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铜、铝杆整理完资料
第二章原材料
第一节电工用铝
一电工用铝
铝是银白色的金属，熔点为658℃，比重为2.7g/cm3，作为电线电缆导电线芯应采用铝含量为99.7％以上的电工用铝，其化学成分应符合GB12768-91(表2-1)中的规定。
表2-1

二，铝的主要性能及影响其性能的因素
l铝的导电性能
导电性是指金属材料传导电流的性能。各种金属
的导电性能各不相同。金属的导电性愈好，则电流通过
时所产生的热量就愈小，从而在输电过程中的电能损失
就较小。导电性是衡量电线电缆导电线芯的主要指标。
金属的导电性用电导率来表示，也可用电导率的倒数
——电阻率来表示。电阻率可以用实测值表示，也可用
相对值表示，在电线电缆技术中，常用电阻率来表示金
属线材的导电性。
根据电阻定律，对于线性导体，在温度不变时，其电
阻与导体在电流方向上的长度成正比，与导体的电流方
向垂直的截面成反比。即有下列关系：

式中为比例系数，也称导体的电阻率。有时也用表示
应当指出，公式(2-1)所计算的电阻为导体的直流电阻。
在电线电缆技术中，为比较金属电阻的大小，往往
采用导电率的相对值表示。即国际电工番品会rmr、拇
定：在温度20℃时，比重
导体电阻为0.0172410时的软铜导电率为100%IACS
（软铜国际标准导电率）。
其它各种导电金属和合金的导电率常以与标准铜
相比的百分率表示：

铝的电阻率为IACS，导电性能较好。
影响导电率的各种因素：
(1)杂质对铝导电性能的影响。铝的纯度对导电率
的影响较为明显，如99.95%铝的导电率为63%IACS，
99.99%的高纯度铝的导电率为65%IACS。铝中所含杂
质对导电率的影响如图2-1所示。通过对铝中可能存
在的十三种杂质元素的研究发现Mn、Cr、V、Ti对铝导电
率的影响较为明显。

图2-1杂质对铝导电率的影响
对于电工用铝，Fe和Si是主要杂质，其含量与相对比例对铝的各种性能都有很大的影响。为确保铝的导电率应严格控制Fe和Si的含量及其比例。研究
结果表明铁与硅含量比在1.42.5之间，铝杆的性能较好。
我国铝矿的含硅量较高，造成铝导体导电率低，不符合电工用铝导体的要求。但在含硅较高的铝中加入稀土，稀土元素以置换固溶方式与硅一起溶人杂质相，
减少铝固溶体中硅的含量，降低了硅对铝导体的不良影响。为解决我国电工用铝不足的局面，上海电缆研究所通过多年努力，采用稀土优化综合处理技术对硅含量在
0.09~0.13%的铝锭进行处理，使其各项性能指标达到
电工用铝的要求。并在二十世纪八十年代中期实现了
在铝连铸连轧的工业化生产条件下用稀土处理含硅较
高的非电工用铝。这种电工铝导体性能优良，可达到国
内、外同类标准的要求，具有很高的技术经济效益。
(2)冷变形对铝导电率的影响。铝在发生冷变形
时，导电率下降不多，当压缩率达95—98%时，铝的导电
率仅下降1.2%。
导体金属经冷变形后，电阻增大，而在一定温度下
进行退火时，电阻可以恢复到变形前的水平。
(3)温度对铝导电率的影响。金属的导电性随着温
度的升高而下降，即金属的电阻随着温度的升高而增
大，当温度在绝对零度与熔点之间时，电阻和电阻率与
温度呈下列线性关系：

式中R2和ρ2一温度为t2℃时的电阻和电阻率；
R1和ρ1一温度为t1℃时的电阻和电阻率。
在计算电线电缆导体随温度变化的电阻时，往往将
试验温度t℃测得的数值换算到标准温度20℃，电阻、
电阻率分别写成R20、ρ20。
2．铝的机械性能。
(1)铝的主要机械性能
电线电缆所用铝导体应具有较好的机械性能，包括
抗拉强度、塑性、韧性等。
1)抗拉强度。强度是指金属材料在载荷作用下抵
抗变形和破裂的能力，可以通过试验来测定。金属材料
的强度越高，说明它抵抗载荷作用的能力越大。电线电
缆技术中最常用的强度是抗拉强度。
金属在均匀的拉力作用下，逐渐拉伸直至拉断时所
需的负荷，称为拉断力。拉伸应力与导体受力方向的垂
直截面的比值称为抗拉强度。它表明单位截面积的金
属线抵抗拉伸应力破坏的最大能力。
拉伸应力与拉伸强度的关系：

式中。σb一拉伸强度，单位为帕斯卡(Pa)；
Pb一拉伸应力，单位为牛顿(N)；
Fb—垂直于拉力方向的金属线的原横截面积，单
位为平方毫米（mm2）。
2)塑性。金属材料在负荷的作用下产生变形而不
破坏，当负荷去除后，仍能使变形保留下来的性能称为
塑性。这种负荷去除后，能保留的永久变形称为塑性变
形。
金属材料的塑性是通过对试样进行拉伸试验来测
定的。它用伸长率和断面收缩率这两个指标来表示。
在电线电缆技术中，一般采用伸长率表示。
金属材料受拉伸力直至拉断时，所拉伸的长度与原
有长度的比值，称为伸长率δ，用百分率表示。
伸长率可通过下式计算：

式中L0一试样原标距长度；
L