CC BY
16Вестник магистратуры. 2018. № 4-2(79)
ISSN 2223-4047
УДК 62
А.В. Ефремов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕРИАЛОВ В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕНОСТИ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ
В статье описаны основные преимущества алюминия над медью в электротехнической промышленности. Приведены некоторые примеры использования алюминия и его сплавов на производстве различных отраслей промышленности. Использованы реальные данные для улучшения работы приборов.
Ключевые слова: алюминий, АД0, А5Е, токопровод, электропроводимость, электротехника.
Среди отраслей - потребителей алюминия одной из ведущих является электротехническая промышленность, это стало возможным благодаря исключительной роли электроэнергетики в создании дешевой электроэнергии. В настоящее время алюминий достаточно широко применяется в кабельной промышленности, электромашиностроении, светотехнике, в приборо и аппаратостроении для производства электромонтажных работ и других целей.
Эффективно используется алюминий в электротехнике в качестве электропроводящего материала. Одним из первых примером использования алюминия в электротехнических целях, являются токоведу-щие части дуг трамвайных вагонов.
Уступая меди в электропроводимости (для алюминия она составляет 61% от электропроводимости меди), масса алюминиевых проводов (при одинаковом омическом сопротивлении на единицу длины) на 52% меньше массы медных. В настоящее время в кабельной промышленности используют до 90% алюминия от всего объёма, потребляемого в электротехнике.
Производство полуфабрикатов для кабельной промышленности в виде шинопроводов постоянно совершенствуется по линии получения новых алюминиевых сплавов и новых способов их изготовления.
При производстве титановой губки используют электролизёры, имеющие в своей конструкции токопроводы большой мощности, позволяющие вести процессы восстановления оксида титана из ильме-нитовой руды. Основная проблема в получении шинопроводов, является получение шинопроводов сложной конструкции. Из литературы известно, для производства таких токопроводов используют в основном алюминий нелегированный марок АД0, А5Е.
Однако, даже при правильном выборе марки сплава для изготовления полуфабрикатов, необходимо также учитывать марку первичного алюминия, содержание основных примесей (Fe и Si) в сплаве и модифицирующих добавок (Ti, B) в пределах марочного состава, что в свою очередь впоследствии положительно скажется на эксплуатационных характеристиках изделий. Необходимо также учитывать характеристики полученных слитков, такие например, как газосодержание, макро- и микроструктура и т.п. Расширение применения алюминия в электротехнике связано также с использованием алюминиевых полуфабрикатов, полученных непосредственно в металлургическом производстве, в виде изделий, не требующих последующей механической или другой обработки. Это позволяет значительно снизить затраты на их производство. Работы ведутся в направлении применения алюминиевых сплавов для производства прессованных радиаторов и охладителей полупроводниковых приборов. Примером такого применения являются изделия, используемые в электротехническом оборудовании для системы питания и защиты сверхпроводящих обмоток в электромагнитной системы термоядерного реактора, разработанные ФГУП «НИИЭФА им. Д.В.Ефремова» г. Санкт-Петербург. В это оборудование входит система токопроводов, для изготовления которых необходимы изделия суммарной длиной до 5 км. Для решения этой проблемы необходимо было получить трубы длиной 12 метров сложной конфигурации, имеющие внутри полость с особыми требованиями по кривизне, кручению, гидроиспытаниям, электропроводимостью, механическим свойствам, геометрическим размерам. Комплексные эксплуатационные характеристики труб представлены в табл. 1.
© Ефремов А.В., 2018.
Научный руководитель: Куанышев Валерий Таукенович - кандидат физико-математических наук, доцент, Уральский технический институт связи и информатики (филиал в г. Екатеринбурге), Россия.
ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2018. № 4-2(79)
Таблица 1
Результаты испытаний механических свойсга труб
№ образца Временное сопро-тивление, кгс/мм2 Относительное удлинение, % Удельное электро-сопротивление, Ом
1 7,4 40,4 0,028
2 9,4 41,2 0,027
3 10,4 35,6 0,028
4 10,1 38,4 0,028
5 8,2 42,4 0,027
6 8,9 45,2 0,028
Требования 6,0 15,0 не более 0,0295
Оборудование и разработанная технология позволяют производить трубы из сплава АД0 с уровнем механических свойств, допусками на размеры, электропроводностью и результатами гидроиспытаний соответствующими требованиям заказчика.
Технологии не стоят на месте. Новое направление использование алюминия в электротехнике возможно в качестве слоистых изделий на базе биметаллов алюминий - медь, алюминий - силумин.
Библиографический список
1 .Дроздов Н.Г., Никулин Н.В. Электроматериаловедение//Изд. 4-е, перераб. и доп. — М.: «Высшая школа», 1973. — 312 с.
2. Альтман М.Б. и др. Применение алюминиевых сплавов// Справочник. — М.: Металлургия, 1985. — 344 с.
ЕФРЕМОВ АРТЁМ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ - магистрант, Уральский технический институт связи и информатики (филиал в г. Екатеринбурге), Россия.
