Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 1

  • Tutorial
Привет гиктаймс! Я решил опубликовать по частям свое руководство по материалам, используемым не только в электротехнике, но и вообще в технике, в том числе самодельщиками. С описанием, примерами применения, заметками по работе. Руководство написано максимально просто, и будет понятно всем, от школьника до пенсионера.

В этой части начинаем разбирать проводники — Серебро, Медь, Алюминий.

image

Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Введение, которое обычно никто не читает


Ковыряясь в поисках ответов на свои вопросы в разных учебниках по материаловедению, методичках, научпоп книгах я ужасался, насколько академический стиль изложения возводит стену между желающим узнать и знаниями. Насколько стремление авторов обойти острые грани, тёмные места превращает учебники в однородную бескрайнюю пустыню скуки и отчаяния. При этом запредельный уровень абстракции делает крайне сложным для неофита использование полученных знаний в практике. Поэтому я решил сделать свое руководство, с блекджеком и блудными девицами.

Это руководство — живое, по мере получения новых материалов, уточнений, комментариев от вас, дорогие читатели оно будет дополняться, изменяться, становиться лучше. Всегда самая свежая версия руководства лежит у меня на сайте в бложике Я обеими руками поддерживаю движение Open Source и Open Hardware, считаю, что обмен знаниями должен быть свободным, это принесет пользу для всех, поэтому пособие распространяется под лицензией Creative Commons 3.0 BY-NC-SA, что значит, вы можете делать с ним что угодно: выкладывать, распространять, модифицировать, соблюдая только три ограничения:

  • Ссылка на меня обязательна (в.т.ч. производных работах).
  • Зарабатывать на моем пособии без договоренности со мной нельзя (запрет на использование в коммерческих целях).
  • Все производные работы должны распространяться на тех же условиях.

Плюшки данного пособия:

  • Весь текст написан мной, и дополнен замечательными людьми, упомянутыми в разделе Благодарности. Я не включал информацию, в достоверности или актуальности которой я бы сомневался. Поэтому доля брехни по тексту в среднем ниже, чем в маркетинговых текстах перепродавцов-поставщиков, но выше, чем в хорошем советском учебнике.
  • Большую часть материалов я хотя бы щупал, использовал в своих конструкциях, а не видел только на картинке.
  • Пособие полностью (Чтобы быть до конца честным — за исключением одной картинки, которую пришлось рисовать в чем умел.) подготовлено с использованием OpenSource продуктов (Linux, GIMP, LibreOffice, context). Просто из спортивного интереса.
  • Некоторые разделы имеют пункт «Источники» — советы по поиску материалов — где купить, под какими названиями искать. Конечно, всё можно купить на Алиэкспресс и на Ebay, поэтому такой вариант не указывается. Пункт может быть полезен если материал нужен «здесь и сейчас».

Публикуя руководство здесь я очень надеюсь на обилие конструктивной критики и дополнений от вас, дорогие читатели.

Содержание руководства
Проводники:
*Серебро
*Медь
*Алюминий
*Железо
*Золото
*Никель
*Вольфрам
*Ртуть
Так себе проводники:
*Углерод
*Нихромы
*Сплавы для изготовления термостабильных сопротивлений
*Припои
*Олово
*Легкоплавкие припои
Прочие проводники
*Термопарные сплавы
*Оксид Индия-Олова
Диэлектрики (Совсем не проводники):
*Неорганические диэлектрики
**Фарфор
**Стекло
**Слюда
**Алюмооксидные керамики
**Асбест
**Вода
*Органические диэлектрики полусинтетические
**Бумага, картон
**Шёлк
**Воск, парафин
**Трансформаторное масло
**Фанера, ДСП
*Органические диэлектрики синтетические
**Материалы на базе фенол-формальдегидных смол
**Карболит (бакелит)
**Гетинакс
**Текстолит
**Стеклотекстолит
**Лакоткань
**Резина
**Эбонит
**Полиэтилен
**Полипропилен
**Полистирол, АБС-пластик
**Фторопласт-4 (политетрафторэтилен PTFE)
**Поливинилхлорид — ПВХ
**Полиэтилентерефталат (ПЭТФ)
**Силиконы
**Полиимид
**Полиамиды
**Полиметилметакрилат — ПММА
**Поликарбонат
*График истории промышленного применения полимеров
*Изоленты
**Прорезиненная тканевая изолента
**Тканевые изоленты
**Резиновые самовулканизирующиеся изоленты
**Силиконовые самослипающиеся ленты
**Полиимидная лента
**ПВХ изоленты
**Канцелярская липкая лента «скотч»
*Изоляционные трубки
**Трубка из ПВХ — «кембрик»
**Фторопластовая трубка
**Стеклотканевая с силиконом
**Термоусадочная трубка
*Дополнительные сведения о полимерах


Поехали!

Проводники


Двадцатый век — век пластмасс. До появления широкого спектра синтетических полимерных материалов, человек использовал в конструировании металлы и материалы природного происхождения — дерево, кожу и т.д. Сегодня мы завалены пластмассовыми изделиями, начиная от одноразовой посуды, заканчивая тяжелонагруженными деталями двигателей автомобилей. Пластмассы во многом превосходят металлы, но никогда не вытеснят их полностью, поэтому рассказ начнется с металлов. Металлам посвящены сотни книг, дисциплина, посвященная им, называется «металловедение».

Нас интересуют металлы с точки зрения электронной техники. Как проводники, как часть электронных приборов. Все остальные применения — например такие, как конструкционные материалы, в данное пособие пока не вошли.

Главное для электронной техники свойство металлов — это способность хорошо проводить электрический ток. Посмотрим на таблицу удельного сопротивления различных металлов:
Металл Удельное сопротивление Ом*мм2/м
Серебро 0,015...0,0162
Медь 0,01724...0,018
Золото 0,023
Алюминий 0,0262...0,0295
Иридий 0,0474
Вольфрам 0,053...0,055
Молибден 0,054
Цинк 0,059
Никель 0,087
Железо 0,098
Платина 0,107
Олово 0,12
Свинец 0,217...0,227
Титан 0,5562...0,7837
Висмут 1,2

Видим лидеров нашего списка: Ag, Cu, Au, Al.

Серебро


Ag — Серебро. Драгоценный металл. Серебро — самый дешевый из драгоценных металлов, но, тем не менее, слишком дорог, чтобы делать из него провода. На 5% лучшая электропроводность по сравнению с медью, при разнице в цене почти в 100 раз.

Примеры применения


В виде покрытий проводников в СВЧ технике. Ток высокой частоты, из-за скинэффекта течет по поверхности проводника, а не в его толще, поэтому тонкое покрытие волновода серебром дает бОльший прирост проводимости, чем покрытие серебром проводника для постоянного тока.

В сплавах контактных групп. Контакты силовых, сигнальных реле, рубильников, выключателей чаще всего изготовлены из сплава с содержанием серебра. Переходное сопротивление такого контакта получается ниже медного, он меньше подвержен окислению. Так как контакт обычно миниатюрен, стоимость этой малой добавки серебра к стоимости изделия незначительно. Хотя при утилизации большого количества реле, стоимость серебра делает целесообразным работу бокорезами по отделению контактов в кучку для последующего аффинажа.


Контакты силового реле на 16 Ампер. Согласно документации производителя
контакты содержат серебро и кадмий.



Различные реле. Верхнее реле имеет даже посеребренный корпус с характерной патиной. Содержание драгметаллов в изделиях, выпущенных в СССР было указано в паспортах на изделия.

В качестве присадки в припоях. Качественные припои (как твёрдые так и мягкие) часто содержат серебро.

Проводящие покрытия на диэлектриках. Например, для получения контактной площадки на керамике, на неё наносится суспензия из серебряных частиц с последующим запеканием в печи (метод «вжигания»).

Компонент электропроводящих клеев и красок. Электропроводящие чернила часто
содержат суспензию серебряных частиц. По мере высыхания таких чернил, растворитель
испаряется, частицы в растворе оказываются всё ближе, слипаясь и создавая проводящие
мостики, по которым может протекать ток. Хорошее видео с рецептом по созданию таких
чернил.

Недостатки


Несмотря на то, что серебро — благородный металл, он окисляется в среде с содержанием
серы:
4Ag + 2H2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O

Образуется темный налет — «патина». Также источником серы может служить резина, по-
этому провод в резиновой изоляции и посеребренные контакты — плохое сочетание.
Потемневшее серебро можно очистить химически. В отличии от чистки абразивными пастами (в том числе зубной пастой) это самый нежный способ чистки, не оставляющий царапин.

Медь


Cu — медь. Основной металл проводников тока. Обмотки электродвигателей, провода в изоляции, шины, гибкие проводники — чаще всего это именно медь. Медь нетрудно узнать по характерному красноватому цвету. Медь достаточно устойчива к коррозии.

Примеры применения


Провода. Основное применение меди в чистом виде. Любые добавки снижают электропроводность, поэтому сердцевина проводов обычно — чистейшая медь.


Гибкие многожильные провода различного сечения.

Гибкие тоководы. Если проводники для стационарных устройств можно в принципе изготовить из любого металла, то гибкие проводники делают почти всегда только из меди, алюминий для этих целей слишком ломкий. Содержат множество тоненьких медных жилок.

Теплоотводы. Медь не только на 56% лучше алюминия проводит ток, но ещё имеет почти вдвое лучшую теплопроводность. Из меди изготавливают тепловые трубки, радиаторы, теплораспределяющие пластины. Так как медь дороже алюминия, часто радиаторы делают составными, сердцевина из меди, а остальная часть из более дешевого алюминия.


Радиаторы охлаждения процессора. Центральный стержень изготовлен из меди, он хорошо отводит тепло от кристалла процессора, а алюминиевый радиатор с развитым оребрением уже охлаждает сам стержень.

При изготовлении фольгированных печатных плат. Печатные платы, в любом электронном устройстве изготовлены из пластины диэлектрика, на который наклеена медная фольга. Все соединения между элементами печатной платы выполнены дорожками из медной фольги.

Техника сверхвысокого вакуума. Из металлов и сплавов только нержавеющая сталь и медь пригодны для камер сверхвысокого вакуума в таких приборах, как ускорители элементарных частиц или рентгеновские спектрометры. Все остальные металлы в вакууме слегка испаряются и портят вакуум.

Аноды рентгеновских трубок. В рентгеноструктурном анализе требуется монохроматическое рентгеновское излучение. Его источником зачастую является облучаемая электронами медь (спектральная линия Cu Kα), которая к тому же прекрасно отводит тепло. Если же требуется другое излучение (Co или Fe), его получают от маленького кусочка соответствующего металла на массивном медном теплоотводе. Такие аноды всегда охлаждаются проточной водой.

Интересные факты о меди


  • Медь — достаточно дорогой металл, поэтому недобросовестные производители стараются экономить на нем. Занижают сечение проводов (когда написано 0,75 мм2, а фактически 0,11 мм2). Окрашивают алюминий «под медь» в обмотках, внешне обмотка выглядит как медная, а стоит соскрести изоляцию — оказывается, что она сделана из алюминия. Этим грешат и китайские, и отечественные производители, кабель сечением 2,5 мм2 вполне может оказаться сечением 2,3 мм2, поэтому запас прочности и входной контроль не будут лишними. Разумеется, надежность контакта в электроарматуре жилы сечением 2,3 мм2, рассчитанной на жилу 2,5 мм2, будет невысокой.
  • Медь окрашивает пламя в зелёный цвет, это свойство использовали для обнаружения меди в руде, когда не был доступен химический анализ. Зеленый след в пламени — показатель наличия меди. (но не всегда, зеленую окраску пламени могут давать ионы бора)

  • Медь — мягкий металл, но если добавить к меди хотя бы 10% олова, получается твёрдый, упругий сплав — бронза. Именно освоение получения бронзы послужило названием к исторической эпохе — бронзовому веку. Добавка к меди бериллия дает бериллиевую бронзу — прочный упругий сплав, из которого изготавливают пружинящие контакты.
  • Медь — один из немногих мягких металлов с высокой температурой плавления, поэтому из меди изготавливают уплотнительные прокладки, например для высокотемпературной или вакуумной техники. Например, уплотнительная прокладка пробки картера двигателя автомобиля.
  • При механической обработке (например волочении) медь уплотняется и становится жёсткой. Для восстановления исходной мягкости и пластичности медь «отжигают» в защитной атмосфере, нагревая до 500-700 °C и выдерживая некоторое время. Поэтому некоторые медные изделия твёрдые, а некоторые мягкие, например медные трубы.
  • Медь не даёт искр. Для работы во взрывоопасных местах, например на газопроводе, используют искробезопасный инструмент, стальной инструмент покрытый слоем меди или инструмент изготовленный из сплавов меди — бронз. Если таким инструментом случайно чиркнуть по стальной поверхности он не даст опасных искр.
  • Так как температурный коэффициент сопротивления для чистой меди известен, из меди изготавливают термометры сопротивления (тип ТСМ — Термометр Сопротивления Медный, есть еще ТСП — Термометр Сопротивления Платиновый). Термометр сопротивления — это точно изготовленный резистор, навитый из медной проволоки. Измерив его сопротивление, можно по таблице или по формуле определить его температуру достаточно точно.

Алюминий


Al — Алюминий. «Крылатый металл» четвертый по проводимости после серебра, золота и меди.
Алюминий хоть и проводит ток почти в полтора раза хуже меди, но он легче в 3,4 раза и в три
раза дешевле. А если посчитать проводимость, то эквивалентный медному проводник из
алюминия будет дешевле в 6,5 раз! Алюминий бы вытеснил медь, как проводник везде, если
бы не пара его противных свойств, но об этом в недостатках.

Чистый алюминий, как и чистое железо, в технике практически не применяется (исключения
— провода и фольга). Любой «алюминиевый» предмет состоит из какого-нибудь сплава алюминия. Сплавы могут содержать кремний, магний, медь, цинк и другие металлы. Их свойства отличаются очень сильно, и это необходимо учитывать при обработке. Ниже перечислены несколько самых распространенных марок алюминия:

  • 1199. Чистый 99,99% алюминий. Бывает почти исключительно в виде фольги.
  • 1050 и 1060. Чистый 99,5% и 99,6% соответственно. Из-за высокой теплопроводности иногда используется как материал для радиаторов. Мягок, легко гнется. Провода, пищевая фольга, посуда.
  • 6061 и 6082. Сплавы: 6061 — Si 0,6%, Mg 1,0%, Cu 0,28%, 6082 — Si, Mg, Mn. Первый более распространен в США, второй — в Европе. Легко точить, фрезеровать. Наилучший материал для самоделок. Прочен. Легко поддается сварке, паяется твердыми припоями. Легко анодируется. Плохо гнется. Не годится для литья.
  • 6060. Состав: Mg, Si. Более мягок, чем 6061 и 6082, при обработке резанием слегка «пластилиновый», за что его не любят токари. Распространен и дешев, других особых преимуществ не имеет. Дешевый алюминиевый профиль из непонятного сплава имеет хорошиешансы оказаться им.
  • 5083. Сплав с магнием (>4% Mg). Отличная коррозионная стойкость, устойчив в морской воде. Один из лучших вариантов для деталей, работающих под дождем. Тоже может встретиться в магазине стройматериалов, наряду с другими подобными марками.
  • 44400, он же «силумин». Сплав с большим процентом кремния (Si >8%). Литейный. Низкая температура плавления, при пайке твердыми припоями риск расплавить саму деталь. Хрупок, при изгибе ломается. На изломе видны характерные кристаллы.
  • 7075. 2,1-2,9% Mg, 5,1-6,1% Zn, 1,2-1,6% Cu. Очень своеобразный сплав, отличается даже цветом (пленка окислов слегка золотистая). Неожиданно твердый для алюминия, по твердости сравним с мягкой сталью. Плохо анодируется. Не паяется вообще. Не сваривается вообще. Не гнется и не куется вообще. Не годится для литья. Резанием обрабатывает ся отлично, прекрасно полируется. Хорош для ответственных деталей. Используется для винтов в велосипедах, в оружии (материал многих деталей винтовки M16).

Относительно невысокая температура плавления (660 °C у чистого, меньше 600 °C у литейных сплавов) алюминия делает возможным отливку деталей в песочные формы в условиях
гаража/мастерской. Однако многие марки алюминия не годятся для литья.

Примеры применения


Провода. Алюминий дешев, поэтому толстые силовые кабели, СИП, ЛЭП выгодно делать из алюминия. В старых домах квартирная проводка сделана алюминиевым проводом (с 2001 года ПУЭ запрещает в квартирах использовать алюминиевый провод, только медный, см ПУЭ 7 издание п. 7.1.34) Также алюминий не используется как проводник в ответственных применениях.


Слева старый алюминиевый провод. Справа алюминиевые кабели различного сечения,
пригодные для укладки в грунт. В частности кабелем справа был подключен к электроэнергии целый этаж здания. Кабель помимо наружной резиновой оболочки имеет бронирующую стальную ленту, для защиты нижележащей изоляции от повреждений, к примеру лопатой при раскопке.


Теплоотводы. Не только домашние батареи делают из алюминия, но и радиаторы у
микросхем, процессоров, делают из алюминия.


Различные алюминиевые радиаторы.

Корпуса приборов. Корпус жёсткого диска в вашем компьютере отлит из алюминиевого сплава. Небольшая добавка кремния улучшает прочностные качества алюминия, сплав силумин — это корпуса жёстких дисков, бытовых приборов, редукторов и т. д.

Анодированный алюминий (алюминий, у которого электрохимическим путем окисная пленка
на поверхности сделана потолще и прочнее) хорошо окрашивается и просто красив. Окисная
пленка (Al2O3 — из того же вещества состоят драгоценные камни рубины и сапфиры) достаточно твёрдая и износостойкая, но к сожалению алюминий под ней мягок, и при сильном воздействии ломается как лёд на воде.

Экраны. Электромагнитное экранирование часто делается из алюминиевой фольги или тонкой алюминиевой жести. Можете провести простой эксперимент, мобильный телефон
завернутый в фольгу потеряет сеть — он будет заэкранирован.

Отражающее покрытие у зеркал. Тонкая пленка алюминия на стекле отражает 89% падающего света (примерное значение, зависит от условий) (Серебро 98%, но на воздухе темнеет из-за сернистых соединений). Любой лазерный принтер содержит вращающееся зеркало, покрытое тонким слоем алюминия.


Зеркала от оптической системы планшетного сканера. Обратите внимание, оптические зеркала имеют металлизацию стекла снаружи, в отличии от привычных бытовых зеркал, где отражающее покрытие для защиты за стеклом. Бытовые зеркала дают двойное отражение — от поверхности стекла и от отражающего покрытия, что не так критично в быту, как защищенность отражающего покрытия.

Электроды обкладок конденсаторов. Алюминиевая фольга, разделенная слоем диэлектрика и туго свернутая в цилиндр — часть электрических конденсаторов (впрочем, для уменьшения габаритов конденсаторов фольгу заменяют алюминиевым напылением). Тот факт, что пленка оксида алюминия тонкая, прочная и не проводит ток, используется в электролитических конденсаторах, обладающими огромными для своих габаритов электрическими емкостями.

Недостатки


Алюминий — металл активный, но на воздухе покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет металл от разрушения и скрывает его активную натуру. Если не дать алюминию формировать стабильную защитную пленку, например капелькой ртути, алюминий активно реагирует с водой. В щелочной среде алюминий растворяется, попробуйте залить алюминиевую фольгу средством для прочистки труб — реакция будет бурная, с выделением взрывоопасного водорода. Химическая активность алюминия, в паре с большой разницей в электрооотрицательности с медью делает невозможным прямое соединение проводов из этих двух металлов. В присутствии влаги (а она в воздухе есть почти всегда) начинает протекать гальваническая коррозия с разрушением алюминия.


Два идентичных трансформатора от микроволновых печей. Левый вышел из строя по причине алюминиевых обмоток — отгорел провод от контакта — алюминий плохо паяется мягкими припоями, попытка обеспечить контакт также как и у медного провода привела к поломке.

Алюминий ползуч. Если алюминиевый провод очень сильно сжать, он деформируется
и сохранит новую форму — это называется «пластическая деформация». Если сжать его не
так сильно, чтобы он не деформировался, но оставить под нагрузкой надолго — алюминий
начнет «ползти» меняя форму постепенно. Это пакостное свойство ведет к тому, что хорошо
затянутая клемма с алюминиевым проводом спустя 5-10-20 лет постепенно ослабнет и будет
болтаться, не обеспечивая былого электрического контакта. Это одна из причин, почему ПУЭ
запрещает тонкий алюминиевый провод для разводки электроэнергии по потребителям в
зданиях. В промышленности не сложно обеспечить регламент — так называемая «протяжка»
щитка, когда электрик периодически проверяет затяжку всех клемм в щитке. В домашних же условиях, обычно пока розетка с дымом не сгорит — никто и не озаботится качеством контакта. А плохой контакт — причина пожаров.

Алюминий, по сравнению с медью, менее пластичный, риска от ножа на жиле, при сьёме изоляции с провода быстрее приведет к сломавшейся жиле, чем у меди, поэтому изоляцию с алюминиевых проводов надо счищать как с карандаша, под углом, а не в торец.

Интересные факты об алюминии


  • Алюминий — хороший восстановитель, что используется для восстановления других металлов, например титана из состояния диоксида. Теодор Грей (Настоятельно рекомендую книги Теодора Грея «Элементы. Путеводитель по периодической таблице», «Научные опыты с периодической таблицей», «Эксперименты. Опыты с периодической таблицей». Они очень хорошо сделаны визуально, и опыты в них не приторно безопасные, как в большинстве современных пособий, могут и бабахнуть.) в домашних условиях проводил такой опыт. В смеси с окислом железа алюминиевая пудра образует термит— адская смесь, которая горит разогреваясь до 2400°С при этом восстанавливается железо и весело стекает вниз, что используется для сварки рельсов, иным способом такой кусок железа качественно и быстро не прогреть. Термитные карандаши позволяют в полевых условиях сваривать провода, а бравый спецназовец термитной горелкой пережжет дужку самого крепкого замка.
  • Чтобы сделать бисквит нежным и воздушным используется пекарский порошок. Такой же порошок есть для того, что бы сделать пористым бетон — Алюминий + щелочь.
  • Алюминий — активный металл, но он быстро покрывается окисной пленкой, которая защищает его от разрушения. Рубин, сапфир, корунд — это всё названия одного и того же вещества — оксида алюминия Al2O3 Белые точильные круги и бруски состоят из электрокорунда — оксида алюминия.

    Можно убедиться в активности алюминия простым опытом. Нарежьте алюминиевую фольгу в стакан, добавьте медный купорос и поваренную соль, залейте холодной водой. Спустя некоторое время смесь закипит, алюминий будет окисляться, восстанавливая медь, с выделением тепла.
  • Алюминий неплохо поддается экструзии. Корпуса приборов из нарезанного и обработанного экструдированного профиля значительно дешевле литых.


    Алюминиевый корпус внешнего аккумулятора для телефона. Экструдированный анодированный окрашенный профиль.
  • Алюминий весьма посредственно паяется мягкими (оловянно-свинцовыми) припоями, неплохо паяется цинковыми припоями. При конструировании приборов это стоит помнить, соединить провод с алюминиевым шасси проще прикрутив винтом к запрессованной стойке, чем припаять. В твердых марках алюминия (6061, 6082, 7075) можно нарезать резьбу для винта непосредственно.
  • Алюминий можно сваривать аргоновой сваркой, но качественный шов получается только при TIG-сварке на переменном токе. Непрерывная смена полярности измельчает пленку окислов, которая в противном случае может попасть в шов. Учитывайте это при выборе сварочного аппарата для мастерской, если вам может потребоваться варить и алюминий.

Еще раз важное замечание. Алюминиевые и медные проводники напрямую соединять нельзя! Для соединения проводников из меди и алюминия используйте промежуточный металл, например, стальную клемму.

Источники


В крупных строительных магазинах (OBI, Leroy Merlin, Castorama) обычно есть в наличии алюминиевый профиль разных размеров и форм. Неплохим источником может послужить штампованная алюминиевая посуда — она очень дешева и существует разных форм. Но обратите внимание на марки. Если нужен 6061 и тем более 7075, придется покупать его у фирмы, специализирующейся по металлам.

Ссылки на части руководства:


1: Проводники: Серебро, Медь, Алюминий.
2: Проводники: Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть.
3: Проводники: Углерод, нихромы, термостабильные сплавы, припои, прозрачные проводники.
4: Неорганические диэлектрики: Фарфор, стекло, слюда, керамики, асбест, элегаз и вода.
5: Органические полусинтетические диэлектрики: Бумага, щелк, парафин, масло и дерево.
6: Синтетические диэлектрики на базе фенолформальдегидных смол: карболит (бакелит), гетинакс, текстолит.
7: Диэлектрики: Стеклотекстолит (FR-4), лакоткань, резина и эбонит.
8: Пластики: полиэтилен, полипропилен и полистирол.
9: Пластики: политетрафторэтилен, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат и силиконы.
10: Пластики: полиамиды, полиимиды, полиметилметакрилат и поликарбонат. История использования пластиков.
11: Изоляционные ленты и трубки.
12: Запланирована
MakeItLab 545,34
Компания
Поделиться публикацией
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама
Комментарии 161
  • +5
    Отличная статья! Продолжайте. ЕМНИП нельзя скручивать алюминиевый провод с медным как на КДПВ :)
    • +8
      Картинка специально провокационная) И изолента синяя!
      • 0
        Руки прочь от синей изоленты!
        Это на века :)
      • 0

        Почему нельзя? Можно!


        • Эти ягоды есть можно?
        • Можно. (Пауза) Но потом отравишься.
          (с) "Спортлото 82"

        • 0
          Можно. Главное — не допустить попадание влаги ни в коем виде.
          • 0

            В качестве примера: у меня довольно мощная электроплита с духовкой была подключена хорошей скруткой меди с алюминием, плотно обмотанной синей изолентой, 15 лет. Когда соединение разобрал никаких заметных следов коррозии на проводах не было. Скорее всего плотная обмотка изолентой затрудняет проникновение воздуха с влагой к контакту и процесс электрохимической коррозии происходит чрезвычайно медленно. Но я все равно не рекомендую так подключать.

            • +2
              Единичный частный случай выигрыша в лотерею не гарантирует постоянные выигрыши в будущем) Так делать не рекомендуют потому что такие соединения чаще доставляют проблемы, и при определенных условиях вполне себе могут проработать десятилетия.
          • +1

            Нельзя! Но, если добавить синей изоленты — то можно :)

            • 0
              Скучивать нельзя (технически можно, но это глупо). Можно скрутить стальным болтом через стальную шайбу. Или клемниками/гильзой с пастой.
              • 0
                Почему нельзя скручивать? Все вокруг говорят, что нельзя, а «почему» — я так и не услышал ни у кого :)
                • 0
                  Потому что такое соединение ненадежное.
                  Из-за того, что в ряду напряженности металлов алюминий и медь далеко друг от друга, в присутствии влаги (из воздуха) начнется гальваническая коррозия, усугубляемая протекаемым через такую скрутку током.
                  Во вторых из-за ползучести алюминия такая скрутка со временем ослабнет и контакт станет хуже, что вызовет его нагрев и последующее разрушение.
                  • 0
                    Да, про ненадежность скрутки пары алюминий-медь даже и не поспоришь…
                    А что в случае, если оба проводника — медные?
                    • 0
                      А что в случае, если оба проводника — медные?

                      Вы имеете ввиду просто скрутки? Они вполне имеют место быть, если сделаны правильно. Для этого целая технология существует.
                      • +1
                        Ну длительное время всю силовую электрику собирали на скрутки) Но последние издания ПУЭ не относят голую скрутку к числу разрешенных видов соединений. (быть или не быть скрутке это вообще тема отдельного поста, поскольку тема холиворная). Если кратко — то у скрутки есть ряд проблем, почему ее стоит избегать, особенно в силовых цепях:
                        1. Медь мягкая и не упругая, поэтому скрутка при термоциклировании со временем может ослабнуть
                        2. Качество выполнения скрутки сложно проконтролировать и очень сильно зависит от прямоты рук монтажника
                        3. При доступе воды к контакту возможно постепенное окисление поверхности проводника с ухудшением контакта.
                        Поэтому если делать по ПУЭ то скрутку надо улучшить, например:
                        * Заварить ее, сделав на кончике каплю из меди, которая обеспечит протекание тока по монолитному металлу без переходных сопротивлений
                        * Или накрутив на нее колпачек СИЗ — пластиковый колпачек с пружинкой внутри, которая навившись будет сдавливать скрутку всегда
                        * Пропаяв скрутку, обеспечив газонепроницаемость месту контакта
                        В вариантах выше гораздо проще обеспечить контроль качества соединения, да и возможности накосячить меньше.
                        • 0
                          Пропаять — понятно. А как делают сварку медных проводов? Вот например в квартире? Допустим, залез я в распределительную коробку, а там провода на скрутках. Даже если уже их поменяли на медные, но всё равно на скрутках сделали. Как в таких условиях заварить? Чем?
                          • 0
                            Делают при помощи сварочного аппарата и угольного электрода, скрутку зажимают плоскогубцами (один электрод) и чиркают кончик угольным электродом (второй электрод). Зажигается дуга и оплавляет жилы, расплавленный металл собирается в шарик. Но в случае если просто стоит задача избавиться от скруток в распредкоробке и вы не занимаетесь электрикой профессионально, то я бы предложил обжать скрутки гильзами. Это будет дешевле, надежно и не требует особых навыков.
                            • 0
                              Спасибо! Вспомнил, что сам как-то баловался плавкой медных проводов через толстый карандаш, брал +70В с блока питания мощного усилителя (самодельный трансформаторный). Дуга мощная была, но плавилось как-то неуверенно.
                    • 0
                      опять же из-за
                      Единичный частный случай выигрыша в лотерею не гарантирует постоянные выигрыши в будущем)
                      spiritus_sancti 09.09.17 в 14:02
                      geektimes.ru/company/makeitlab/blog/290857/#comment_10302643

                      — то есть хотя и возможны качественные скрутки, выполненные опытными мастерами, но далеко не каждый может сделать качественную скрутку.
                      Это о скрутках вообще. Ну а что касается скрутка меди с алюминием — то любой контакт меди с алюминием (хоть скрутка, хоть зажим под одну гайку) есть потенциальная проблема из-за электрохимической коррозии, как уже и описали в комментах выше.
                • +5
                  А я как раз тот человек, что занимается переработкой электронных отходов — ссылка в статье на извлечение серебра из контактов на мой ресурс. Уточнение — в ссылке контакты пускателей снимаются газом (нагревом) а из слаботочных реле контакты вместе с подложкой откусываются, затем растворяются в азотке вместе с бронзовой подложкой и потом мокрой химией мы восстанавливаем серебро и выводим его в гранулу.
                  • +2
                    Рад вас видеть в комментариях, с удовольствием читаю ваш блог :)
                    • +5
                      Я архив с фотографиями подразобрал — сейчас буду много про заводы рассказывать — литейки, линии флотации, станки розлива и линии электролиза.
                  • 0
                    Отличный материал, жду руководство в PDF)
                    • +4

                      Понравилось. Четко и без воды, но в тоже время с интересными фактами. С радостью почитал бы запланированные 11 частей ;-)

                      • 0
                        Когда же там уже следующие 10 частей :)
                        • 0

                          Одна ищи самых больших проблема таких серий в том, что часто они не продолжаются.

                          • 0
                            Будем надеяться на лучшее :)
                            • 0
                              Не переживайте, еще 10 частей уже в черновиках набранные и оформленные лежат)
                          • 0
                            Медь — один из немногих мягких металлов с высокой температурой плавления, поэтому из меди изготавливают уплотнительные прокладки, например для высокотемпературной или вакуумной техники. Например, уплотнительная прокладка пробки картера двигателя автомобиля.

                            как пример лучше приводить шайбы-прокладки форсунок в дизелях, картер не особо и греется, у меня там стальная шайба с резинкой стоит.
                            • 0
                              Или прокладка под головку 2Т двигателя с воздушным охлаждением
                              Заголовок спойлера
                              image
                            • 0

                              Попытки применять алюминий в обмотках ни к чему хорошему не приводили. Трансформаторы ТСА были не очень надёжными, наушники не помню, какие именно — тоже.

                              • 0
                                До сих пор использую ТСА-270, выдранный из какого-то старого телевизора в глубоком детстве.
                                • 0
                                  Не всегда, в гараже стоит трансформаторный стабилизатор напряжения сделанный в СССР с алюминиевыми обмотками, до сих пор работает по назначению, стабилизирует напряжение. О том что там алюминий узнал когда полез внутрь чтобы подключить выносную розетку, не смог припаяться напрямую к обмотке, пошкрябал — под лаковой изоляцией белый провод)))

                                  • 0

                                    Алюминий во всю применяется в обмотка двигателей стиральных машин и холодильников.

                                    • 0
                                      Это может быть сплав меди. Или оцинкованная медь. Выглядит похоже на алюминий.
                                      • 0
                                        Оцинковка хорошо паяется.
                                        • 0
                                          Кроме оцинковки еще сплавы бывают, с ними уже не все так просто.
                                    • 0
                                      Всё с ним нормально в обмотках, если применяется с соблюдением правил.
                                    • +1
                                      Простите, не могу удержаться =)
                                      Алюминий не ползуч, он текуч!
                                        • 0
                                          Приятно посмотреть, когда правы оба. В пресс-гильзах должны учитываться оба явления с учетом допустимых рабочих температур
                                      • 0
                                        Хороший материал для школьников. Ожидал большего. Ну да ладно что я брюзжу, продолжайте пожалуйста.
                                        • +2
                                          Если бы. Сегодня ремонтировал фонарь на газовой заправке и естественно причина отказа скрутка аллюминий/медь. Причем через пол метра провода, в фонаре, оно переходит обратно медь/аллюминий. Причем всё в дырках и отсутствуют прокладки/уплотнения.
                                          И ведь за день до этого спокойно наблюдал шлейф, когда стравливали газ со шланга после пополнения резервуаров. Знай о подобных радостях ранее, от подобного зрелища волосы бы зашевелились.
                                        • +1
                                          Я обеими руками поддерживаю движение Open Source и Open Hardware


                                          Предлагаю выложить это дело в гитхаб.
                                          • +1
                                            будет. Когда опубликую последнюю часть — внесу в текст правки с учетом комментриев и выложу в github. Также выложу pdf версию руководства.
                                            • +1

                                              Зачем так сложно? Почему не выложить прям сейчас, чтобы правки можно было добавлять прям там?

                                              • 0
                                                Что бы дозированно давать инфу и успевать переваривать все замечания, в руководстве 119 страниц, если выложить сразу — глаза разбегутся.
                                                • 0
                                                  Не, почему вот эту часть в гит не выложить?
                                          • +1
                                            Нетленка. Спасибо.
                                            • 0
                                              Еще раз важное замечание. Алюминиевые и медные проводники напрямую соединять нельзя!


                                              Я думаю важным будет уточнить, что причина этого «нельзя» в том, что контактное соединение алюминия и меди образует гальваническую пару и такой контакт будет саморазрушаться. К чему пишу это — многие думают, что «алюминий с медью соединять нельзя, но если потуже затянуть, то можно». А это в корне неверно.

                                              • 0
                                                на самом деле тут два фактора — во первых гальваническая пара. Во вторых — ползучесть алюминия. Видел как то в интернете хорошую наглядную демонстрацию гальванического разрушения металлов, пары медный болт — алюминиевая гайка, алюминиевый болт медная гайка, бронзовый болт — стальная гайка и т.д. замачивались в растворе и затем делалось фото того что получилось в итоге. Нужно будет воспроизвести.
                                                А по соединению проводов я вынашиваю план сделать дотошный эксперимент, уж больно много срачей, там есть множество тонких моментов. Благо есть возможность сделать стенд и погонять его, надо только немного ресурсов подкопить, часть железа уже есть.
                                                  • +2

                                                    На самом деле гальваническая пара будет действовать, если есть жидкая среда — электролит. То есть в достаточно сырых условиях. А в условиях сухого помещения никакой особенной электрохимической коррозии наблюдаться не будет (тончайшей пленки адсорбированной воды для этого явно недостаточно — на лежащих на столе в сухой комнате скрученных медном и алюминиевом проводах вы через 10 лет коррозии не найдете даже под микроскопом). Но тем не менее, соединение меди и алюминия и в этих условиях, и даже в безводной среде — ненадежно. Причиной является сочетание целого ряда свойств алюминия. И главным корнем зла здесь является наличие прочного оксидного слоя на поверхности, из-за которого хороший контакт с алюминием возможен только при очень плотном сжатии контактирующих поверхностей. А любое соединение алюминия с медью (если только не сварное) постепенно будет разбалтываться. Основным "разбалтывателем" тут является термоциклирование — у алюминия ТКР в полтора раза больше, чем у меди, при этом оба металла пластичны и практически лишены упругих свойств. А ослабление давления в контакте приводит к увеличению нагрева и повышению термических напряжений. К тому же нагрев приводит к росту оксидной пленки и еще большему ухудшению контакта. Этот порочный круг в итоге и приводит к разрушению контакта. И электрохимическая коррозия этому только помогает, но вовсе не обязательна.
                                                    Теперь — чем помогает стальная клемма между медью и алюминием (кроме снижения электрохимической коррозии). Она позволяет зажать алюминиевый провод сильно, и что самое главное, обладая упругостью, она за счет нее сохраняет давление даже несмотря на определенную степень деформации зажатого в ней алюминиевого провода.

                                              • 0
                                                СВЕРХ!
                                                • +1

                                                  Алюминий плох в проводке ещё по одной причине: он хрупок.
                                                  Зачастую достаточно согнуть и выпрямить провод, чтобы он повредился в достаточной степени, чтобы в дальнейшем повреждённое место постепенно выгорело (структурное повреждение увеличивает сопротивление, а следовательно, нагрев при прохождении тока) до полного отсутствия контакта, уж не знаю, как с пожарной безопасностью в этом плане.

                                                  • 0
                                                    Вы, как бы, перефразировали это:
                                                    Алюминий, по сравнению с медью, менее пластичный, риска от ножа на жиле, при сьёме изоляции с провода быстрее приведет к сломавшейся жиле, чем у меди, поэтому изоляцию с алюминиевых проводов надо счищать как с карандаша, под углом, а не в торец.
                                                    • 0

                                                      А где тут про выгорание?

                                                      • 0
                                                        Вот, чуть выше:
                                                        В домашних же условиях, обычно пока розетка с дымом не сгорит — никто и не озаботится качеством контакта. А плохой контакт — причина пожаров.
                                                        • 0

                                                          Это про контакт разных металлов, а не про хрупкость алюминия.

                                                          • 0

                                                            Хорошее дополнение, не сопротивляйтесь)

                                                        • 0
                                                          Микротрещины приводят к уменьшению сечения и повышению сопротивления, оно к нагреву, нагрев к окислению и дальнейшему уменьшению сечения…
                                                          Плюс окисел занимает больше места и рвёт провод как замерзающая вода…
                                                      • 0
                                                        При этом алюминий активно используется в пищевом деле. После того как прочитал как он активен с щелочью, невольно задумался, насколько на самом деле он безопасен?
                                                        • +1
                                                          Говорят, не особо он безопасен. Но все последствия очень медленные: способствует развитию возрастной деменции.
                                                          Но лучше бы эту информацию подтвердить кем-нибудь больше знающим: мой первоисточник был двадцать лет назад, с тех пор могли появиться новые данные, а беглой гуглежке я бы тоже не очень доверял в таких вопросах.
                                                          • 0

                                                            Ну, типа, он является нейротоксином, как и свинец

                                                          • 0
                                                            Мелькала корреляция с болезнью Альцгеймера
                                                            • 0

                                                              Вроде, была информация, что корреляция есть, но причиной развития болезни алюминий не является. Было предположение, что алюминий начинает накапливаться в организме по той же причине, по которой возникает сама болезнь.

                                                            • +2

                                                              Варенье в нем варить нельзя, ибо среда кислая и активная. А так плёнка окислов спасает.

                                                              • 0

                                                                А пельмени?

                                                                • +1
                                                                  Пельмени можно. Если не в варенье.
                                                              • +1
                                                                amantonio.livejournal.com/22440.html
                                                                недавний материал с большим списком литературы
                                                                • 0
                                                                  В связи с тем что планета на треть состоит из окислов алюминия — организм к нему привыкший, если не слишком много в него попадает.
                                                                  • 0
                                                                    Ну, окислы-то да, инертны. Чего не скажешь о чистом металле — он таки может с чем-нибудь кислым или щелочным прореагировать, если нарушить покрытие как раз во время контакта с жидкостью. А при реакции с кислотами получаются всякие растворимые соли алюминия — вот они-то и могут проникнуть в метаболизм.
                                                                • 0
                                                                  Очень годно. Ждем следующие части. :)
                                                                  • 0
                                                                    Спасибо огромное. Читается легко и интересно. Чем-то напомнило серию статей про сварку оптики. Человеческим изложением, что-ли?
                                                                    И вопрос по теме: в абзаце про алюминиевые сплавы имеется ввиду, что всё оставшееся — это Al? т.е. для 6061 содержание алюминия будет 98,12?
                                                                    • 0
                                                                      Да. Точнее состав сплава нужно смотреть в справочниках.
                                                                    • +1
                                                                      Одна проблема, реально алюминий и медь в проводах только советского производства или промышленного назначения. Поскребите многожильный аудиопровод из магазина — алюминий или сталь покрытые слегка медью. Потом появляются истории про разное звучание проводов, конечно разное -ГОСТы-то отменили. Все сплавы, так что таблички механических свойств и сопротивлений из учебника идут лесом. У современного бизнеса свой взгляд на физику :-)
                                                                      • +2
                                                                        Что то вы преувеличиваете. По крайней мере в крупных городах на откровенный контрафакт мы не попадались. Занижение сечения — было. Неотожженые жилы были, но вот так что бы откровенно омедненую сталь выдавали за провод…
                                                                        • +1
                                                                          Хорошо бы, в качестве хобби занимаюсь ламповой техникой и всяким с ней связанным. Наушники Phillips — сопротивление кабеля 2 м порядка 20 ом (при собственном излучателей 16 ом). Начал разбирать — сталь с медью. Понятно что нужна прочность, но чтобы так. Поставил советский кабель тканый — и прочно и сопротивление меньше ома. Совсем другое дело.
                                                                          Берем типовой «аудио» кабель RCA — меряем сопротивление… явно не медь. Разбираем — алюминиевый сплав покрытый медью. Берем аналогичный RCA кабель за 5 тыс руб. и о чудо, сопротивление доли ома!
                                                                          • +1
                                                                            Ну если рассматривать китайские изделия низшего ценового диапазона то да, в наушниках просто 2 эмалированных провода, в проводах — пара волосков, в качестве контакта — металлизированный пластик. Увы, в некоторых торговых точках закупают именно такое. «Я не покупаю дорогие наушники потому что они у меня постоянно ломаются» — «у тебя наушники постоянно ломаются потому что ты покупаешь недорогие». Даже не могу предложить универсального решения, в крупных торговых сетях с бытовой электроникой наценка на мелочевку вроде кабелей и разьемов просто неадекватная.
                                                                        • 0
                                                                          что бы откровенно омедненую сталь выдавали за провод
                                                                          Это легко выявляется магнитом (медь и алюминий немагниты, в отличие от железа/стали)
                                                                          • 0
                                                                            А занижение сечения разрешено(или не запрещено) ГОСТом, там примерно так и говорится: неважно какое реальное сечение у провода, главное чтобы его характеристики соответствовали табличным значениям выше.
                                                                            • 0
                                                                              Выбирал когда себе кабель для подключения колонок (любительская мощная акустика), то смотрел «акустические» кабели, сечением до 6мм2, везде написано CCU+Al, везде алюминий с медью перемешанный… В итоге остановил выбор на ПВС 2х4мм2, пусть не такой красивый, зато в нём чистая медь.
                                                                              И провода для подключения динамиков в машине (те что в комплекте, тоненькие длинные) — вроде и медь внешне, но не паяется мягким припоем вообще, а твердых нету под руками. После зачистки и обработки в довольно агрессивном флюсе (заявлено для пайки алюминия, стали и других металлов, и алюминиевый радиатор он таки взял) — буквально пара капель припоя прилипла. Что там за говносплав в проводах — не знаю. А еще сечение явно недостаточное для такой длины и мощности нагрузки (20-150 ватт динамики и сечение на глаз везде не больше 0,5мм2)
                                                                              • 0
                                                                                ИМХО все «акустические кабеля» чистой воды маркетинг, при работе с сигналом 10 Гц — 20 кГц разницы с обычным силовым никакой. Главное сечение не занижать. Так что с ПВС все правильно делаете.
                                                                                • 0
                                                                                  И провода для подключения динамиков в машине (те что в комплекте, тоненькие длинные) — вроде и медь внешне, но не паяется мягким припоем вообще, а твердых нету под руками.
                                                                                  Есть лайфхак в виде использования паяльной пасты. За именно ваши провода не скажу, но многие «тугопайкие» штуки вполне выходит так сделать.
                                                                                  • 0
                                                                                    Аспирин наше всё, не встречал китайпровода, который он не взял.
                                                                                    Но вонючь!
                                                                                    • 0
                                                                                      Ну синюю изоленту я понимаю, на ней полстраны работает, а аспирин??? Сейчас 100500 нормальных флюсов есть, по ядрёности такие, что ими свободно лакированый алюминий к китайскому чугунию припаять можно.
                                                                                      • 0
                                                                                        У аспирина есть огромный плюс — он всегда под рукой, в отличии от тех 100500 флюсов.
                                                                                        (на этом, собственно, плюсы и кончаются)
                                                                            • 0
                                                                              Поскребите многожильный аудиопровод из магазина — алюминий или сталь покрытые слегка медью

                                                                              Ну это уже проблема магазина, что выбирает такие товары на продажу. Просто он выглядит так же, а цена раз в пять меньше.

                                                                              У тех же китайцев на Али можно заказать usb-шнурок годный разве что для передачи данных на невысокой скорости за 0.5$, и свободно держащий ток более 2А для зарядки, но уже за 5$. В последнем чистая медь не хуже советской, экранировка и всё как положено.
                                                                              Естественно, у магазинов есть соблазн заказать партию первых, ибо работает, какие претензии? То же самое и с акустическим, и прочими. Ведь у китайцев всё просто — как заплатишь, так и сделают.
                                                                            • 0

                                                                              Отличная статья, остальные надеюсь не будут хуже. Ещё один новый интересный материал из электротехники — теплопроводящий полимер, широко в Led освещении применяется.

                                                                              • 0
                                                                                если вы про прокладки типа номакона — это обычно силикон + армирующий холст + наполнители. Или я что то путаю? Сами по себе полимеры плохо проводят тепло, теплопроводность повышают внося в композицию порошки металлов (если электропроводность не проблема) или что то иное, если нужно сохраниить диэлектрические свойства.
                                                                                • 0

                                                                                  Я про радиаторы и корпуса LED лампочек, теплопроводность 10-20.

                                                                                  • 0
                                                                                    Не сталкивался, поэтому не могу сказать что то конкретное, но спасибо за наводку)
                                                                              • 0
                                                                                Вот всю жизнь меня мучает этот вопрос.
                                                                                Еще в детстве прочитал и запомнил про соединение алюминия и меди.
                                                                                Но иногда приходится их соединять. Они зажимаются в колодке, но всё равно друг с другом соприкасаются прилично. И всё работает годами, не греется, не горит.
                                                                                Что я (ещё) делаю не так?
                                                                                Убедите меня, пожалуйста, что я неправ.
                                                                                • +2
                                                                                  Типичная ошибка — экстраполировать малое количество опытов на всю проблему. Из разряда «я перебегал дорогу в неположенном месте сотни раз и ничего». Проблема соединения алюминия и меди не в том, что если вы сегодня скрутили их, то завтра все развалится. Просто такие соединения значительно чаще выходят из строя. Не 1 на 100 000, а например 100 на 100 000. Можно найти много примеров когда такое соединение работало безотказно, но это не опровергает того, что такие соединения приносят проблемы чаще других. Более того в некоторых условиях (отсутствие нагрева, сухой воздух, стабильная температура, и т.п.) такое соединение действительно может стабильно работать годами.
                                                                                  • 0
                                                                                    Дело в токе, через промежуточный металл колодки медь и алюминий вполне себе контачат, вопрос лишь в площади этого контакта, его сопротивления и тепла на нём выделяемого, на малых токах это не критично, но на больших, результат не заставит себя ждать…
                                                                                  • 0
                                                                                    Мне одному кажется, что цитаты:
                                                                                    «Я решил опубликовать по частям свое руководство» и
                                                                                    «В крупных строительных магазинах (OBI, Leroy Merlin, Castorama)»
                                                                                    как-то не соотносятся между собой?
                                                                                    Неоригинальность значительной части материала очевидна. А когда публикуете компиляцию, принято указывать источники.
                                                                                    Отсутствуют указания на отечественные аналоги марок сплавов. Даже про Д16Т — молчок) Про применение алюминия в авиации — полный молчок. Из какого сплава, скажем, делают обшивку и заклепки для самолётов?
                                                                                    • +2
                                                                                      Если бы все указанное было оригинальным то это было бы научное исследование :) Что касается текста то я на 100% утверждаю — он написан мной (часть про марки алюминиевых сплавов написана товарищем). Не скопирован с каких либо источников, а именно написан из головы, и затем длительно и кропотливо перепроверен. И каждая фотография сделана мной. Каждое утверждение я перепроверял и уверен в его достоверности. Проставлять источники для верификации каждого утверждения — тогда бы одних ссылок было бы больше самого текста) Так что утверждения — общеизвестны, да. Их по отдельности можно найти в других источника — да. Но материал полностью оригинален в том плане что не копировался дословно.
                                                                                      Что касается отечественных алюминиевых сплавов и использования алюминия как конструкционного материала — руководство по электротехническому использованию материалов.
                                                                                    • +1
                                                                                      Очень спасибо за труды!
                                                                                      Хотелось бы отдельный репортаж про «оловянные усы».
                                                                                      Гуляет много противоречивой информации, но нет конкретики. Точнее она как бы уже есть и одновременно нет точного ответа, т.к. без электрических полей они не возникают, а причину их образования списывают на механическое давление усадки металла и проч.
                                                                                      Также эта оловянная «опция» весьма непредсказуема. «Усы» возникают не на всех одинаковых приборах, при использовании одного припоя.
                                                                                      • 0
                                                                                        В теме про олово будет упоминание про оловянные усы, но точный механизм их появления я к сожалению обьяснить не смогу. Мне попадались разные гипотезы, я учту этот момент и постараюсь добавить ссылки на них в текст.
                                                                                      • 0
                                                                                        «протяжка» щитка, когда электрик периодически проверяет затяжку всех клемм в щитке. В домашних же условиях, обычно пока розетка с дымом не сгорит — никто и не озаботится качеством контакта

                                                                                        У меня так изоляция провода выгорела. А как часто надо подтягивать клеммы?
                                                                                        Стоит ли зачищать окрашенную поверхность алюминиевого радиатора?
                                                                                        • 0
                                                                                          Зависит от условий эксплуатации. Обычно 1-2 раза в год.
                                                                                          По радиатору не совсем понятно что за радиатор и что вы хотите с ним сделать.
                                                                                          • 0
                                                                                            Зачищать не стоит. У голого алюминия излучающая способность хуже, и он несколько хуже отдаёт тепло. Поэтому многие радиаторы чернят, увеличивая КЧТ — теплоотдачу излучением. Но борьба идёт за считанные проценты, которые растут с ростом температуры радиатора. Причем, надо иметь в виду что покрытие может быть ЧЕРНЫМ в ИК-диапазоне соответствующем температуре излучения, но в оптическом видимом диапазоне покрытие вовсе не обязано быть абсолютно чёрным и встречается разных расцветок.
                                                                                            • 0
                                                                                              в неотапливаемом помещении 2 раза в год — весной и осенью
                                                                                            • +1
                                                                                              Странно, но совершенно не затронута эпическая тема о «бескислородной» (OFC-free) меди — давнем сраче аудиофилов с их оппозицией. (Сказка о том, что провода бывают «обычные» и изготовленные специально для High-End Audio с особо низким содержанием примесей). А ведь это напрямую вопрос материаловеду.
                                                                                              • +4
                                                                                                А ведь это напрямую вопрос материаловеду.

                                                                                                Нет, это напрямую вопрос к психиатру.
                                                                                                • 0
                                                                                                  Я имел в виду не характеристику фанатов, а именно ЛикБез — констатацию экспертами того факта, что другой меди в проводах и не используют в принципе. Она везде «OFC».
                                                                                                  • 0
                                                                                                    Да тут в общем то просто все. Любая примесь в меди портит ее проводимость. Производитель кабеля должен уложиться в ГОСТ 22483 где явно прописано, что 1 км жилы сечением 1 кв. мм. должен иметь сопротивление при нормальных условиях не более 18,1 Ом (см. таблицу 3 в ГОСТе). Соответственно если производитель возьмет грязную медь с большим количеством окислов, то он не уложится в ГОСТ. В этом плане составители ГОСТа молодцы, потому как важно не сечение, а проводимость. Зачем нам честные 2,5 мм2 меди если медь — говно и ток проводит плохо? Так что любой силовой кабель который изготовлен по ГОСТ содержит медь достаточного качества, что бы хорошо проводить ток.
                                                                                                    Вот сейчас написал и подумал — а это ведь может стать новым словом в маркетинге аудиофильских кабелей — это продажа кабелей из правильного изотопа меди.
                                                                                                    • +1
                                                                                                      Любая примесь в меди портит ее проводимость.
                                                                                                      Чуть позанудствую — всё же не любая. Серебро — улучшает, пропорционально процентному составу, который у них может быть взаимно любым.
                                                                                                      • 0
                                                                                                        Чуть подолью масла в огонь на счёт начала ветки: аудиофилы всё это знают, но на удельное сопротивление им пофиг. Ибо любая примесь + кристалл меди создадут полупроводник (что вокруг него тоже медь им так же пофиг). Вот его они и слышат.

                                                                                                        Да, крутейший лабораторный прибор, измеряющий до 100500 знаков после запятой, имеет обычные медные провода на входе, и разницы не видит. А они слышат! Ведь у прибора сухие цифры, а тут живой звук!

                                                                                                        Мотивация примерно такая. И поспорить-то сложно, ведь в толще провода где-то на молекулярном уровне действительно мог затесаться полупроводничок… :)
                                                                                                        • 0
                                                                                                          С изотопом непонятно чем лучше, а вот монокристаллический провод оно да.
                                                                                                          Жаль, нельзя сверхпроводящий сделать… как бы круто его реклама смотрелась!
                                                                                                  • +3
                                                                                                    Это действительно вопрос скорее к психиатру :) Провод с наклейкой 'OFC-free' и с изоляцией навитой девственницами на горе Фудзи в полнолуние при двойном слепом тестировании не будет различаться с куском ШВВП сходного сечения. Хотя в принципе в следующей редакции я добавлю пометку про бескислородную медь, спасибо.
                                                                                                    • 0
                                                                                                      Достаточно один раз побывать на заводе где делают медную катанку, и сразу становится ясно что провода делают из одного сырья.
                                                                                                      • +1
                                                                                                        необескислороженная медь тупо не тянется и не волочится
                                                                                                        поэтому все медные провода делаются из бескислородной меди независимо от их назначения
                                                                                                      • +1
                                                                                                        1. Хороший слог, легко читается
                                                                                                        2. Да, надо четко подчеркивать, что это компиляция известных данных, сделанная автором (в данном случае даже без «копипаста», это чувствуется.
                                                                                                        3. Сведения скорее для Вики, для школьников. В свое время выходили книги по занимательной химии, там подобных фактов множество.
                                                                                                        4. Из конкретики
                                                                                                        — по тексту потерянный фрагмент про какое-то «видео 7»;
                                                                                                        — суть отжига не в том, чтобы нагреть и подержать какое-то время при определенной температуре. Суть в скорости охлаждения, что влияет на кристаллическую структуру материала (в частности, на размер кристаллитов). При этом хорошо бы было напомнить про метод «закалки», когда разогретый материал быстро опускают в холодную жидкость (воду, масло и пр.).
                                                                                                        Технически же алюминиевую проволоку мы просто частями прогревали на газовой горелке (при этом оставшаяся часть оставалась горячей из-за высокой теплопроводности и таким образом охлаждалась очень медленно). Потом эту проволоку использовали как хомуты для крепления вакуумных шлангов, ее можно закручивать плоскогубцами.
                                                                                                        5. Про прокладки в комментах были некоторые упоминания, немного неточные. Насколько я помню, уплотнение фланцевых соединений, работающих в вакууме при температурах свыше 300 С положено делать только из мягкой меди. Я такие и заказывал. При этом, ессно, форма уплотнения на фланцах из нержавейки должна быть специальной, в виде клиньев с обеих сторон, чтобы продавить мягкую прокладку. Правда, коллеги-физики упоминали про использование таким же образом индия, он исключительно мягкий. Но рабочие температуры, конечно, должны быть существенно ниже.
                                                                                                        6. Что до размещения таких материалов в особых разделах — то я полагаю (возможно, не до конца понимаю, относительно недавно здесь), что выше должны цениться оригинальные авторские материалы, а не сообщения о новостях или компиляции пусть даже любопытных фактов.
                                                                                                        Повторюсь, к материалу претензий нет, он добротный. Но вторичный. Да, автор хорошо подобрал и изложил. Но качественная разница возникла бы в том случае, если бы он известную подборку фактов неожиданным, оригинальным образом переосмыслил…
                                                                                                        • 0
                                                                                                          Поправка: прогревали на алюминиевую, а медную проволоку (в том месте, где речь об отжиге на горелке)
                                                                                                          • 0
                                                                                                            Ссылку пофиксил. Суть отжига возможно действительно стоит раскрыть подробнее, займусь в следующей версии. Главное не углубиться сильно, а то и до аморфных металлов дойти можно)
                                                                                                            5. Про прокладки, у меня в справочнике по вакуумной технике указан индий, но рабочая температура всего 70 градусов. Среди материалов используемых в качестве металлических уплотнений указаны: индий, свинец, золото, алюминий, серебро, медь, никель.
                                                                                                            • 0
                                                                                                              В свое время выходили книги по занимательной химии, там подобных фактов множество.

                                                                                                              Можете порекомендовать что-то конкретное? У меня сын начал изучать в школе химию, ищу для него интересные научно-популярные книги. Можно и из старых, на озоне иногда можно купить хорошо сохранившиеся книги 80-х годов.

                                                                                                              Пока что нашёл «Исчезающую ложку» Сэма Кина и уже упомянутые в статье книги Теодора Грея.
                                                                                                              • +2
                                                                                                                Исчезающую ложку не рекомендую, там много ошибок, причем я разговаривал с автором, некоторые ошибки исправлены во втором издании, о у нас эксмо переведи только первое издание.
                                                                                                                Горячо рекомендую:
                                                                                                                Популярная библиотека химических элементов (онлайн версия) — много интересного про каждый элемент и не перегружено химией
                                                                                                                Пенни Лекутер, Пуговицы наполеона — Про молекулы, очень хорошо и без ошибок
                                                                                                                Не совсем про химию но М. Беккерт — мир металла, по сути половина курса металловедения но доступно для школьника и без лишнего примитива.
                                                                                                                И.А. Леенсон. Химические элементы в инфографике. — неплоха.
                                                                                                                Теодор Грей — все его книги обеими руками, очень красочные, интересные и что самое главное — опыты серьезные и опасные.

                                                                                                                • +1
                                                                                                                  Еще в моем детстве была замечательная книга «Опыты без взрывов», зачитал ее до дыр, а уж сколько гремучего газа было взорвано :-)) Думаю, немного погуглив, можно найти
                                                                                                                  • +1
                                                                                                                    Э.Гроссе, Х.Вайсмантель. Химия для любознательных
                                                                                                                    • +1
                                                                                                                      Еще:
                                                                                                                      У химии свои законы
                                                                                                                      Авторы: Манолов Калоян, Лазаров Добри, Лилов Иван
                                                                                                                      Переводчик (с болгарского): Смирнова Е. В.
                                                                                                                      1977
                                                                                                                      Сам не читал, просто буквально только что прилетел в соцсетях отзыв от знакомого:
                                                                                                                      Пожалуй, лучшего популярного истолкования законов химии для школьников, основанном именно на понимании, а не запоминании, мне не попадалось.

                                                                                                                      Ссылка для скачивания: litlife.club/bd/?b=221692
                                                                                                                    • 0

                                                                                                                      Закалку не вспоминайте, для меди так не работает: если нагреете и сунете в воду — останется мягкой.


                                                                                                                      Закалка стали возможна потому, что при определённой температуре кристаллическая решётка меняется.

                                                                                                                      • 0
                                                                                                                        Да и алюминия и его сплавов темообработка — наука большая, простым нагрел-остудил можно получить тьму разных результатов. (непредсказуемых, если не знать — напр «после отжига сразу мягкий, жёсткость (вплоть до хрупкости) набирает постепенно в течении недели»)
                                                                                                                        • 0
                                                                                                                          Спасибо, не знал такого (знал лишь про принципиальное отличие стали от цветмета). А где можно почитать подробнее?
                                                                                                                          • 0
                                                                                                                            Сорри, я в учебниках читал и это очень давно было… Погуглить «термообработка цветных металлов» — скорее всего где-то на такой же приличный современный ликбез можно попасть, но но не подскажу даже авторов. Главнов знать, что это — целая наука и методом тыка там легко попасть впросак.
                                                                                                                          • 0
                                                                                                                            Ну, со сталью тоже не всё так просто. Фазовые превращения кристаллической решётки железа; разные фазы соединения железа с углеродом (феррит, цементит, аустенит) куча разных фаз по микроструктуре (мартенсит, перлит, сорбит, троостит, ледебурит...);
                                                                                                                            — и всё это зависит от температурных кривых.

                                                                                                                      • 0
                                                                                                                        В качестве присадки в припоях. Качественные припои (как твёрдые так и мягкие) часто содержат серебро.
                                                                                                                        Тема сисек серебра в припоях как-то не раскрыта совсем. Серебро содержат не мифологические качественные припои, а высокотемпературные (500-1000 С и же выше), предназначенные для пайки сталей, бронзы, ювелирки, титана, ковара и других металлов. Если что, то подробности есть в ГОСТ 19738-74. К бронзам также относят медные сплавы с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами, за исключением цинка (это латунь) и никеля (это мельхиор). Исторически первой бронзой был сплав меди с полезной пищевой добавкой мышьяком. Не вполне понятно использование американской системы маркировки сплавов в русскоязычном неспециализированном тексте. Вообще материал явно надёрган из разношёрстных источников без структуризации — местами начинаются (сами по себе интересные) экскурсы в отличные от названия стороны, но резко обрываются и есть далеко не езде. Просится «причёска курсовой» — или удалить лишнее, или, наоборот, добавить для однородности. Брюзжать закончил.
                                                                                                                        • +1
                                                                                                                          Твердыми припоями не работаю, но серебро встречается и в мягких, например Felder Sn62Pb36Ag2.
                                                                                                                          Что касается структуризации — тут как клубок ниток, я долго ломал голову в каком порядке все выстраивать и какую глубину отвлечения для разбавления сухости текста использовать. Если у кого-то выйдет лучше я буду только рад)
                                                                                                                          • 0

                                                                                                                            Вроде типовые бессвинцовые припои — олово с небольшой добавкой серебра или меди. Отнюдь не на 500-1000 градусов, SnAg — 221 градус температура плавления. Насчёт качества там не особо, свинцовый припой более склонен прощать ошибки, но токсичность...

                                                                                                                          • 0
                                                                                                                            Алюминий хоть и проводит ток почти в полтора раза хуже меди, но он легче в 3,4 раза и в три
                                                                                                                            раза дешевле. А если посчитать проводимость, то эквивалентный медному проводник из
                                                                                                                            алюминия будет дешевле в 6,5 раз!

                                                                                                                            Поясните пожалуйста, как получается дешевле в 6.5 раз, если по массе дешевле в 3 раза, но проводимость хуже в 1.5 раз
                                                                                                                            • +2
                                                                                                                              В 3,4 раза легче, причём каждый килограмм ещё и в 3 раза дешевле. Получается в 10,2 раз дешевле за провод с такими же размерами. Если из-за худшей проводимости увеличиваем сечение в полтора раза, всё равно остаётся в 6,8 раз дешевле.
                                                                                                                              • 0
                                                                                                                                Все, дошло, спасибо
                                                                                                                                • 0
                                                                                                                                  Алюминий также прочнее меди, поэтому висячие провода предпочитают делать из алюминия. Благодаря этому можно делать пролеты между столбами длиннее.
                                                                                                                                  • +1
                                                                                                                                    А что вы называете прочностью? По-моему, он просто легче — потому и тянуть проще.
                                                                                                                                    • +3
                                                                                                                                      Нет понятия «прочнее». У сплавов дофига разных характеристик, один более прочен на разрыв, другой на сжатие, третий на излом, четвёртый более стоек химически, и применяют их в зависимости от назначения. В общем случае, чем твёрже сплав, тем он более хрупок и наоборот.

                                                                                                                                      А висячие провода делают из алюминия лишь по одной причине: цена. А прочность проводу придаёт стальная жила внутри скрутки. Не будь её — он разорвался бы под собственным весом на таких пролётах, не говоря уже о ветровых нагрузках и прочем.
                                                                                                                                      • 0
                                                                                                                                        Алюминий по прочности примерно такой же как медь, но так как втрое легче — казалось бы можно из него провода делать…
                                                                                                                                        … но текучесть не позволяет, приходится армировать сталью.
                                                                                                                                        Кстати видел стальную жилу внутри алюминиевой оболочки, достаточно популярный вариант был для разводки освещения и т.п.
                                                                                                                                        • 0

                                                                                                                                          а где стальная жила в проводе СИП-4 (к примеру)?

                                                                                                                                          • 0
                                                                                                                                            … на таких пролётах… (ploop)
                                                                                                                                            … пролеты между столбами… (dfgwer)
                                                                                                                                            — и какой максимально допустимый пролёт для СИП-4?
                                                                                                                                            • 0
                                                                                                                                              Стальной там нет, но несущая (из алюминиевого сплава) есть. Дополнительный запас к прочности даёт изоляция. НО: на сколько меня не подводит память, по всем видам СИП нет нормативов на пролёты более 35-40 метров. Вообще там нормируется сила натяжения, величина провиса и прочие тонкости, от них уже вычисляется расстояние. Если не забуду — спрошу у наших бригад, которые этим непосредственно занимаются.

                                                                                                                                              Так что для магистральных линий он не подходит от слова совсем.
                                                                                                                                              • 0
                                                                                                                                                не только «не подходит», но и «не предназначен». Для отводов он. А это 25 метров максимум, независимо от сечения (номер пункта не помню, а копать лень)
                                                                                                                                    • 0
                                                                                                                                      А если рядом с контактом меди и алюминия положить пакетик собирающий влагу(как из коробки с ботинками), то всё будет нормально?
                                                                                                                                      • +2
                                                                                                                                        В принципе да, эффект будет. Такой же, как от трёх иконок вместо подушки безопасности.
                                                                                                                                        • 0
                                                                                                                                          У силикагеля ограниченная емкость. Ну впитает он какую-то порцию влаги и перестанет. Решение это надо считать временным и скорей для начального впитывания влаги непосредственно после консервации. Если есть возможность герметизации, то проще объём заполнять азотом вытесняя влажный воздух, как это делают во многих биноклях.
                                                                                                                                          • 0
                                                                                                                                            если уж очень хочется, то можно прогреть и промазать чем-нибудь гидрофобным, хоть солидолом