Vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện sử dụng trong sản xuất dây cáp điện Trần Phú có những đặc tính và tính chất gì? Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về chủ đề này.
Mục lục
Vật liệu dẫn điện là gì?
Khi ở trạng thái bình thường, vật liệu dẫn điện là những vật chất có điện tích tự do. Các điện tích này chuyển động theo một hướng xác định và tạo thành dòng điện khi có trường điện. Những vật liệu này được gọi là vật liệu dẫn điện.
Vật liệu dẫn điện có thể là chất rắn, chất lỏng và trong một số trường hợp phù hợp, chúng có thể là chất khí.
Trong sản xuất dây và cáp điện, các kim loại và hợp kim có tính dẫn điện tốt được sử dụng, chẳng hạn như đồng, nhôm, thép và các hợp kim khác. Trong khi đó, các kim loại và hợp kim có điện trở suất lớn thường được sử dụng trong các thiết bị sưởi, đốt nóng như vonfram.
Đồng, nhôm và thép là các kim loại dễ gia công áp lực (nóng và lạnh). Để có tính dẫn điện cao, những kim loại này cần có độ tinh khiết cao, không được chứa oxy. Các oxit kim loại làm giảm tính chất vật lý của vật liệu.
Tính chất của kim loại
Trong sản xuất dây cáp điện, người ta quan tâm đến một số chỉ số quan trọng của kim loại để kiểm soát chất lượng sản phẩm.
Tính dẫn điện:
Tính dẫn điện thể hiện khả năng truyền dẫn dòng điện của kim loại. Để đánh giá tính dẫn điện, người ta dựa vào các thông số sau:
- Điện trở (ký hiệu: R): Được tính theo công thức.
R = ρ*l/s
Trong đó:
-
ρ: Điện trở suất (Ω.mm2/m)
-
l: Chiều dài (m)
-
s: Tiết diện (mm2)
-
Điện dẫn (ký hiệu: G): Là đại lượng nghịch đảo của điện trở.
G = 1/R.
-
Điện trở suất (ký hiệu: ρ): Là điện trở của dây dẫn có chiều dài là một đơn vị chiều dài và tiết diện là một đơn vị diện tích.
-
Hệ số nhiệt điện trở (α): Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
ρt = ρ0 [1+α(t-20)]
Trong đó:
- ρt: Điện trở suất của kim loại ở t0°C
- ρ0: Điện trở suất của kim loại ở 20°C
- t: Nhiệt độ tại thời điểm đo.
Tính dẫn nhiệt:
Khi bị đốt nóng hoặc làm lạnh, kim loại có tính chất truyền nhiệt. Kim loại dễ đốt nóng nhanh và đồng đều hoặc dễ nguội nhanh sẽ có tính dẫn nhiệt tốt. Các vật liệu có tính dẫn nhiệt kém, muốn đốt nóng hoàn toàn phải tốn nhiều thời gian và nếu làm nguội quá nhanh có thể gây nứt, vỡ.
Tính giãn nở nhiệt:
Khi đốt nóng kim loại, nó sẽ giãn nở ra và khi làm nguội, kim loại sẽ co lại.
Tính nhiễm từ:
Không phải kim loại nào cũng có tính nhiễm từ, chỉ có một số loại bị từ hóa sau khi được đặt trong một trường từ. Sắt và hợp kim của sắt có tính nhiễm từ. Niken và coban được gọi là các chất sắt từ. Các loại kim loại khác không có tính chất nhiễm từ.
Tính nóng chảy:
Khi đốt nóng và làm nguội, kim loại sẽ có tính nóng chảy. Điểm nóng chảy là nhiệt độ khi kim loại chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng hoàn toàn. Trong công nghệ đúc, điểm nóng chảy rất quan trọng, vì khi kim loại nóng chảy, nó dễ dàng tạo khuôn.
Tính chống ăn mòn:
Các kim loại không bị ăn mòn bởi hơi nước và oxi trong không khí ở nhiệt độ thường hoặc nhiệt độ cao. Tuy nhiên, các kim loại khác nhau sẽ có mức độ ăn mòn khác nhau. Đồng và nhôm có khả năng chống ăn mòn tốt, trong khi thép kém hơn. Cần lưu ý hiện tượng ăn mòn điện hóa khi các kim loại tiếp xúc với nhau như Cu – Al hoặc Fe – Zn. Trong các hệ thống dẫn điện, thông thường không nối trực tiếp ruột dẫn điện nhôm vào các thiết bị, đầu nối bằng đồng mà phải sử dụng đầu nối đặc biệt bằng hợp kim.
Trong các dây dẫn yêu cầu có độ chịu kéo cao, thường sử dụng ruột dẫn có lõi thép chịu lực.
Để bảo vệ thép không bị rỉ, ta thường tráng bên ngoài một lớp kẽm chống oxy hóa. Tuy nhiên, nếu lớp kẽm không đủ kín, không đảm bảo độ dày, khi có nước xâm nhập, điện tích sẽ di chuyển và gây phá hủy mạnh mẽ.
Tính chất cơ học:
Độ chịu kéo, chịu nén, chịu uốn gãy, chịu xoắn… là những đặc tính cơ học của kim loại, cho phép đánh giá khả năng chống lực tương ứng. Từ đó, chúng ta có thể lựa chọn phương pháp công nghệ trong gia công áp lực.
Tính chất công nghệ:
Khi chọn kim loại để chế tạo, ta cần chú ý đến tính công nghệ của nó. Tính công nghệ bao gồm: tính cắt gọt, tính hàn, tính rèn, tính đúc, tính nhiệt luyện.
Các vật liệu dẫn điện tốt nhất hiện nay
Hiện nay, có rất nhiều loại vật liệu có khả năng dẫn điện tốt. Dưới đây là top 10 loại vật liệu dẫn điện tốt nhất theo Trần Phú Cable:
Bạc
Nếu nói về các vật liệu dẫn điện tốt nhất, chắc chắn phải nghĩ ngay đến bạc (Ag). Bạc có tính chất vật lí như mềm dẻo, dễ uốn và có màu trắng nổi bật. Tuy nhiên, bạc là kim loại quý có giá trị cao, nên thường không được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp và truyền tải điện.
Vàng
Vàng (Au) là chất liệu dẫn điện thứ hai hàng đầu. Vàng có tính chất mềm, dẻo và dẫn điện, dẫn nhiệt tốt. Vàng có khối lượng riêng cao, độ nóng chảy ở mức 1063°C. Tuy là một chất liệu quý, vàng được sử dụng nhiều trong ngành chế tạo kim hoàn, trang sức và đồ mỹ nghệ có giá trị cao.
Đồng
Đồng (Cu) là vật liệu chế tạo dây dẫn điện phổ biến nhất. Đồng có tính chất mềm, dẻo, dễ uốn, kéo sợi và dát mỏng. Đồng có khối lượng riêng là 8,98 g/cm3 và nhiệt độ nóng chảy là 1085°C. Ngoài ra, đồng còn được sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày, chẳng hạn như chế tạo các đồ gia dụng, đồ mỹ nghệ và các loại nhạc cụ.
Wolfram
Wolfram (W) là một vật liệu dẫn điện nổi tiếng. Wolfram có màu xám thép, cứng và giòn. Nhiệt độ nóng chảy của wolfram là 3422 °C. Wolfram được sử dụng trong việc chế tạo bóng đèn, sợi ống chân không, thiết bị sưởi và các vòi phun động cơ tên lửa.
Đây là một số loại vật liệu dẫn điện tốt và hiệu quả hiện nay. Các loại vật liệu này đóng vai trò quan trọng trong sản xuất dây và cáp điện và có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp và truyền tải điện.
Hình ảnh: Các lớp cách điện và dẫn điện trong dây điện
Chúng ta đã tìm hiểu về vật liệu dẫn điện được sử dụng trong sản xuất dây cáp điện Trần Phú. Việc lựa chọn và sử dụng đúng loại vật liệu dẫn điện là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm.
