嗨，Giktayms！ 我决定将我的指南的各个部分发布，这些指南不仅适用于电气工程，而且还适用于一般工程，包括家庭工人。 附带说明，应用示例，工作注意事项。 该手册的编写尽可能简单，从学生到老年人，每个人都可以理解。

在这一部分中，我们开始拆卸导体-银，铜，铝。



欢迎来到猫（交通）

通常没人读的介绍

翻阅各种材料科学的教科书，培训手册和科学书籍以寻找问题的答案，我感到震惊的是，学术表达方式在想要学习和认识的人们之间架起了一道墙。 就作者渴望避开尖锐边缘的渴望而言，黑暗的地方使课本变成了无聊而绝望的同质无休止的沙漠。 此外，先验的抽象水平使新手很难在实践中使用获得的知识。 所以我决定和二十一点和浪子女孩一起做我的向导。

当您收到亲爱的读者的新材料，新说明，新评论时，本指南非常生动，将对其进行补充，更改和完善。 手册的最新版本始终以摘要形式出现在我的网站上，我双手支持开放源代码和开放硬件运动，我认为知识共享应该是免费的，它将使所有人受益，因此该手册获得了Creative Commons 3.0 BY-NC-的许可SA，这意味着您可以使用它做任何事情：上传，分发，修改，仅遵守三个限制：

• 与我链接是强制性的（包括衍生作品）。
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本手册的优点：

• 全文由我撰写，并由“致谢”部分提到的优秀人员作为补充。 我没有提供我会怀疑其可靠性或相关性的信息。 因此，废话在文本中所占的比例平均低于经销商-供应商的营销文本，但高于一本好的苏联教科书。
• 我至少感觉到了大多数材料，并在设计中使用了它们，而不仅仅是在图片中看到它们。
• 该手册完全（老实说-除了我必须画出的一幅图片外）。使用OpenSource产品（Linux，GIMP，LibreOffice，上下文）编写。 只是出于体育兴趣。
• 有些部分的重点是“来源”-查找材料的提示-在哪里购买，以及要使用的名称。 当然，所有东西都可以在Aliexpress和Ebay上购买，因此未指明此选项。 如果“现在和现在”需要材料，则该项目可能有用。

通过在这里发布该指南，我真的希望亲爱的读者提供大量的建设性批评和补充。


走吧

导体

二十世纪是塑料的时代。 在各种各样的合成高分子材料出现之前，人类就使用金属和天然来源的建筑材料-木材，皮革等。 今天，我们到处都是塑料产品，从一次性餐具到汽车发动机的重载部件。 塑料在许多方面都优于金属，但它们永远不会完全取代金属，因此故事始于金属。 数以百计的书籍专门用于金属；专门用于金属的学科称为“金属科学”。

我们对电子技术方面的金属感兴趣。 作为导体，作为电子设备的一部分。 本手册尚未包括所有其他应用程序，例如结构材料。

电子技术中金属的主要特性是良好传导电流的能力。 让我们看一下各种金属的电阻率表：

金属制品	电阻率ohm * mm2 / m
银子	0.015 ... 0.0162
铜线	0.01724至0.018
金牌	0,023
铝制	0.0262 ... 0.0295
铱	0,0474
钨丝	0,053 ... 0,055
钼	0,054
锌锌	0.059
镍	0,087
铁	0,098
铂金	0.107
锡	0.12
铅	0.217至0.227
钛金	0.5562 ... 0.7837
铋	1,2

我们看到名单中的领导者：银，铜，金，铝。

银子

银-银。 贵金属。 银是最便宜的贵金属，但是太贵了，无法用它制造电线。 与铜相比，导电率提高了5％，价格相差近100倍。

应用实例

微波技术中导体涂层的形式。 由于集肤效应 ，高频电流沿着导体的表面流动，而不是沿厚度方向流动，因此波导的银薄涂层的导电性比直流导体的银涂层大。

在接触基团的合金中。 电源，信号继电器，断路器，开关的触点通常由含银合金制成。 这种触点的过渡电阻低于铜，因此不易氧化。 由于接触通常是微型的，因此在产品成本中加入少量银的成本可以忽略不计。 尽管在处理大量继电器时，银的成本使得建议使用侧面切割器将触点分成一堆以进行后续精炼。


功率继电器触点为16安培。 根据制造商的文件
触点包含银和镉。


各种继电器。 上继电器甚至具有镀银的外壳，具有独特的铜绿。 产品护照上标明了苏联生产的产品中贵金属的含量。

作为焊料中的添加剂。 高质量的焊料（硬质和软质）通常都包含银。

电介质上的导电涂层。 例如，为了在陶瓷上获得接触区域，可以在其上施加银颗粒的悬浮液，然后在烤箱中烘烤（“燃烧”方法）。

导电胶和油漆的成分。 经常导电油墨
含有银颗粒的悬浮液。 随着墨水变干，溶剂
蒸发，溶液中的颗粒越来越近，粘在一起并产生导电性
电流可以流过的桥梁。 制作这样的好食谱视频
墨水。

缺点

尽管银是一种贵金属，但它在含有
硫磺：
4Ag + 2H ₂ S + O ₂ →2Ag ₂ S + 2H ₂ O

形成深色涂层-“古铜色”。 另外，橡胶可以用作硫的来源。
这条线的橡胶绝缘层和镀银触点是一种不良组合。
变黑的银可以化学清洗。 与研磨膏（包括牙膏）不同，这是最温和的清洁方法，不会留下划痕。

铜线

铜是铜。 电流导体的主要金属。 电机绕组，绝缘电线，轮胎，柔性导体-最常见的是铜。 铜不难通过其特有的红色识别。 铜非常耐腐蚀。

应用实例

电线。 铜的主要用途是其纯净的形式。 任何添加剂都会降低导电性，因此导线的芯线通常是纯铜。


各种尺寸的软绞线。

柔性导体。 如果原则上固定设备的导体可以由任何金属制成，那么柔性导体几乎总是仅由铜制成，而铝对于这些目的来说太脆了。 它们包含许多细铜线。

散热片。 铜的导电性不仅比铝好56％，而且导热性几乎是铝的两倍。 热管，散热器，热分布板由铜制成。 由于铜比铝贵，因此散热器通常由复合材料，铜芯和其余便宜的铝制成。


CPU散热片。 中心杆由铜制成，可以很好地从处理器晶体中散热，并且带有散热片的铝制散热器已经冷却了杆本身。

在箔印刷电路板的制造中。 在任何电子设备中，印刷电路板均由介电板制成，在该介电板上粘贴了铜箔。 印刷电路板元件之间的所有连接均由铜箔走线制成。

超高真空技术。 在金属和合金中，只有不锈钢和铜适合用于粒子加速器或X射线光谱仪等仪器中的超高真空室。 真空中的所有其他金属会略微蒸发并破坏真空。

X射线管的阳极。 X射线分析需要单色X射线辐射。 它的来源通常是电子辐照的铜（光谱线CuKα），它也可以完美地消除热量。 如果需要其他辐射（Co或Fe），则可以从大型铜散热器上的一小块相应金属中获得。 这样的阳极总是被流水冷却。

关于铜有趣的事实

• 铜是一种相当昂贵的金属，因此不道德的制造商试图节省它。 低估了导线的横截面（当写入0.75 mm2时，但实际上为0.11 mm2）。 绕组中将铝涂成“铜状”；从外观上看，绕组看起来像铜，但是如果将绝缘层刮掉，事实证明它是由铝制成的。 中国和国内的制造商都认为，横截面为2.5 mm2的电缆的横截面很可能为2.3 mm2，因此在安全性和输入控制方面不会有多余。 当然，针对2.5mm 2的芯设计的横截面为2.3mm 2的芯的电气配件中的接触可靠性将较低。
• 铜使火焰变成绿色，当无法进行化学分析时，此属性用于检测矿石中的铜。 火焰中的绿色痕迹表明存在铜。 （但并非总是如此，硼离子可以使火焰呈绿色）
  
  
• 铜是一种软金属，但是如果您向铜中添加至少10％的锡，则会得到一种坚硬的弹性合金-青铜。 这是获得青铜的精通之作，成为了历史时代的名称-青铜时代。 将铍添加到铜中可以得到铍青铜，铍青铜是一种耐用的弹性合金，可以通过它制成弹簧触点。
• 铜是少数具有高熔点的软金属之一；因此，密封垫片由铜制成，例如用于高温或真空技术。 例如，汽车发动机曲轴箱塞的垫圈。
• 在机械加工（例如拉丝）过程中，铜被压紧并变硬。 为了恢复原始的柔软性和延展性，将铜在保护性气氛中“退火”，加热到500-700°C并保持一段时间。 因此，有些铜产品较硬，有些较软，例如铜管。
• 铜不会产生火花。 要在爆炸性场所（例如天然气管道）中工作，请使用本质安全的工具，涂有一层铜的钢工具或由铜合金制成的工具-青铜。 如果这种工具意外撞击到钢表面，则不会发出危险的火花。
• 由于已知纯铜的电阻温度系数，因此电阻温度计由铜制成（TCM类型-铜电阻温度计，也有TSP-铂电阻温度计）。 电阻温度计是由铜线缠绕而成的精细电阻。 通过测量其电阻，可以通过表格或公式非常准确地确定其温度。

铝制

铝-铝。 “金属翅片”是仅次于银，金和铜的第四导电性最高的金属。
尽管铝的导电性比铜差了近一半半，但比铝弱了3.4倍和三倍。
便宜几倍。 如果我们计算电导率，则从
铝将便宜6.5倍！ 铝会取代铜像导体一样无处不在
它不是几个讨厌的属性，但是缺点更多。

像纯铁一样，纯铝实际上并未用于技术中（例外
-电线和铝箔）。 任何“铝”物品都由某种铝合金组成。 合金可以包含硅，镁，铜，锌和其他金属。 它们的属性差异很大，在处理时必须考虑到这一点。 以下是一些最常见的铝牌号：

• 1199。纯净的99.99％铝。 它几乎完全以箔的形式发生。
• 1050和1060。净值分别为99.5％和99.6％。 由于它的高导热性，它有时被用作散热器的材料。 柔软，易弯曲。 电线，食品箔，餐具。
• 6061和6082。合金：6061-Si 0.6％，Mg 1.0％，Cu 0.28％，6082-Si，Mg，Mn。 第一个在美国更常见，第二个在欧洲。 易于研磨，研磨。 自制产品的最佳材料。 耐用。 易于焊接，通过钎焊合金焊接。 易于阳极氧化。 他弯得很厉害。 不适合铸造。
• 6060.组成：Mg，Si。 它比6061和6082柔软，而切割时则有点“橡皮泥”，车工对此并不喜欢。 它广泛且便宜，没有其他特殊优势。 便宜的铝合金型材很有可能成为一体。
• 5083.与镁（> 4％Mg）的合金。 优异的耐腐蚀性，耐海水。 雨中工作零件的最佳选择之一。 它也可以与其他类似品牌一起在建材商店中找到。
• 44400，他也叫Silumin。 硅含量高的合金（Si> 8％）。 铸造厂。 钎焊时熔点低，会熔化零件本身。 易碎，弯曲时折断。 在断裂处，可见特征晶体。
• 7075.Mg为2.1-2.9％，Zn为5.1-6.1％，Cu为1.2-1.6％。 一种非常奇特的合金，颜色甚至不同（氧化物膜略带金色）。 铝的硬度令人惊讶，其硬度可与低碳钢媲美。 阳极氧化严重。 完全不要焊接。 它根本不焊接。 完全不弯曲或锻造。 不适合铸造。 它经过了完美的处理，并经过了完美的抛光。 对关键物品有益。 用于自行车，武器的螺丝（M16步枪许多零件的材料）。

铝的熔化温度较低（纯铝为660°C，铸造合金为低于600°C），因此可以在以下条件下将零件铸造成砂型
车库/车间。 但是，许多品牌的铝不适合铸造。

应用实例

电线。 铝是便宜的，因此较厚的电力电缆， SIP电力线有利于用铝制造。 在老房子中，公寓布线由铝线制成（自2001年起，PUE禁止在公寓中使用铝线，只能使用铜，请参见PUE 7版本的7.1.34）。此外，在关键应用中，铝也不用作导体。


左侧是旧的铝线。 右侧是各个部分的铝电缆，
适合躺在地下。 特别是，建筑物的整个楼层都连接到右侧的电力电缆。 除外部橡胶护套外，电缆还具有铠装的钢带，以保护下面的绝缘层不受损坏，例如在开挖过程中用铁铲破坏。

散热片。 不仅家用电池是铝制的，而且散热器也是
铝制微芯片，处理器。


各种铝散热器。

设备外壳。 您计算机中的硬盘驱动器机箱由铝合金制成。 少量添加的硅可改善铝的强度性能，而硅铝合金则适用于硬盘，家用电器，变速箱等。

阳极氧化铝（在其中电化学氧化膜的铝
使其在表面上变得更厚，更坚固），并且油漆精美，美观。 氧化物
该膜（Al ₂ O _3-红宝石和蓝宝石是由相同的物质制成）非常坚硬且耐磨，但不幸的是，其下的铝很软，在强烈的影响下会像冰一样在水中破裂。

屏幕。 电磁屏蔽通常由铝箔或薄铝板制成。 您可以做一个简单的实验，一部手机
用铝箔纸包裹将失去网络-将被屏蔽。

镜子上的反射涂层。玻璃上的铝薄膜反射了89％的入射光（近似值取决于条件）（98％的银，但是由于含硫化合物而在空气中变暗）。任何激光打印机都包含一个涂有一层薄铝膜的旋转镜。


来自平板扫描仪光学系统的反射镜。请注意，与普通的家用镜子不同，光学镜的外部具有金属镀膜，在玻璃后面有反射涂层可以保护玻璃。家用镜子会产生双重反射-从玻璃表面和反射涂层反射，这在日常生活中并不像反射涂层的安全性那么重要。

电容器极板的电极。铝箔由电介质层隔开并紧紧卷成圆柱体，是电容器的一部分（但是，为减小电容器的尺寸，可以用铝喷涂代替铝箔）。氧化铝膜薄，结实并且不传导电流这一事实被用于电解电容器，该电解电容器的尺寸具有很大的电容。

缺点

铝是一种活性金属，但在空气中覆盖着一层氧化膜，可以保护金属不受破坏并掩盖其活性性质。如果阻止铝形成稳定的保护膜（例如与一滴汞一起形成），则铝会与水发生积极反应。在碱性环境中，铝会溶解，请尝试使用管道清洁剂倒入铝箔-反应会剧烈，并释放出爆炸性的氢气。铝的化学活性，再加上与铜的电负性差异很大，因此不可能直接连接这两种金属的导线。在存在水分的情况下（几乎总是在空气中），开始发生电腐蚀，同时破坏铝。


微波炉中的两个相同的变压器。剩下的一个由于铝绕组而发生故障-导线从触点中烧毁-铝与软焊料的焊接不良，试图提供接​​触以及与铜导线的焊接均导致断裂。

铝在蠕变。如果将铝线挤压得很硬，它会变形
并保持新的形状-这称为“塑性变形”。如果压缩程度
不大，不会变形，但长时间承受载荷，铝
将开始“蠕变”，并逐渐改变形状。这种肮脏的特性导致这样的事实，即
用铝线拧紧的端子会在5-10-20年后逐渐变弱，并且会
不提供旧的电气触点而闲逛。这是PUE
禁止使用细铝线向
建筑物中的用户分配电能的原因之一。在工业上，
当电工定期检查屏蔽中所有端子的密封性时，确保调节是很困难的，即所谓的屏蔽“开口” 。在家里，通常直到有烟雾的出口烧掉为止-没有人会在意接触的质量。接触不良是引起火灾的原因。

与铜相比，铝在芯线刀上的塑性风险较小，当从电线上去除绝缘层时，其导致芯线断裂的速度比铜快。因此，铝线绝缘层必须像铅笔一样以一定角度清洁，而不是末端清洁。

关于铝的有趣事实

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• — , , . , , — — Al ₂ O ₃ — .
  
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• (-) , . , , . (6061, 6082, 7075) .
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资料来源

在大型建筑商店（OBI，Leroy Merlin，Castorama）中，通常会有不同尺寸和形状的铝型材。冲压铝炊具的好来源-价格非常便宜，并且形式多样。但是要注意品牌。如果您需要6061，尤其是7075，则必须从一家专门从事金属的公司购买。

链接到手册的各个部分：

1 ：导体：银，铜，铝。
2 ：导体：铁，金，镍，钨，水银。
3 ：导体：碳，镍铬合金，热稳定合金，焊料，透明导体。
4 ：无机电介质：瓷，玻璃，云母，陶瓷，石棉，气体和水。
5 ：有机半合成电介质：纸，碱液，石蜡，油和木材。
6 ：基于酚醛树脂的合成介电体：碳酸盐（电木），getinax，textolite。
7 ：电介质：玻璃纤维（FR-4），清漆织物，橡胶和硬橡胶。
8 ：塑料：聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯。
9 ：塑料：聚四氟乙烯，聚氯乙烯，聚对苯二甲酸乙二酯和有机硅。
10 ：塑料：聚酰胺，聚酰亚胺，聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯。 塑料的使用历史。
11 ：绝缘胶带和管子。
12 ：决赛