Соединение алюминия с медью: Как правильно соединить провода алюминий и медь

Содержание

Как соединить алюминиевый и алюминиевый провод между собой правильно?

Когда требуется соединить между собой 2 разных участка провода, то необходимо кроме качественного контакта, получить достаточную прочность участка, где эти провода соединяются между собой.

Если принимать во внимание нормативные документы, которые действуют на территории нашей страны, то соединять алюминиевые провода между собой допустимо с помощью различных способов:

  1. Сварка.
  2. Опрессовка.
  3. Спаивание.
  4. Соединение при помощи клемм.

Несмотря на то, что все эти способы соединения, указанные в нормативных документах, представлены в качестве универсальных, далеко не каждый из них окажется подходящим при работе с алюминиевыми проводами.

Прежде всего, это связано с особенностями такого материала, как алюминий, в частности, с его техническими характеристиками. Как известно из школьного курса химии, на поверхности алюминия всегда находится оксидная пленка, образованная вследствие прямого контакта с кислородом воздуха.

Она не способна проводить через себя электрический ток. Помимо этого, у оксидной пленки довольно высокая температура плавления – в районе 2000 градусов. Этот показатель значительно выше по сравнению с температурой плавления самого алюминия.

Если же снимать эту пленку механическим способом, то она очень быстро снова возникнет. Стоит отметить, что наличие данной пленки при паянии алюминия очень сильно мешает процессу соединения алюминиевой жилы с припоем. Также, она способна вызвать затруднения при сварке проводов, потому что вследствие ее наличия возникают различные включения, из-за которых сильно снижается качество контакта.

К дополнительным характеристикам такого материала, как алюминий, относится повышенная хрупкость и текучесть. В связи с этим, при соединении проводов из алюминия следует заранее позаботиться, чтобы они были расположены так, чтобы полностью исключалась возможность механического воздействия на данный участок.

Стоит отметить, что при соединении проводов с помощью стандартного болтового зажима, его придется периодически подтягивать, так как металл будет постепенно вытекать из-под болта.

В результате, соединение будет становиться слабее.

Скрутка

Алюминиевые провода зачастую соединяют между собой при помощи скрутки. Это наиболее простой, но и самый опасный метод соединения проводов между собой.

Последовательность действий при использовании данной технологии будет следующий:

  1. Сначала, с проводов снимают изоляцию приблизительно по 4-5 см с каждой стороны. Удобнее всего здесь применять специальный инструмент, предназначенный именно для этой цели.
  2. Теперь контакты следует обезжирить. Для этого их придется протереть тряпкой, предварительно смоченной в ацетоне.
  3. Наждачной бумагой удаляют оксидную пленку с поверхности металла, то есть зачищают его до получения металлического блеска.
  4. Провода скрещивают друг с другом, после чего одна из жил максимально плотно накручивается на другую при помощи пассатижей.
  5. Второй провод таким же способом накручивается на первый.
  6. Скрутку теперь следует заизолировать при помощи изоляционной ленты. Профессиональные электрики также рекомендуют воспользоваться специальной термоусадочной трубкой или кембриком. С его помощью можно качественно предохранить оголенную область от негативного воздействия внешней среды.

В принципе, технология довольно-таки простая. Надо лишь помнить о том, что жилы требуется оголять минимум на 4-5 см, а скрутку производить не вручную, а только при помощи пассатижей, чтобы провода прилегали к другу максимально близко.

Если этого не сделать, то в результате получится неплотный контакт, из-за чего участок может сильно нагреваться. В свою очередь, такой эффект вызывает короткое замыкание, а в некоторых случаях даже пожар.

Резьбовое соединение

Данный тип соединения может быть весьма надежным, если его правильно выполнить.

Стоит отметить, что алюминий обладает наибольшим линейным расширением, в связи с чем между соединенными проводами с течением времени возникает зазор, ухудшающий их контакт между собой. Чтобы не допустить короткого замыкания, нужно время от времени подкручивать эти винты.

Для избавления от этой необходимости, устанавливают специальные шайбы с разрезами или гроверами. Они выбирают образующиеся зазоры и в несколько раз увеличивают надежность соединения.

На винт, провода нужно будет обязательно намотать, чтобы площадь его соприкосновения с контактной площадкой была значительно выше. Профессиональные электрики зачастую поступают так: плющат это кольцо на наковальне, чтобы повысить площадь соприкосновения.

Технология выполнения качественного резьбового соединения проводов начинается со снятия с них изоляции на расстояние, равное 4 диаметрам винта. Зачищенные участки обезжириваются.

Потом нужно загнут их кончики так, чтобы образовались кольца.

На винт надевают элементы в следующей последовательности:

  1. Пружинная шайба.
  2. Стандартная шайба.
  3. Колечко первого провода.
  4. Еще одна стандартная шайба.
  5. Колечко второго провода.
  6. Гайка.

Вся эта система затягивается до тех пор, пока пружинная шайба не будет находиться в выпрямленном состоянии. В принципе, если оба провода сделаны из алюминия, то между ними можно не прокладывать стандартную шайбу.

Используем клеммные колодки

Если у алюминиевых проводов незначительная нагрузка по току, то их можно соединять между собой при помощи клеммных колодок. Несмотря на то, что внешний вид таких изделий может сильно отличаться, принцип их работы один и тот же.

Корпус у колодок делается из пластика либо карболита. В нем расположены трубки с толстыми стенками, изготовленными из латуни. По бокам находятся резьбовые отверстия. В противоположные концы заводят соединяемые провода, которые закрепляют с помощью винтов. Необходимо отметить, что в одну латунную трубку разрешается вставлять столько проводов, сколько туда поместится.

Это не слишком надежное соединение по сравнению с пайкой, однако на монтажные работы тратится в несколько раз меньше времени. Помимо соединения проводников, изготовленных из одного материала, в клеммных колодках допустимо использовать разные провода.

Неразъемное соединение

Если в дальнейшем не планируется разбирать соединение проводов, то можно использовать так называемые неразъемные способы. Данные методы являются одними из наиболее надежных. Желательно их использовать, прежде всего, в труднодоступных местах.

Одним из наиболее легких методов неразъемных соединений является опрессовка. Для этого берется алюминиевая трубка подходящего диаметра, провода скручивают между собой,  вставляют в эту трубку и зажимают пресс-клещами. Лучше всего здесь, чтобы проводники входили максимально плотно.

Лишь в этом случае соединение получится наиболее прочным. Стоит отметить: если провода входят в трубку довольно плотно, то скручивать их между собой даже не придется. На последнем этапе соединение изолируют.

Сегодня в продаже можно найти специальные наконечники для изготовления данного соединения, у которых уже имеется изолирующий колпачок. Он сжимается вместе с наконечником и обхватывает провода, закрывая к ним какой бы то ни было доступ.

Для получения качественного неразъемного соединения, нужно иметь специальные клещи, которые будут не перекусывать, а лишь сдавливать. Если их нет в наличии, то вполне подойдут и стандартные пассатижи.

Пайка и сварка

Пайка проводов позволяет получить довольно качественное и неразъемное соединение. Однако, при соединении алюминиевых проводов, следует помнить о наличии на них оксидной пленки, из-за которой будет не слишком хорошо держаться припой.

Чтобы не допустить возникновения такого дефекта, нужно следовать определенной последовательности действий:

  1. Соединяемые участки проводов
    обрабатывают специальным флюсом, который снимает оксидную пленку с поверхности.
  2. Припоем обрабатывают как можно более тщательно, чтобы у него была наибольшая площадь соприкосновения с проводами.
  3. Когда участок соединения остынет, его желательно обработать наждачной бумагой, чтобы убрать острые края, которые могут повредить изоляционный слой.
  4. Провода в обязательном порядке изолируют.

Пайка требует наличия определенных навыков.

Следует сказать, что у этого метода есть несколько отрицательных моментов:

  1. Его приходится изолировать.
  2. Сам метод достаточно сложен, особенно, если приходится пропаивать провода под потолком, стоя на стремянке.
  3. Если в процессе работы была допущена ошибка, то исправить ее будет довольно проблематично.
  4. На работу уходит большое количество времени.

Сварка чем-то напоминает пайку проводов, но выполняется она значительно быстрее. Для того, чтобы получить качественное соединение, электрод подносится к участку соединения всего лишь на 1-2 секунды. Оба конца провода предварительно обрабатывают флюсом для удаления оксидной пленки.

Если нет опыта работы в этой области, то первоначально следует потренироваться на заранее подготовленных, но при этом не подключенных в систему скрутках.

После завершения сварочного процесса, скрутки проходят специальным растворителем и покрываются лаком. В результате получается качественное соединение, которое может прослужить в течение длительного периода времени, так как такой способ позволяет не допустить возникновения перегрева. Соответственно, такой участок нужно будет изолировать.

Альтернативные варианты

плоско-пружинный зажим

Провода можно соединить между собой с помощью заклепки. В принципе, подобная технология похожа на винтовую технологию, только здесь вместо винта берется заклепка. В конечном итоге получается неразборное соединение.

Выполняется такое соединение довольно просто: на заклепку через пружинную шайбу надеваются оба проводника, затем ее вставляют в заклепочник и сводят ручки до тех пор, пока не раздастся щелчок.

Также, существует специальный плоско-пружинный зажим. Такие изделия бывают одноразовыми и многоразовыми, когда провод может как вставляться, так и выниматься. Однако, следует помнить, что подобные зажимы выполняются из пластика, поэтому использовать их для силы тока свыше 10 А нежелательно.

Работать с ними весьма просто: провода зачищают и вставляют в зажим до щелчка. Без использования специального рычажка вытащить их оттуда невозможно. Также желательно изолировать данный участок провода.

Особенности соединения

Алюминиевые провода лучше всего размещать в специальных распределительных коробках, к которым они должны подходить в гофрированных рукавах.

Это особенно важно, когда прокладка ведется на улице или же в случае сооружения проводки во влажном помещении типа ванной комнаты.

Вообще, когда производится соединение алюминиевых проводов, которые будут функционировать на улице, необходимо позаботиться о том, чтобы к участкам соединения не подходила влага.

В противном случае, не удастся избежать короткого замыкания. Весьма удобно в этом случае использовать технологию сварки проводов, так как последующее использование специального лака позволяет исключить воздействие воды на место соединения, а изоляционный слой дополнительно предохранит от удара током.

Блиц-советы

  1. Профессиональные электрики не рекомендуют соединять между собой алюминиевые и медные провода. Это связано со многими причинами, важнейшей из которых является различное сопротивление металлов. Кроме того, при взаимодействии друг с другом медь и алюминий очень быстро окисляются, что вызывает нагрев проводов, в значительной степени ухудшает контакт. Кроме того, их жесткость разная, что значительно усложняет проведение работ.
  2. Можно при необходимости комбинировать те или иные способы соединения проводов. В частности, скрутка вполне хорошо сочетается с пайкой или со сваркой. В итоге получается весьма надежный и неразъемный контакт, который прослужит в течение долгого времени.

Как соединить алюминиевый провод с медным: скрутка, зажим, колодка

На чтение 9 мин. Просмотров 416 Опубликовано Обновлено

Бытовая электропроводка всегда является потенциальным источником пожарной опасности. Поэтому, при проведении любых электромонтажных работ в доме, следует особое внимание уделять требованиям технических нормативов и правил. В данной статье подробнее коснёмся такой темы, как соединение медных и алюминиевых проводов между собой.

Электрохимическая коррозия

В современном жилищном строительстве, при устройстве внутридомовой проводки, алюминий не используется. Согласно нормам ПУЭ, он заменён на провода с медными жилами. Это обеспечивает большую устойчивость к пиковым нагрузкам, и продлевает срок безаварийной службы домовой электросети.

Однако, в недалёком прошлом, в строительстве широко использовались алюминиевые провода. В результате, в большинстве жилых зданий, строившихся вплоть до 90-х годов, внутридомовая проводка алюминиевая – менее дорогая, но и менее долговечная. При необходимости частичной замены линий бытовой электросети, или при прокладке ответвлений от неё, возникает необходимость в соединении алюминиевых проводов с медными.

Казалось бы, что в этом сложного? Чтобы сделать простую скрутку двух токопроводящих жил, не нужно иметь глубоких познаний в электромонтажном деле. Но, соединение медной и алюминиевой проводки напрямую запрещено правилами монтажа электрооборудования. Связано это с таким явлением, как электрохимическая коррозия металлов.

Этот процесс свойственен для всех без исключения металлов, даже так называемых «благородных». Только протекает он в них с различной интенсивностью – одни покрываются разрушающим коррозийным налётом довольно быстро, а другие лишь с течением длительного времени. Но при определённых условиях, процесс электрохимической коррозии может многократно увеличиваться.

Один из примеров этого – прямое соединение медного и алюминиевого провода. Имея различные электролитические потенциалы, связанные с разным показателем токопроводности, они выступают катализаторами коррозийных процессов, относительно друг друга. В результате эксплуатации такой биметаллической электропроводки, в местах стыков разных жил будут проистекать разрушительные химические реакции.

Допустимо соединять меж собой металлические проводники, электрохимический потенциал на месте стыковки не превышает 0,6 милливатта. Тогда на месте соединения не будет быстро образовываться коррозия, и ухудшаться показатель токопроводности. Чем ниже этот показатель, чем более совместимы между собой проводники.

В таблице показан электрохимический потенциал, при соединении проводов из различных металлов и сплавов. Курсором выделены варианты соединений, недопустимые из-за высокой вероятности возникновения коррозийных повреждений.

Металл проводника Медь и её сплавы Свинец и олово Алю- миний Дюралю- миний Сталь обычная Сталь нержавеющая Оцинков- ка Хромиро- ванное покрытие
Медь, её сплавы 0 0,25 0,65 0,35 0,45 0,1 0,85 0,2
Свинец и олово 0,25 0 0,4 0,1 0,2 0,15 0,6 0,05
Алюми- ний 0,65 0,4 0 0,3 0,2 0,55 0,2 0,45
Дюралю- миний 0,35 0,1 0,3 0 0,1 0,25 0,5 0,15
Сталь обычная 0,45 0,2 0,2 0,1 0 0,35 0,4 0,25
Нержаве- ющая 0,1 0,15 0,55 0,25 0,35 0 0,75 0,1
Оцинков- ка 0,85 0,6 0,2 0,5 0,4 0,75 0 0,45
Хром 0,2 0,05 0,45 0,15 0,25 0,1 0,65 0

Как видим из таблицы, алюминий с медью даёт при стыковке показатель потенциала в 0,65мВ, что недопустимо правилами ПУЭ. Соединение меди с алюминием покроется слоем налёта, увеличивающего сопротивление непосредственно на стыке. В результате, проводка в этом месте начинает перегреваться, оплётка плавится, что чревато самыми негативными последствиями – коротким замыканием и возникновением пожара. Во избежание подобного, нельзя скручивать напрямую медь с алюминием. При возникновении необходимости такой стыковки, следует воспользоваться одним из приведённых ниже способов, и соединить провода с жилами из разных металлов.

Соединение через болт и стальные шайбы

Один из допустимых вариантов, как соединить алюминиевые и медные провода, это использовать в качестве проводника для стыковки стольной болт с гайкой и шайбами, разделяющими разные металлы. Электрохимический потенциал в месте стыка обычной стали с алюминием составляет 0,2мВ, а стали с медью – 0,45мВ. Поэтому, стальной болт со стальными же шайбами отлично подойдёт в качестве промежуточного проводника при соединении проводов из различных металлов.

Процедура стыковки пошагово выглядит так:

  1. Зачищенные концы обоих соединяемых проводов, при помощи круглогубцев или пассатижей закручиваем в кольца. Размер их должен соответствовать диаметру резьбовой части болта.
  2. Надеваем до упора первый провод колечком на болт, прижимая его к головке.
  3. После этого надевается стальная шайба, служащая разделителем. Ширина её должна быть достаточной, чтобы исключить прямой контакт алюминия и меди.
  4. Затем надеваем колечко второго провода. Надевать его следует так, чтобы при закручивании гайки, кольцо не крепче стягивалось вокруг стержня болта.
  5. Сверху надеваем ещё одну шайбу, которая будет прижимать колечко верхнего провода.
  6. Чтобы избежать ослабления контакта с течением времени, между гайкой и верхней шайбой рекомендуется установить гравёр.
Как нельзя соединять медь и алюминий

Внимание! При необходимости соединить медный и алюминиевый провод, нельзя использовать оцинкованные стальные болты и гайки. Показатель из электрохимического потенциала при контакте с медными сплавами составляет целых 0,85мВ, что даже превышает таковую величину при переходе с алюминия на медь. Отрицательным моментом подобного варианта являются большие размеры полученной конструкции.. В результате, чтобы скрыть его, придётся приобретать наиболее габаритную распредкоробку, чтобы скрыть в ней концы проводов с накрученными на них болтами и гайками.

Сжим «орех»

Среди специальных приспособлений, с помощью которых возможно соединение медных и алюминиевых проводов, это сжим типа «орех». Своё название он получил из-за характерной формы корпуса, схожей по внешнему виду с грецким орехом. Внутри находится клемма, состоящая из двух стальных пластин, соединяемых винтами. Между этих пластин и зажимаются оголённые концы проводки из разных металлов, без непосредственного контакта между ними.

Обычно он используется для стыковки ответвления проводки с основной электрической жилой. Удобство его состоит в том, что для этого не приходится разрезать основную линию проводки. Достаточно зачистить в месте подсоединения её от изоляционной оплётки, и надеть на неё клемму сжима «орех». Удобство его состоит и в возможности соединения проводов различного сечения – например, толстой центральной питающей жилы, и ответвлений из тонких проводов.

Недостаток данного приспособления состоит в его негерметичности. Поэтому, использовать его на открытом воздухе, или в помещениях с высоким уровнем влажности не рекомендуется.

Зажимы Wago

Ещё одно приспособление, с помощью которого можно произвести соединение проводов из меди и алюминия, это зажимы типа Wago. Изобретение принадлежит одноимённой немецкой электротехнической компании, откуда и пошло собирательное название устройств подобного типа.

В продаже сегодня можно встретить зажимы, оригинальные немецкие от Wago, выпускаемые другими фирмами по лицензии, либо контрафактные. Соответственно, и качество устройств будет различным.

Зачищенные концы проводов зажимаются в них при помощи подпружиненных клемм, либо упруго-жёстких стальных пластин. Внутри устройства находится противоокислительная паста, снижающая вероятность коррозии при контакте разных металлов. В данном случае это сталь с медью и алюминием.По своим эксплуатационно-техническим особенностям устройства Wago подразделяются на:
  • Многоразовые. Их можно легко снимать, разъединяя при необходимости проводку. Для этого достаточно надавить подпружиненный зажим, или откинуть защёлку. Это позволяет быстро производить любые электромонтажные работы. Однако, в ряде случаев возникают нарекания на недостаточную плотность стыка. В результате неплотного контакта, при пиковой нагрузке может произойти нагрев и отгорание токопроводящей жилы.
  • Одноразовые. При вставке токопроводящей жилы в зажим, она очень жёстко фиксируется в нём. Для извлечения провода потребуется приложить немало сил, что чревато повреждением или даже обрывом его зажатого конца. Такой вариант позволяет добиться очень плотного соединения, но при ремонтных работах, или при замене части проводки, старые несъёмные зажимы просто вырезаются и меняются на новые.

Зажимы Wago не требуют дополнительной изоляции, а внешне выглядят достаточно презентабельно. Поэтому, при их применении можно обойтись без монтажа в месте стыковки распределительной коробки.

Клеммная колодка

Достаточно удобный способ, как соединить алюминиевый провод с медным – применить для этого клеммную колодку. Данное приспособление представляет собой обойму из полимерного изолирующего материала. Внутри неё располагается несколько контактов-клемм, имеющих выходы с разных сторон корпуса.

Для соединения проводов, их концы зачищаются, и вставляются в противоположные выходы одной клеммы. В ней они фиксируются зажимными болтами, расположенными на каждом из выходов. Поэтому, для соединения зачищенных концов проводов понадобится лишь отвёртка.

Колодка легко разрезается поперёк ножом или ножницами, в зависимости от того, какое количество проводов нужно соединить промеж собой. Каждая клемма имеет сквозной проход. Поэтому, при фиксации проводов, не следует вставлять их чересчур глубоко, чтобы не допустить непосредственного контакта меди и алюминия.

Для предотвращения попадания внутрь клемм влаги, или случайного механического повреждения, колодки устанавливаются внутри защитных распредкоробок. Обойтись без неё можно, если приобрести комплексный вариант – клеммную коробку, внутри которой смонтирована уже готовая к использованию колодка.

Как правильно сделать скрутку

Как уже сказано выше, прямая скрутка алюминиевых проводов с медными недопустима. Однако, в ряде ситуаций, иного выхода не остаётся из-за отсутствия под рукой специальных соединительных устройств. Также подобный способ имеет ряд преимуществ:

  • Не требует использования специальных инструментов.
  • Быстр и удобен.
  • Даёт возможность оперативно стыковать провода в домашних условиях.

Соединять алюминиевые провода с медными методом скрутки допускается в качестве временной меры, пока не будут приобретены специальные зажимные приспособления. Для более или менее длительного использования скрутки потребуется соблюсти ряд обязательных условий:

  • Соединение производится методом взаимной скрутки двух зачищенных концов. Не разрешается простая обмотка одной жилы вокруг другой, прямой.
  • Зачищенный конец медного провода следует облудить, чтобы снизить показатель электрохимического потенциала. Для этого применяют оловянный припой.
  • После произведения скрутки, оголённые части жил покрываются влагоотталкивающим покрытием, например, лаком или силиконовой пастой.
  • Имеет значение и количество витков скрутки – чем тоньше соединяемые жилы, тем их должно быть больше. Так, для проводки d = 1 мм, минимальное число витков не должно быть меньше пяти.
  • Поверх скрутки, для её надёжной фиксации, надеваются специальные пластиковые конусообразные наконечники с пружиной внутри.

Соединение меди с алюминием опрессовкой

Ещё один вариант соединения разных жил в электропроводке способом скрутки. В этом случае, на зачищенные концы скрученных между собой жил надевается металлическая или пластиковая гильза. Затем она расплющивается специальными прессовальными клещами, плотно сжимая провода друг с другом.

Соблюдая перечисленные выше правила соединения медных и алюминиевых проводов, или используя специальные устройства, вы сможете избежать перегрева и отгорания фаз. А иногда это позволяет предотвратить и более серьёзные последствия в виде короткого замыкания и пожара.

Можно ли соединять алюминиевый провод с медным

Вопрос «Можно ли соединять алюминиевые провода с медными?» домашние мастера задают не из праздного любопытства. Именно от того, насколько точно будут соблюдены все нормы и требования, предъявляемые к работам с электросетями, зависит безопасность их эксплуатации.

Можно ли соединять алюминиевый провод с медным

При выполнении ремонтных работ, связанных с электропроводкой, очень часто возникает необходимость производить соединение проводников, изготовленных из разных материалов. В этом случае можно воспользоваться несколькими способами, которые просты в применении и позволяют получить безопасное подключение.

Винтовое соединение

Первый вариант — резьбовое соединение проводов, отличающееся высоким уровнем надёжности. Такой метод используется при соединении проводников с разным диаметром или с различным количеством жил. Это оптимальный способ, позволяющий одновременно соединить несколько проводов, количество которых зависит исключительно от длины винта.

При таком способе соединения провода разделяют шайбами соотвествующего диаметра

Клеммное соединение

Второй вариант — клеммное крепление кабелей. При помощи стандартных клемм удаётся получить максимально быстрое, простое и качественное подсоединение без формирования колечек и изолирования участков объединения разных материалов. Благодаря особой конструкции клеммной колодки риск соприкосновения оголённых кабелей полностью исключён.

С помощью простой клеммы можно соединить напрямую только два проводника

Неразъёмная скрутка

Третий вариант — заклёпка жил с помощью гильзы. Этот способ прост и вполне доступен, но предполагает использование специального заклёпочного станка и термоусадочной трубки, позволяющей обеспечить надёжную и безопасную изоляцию участков скрутки. Благодаря богатому ассортименту заклёпок, отличающихся длиной и диаметром, можно самостоятельно выполнить быстрое соединение проводников с практически любым сечением.

Заклёпка проводов с помощью металлической гильзы требует использования специального инструмента — кримпера или пресс-клещей

При прямом соединении медных и алюминиевых проводов, обладающих разным линейным расширением, происходит их контакт с оксидными плёнками, что негативно сказывается на качестве электропроводки и её долговечности. Чтобы получить максимально надёжное подсоединение таких кабелей, необходимо применять специальные изолирующие материалы или воспользоваться одним из перечисленных выше способов.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как и почему добавляются легирующие элементы в алюминий

Q - Мне сообщили, что чистый алюминий обычно не используется в конструкционных целях и что для производства алюминия, обладающего достаточной прочностью для изготовления конструкционных компонентов, необходимо необходимо добавить к алюминию другие элементы. Какие элементы добавляются в эти алюминиевые сплавы? Как они влияют на характеристики материала? И в каких приложениях используются эти сплавы?

A - Полученная вами информация в основном верна.Было бы очень необычно найти чистый алюминий (серия сплавов 1ххх), выбранный для изготовления конструкций из-за его прочностных характеристик. Хотя серия 1xxx представляет собой почти чистый алюминий, они будут реагировать на деформационное упрочнение, особенно если они содержат значительное количество примесей, таких как железо и кремний. Однако даже в состоянии деформационного упрочнения сплавы серии 1ххх имеют очень низкую прочность по сравнению с другими сериями алюминиевых сплавов. Когда сплавы серии 1xxx выбираются для применения в конструкции, их чаще всего выбирают из-за их превосходной коррозионной стойкости и / или их высокой электропроводности.Чаще всего сплавы серии 1xxx применяются в алюминиевой фольге, шинах электрических шин, металлизации проволоки, резервуарах для химикатов и системах трубопроводов.

Добавление легирующих элементов в алюминий является основным методом, используемым для производства ряда различных материалов, которые можно использовать в широком спектре конструкционных приложений.

Если мы рассмотрим семь обозначенных серий алюминиевых сплавов, используемых для деформируемых сплавов, мы сразу сможем определить основные легирующие элементы, используемые для производства каждой из серий сплавов. Затем мы можем пойти дальше и изучить влияние каждого из этих элементов на алюминий. Я также добавил некоторые другие часто используемые элементы и их влияние на алюминий.

Серия Первичный легирующий элемент

1xxx Алюминий - 99,00% или больше

2xxx Медь

3xxx Марганец

4xxx Кремний

5xxx Магний

6xxx Магний и кремний

7xxx Цинк

Основные эффекты легирующих элементов в алюминии следующие:

Медь (Cu) 2xxx - Алюминиево-медные сплавы обычно содержат от 2 до 10% меди с небольшими добавками других элементов.Медь обеспечивает значительное увеличение прочности и способствует дисперсионному твердению. Введение меди в алюминий также может снизить пластичность и коррозионную стойкость. Повышена склонность к растрескиванию при затвердевании алюминиево-медных сплавов; следовательно, некоторые из этих сплавов могут быть наиболее сложными для сварки алюминиевыми сплавами. Эти сплавы включают одни из самых прочных, термически обрабатываемых алюминиевых сплавов. Чаще всего сплавы серии 2xxx применяются в аэрокосмической, военной технике и ракетных плавниках.

Марганец (Mn) 3xxx - Добавление марганца к алюминию несколько увеличивает прочность за счет упрочнения раствора и улучшает деформационное упрочнение, не снижая заметно пластичность или коррозионную стойкость. Это материалы средней прочности, не поддающиеся термической обработке, которые сохраняют прочность при повышенных температурах и редко используются в основных конструкционных приложениях. Чаще всего сплавы серии 3ххх применяются в кухонной утвари, радиаторах, конденсаторах систем кондиционирования, испарителях, теплообменниках и связанных с ними трубопроводных системах.

Кремний (Si) 4xxx - Добавление кремния к алюминию снижает температуру плавления и улучшает текучесть. Сам по себе кремний в алюминии дает сплав, не поддающийся термической обработке; однако в сочетании с магнием он дает дисперсионно-твердеющий термообработанный сплав. Следовательно, в серии 4xxx есть как термически обрабатываемые, так и не подлежащие термической обработке сплавы. Добавки кремния к алюминию обычно используются для изготовления отливок. Чаще всего сплавы серии 4ххх применяются для присадочной проволоки для сварки плавлением и пайки алюминия.

Магний (Mg) 5xxx - Добавление магния к алюминию увеличивает прочность за счет упрочнения твердого раствора и улучшает их способность к деформационному упрочнению. Эти сплавы являются самыми прочными алюминиевыми сплавами, не поддающимися термической обработке, и поэтому широко используются в конструкциях. Сплавы серии 5ххх производятся в основном в виде листов и пластин и лишь иногда в виде прессованных изделий. Причина этого в том, что эти сплавы быстро затвердевают при деформации и, следовательно, их трудно и дорого подвергать экструзии.Некоторые распространенные области применения сплавов серии 5xxx - это кузова грузовиков и поездов, здания, бронетранспортеры, кораблестроение, танкеры-химовозы, сосуды под давлением и криогенные резервуары.

Магний и кремний (Mg 2 Si) 6xxx - Добавление магния и кремния к алюминию дает соединение силицид магния (Mg 2 Si). Образование этого соединения обеспечивает серию 6xxx их термообрабатываемость. Сплавы серии 6xxx легко и экономично экструдируются, и по этой причине их чаще всего можно найти в широком ассортименте экструдированных форм.Эти сплавы составляют важную дополнительную систему со сплавом серии 5ххх. Сплав серии 5ххх, используемый в составе

Соединения железа Сульфат меди - Большая химическая энциклопедия

Растения также могут быть вредителями, с которыми необходимо бороться, особенно ядовитыми сорняками, поражающими пищевые культуры. До 1900 года неорганические соединения, такие как серная кислота, нитрат меди, нитрат натрия, сульфат аммония и соли калия, использовались для выборочного контроля горчицы и других широколистных сорняков в зерновых культурах.К началу 1900-х годов каинит и цианамид кальция также использовались в однодольных культурах, а также сульфат железа, сульфат меди и арсенат натрия. С 1915 по 1925 год для борьбы с сорняками были введены аэрозоли с кислотой мышьяка, бисульфат углерода, хлорат натрия и другие. Тотальные или неселективные гербициды уничтожают всю растительность, тогда как селективные соединения контролируют сорняки, не оказывая отрицательного воздействия на рост сельскохозяйственных культур (см. Гербициды). [Pg.141]

Что касается каталитических реакций в гомогенных средах, Мориц Траубе в своих исследованиях окисления иодистого водорода перекисью водорода в водном растворе обнаружил, что катализатор сульфат железа активируется сульфатом меди (5).Что касается величины таких эффектов, Прайс заявил в 1898 г. (6), что одновременное действие железа и соединений меди на реакцию между персульфатом и йодистым водородом вызывает неожиданное ускорение реакции, которое более чем вдвое превышает ускорение рассчитывается как аддитивный эффект двух отдельных катализаторов. Однако наблюдались и обратные эффекты: ... [Pg.82]

В химических экспериментах наиболее часто используемым соединением железа является сульфат железа (сульфат железа, FeSOj-THjO), также называемый зеленым купоросом и медью. .Не позволяйте фамилии вводить вас в заблуждение - она ​​не имеет ничего общего с медью, это кони от старого французского слова «купе роза». [Pg.69]

Одно из самых ранних упоминаний о реакции в растворе, которая, как мы теперь понимаем, зависит от образования координационного соединения, было записано Плинием, который заявил, что фальсификация сульфата меди сульфатом железа может быть обнаруженным путем тестирования на полоске папируса, пропитанного желчными орехами, когда в присутствии железа развивался черный цвет. А. Либавиус (1540-1616) отмечал, как аммиак, присутствующий в воде, можно определить по синему цвету, образованному солью меди и A.Жаклен (1846) фактически определил соли меди по синему цвету, который образуется при добавлении аммиака. В более поздних разработках использовались координационные соединения, образованные из этилендиамина и других полиаминов3. Т.Дж. Герапат определил железо (III) как его красный изотиоцианатный комплекс в 1852 году, и основная процедура используется сегодня3 . .. [Pg.522]

Некоторые соединения меди имеют использовались терапевтически в прошлом. Небольшие количества солей меди улучшают физиологическое использование железа и поэтому часто присутствуют в кроветворных препаратах.Хлорид меди и сульфат меди используются в растворах для парентерального питания. Искусственный радиоактивный изотоп меди Cu был использован в исследованиях минерального обмена. Избыточное накопление меди может происходить из-за аномалии церулоплазмина и вызывать болезнь Вильсона и болезнь Менкеса, которые оба характеризуются накоплением меди (SEDA-22, 244) (9). [Pg.902]

Вы можете идентифицировать другие названия как представляющие ионные соединения, распознавая, что они содержат названия обычных многоатомных ионов.Например, хлорид аммония и гидроксид железа (III) являются ионными соединениями. Многие из многоатомных ионов, которые вы должны будете распознать, оканчиваются на -ate, поэтому это окончание говорит вам, что имя представляет собой ионное соединение. Сульфат меди (II) - ионное соединение. [Pg.107]

Короче говоря, более активные металлы вытесняют менее активные металлы из раствора. Например, если полоса железа погружена в раствор сульфата меди, часть железа растворяется, образуя ионы железа, в то время как ионы меди становятся металлическими, а металлические пластины меди выходят на оставшуюся полосу железа.Ряд активности можно использовать для прогнозирования реакций замещения между атомами и ионами в соединениях типа A + BC AC + B, где A и B - атомы. Используя серию действий, любой атом A вытеснит из соединения любой элемент B, указанный ниже, но не вытеснит ни один элемент, указанный выше. [Pg.931]

Цвета керамики обусловлены соединениями, содержащими так называемые переходные (металлические) элементы, такие как железо и медь, как показано выше. Некоторые цвета таких составов могут быть вам знакомы.Оксид железа может быть коричневым (ржавчина) или красным (гематитовая руда), и, возможно, вы видели красивый синий кристалл сульфата меди. Соединения других элементов (непереходные элементы) окрашиваются редко. Что особенного в соединениях переходных элементов ... [Стр.131]

Металлы, менее благородные, чем медь, такие как железо, никель и свинец, растворяются с анода. Свинец выпадает в осадок в виде сульфата свинца в шламах. Другие примеси, такие как мышьяк, сурьма и висмут, остаются частично в виде нерастворимых соединений в шламах и частично в виде растворимых комплексов в электролите.Драгоценные металлы, такие как золото и серебро, остаются в составе анодных шламов. Основная часть шламов состоит из частиц меди, падающих с анода, и нерастворимых сульфидов, селенидов или теуридов. Эти шламы дополнительно обрабатываются для извлечения различных компонентов. Менее благородные металлы, чем медь, не осаждаются, а накапливаются в растворе. Это требует периодической очистки электролита от сульфата никеля, мышьяка и других примесей. [Стр.176]

Ионы переходных металлов.Ионы переходных металлов придают цвет многим их соединениям и растворам. (A) Нижний ряд (слева направо) хлорид железа (III). сульфат меди II, хлорид марганца (II), хлорид кобальта (II). Верхний ряд (слева направо) нитрат хрома (III), сульфат железа (II), сульфат никеля (II), дихромат калия, (b) растворы соединений в (а) в указанном выше порядке. [Pg.151]

Трехпроцентный перекись водорода, который вы получаете в аптеке, часто защищают от разложения добавлением силиката натрия, сульфата магния или соединений олова.Эти стабилизаторы блокируют железо, медь и другие переходные металлы, которые могут действовать как катализаторы. [Стр.169]

Напишите формулы для каждого из следующих соединений: (а) йодоводород, (б) хлорид кальция, (в) оксид лития, (г) нитрат серебра, (д) ​​сульфид железа (II), ( /) хлорид алюминия, (g) сульфат аммония, (h) карбонат цинка, (/) оксид железа (lll), () фосфат натрия, (k) ацетат железа (H), (/) цианид аммония и (m) хлорид меди (II). [Стр.110]

Соли железа (II), обычно в сочетании с каталитическими количествами соединений меди (II), также использовались для проведения радикальных присоединений к диенам91,92. В этих случаях первоначально радикалы образуются в результате восстановительного расщепления сложных пероксиэфиров гидропероксидов с образованием после перегруппировки алкильных радикалов. Затем за добавлением к диенам следует окисление аллильного радикала и захват растворителем. Гидропероксид 67, например, восстанавливается сульфатом железа до ациклического радикала 68, который присоединяется к бутадиену с образованием радикала аддукта 69. Окисление 69 медью (H) и реакция образовавшегося аллильного катиона 70 с метанолом дает продукт 71 в 61%. урожай (уравнение 29).[Pg.647]

Сульфат кобальта рубидия (Rb SO CoSO 6HjO) является примером нескольких двойных сульфатов, которые рубидий способен образовывать. Сульфат кобальта рубидия представляет собой комбинированное соединение рубидий-кобальт в виде кристаллов рубиново-красного цвета. Другие кристаллические соединения сульфата рубидия и их цвета: рубидий + медь = белый рубидий + железо = темно-зеленый и рубидий + магний = бесцветный. [Стр.59]

Кадмий естественным образом встречается глубоко в недрах в цинковых, свинцовых и медных рудах, в угле, сланцах и других ископаемых видах топлива, он также выделяется во время вулканической активности.Эти отложения могут служить источниками грунтовых и поверхностных вод, особенно при контакте с мягкой кислой водой. Хлоридные, нитратные и сульфатные соли кадмия растворимы, и их сорбция почвами зависит от pH (увеличивается с увеличением щелочности). Кадмий, обнаруженный в сочетании с карбонатными минералами, осажденный в виде стабильных твердых соединений или совместно осажденный с водными оксидами железа, с меньшей вероятностью может быть мобилизован путем ресуспендирования осадков или биологической активности. Кадмий поглощается минеральными поверхностями (например,g., глина) или органические материалы легче биоаккумулируются или выделяются в растворенном состоянии при нарушении отложения, например, во время затопления. [Pg.63]


Алюминиевый сплав - Общая информация

Алюминий - самый распространенный металл в мире и третий по распространенности элемент, составляющий 8% земной коры. Универсальность алюминия делает его наиболее широко используемым металлом после стали.
Хотя соединения алюминия использовались в течение тысяч лет, металлический алюминий был впервые произведен около 170 лет назад.
За 100 лет с момента производства первых промышленных партий алюминия мировой спрос на алюминий вырос примерно до 29 миллионов тонн в год. Около 22 миллионов тонн нового алюминия и 7 миллионов тонн вторичного алюминиевого лома. Использование вторичного алюминия выгодно с экономической и экологической точек зрения. Для производства 1 тонны нового алюминия требуется 14 000 кВтч. И наоборот, для переплавки и переработки одной тонны алюминия требуется всего 5% от этого количества. Нет разницы в качестве между первичным и вторичным алюминиевыми сплавами.
Чистый алюминий мягкий, пластичный, устойчивый к коррозии и высокой электропроводности. Он широко используется для изготовления кабелей с фольгой и токопроводящими жилами, но его легирование с другими элементами необходимо для обеспечения большей прочности, необходимой для других применений. Алюминий - один из самых легких конструкционных металлов, у него соотношение прочности к весу превосходит сталь.
За счет использования различных комбинаций его полезных свойств, таких как прочность, легкость, коррозионная стойкость, пригодность для вторичного использования и формуемость, алюминий находит все более широкое применение.Ассортимент продукции варьируется от конструкционных материалов до тонкой упаковочной пленки.

Недвижимость

Основные преимущества использования алюминия напрямую связаны с его замечательными свойствами. Некоторые из этих свойств описаны в следующих разделах.

Отношение прочности к массе

Алюминий имеет плотность около одной трети плотности стали и преимущественно используется там, где требуются высокая прочность и малый вес.Сюда входят автомобили, у которых низкая масса приводит к большей грузоподъемности и снижению расхода топлива.

Коррозионная стойкость

Когда поверхность металлического алюминия подвергается воздействию воздуха, почти мгновенно образуется защитное оксидное покрытие. Этот оксидный слой устойчив к коррозии и может быть дополнительно улучшен обработкой поверхности, например анодированием.

Электрическая и теплопроводность

Алюминий - отличный проводник как тепла, так и электричества.Большим преимуществом алюминия является то, что по весу проводимость алюминия примерно вдвое больше, чем у меди. Это означает, что в настоящее время алюминий является наиболее часто используемым материалом в крупных линиях электропередачи.

Лучшей альтернативой меди являются алюминиевые сплавы серии 1000 или 6000. Их можно использовать для всех применений, связанных с электропроводностью, включая бытовую проводку.

Из-за веса означает, что большая часть воздушных линий электропередач высокого напряжения теперь использует алюминий, а не медь.Однако они обладают низкой прочностью и должны быть усилены оцинкованной или покрытой алюминием высокопрочной стальной проволокой в ​​каждой пряди.

Светоотражение и теплоотражение

Алюминий является хорошим отражателем как видимого света, так и тепла, что делает его идеальным материалом для осветительных приборов, теплозащитных одеял и архитектурной изоляции.

Токсичность

Алюминий не только нетоксичен, но и не выделяет запаха и не портит продукты, с которыми он контактирует.Это делает алюминий подходящим для использования в упаковке чувствительных продуктов, таких как продукты питания или фармацевтика, где используется алюминиевая фольга.

Переработка

Переработка алюминия не имеет себе равных. При вторичной переработке свойства вторичного алюминия не ухудшаются по сравнению с первичным алюминием. Кроме того, переработка алюминия требует всего около 5 процентов энергии, необходимой для производства чистого металлического алюминия.

Сочетание двух замечательных свойств алюминия делает очевидной необходимость вторичной переработки металла. Первым из этих факторов является то, что нет разницы между первичным и вторичным алюминием. Второй фактор заключается в том, что переработанный алюминий использует только 5% энергии, необходимой для производства первичного материала.

В настоящее время около 60% металлического алюминия перерабатывается в конце своего жизненного цикла, но этот процент еще можно значительно улучшить.

Производство алюминия

Производство алюминия

Алюминий добывается из основной руды - бокситов.Значительные месторождения бокситов находятся в Австралии, Карибском бассейне, Африке, Китае и Южной Америке. Для добычи бокситов обычно используются методы открытой добычи.

Боксит очищают по технологии Байера. Этот процесс включает растворение тригидрата алюминия с образованием оксида алюминия плюс оксидов железа и титана. Оксиды железа и титана являются побочными продуктами процесса и часто называются «красным шламом». Красный шлам следует утилизировать, уделяя особое внимание проблемам окружающей среды.

Для производства одной тонны глинозема требуется около двух тонн бокситов.

Плавильная

Извлечение алюминия из глинозема осуществляется электролитическим способом. Используется ячейка или горшок, состоящий из стального корпуса, футерованного углеродом. Эта оболочка образует катод. Расходуемый угольный анод суспендируют в жидком криолите (фторид натрия-алюминия), удерживаемый внутри емкости при 950 ° C. Оксид алюминия растворяется в криолите при пропускании через электролизер низкого напряжения и высокой силы тока.Это приводит к осаждению чистого алюминия на катоде.

Условия окружающей среды

Алюминиевая промышленность осознает влияние своей деятельности на окружающую среду. Добыча и выплавка алюминия, а также утилизация красного шлама могут иметь серьезные последствия для окружающей среды, если не будут выполнены должным образом.

Отрасль гордится своими усилиями и достижениями в реабилитации открытых горных выработок и восстановлении флоры и фауны на этих участках. Такие усилия были вознаграждены наградами Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде, и в настоящее время успешно восстанавливаются участки для захоронения красного шлама.

Экологические требования к выбросам из электролизера выполняются за счет использования специальной системы очистки.

Приложения

Благодаря свойствам различных алюминиевых сплавов алюминий используется в самых разных отраслях, таких как транспорт, приготовление пищи, производство энергии, упаковка, архитектура и электрические передачи.

В зависимости от области применения алюминий может использоваться вместо других материалов, таких как медь, сталь, цинк, олово, нержавеющая сталь, титан, дерево, бумага, бетон и композиты.

Некоторые примеры областей, в которых используется алюминий, приведены в следующих разделах

Упаковка

Коррозионная стойкость и защита от УФ-излучения в сочетании с удержанием влаги и запаха, а также тот факт, что алюминий нетоксичен, не выщелачивает и не портит продукты, привели к широкому использованию алюминиевой фольги и листов в упаковке и защите пищевых продуктов.

Чаще всего алюминий используется для упаковки в алюминиевых банках для напитков. На алюминиевые банки сейчас приходится около 15% мирового потребления алюминия.

Транспорт

После самых первых дней пилотируемых полетов, превосходное соотношение прочности и веса алюминия сделало его основным материалом для изготовления самолетов.

Эти же свойства алюминия означают, что различные сплавы теперь также используются в пассажирских и грузовых вагонах, грузовых автомобилях, военных транспортных средствах, кораблях и лодках, автобусах и туристических автобусах, велосипедах и все чаще в легковых автомобилях.

Экологичный характер алюминия с точки зрения коррозионной стойкости и возможности вторичной переработки помог стимулировать недавний рост спроса на алюминиевые компоненты транспортных средств.

Морское применение

Алюминиевый лист и профили широко используются для надстройки судов. Использование этих материалов позволяет конструкторам увеличивать размер судна по ватерлинии, не создавая проблем с остойчивостью. Преимущество алюминия в весе позволило морским архитекторам получить лучшие характеристики от имеющейся мощности за счет использования алюминия в корпусах судов на воздушной подушке, скоростных катамаранах с несколькими корпусами и глиссирующих судов.

Благодаря меньшему весу и более длительному сроку службы алюминий стал широко распространенным материалом для вертолетных площадок и опорных конструкций вертолетных площадок на морских нефтегазовых платформах. Те же причины привели к широкому использованию алюминия в лестничных башнях нефтяных вышек и телескопических мостах для персонала.

Строительство и архитектура

Использование алюминия в зданиях охватывает широкий спектр областей применения. Области применения включают кровлю, изоляцию из фольги, окна, облицовку, двери, фасады магазинов, перила, архитектурную фурнитуру и водосточные желоба.

Алюминий также широко используется в качестве ступеней и промышленных полов.

Фольга

Алюминий производится в виде коммерческой фольги толщиной от 0,0065 мм (или 6,5 мкм). Материал толщиной более 0,2 мм называется листом или полосой.

Алюминиевая фольга непроницаема для света, газов, масел и жиров, летучих соединений и водяного пара. Эти свойства в сочетании с высокой формуемостью, термостойкостью и морозостойкостью, нетоксичностью, прочностью и отражательной способностью к теплу и свету означают, что алюминиевая фольга используется во многих областях.Эти приложения включают:

~ Фармацевтическая упаковка

~ Защита пищевых продуктов и упаковка

~ Изоляция

~ Электрическое экранирование

~ Ламинат

Другие приложения

На указанные выше применения приходится примерно 85% алюминия, потребляемого ежегодно. Остальные 15% используются в различных приложениях, включая:

~ Лестницы

~ Газовые баллоны высокого давления

~ Спортивные товары

~ Обработанные компоненты

~ Дорожные заграждения и знаки

~ Мебель

~ Пластины для литографической печати

Соединение меди как квантовое устройство для компьютера

Квантовые компьютеры могут значительно расширить возможности ИТ-систем.Однако до создания точного продукта в области квантовых компьютеров еще далеко. Пока еще не было возможности сохранить или передать закодированный квант очень практичным способом. Исследователи из Университета Фридриха Шиллера в Йене (Германия) разработали материал, который можно использовать в квантовом компьютере. Их отчет находится в журнале Chemical Communications.

Использование молекулы в качестве кубита - основная единица информации в квантовом компьютере - это так называемое координационное соединение, содержащее как органические, так и металлические части.«Органический материал образует каркас, в котором ионы металлов расположены очень специфическим образом», - говорит Бенджамин Кинцель, сыгравший ведущую роль в производстве молекулы. «В нашем случае это трехъядерный комплекс меди. Что в ней особенного, так это то, что внутри молекулы ионы меди образуют точный равносторонний треугольник ». Только так электронные спины трех ядер меди могут взаимодействовать настолько сильно, что в молекуле развивается спиновое состояние, что делает ее кубитом, которым можно манипулировать извне.

«Хотя мы уже знали, как должна выглядеть наша молекула в теории, этот синтез, тем не менее, представляет собой довольно сложную задачу», - говорит Кинтцель. «В частности, сложно добиться равностороннего треугольного позиционирования, поскольку нам пришлось кристаллизовать молекулу, чтобы точно охарактеризовать ее. И трудно предсказать, как такая частица поведет себя в кристалле ». Однако с использованием различных химических инструментов и процедур тонкой настройки исследователям удалось добиться желаемого результата.

До сих пор очень сложно предсказать, будет ли эта концепция конкретным блоком квантовых вычислений. Потому что неизвестно, как молекулы будут интегрированы в квантовые компьютеры в реальных технологиях. Создание такой технологии является большой проблемой, и многие исследователи решают эту задачу, используя другие способы, такие как оптоволокно , ядро ​​, передаваемые кодированные фотоны и т. Д.

Источник новостей: https://www.