunoscut şi el din cea mai veche Antichitate şi aproape sigur imediat după aur şi argint.Dar în vreme ce primele două aveau la început utilizări în confecţionarea podoabelor şi ca mijloc de schimb, apariţia cuprului, mult mai dur şi mai ieftin, şi-a putut extinde utilizările şi la fabricarea armelor şi a diferitelor ustensile (în special pluguri). Făcându-se astfel un salt important în istorie: Trecerea de la epoca de piatră la epoca bronzului, aşa cum şi de la aceasta avea să se treacă mai târziu la epoca fierului. Judecând după obiectele vechi de cupru descoperite, se poate afirma că acest metal a apărut în Egipt, cu 5.000 de ani î.e.n. şi apoi, cam cu un mileniu mai târziu,în regiunea dintre Tigru şi Eufrat, unde se dezvoltase civilizaţia sumeriană. În Egipt, pe vremea faraonului Turmes cuprul se exploata în Peninsula Sinai (azi bogată în petrol) şi şi era cunoscută sub numele de komt.

Tot în Antichitate mai apare denumirea chalcos. Cu două mii de ani înaintea erei noastre, cuprul era folosit numai la fabricarea bronzului şi, mai târziu, la confecţionarea unor podoabe, iar combinaţii ale cuprului la colorarea sticlei în albastru (folosită ca piatră scumpă, la inele, broşe etc.).

Este sigur că grecii şi apoi romanii extrăgeau cupru din insula Cipru (începând cu anul 1.500 î.e.n.). Tot pe insula Cipru se făcea prelucrarea cuprului în bronz.