Hai Giktayms! Saya memutuskan untuk menerbitkan sebagian panduan saya untuk bahan-bahan yang tidak hanya digunakan dalam teknik elektro, tetapi juga secara umum dalam rekayasa, termasuk pekerja rumahan. Dengan deskripsi, contoh aplikasi, catatan tentang pekerjaan. Manual ini ditulis sesederhana mungkin, dan akan jelas bagi semua orang, dari siswa hingga warga senior.

Pada bagian ini, kita mulai membongkar konduktor - Perak, Tembaga, Aluminium.



Selamat Datang di Cat (TRAFFIC)

Pengantar Yang Biasanya Tidak Ada Yang Membaca

Melihat-lihat berbagai buku teks tentang sains materi, buku pedoman pelatihan, dan buku-buku ilmiah untuk mencari jawaban atas pertanyaan saya, saya ngeri betapa gaya presentasi akademik membangun tembok di antara mereka yang ingin belajar dan pengetahuan. Sejauh keinginan penulis untuk mendapatkan tepi tajam, tempat-tempat gelap mengubah buku teks menjadi gurun kebosanan dan keputusasaan yang homogen dan tak berkesudahan. Selain itu, tingkat abstraksi transendental membuatnya sangat sulit bagi orang baru untuk menggunakan pengetahuan yang diperoleh dalam praktik. Jadi saya memutuskan untuk membuat panduan saya, dengan blackjack dan gadis yang hilang.

Panduan ini penuh semangat, karena Anda menerima materi baru, klarifikasi, komentar dari Anda, para pembaca yang budiman, itu akan ditambahkan, diubah, dan menjadi lebih baik. Selalu versi terbaru dari manual ini ada di situs web saya dalam abstrak. Saya mendukung gerakan Open Source dan Open Hardware dengan kedua tangan, saya pikir bahwa berbagi pengetahuan harus gratis, itu akan menguntungkan semua orang, sehingga manual dilisensikan di bawah Creative Commons 3.0 BY-NC- SA, yang berarti Anda dapat melakukan apa saja dengan itu: mengunggah, mendistribusikan, memodifikasi, hanya mengamati tiga batasan:

• Tautan ke saya adalah wajib (termasuk karya turunan).
• Anda tidak dapat memperoleh uang dengan uang saku saya tanpa persetujuan dengan saya (larangan penggunaan komersial).
• Semua karya turunan harus didistribusikan dalam kondisi yang sama.

Manfaat dari manual ini:

• Seluruh teks ditulis oleh saya dan ditambah oleh orang-orang hebat yang disebutkan di bagian Ucapan Terima Kasih. Saya tidak memasukkan informasi yang keandalan atau relevansinya saya ragu. Oleh karena itu, pangsa omong kosong dalam teks rata-rata lebih rendah daripada dalam teks pemasaran pemasok-reseller, tetapi lebih tinggi daripada di buku teks Soviet yang baik.
• Setidaknya saya merasakan sebagian besar bahan, menggunakannya dalam desain saya, dan tidak melihatnya hanya dalam gambar.
• Manual ini sepenuhnya (jujur ​​sepenuhnya - dengan pengecualian satu gambar yang harus saya gambar apa yang bisa saya lakukan.) Disiapkan menggunakan produk OpenSource (Linux, GIMP, LibreOffice, konteks). Hanya karena minat olahraga.
• Beberapa bagian memiliki poin “Sumber” - kiat untuk menemukan bahan - tempat membeli, dengan nama apa yang harus dicari. Tentu saja, semuanya bisa dibeli di Aliexpress dan di Ebay, jadi opsi ini tidak ditunjukkan. Barang itu mungkin berguna jika bahannya dibutuhkan "di sini dan sekarang."

Dengan menerbitkan panduan ini di sini, saya benar-benar berharap banyak kritik membangun dan tambahan dari Anda, para pembaca yang budiman.


Ayo pergi!

Konduktor

Abad kedua puluh adalah zaman plastik. Sebelum munculnya berbagai bahan polimer sintetik, manusia menggunakan logam dan bahan-bahan asal alami dalam konstruksi - kayu, kulit, dll. Hari ini kita dipenuhi dengan produk plastik, dari peralatan makan sekali pakai hingga bagian-bagian mesin mobil yang sarat muatan. Plastik dalam banyak hal lebih unggul dari logam, tetapi mereka tidak akan pernah menggusur mereka sepenuhnya, sehingga cerita dimulai dengan logam. Ratusan buku didedikasikan untuk logam, disiplin yang ditujukan untuk mereka disebut "ilmu logam."

Kami tertarik pada logam dalam hal teknologi elektronik. Sebagai konduktor, sebagai bagian dari perangkat elektronik. Semua aplikasi lain - misalnya, seperti bahan struktural, belum dimasukkan dalam manual ini.

Properti utama logam dalam teknologi elektronik adalah kemampuan untuk mengalirkan arus listrik dengan baik. Mari kita lihat tabel resistivitas berbagai logam:

Logam	Tahanan ohm * mm2 / m
Perak	0,015 ... 0,0162
Tembaga	0,01724 ... 0,018
Emas	0,023
Aluminium	0,0262 ... 0,0295
Iridium	0,0474
Tungsten	0,053 ... 0,055
Molibdenum	0,054
Seng	0,059
Nikel	0,087
Besi	0,098
Platinum	0,107
Timah	0,12
Timbal	0,217 ... 0,227
Titanium	0,5562 ... 0,7837
Bismut	1,2

Kami melihat pemimpin daftar kami: Ag, Cu, Au, Al.

Perak

Ag - Perak. Logam mulia. Perak adalah yang termurah dari logam mulia, tetapi meskipun begitu terlalu mahal untuk membuat kawat darinya. 5% konduktivitas lebih baik dibandingkan dengan tembaga, dengan perbedaan harga hampir 100 kali lipat.

Contoh aplikasi

Dalam bentuk pelapis konduktor dalam teknologi gelombang mikro. Karena efek kulit , arus frekuensi tinggi mengalir di sepanjang permukaan konduktor, dan tidak dalam ketebalannya, sehingga lapisan tipis pandu gelombang dengan perak memberikan peningkatan konduktivitas yang lebih besar daripada lapisan perak konduktor untuk arus searah.

Dalam paduan kelompok kontak. Kontak daya, relay sinyal, pemutus sirkuit, sakelar paling sering dibuat dari paduan yang mengandung perak. Resistansi transisi dari kontak semacam itu lebih rendah dari tembaga, ia kurang rentan terhadap oksidasi. Karena kontak biasanya miniatur, biaya tambahan kecil perak untuk biaya produk dapat diabaikan. Meskipun ketika membuang sejumlah besar relay, biaya perak membuatnya disarankan untuk bekerja dengan pemotong samping untuk memisahkan kontak menjadi tumpukan untuk pemurnian berikutnya.


Kontak relai daya pada 16 Amps. Menurut dokumentasi pabrikan
Kontak tersebut mengandung perak dan kadmium.


Berbagai relay. Estafet atas bahkan memiliki kasing perak dengan patina yang khas. Konten logam mulia dalam produk yang diproduksi di Uni Soviet ditunjukkan dalam paspor produk.

Sebagai aditif dalam solder. Solder berkualitas tinggi (baik keras maupun lunak) sering mengandung perak.

Pelapis konduktif pada dielektrik. Misalnya, untuk mendapatkan area kontak pada keramik, suspensi partikel perak diterapkan padanya, diikuti dengan memanggang dalam oven (metode "pembakaran").

Komponen perekat dan cat konduktif listrik. Tinta konduktif sering
mengandung suspensi partikel perak. Saat tinta mengering, pelarut
menguap, partikel dalam larutan semakin dekat, saling menempel dan menciptakan konduktif
jembatan di mana arus dapat mengalir. Video resep yang bagus untuk membuatnya
tinta

Kekurangan

Terlepas dari kenyataan bahwa perak adalah logam mulia, ia teroksidasi dalam media yang mengandung
belerang:
4Ag + 2H ₂ S + O ₂ → 2Ag ₂ S + 2H ₂ O

Lapisan gelap terbentuk - "patina". Juga, karet dapat berfungsi sebagai sumber belerang.
Kawat ini dalam isolasi karet dan kontak berlapis perak - kombinasi yang buruk.
Perak gelap dapat dibersihkan secara kimia . Tidak seperti pasta abrasif (termasuk pasta gigi), ini adalah metode pembersihan paling lembut yang tidak meninggalkan goresan.

Tembaga

Cu adalah tembaga. Logam utama dari konduktor saat ini. Gulungan motor, kabel berinsulasi, ban, konduktor fleksibel - paling sering ini adalah tembaga. Tembaga tidak sulit dikenali dengan warna kemerahan yang khas. Tembaga cukup tahan terhadap korosi.

Contoh aplikasi

Kabel. Penggunaan utama tembaga dalam bentuk murni. Aditif apa pun mengurangi konduktivitas listrik, sehingga inti kabel biasanya tembaga murni.


Kabel untai fleksibel dengan berbagai ukuran.

Konduktor fleksibel. Jika konduktor untuk alat stasioner dapat, pada prinsipnya, terbuat dari logam apa pun, maka konduktor fleksibel hampir selalu terbuat hanya dari tembaga, aluminium terlalu rapuh untuk keperluan ini. Mereka mengandung banyak urat tembaga tipis.

Heat sink. Tembaga melakukan arus tidak hanya 56% lebih baik dari aluminium, tetapi juga memiliki konduktivitas termal hampir dua kali lebih baik. Pipa panas, radiator, pelat distribusi panas terbuat dari tembaga. Karena tembaga lebih mahal daripada aluminium, radiator sering dibuat komposit, inti dari tembaga, dan sisanya dari aluminium yang lebih murah.


Radiator pendingin CPU. Batang tengah terbuat dari tembaga, menghilangkan panas dengan baik dari kristal prosesor, dan radiator aluminium dengan sirip maju sudah mendinginkan batang itu sendiri.

Dalam pembuatan papan sirkuit cetak foil. Papan sirkuit tercetak, dalam perangkat elektronik apa pun, terbuat dari pelat dielektrik tempat kertas tembaga dilem. Semua koneksi antara elemen-elemen papan sirkuit tercetak terbuat dari track tembaga foil.

Teknik vakum sangat tinggi. Dari logam dan paduan, hanya stainless steel dan tembaga yang cocok untuk ruang vakum ultrahigh dalam instrumen seperti akselerator partikel atau spektrometer x-ray. Semua logam lain dalam ruang hampa sedikit menguap dan merusak ruang hampa.

Anoda tabung sinar-X. Analisis sinar-X membutuhkan radiasi sinar-X monokromatik. Sumbernya sering tembaga yang diiradiasi elektron (garis spektral Cu Kα), yang juga menghilangkan panas dengan sempurna. Jika radiasi lain (Co atau Fe) diperlukan, itu diperoleh dari sepotong kecil logam yang sesuai pada heat sink tembaga besar-besaran. Anoda seperti itu selalu didinginkan dengan air mengalir.

Fakta menarik tentang tembaga

• Tembaga adalah logam yang cukup mahal, sehingga produsen yang tidak bermoral mencoba untuk menghematnya. Meremehkan potongan melintang kabel (ketika 0,75 mm2 ditulis, tetapi sebenarnya 0,11 mm2). Aluminium dicat "seperti tembaga" di belitan, secara eksternal, gulungan terlihat seperti tembaga, tetapi jika insulasi dihilangkan, ternyata terbuat dari aluminium. Baik produsen Cina dan domestik berdosa, kabel dengan penampang 2,5 mm2 mungkin berubah menjadi penampang 2,3 mm2, sehingga margin keamanan dan kontrol input tidak akan berlebihan. Tentu saja, keandalan kontak dalam kelengkapan listrik inti dengan penampang 2.3 mm2, yang dirancang untuk inti 2.5 mm2, akan rendah.
• Tembaga mengubah nyala api hijau, properti ini digunakan untuk mendeteksi tembaga dalam bijih ketika analisis kimia tidak tersedia. Jejak hijau dalam nyala api adalah indikator keberadaan tembaga. (tapi tidak selalu, ion boron dapat memberi warna hijau pada nyala api)
  
  
• Tembaga adalah logam lunak, tetapi jika Anda menambahkan setidaknya 10% timah ke tembaga, Anda akan mendapatkan paduan keras dan elastis - perunggu. Itu adalah penguasaan untuk mendapatkan perunggu yang berfungsi sebagai nama untuk era sejarah - Zaman Perunggu. Penambahan berilium ke tembaga memberi perunggu berilium - paduan elastis yang tahan lama tempat kontak pegas.
• Tembaga adalah salah satu dari sedikit logam lunak dengan titik lebur yang tinggi, oleh karena itu, segel gasket dibuat dari tembaga, misalnya, untuk teknologi suhu tinggi atau vakum. Misalnya, paking steker kotak mesin mobil.
• Selama pemrosesan mekanis (misalnya, menggambar), tembaga dipadatkan dan menjadi kaku. Untuk mengembalikan kelembutan dan keuletan asli, tembaga "dianil" dalam atmosfer pelindung, dipanaskan hingga 500-700 ° C dan ditahan selama beberapa waktu. Oleh karena itu, beberapa produk tembaga keras dan ada yang lunak, seperti pipa tembaga.
• Tembaga tidak menghasilkan bunga api. Untuk bekerja di tempat yang mudah meledak, seperti pipa gas, gunakan alat yang aman secara intrinsik, alat baja yang dilapisi dengan lapisan tembaga atau alat yang terbuat dari paduan tembaga - perunggu. Jika alat seperti itu secara tidak sengaja menyerang permukaan baja, itu tidak akan menimbulkan percikan api yang berbahaya.
• Karena koefisien suhu resistensi untuk tembaga murni diketahui, termometer resistensi dibuat dari tembaga (tipe TCM - Copper Resistance Thermometer, ada juga TSP - Platinum Resistance Thermometer). Termometer resistansi adalah luka resistor dari kawat tembaga. Dengan mengukur ketahanannya, dimungkinkan untuk menentukan suhunya cukup akurat berdasarkan tabel atau formula.

Aluminium

Al - Aluminium. "Logam bersayap" adalah yang paling konduktif keempat setelah perak, emas dan tembaga.
Meskipun aluminium melakukan arus hampir satu setengah kali lebih buruk daripada tembaga, aluminium 3,4 kali dan tiga kali lebih ringan
kali lebih murah. Dan jika kita menghitung konduktivitas, maka konduktor tembaga setara dari
aluminium akan menjadi 6,5 kali lebih murah! Aluminium akan menggantikan tembaga seperti konduktor di mana-mana jika
tidak akan menjadi beberapa sifat buruk, tetapi lebih pada kekurangan.

Aluminium murni, seperti besi murni, praktis tidak digunakan dalam teknologi (pengecualian
- kabel dan foil). Barang "aluminium" apa pun terdiri dari beberapa jenis paduan aluminium. Paduan dapat mengandung silikon, magnesium, tembaga, seng dan logam lainnya. Properti mereka sangat berbeda, dan ini harus diperhitungkan saat memproses. Berikut ini adalah beberapa nilai aluminium yang paling umum:

• 1199. Aluminium 99,99% murni. Itu terjadi hampir secara eksklusif dalam bentuk foil.
• 1050 dan 1060. Net masing-masing 99,5% dan 99,6%. Karena konduktivitas termal yang tinggi, kadang-kadang digunakan sebagai bahan radiator. Lembut, mudah ditekuk. Kabel, foil makanan, piring.
• 6061 dan 6082. Paduan: 6061 - Si 0,6%, Mg 1,0%, Cu 0,28%, 6082 - Si, Mg, Mn. Yang pertama lebih umum di Amerika Serikat, yang kedua - di Eropa. Mudah digiling, gilingan. Bahan terbaik untuk produk buatan sendiri. Tahan lama Mudah dilas, disolder dengan paduan brazing. Mudah dianodisasi. Dia membungkuk dengan buruk. Tidak cocok untuk casting.
• 6060. Komposisi: Mg, Si. Ini lebih lunak dari 6061 dan 6082, sementara memotongnya sedikit "plastisin", yang membuat belokan tidak menyukainya. Ini tersebar luas dan murah, tidak memiliki keunggulan khusus lainnya. Profil aluminium paduan murah memiliki peluang bagus untuk menjadi satu.
• 5083. Paduan dengan magnesium (> 4% Mg). Ketahanan korosi yang luar biasa, tahan terhadap air laut. Salah satu opsi terbaik untuk suku cadang yang bekerja di tengah hujan. Itu juga dapat ditemukan di toko bahan bangunan, bersama dengan merek lain yang serupa.
• 44400, ia juga disebut Silumin. Paduan dengan persentase besar silikon (Si> 8%). Pengecoran. Titik leleh rendah, saat mematri, risiko melelehkan bagian itu sendiri. Rapuh, pecah saat bengkok. Pada fraktur, kristal karakteristik terlihat.
• 7075. 2.1-2.9% Mg, 5.1-6.1% Zn, 1.2-1.6% Cu. Paduan yang sangat aneh, bahkan berbeda warna (lapisan oksida agak keemasan). Sangat sulit untuk aluminium, sebanding dengan kekerasan pada baja ringan. Anodized buruk. Jangan solder sama sekali. Itu tidak mengelas sama sekali. Tidak membungkuk atau memalsukan sama sekali. Tidak cocok untuk casting. Ini diproses dengan sempurna dan dipoles dengan sempurna. Bagus untuk barang-barang penting. Digunakan untuk sekrup di sepeda, senjata (bahan dari banyak bagian senapan M16).

Suhu leleh yang relatif rendah (660 ° C untuk murni, kurang dari 600 ° C untuk paduan cor) aluminium memungkinkan untuk membuang bagian ke dalam bentuk pasir di bawah kondisi
garasi / bengkel. Namun, banyak merek aluminium tidak cocok untuk casting.

Contoh aplikasi

Kabel. Aluminium murah, jadi kabel listrik tebal, SIP , saluran listrik menguntungkan untuk dibuat dari aluminium. Di rumah-rumah tua, kabel apartemen terbuat dari kawat aluminium (sejak tahun 2001 PUE melarang penggunaan kabel aluminium di apartemen, hanya tembaga, lihat edisi PUE 7 klausul 7.1.34) Selain itu, aluminium tidak digunakan sebagai konduktor dalam aplikasi kritis.


Di sebelah kiri adalah kawat aluminium tua. Di sebelah kanan adalah kabel aluminium dari berbagai bagian,
cocok untuk berbaring di tanah. Secara khusus, seluruh lantai bangunan terhubung ke kabel daya listrik di sebelah kanan. Kabel, selain selubung karet luar, memiliki pita baja lapis baja untuk melindungi insulasi yang mendasarinya dari kerusakan, misalnya, dengan sekop selama penggalian.

Heat sink. Tidak hanya baterai rumah yang terbuat dari aluminium, tetapi juga radiator
microchip, prosesor, terbuat dari aluminium.


Berbagai radiator aluminium.

Kasing perangkat. Penutup hard drive di komputer Anda terbuat dari paduan aluminium. Tambahan kecil silikon meningkatkan sifat kekuatan aluminium, paduan silumin adalah kasus hard drive, peralatan rumah tangga, gearbox, dll.

Aluminium anodized (aluminium di mana film oksida secara elektrokimia
dibuat lebih tebal dan kuat di permukaan) itu dicat dengan baik dan hanya indah. Oksida
film (Al2O3 - rubi dan batu permata safir terbuat dari bahan yang sama) cukup keras dan tahan aus, tetapi sayangnya aluminium di bawahnya lunak dan pecah seperti es di atas air di bawah pengaruh kuat.

Layar. Pelindung elektromagnetik sering terbuat dari aluminium foil atau lembaran aluminium tipis. Anda dapat melakukan percobaan sederhana, ponsel
terbungkus foil akan kehilangan jaringan - itu akan dilindungi.

Lapisan reflektif pada cermin. 89% ( , ) ( 98%, - ). , .


. , , , . — , , .

. , — (, ). , , , , .

— , , . , , . , — , . , . ( ) .


. — — , .

. ,
— « ».
, , —
«» . ,
5-10-20
, . ,

. — «»
, . , — . — .

, , , , , , , , .

• — , , . ( «. », « », «. ». , , , .) . — , 2400° , , . , .
• . , — + .
• — , , . , , — — Al ₂ O ₃ — .
  
  . , , . , , , .
• . .
  
  
  . .
• (-) , . , , . (6061, 6082, 7075) .
• , TIG- . , . , .

. ! , , .

Sumber

Di toko konstruksi besar (OBI, Leroy Merlin, Castorama) biasanya ada profil aluminium dalam berbagai ukuran dan bentuk. Sumber yang baik dapat dicap peralatan masak aluminium - sangat murah dan ada berbagai bentuk. Namun perhatikan merek. Jika Anda membutuhkan 6061 dan terutama 7075, Anda harus membelinya dari perusahaan yang berspesialisasi dalam logam.

Tautan ke bagian manual:

1 : Konduktor: Perak, Tembaga, Aluminium.
2 : Konduktor: Besi, Emas, Nikel, Tungsten, Merkuri.
3 : Konduktor: Karbon, nikrom, paduan termostabil, solder, konduktor transparan.
4 : Dielektrik anorganik: Porselen, gelas, mika, keramik, asbes, gas, dan air.
5 : Dielektrik semi-sintetik organik: Kertas, alkali, parafin, minyak dan kayu.
6 : Sintesis dielektrik berdasarkan resin fenol-formaldehida: karbolit (bakelite), getinax, textolite.
7 : Dielektrik: Fiberglass (FR-4), kain pernis, karet dan karet keras.
8 : Plastik: polietilen, polipropilen dan polistirena.
9 : Plastik: polytetrafluoroethylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate dan silikon.
10 : Plastik: poliamida, polimida, polimetil metakrilat dan polikarbonat. Sejarah penggunaan plastik.
11 : Kaset dan tabung isolasi.
12 : Final