Mis: elektr o'tkazuvchanligi, xususiyatlari, xususiyatlari va qo'llanilishi

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-17 19:12

Zamonaviy sanoatning ko'plab tarmoqlarida mis kabi material juda keng qo'llaniladi. Ushbu metallning elektr o'tkazuvchanligi juda yuqori. Bu uni birinchi navbatda elektrotexnika sohasida qo'llashning maqsadga muvofiqligini tushuntiradi. Mis mukammal ishlash ko'rsatkichlariga ega o'tkazgichlarni ishlab chiqaradi. Albatta, bu metall nafaqat elektrotexnika, balki boshqa sohalarda ham qo'llaniladi. Uning talabi, jumladan, bir qator tajovuzkor muhitlarda korroziyaga chidamlilik, refrakterlik, plastiklik va boshqalar kabi fazilatlari bilan izohlanadi.

Tarixiy ma'lumot

Mis insoniyatga qadimdan ma'lum bo'lgan metalldir. Odamlarning ushbu material bilan erta tanishishi, birinchi navbatda, tabiatda nuggetlar shaklida keng tarqalishi bilan izohlanadi. Ko'pgina olimlarning fikriga ko'ra, bu kislorod birikmalaridan inson tomonidan olingan birinchi metall mis edi. Bir vaqtlar toshlar shunchaki olovda isitiladi va keskin soviydi, buning natijasida ularyorilib ketgan. Keyinchalik misni qayta ishlash olovlarda ko'mir qo'shilishi va ko'rfaz bilan puflash bilan amalga oshirila boshlandi. Ushbu usulning takomillashtirilishi oxir-oqibat milya pechining yaratilishiga olib keldi. Keyinchalik ham bu metall rudalarni oksidlovchi eritish orqali olina boshladi.

Mis: materialning elektr o'tkazuvchanligi

Tinch holatda har qanday metalning barcha erkin elektronlari yadro atrofida aylanadi. Tashqi ta'sir manbai ulanganda, ular ma'lum bir ketma-ketlikda joylashgan bo'lib, oqim tashuvchilarga aylanadi. Metallning ikkinchisini o'zidan o'tkazish qobiliyati darajasi elektr o'tkazuvchanligi deb ataladi. Xalqaro SIda uning o'lchov birligi Siemens bo'lib, 1 sm=1 ohm-1 sifatida belgilangan.

Misning elektr o'tkazuvchanligi juda yuqori. Ushbu ko'rsatkich bo'yicha u bugungi kunda ma'lum bo'lgan barcha asosiy metallardan ustundir. Faqat kumush oqimdan yaxshiroq o'tadi. Misning elektr o'tkazuvchanligi +20 °C haroratda 57x104 sm-1. Ushbu xususiyat tufayli ushbu metall hozirda sanoat va maishiy maqsadlarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan o'tkazgich hisoblanadi.

Mis doimiy elektr yuklariga mukammal darajada bardosh beradi, shuningdek, ishonchliligi va chidamliligi bilan ajralib turadi. Boshqa narsalar qatorida, bu metall yuqori erish nuqtasi (1083,4 ° S) bilan ham ajralib turadi. Va bu, o'z navbatida, misning isitiladigan holatda uzoq vaqt ishlashiga imkon beradi. Oqim o'tkazgich sifatida tarqalganlik nuqtai nazaridan, faqatalyuminiy.

Misning elektr o'tkazuvchanligiga aralashmalarning ta'siri

Albatta, bizning davrimizda bu qizil metallni eritish uchun antik davrga qaraganda ancha ilg'or usullar qo'llaniladi. Biroq, bugungi kunda ham butunlay sof Cu olish deyarli mumkin emas. Misda har doim turli xil aralashmalar mavjud. Bu, masalan, kremniy, temir yoki berilliy bo'lishi mumkin. Ayni paytda, mis tarkibidagi aralashmalar qanchalik ko'p bo'lsa, uning elektr o'tkazuvchanligi shunchalik past bo'ladi. Masalan, simlarni ishlab chiqarish uchun faqat etarlicha toza metall mos keladi. Qoidalarga ko'ra, bu maqsadda aralashmalari miqdori 0,1% dan oshmaydigan misdan foydalanish mumkin.

Ko'pincha bu metallda oltingugurt, mishyak va surmaning ma'lum foizi mavjud. Birinchi modda materialning plastisitivligini sezilarli darajada kamaytiradi. Mis va oltingugurtning elektr o'tkazuvchanligi juda farq qiladi. Bu nopoklik umuman oqim o'tkazmaydi. Ya'ni, bu yaxshi izolyator. Biroq, oltingugurt misning elektr o'tkazuvchanligiga deyarli ta'sir qilmaydi. Xuddi shu narsa issiqlik o'tkazuvchanligiga ham tegishli. Surma va mishyak bilan teskari rasm kuzatiladi. Bu elementlar misning elektr o'tkazuvchanligini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin.

Qotishmalar

Mis kabi egiluvchan materialning mustahkamligini oshirish uchun har xil turdagi qo'shimchalar ham qo'llanilishi mumkin. Ular shuningdek, uning elektr o'tkazuvchanligini kamaytiradi. Ammo boshqa tomondan, ulardan foydalanish har xil turdagi mahsulotlarning xizmat muddatini sezilarli darajada uzaytirishi mumkin.

Ko'pincha misga chidamli qo'shimcha sifatida ishlatiladiCD (0,9%) ishlatiladi. Natijada kadmiy bronza hosil bo'ladi. Uning o'tkazuvchanligi misning 90% ni tashkil qiladi. Ba'zida alyuminiy kadmiy o'rniga qo'shimcha sifatida ham ishlatiladi. Ushbu metallning o'tkazuvchanligi misning 65% ni tashkil qiladi. Kalay, fosfor, xrom, berilliy kabi boshqa materiallar va moddalar simlarning mustahkamligini oshirish uchun qo'shimcha sifatida ishlatilishi mumkin. Natijada ma'lum bir darajadagi bronza. Mis va rux birikmasi guruch deb ataladi.

Qotishma xususiyatlari

Metallarning elektr o'tkazuvchanligi nafaqat ulardagi aralashmalar miqdoriga, balki boshqa ko'rsatkichlarga ham bog'liq bo'lishi mumkin. Masalan, isitish harorati ko'tarilgach, misning o'zidan oqim o'tkazish qobiliyati pasayadi. Hatto uni qilish usuli ham bunday simning elektr o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi. Kundalik hayotda va ishlab chiqarishda yumshoq tavlangan mis o'tkazgichlardan ham, qattiq tortilganlardan ham foydalanish mumkin. Birinchi nav o'zidan oqim o'tkazish qobiliyatiga ega.

Lekin, albatta, ishlatiladigan qo'shimchalar va ularning miqdori misning elektr o'tkazuvchanligiga eng ko'p ta'sir qiladi. Quyidagi jadval o'quvchiga ushbu metallning eng keng tarqalgan qotishmalarining joriy tashish qobiliyatiga oid to'liq ma'lumotni taqdim etadi.

Mis qotishmalarining elektr o'tkazuvchanligi

Qotishma	Holat (O-tavlangan, T-qattiq chizilgan)	Oʻtkazuvchanlik (%)
Sof mis	O	101
	T	98
Qalay bronza (0,75 %)	O	55-60
	T	50-55
Kadmiy bronza (0,9%)	O	95
	T	83-90
Alyuminiy bronza (2,5% A1, 2% Sn)	O	15-18
	T	15-18
Fosforli bronza (7% Sn, 0,1% S)	O	10-15
	T	10-15

Guruch va misning elektr o'tkazuvchanligi solishtirish mumkin. Biroq, birinchi metall uchun bu ko'rsatkich, albatta, biroz pastroq. Ammo ayni paytda u bronzalardan yuqori. Guruch o'tkazgich sifatida keng qo'llaniladi. U oqimni misdan ko'ra yomonroq uzatadi, lekin ayni paytda u kamroq xarajat qiladi. Ko'pincha kontaktlar, qisqichlar va radio jihozlarining turli qismlari guruchdan tayyorlanadi.

Yuqori chidamli mis qotishmalari

Bunday Supero'tkazuvchilar materiallar asosan rezistorlar, reostatlar, o'lchash asboblari va elektr isitish moslamalarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Ushbu maqsadlar uchun eng ko'p ishlatiladigan mis qotishmalari konstantan va manganindir. Birinchisining qarshiligi (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) 0,42-0,48 mkOm/m, ikkinchisining (60% Cu, 40% Ni) 0,48-0,52 mkOm/m.

Koeffitsient bilan bog'liqlikissiqlik o'tkazuvchanligi

Misning elektr o’tkazuvchanligi 59500000 S/m. Bu ko'rsatkich, yuqorida aytib o'tilganidek, to'g'ri, lekin faqat +20 ^oS haroratda. Har qanday metallning issiqlik o'tkazuvchanligi va o'ziga xos o'tkazuvchanligi o'rtasida ma'lum bog'liqlik mavjud. Uning Wiedemann-Franz qonunini o'rnatadi. U yuqori haroratda metallar uchun bajariladi va quyidagi formulada ifodalanadi: K/g=p² / 3 (k/e)^{2 T, bu erda y - o'tkazuvchanlik, k - Boltsman doimiysi, e - elementar zaryad.}

Albatta, mis kabi metall bilan ham xuddi shunday aloqa mavjud. Uning issiqlik o'tkazuvchanligi va elektr o'tkazuvchanligi juda yuqori. U kumushdan keyin ikkinchi o‘rinda, bu ikkala ko‘rsatkichda.

Mis va alyuminiy simlarni ulash

So'nggi paytlarda kundalik hayotda va sanoatda yanada yuqori quvvatli elektr jihozlari qo'llanila boshlandi. Sovet davrida simlar asosan arzon alyuminiydan qilingan. Afsuski, uning operatsion xususiyatlari endi yangi talablarga mos kelmaydi. Shuning uchun, bugungi kunda kundalik hayotda va sanoatda juda tez-tez alyuminiy simlar misga almashtiriladi. Ikkinchisining asosiy afzalligi, refrakterligidan tashqari, oksidlanish jarayonida ularning o'tkazuvchanlik xususiyatlarining kamaymasligidir.

Elektr tarmoqlarini yangilashda koʻpincha alyuminiy va mis simlarni ulash kerak boʻladi. Buni bevosita qila olmaysiz. Aslida, alyuminiy va misning elektr o'tkazuvchanligi unchalik farq qilmaydi. Lekin faqat o'z-o'zidanbu metallar. Alyuminiy va misning oksidlanish plyonkalari turli xil xususiyatlarga ega. Shu sababli, kavşakdagi o'tkazuvchanlik sezilarli darajada kamayadi. Alyuminiyning oksidlanish plyonkasi misga qaraganda ancha chidamli. Shuning uchun, bu ikki turdagi o'tkazgichlarning ulanishi faqat maxsus adapterlar orqali amalga oshirilishi kerak. Bu, masalan, metallarni oksid paydo bo'lishidan himoya qiluvchi pasta o'z ichiga olgan qisqichlar bo'lishi mumkin. Adapterlarning ushbu versiyasi odatda ko'chada simlarni ulashda ishlatiladi. Filial qisqichlari ko'pincha bino ichida qo'llaniladi. Ularning dizayni alyuminiy va mis o'rtasidagi to'g'ridan-to'g'ri aloqani istisno qiladigan maxsus plastinkani o'z ichiga oladi. Uy sharoitida bunday o'tkazgichlar bo'lmasa, simlarni to'g'ridan-to'g'ri burish o'rniga, oraliq "ko'prik" sifatida yuvish va gaykadan foydalanish tavsiya etiladi.

Jismoniy xususiyatlar

Shunday qilib, biz misning qanday elektr o'tkazuvchanligiga ega ekanligini bilib oldik. Ushbu ko'rsatkich ushbu metallni tashkil etuvchi aralashmalarga qarab farq qilishi mumkin. Biroq, sanoatda misga bo'lgan talab uning boshqa foydali fizik xususiyatlari bilan ham belgilanadi, ularni quyidagi jadvaldan olish mumkin.

Cuning fizik xususiyatlari

Parametr	Manosi
Grid	FCC, a=3,6074 Å
Atom radiusi	1, 28 Å
Oʻziga xos issiqlik sigʻimi	385, 48 J/(kg K) da +20 oS
Issiqlik o'tkazuvchanligi	394, 279 Vt/(m K) da +20 oC
Elektr qarshilik	1, 68 10-8 ohm m
Chiziqli kengayish koeffitsienti	17, 0 10-6
Qattiqlik	350 Mn/m2
Chizilish kuchi	220 Mn/m2

Kimyoviy xossalari

Ushbu xususiyatlarga ko'ra, elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi juda yuqori bo'lgan mis davriy tizimning sakkizinchi guruh birinchi triadasi elementlari va birinchi guruh ishqoriy elementlari o'rtasida oraliq o'rinni egallaydi. Uning asosiy kimyoviy xossalariga quyidagilar kiradi:

• murakkab shakllanishga moyillik;
• rangli birikmalar va erimaydigan sulfidlarni ishlab chiqarish qobiliyati.

Misning eng xarakterli xususiyati ikki valentli holatdir. Ishqoriy metallar bilan deyarli hech qanday o'xshashlik yo'q. Uning kimyoviy faolligi ham past. CO_{2 yoki namlik mavjudligida mis yuzasida yashil karbonat plyonkasi hosil bo'ladi. Barcha mis tuzlari zaharli hisoblanadi. Mono va ikki valentli holatda bu metall juda barqaror kompleks birikmalar hosil qiladi. Sanoat uchun eng muhimi ammiakdir.}

Foydalanish maydoni

Misning yuqori issiqlik va elektr o’tkazuvchanligi uning turli sanoat tarmoqlarida keng qo’llanilishini belgilaydi. Albatta, ko'pincha bu metall elektrotexnikada qo'llaniladi. Biroq, bu uning qo'llanilishining yagona sohasi emas. Boshqa narsalar qatorida mis ishlatilishi mumkin:

• zargarlik buyumlarida;
• arxitekturada;
• santexnika va isitish tizimlarini yig'ishda;
• gaz quvurlarida.

Har xil turdagi zargarlik buyumlarini ishlab chiqarish uchun asosan mis va oltin qotishmasi ishlatiladi. Bu sizga zargarlik buyumlarining deformatsiya va aşınma qarshiligini oshirish imkonini beradi. Arxitekturada mis tomlar va jabhalarni qoplash uchun ishlatilishi mumkin. Ushbu tugatishning asosiy afzalligi - chidamlilik. Misol uchun, taniqli me'moriy yodgorlik - Germaniyaning Xildesxaym shahridagi katolik soborining tomi ushbu metalldan yasalgan plitalar bilan qoplangan. Ushbu binoning mis tomi deyarli 700 yil davomida ichki makonini himoya qilib kelgan.

Muhandislik kommunikatsiyalari

Mis sanitariya-tesisatning asosiy afzalliklari ham chidamlilik va ishonchlilikdir. Bundan tashqari, bu metall suvga o'ziga xos noyob xususiyatlarni berishga qodir, bu uni tana uchun foydali qiladi. Gaz quvurlari va isitish tizimlarini yig'ish uchun mis quvurlar ham idealdir - asosan korroziyaga chidamliligi va egiluvchanligi tufayli. Favqulodda ko'tarilish holatlaridabosim bunday chiziqlar po'latdan ko'ra ancha katta yukga bardosh bera oladi. Mis quvurlarining yagona kamchiliklari uning yuqori narxidir.