電纜材料講義

1、電纜材料講義笫一章：緒 論一、發(fā)展歷史及現(xiàn)狀:1、1820年,丹麥科學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)通電的導(dǎo)線(xiàn)周?chē)嬖诖艌?chǎng)，奠定的電磁學(xué)的研究基礎(chǔ)。2、1831年,法拉弟發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律后,進(jìn)入了發(fā)電機(jī)的時(shí)代。3、1879年,美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生發(fā)明了自熾電燈,并用了兩年時(shí)間,致力于將電燈與發(fā)電、翰電、配電直至用電組成一個(gè)完整的體系。電線(xiàn)電纜是輸送電能,傳遞信息和制造各種電機(jī)、電器、儀表所不可缺少的基礎(chǔ)器材,是未來(lái)電氣化、信息化社會(huì)必要的基礎(chǔ)產(chǎn)品,電線(xiàn)電統(tǒng)行業(yè)又是配套行業(yè),產(chǎn)品必須滿(mǎn)足各主行業(yè)的性能要求,國(guó)民經(jīng)濟(jì)絕大多數(shù)行業(yè)都與電線(xiàn)電統(tǒng)相關(guān),因此電線(xiàn)電統(tǒng)又被噙之為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的“血管與“神經(jīng)。我國(guó)線(xiàn)統(tǒng)行業(yè)經(jīng)過(guò)50年的建

2、設(shè),特別是改革開(kāi)放20多年的迅速發(fā)展,目前國(guó)產(chǎn)電線(xiàn)電統(tǒng)品種120多個(gè)系列,超過(guò)1000個(gè)品種,10萬(wàn)種以上規(guī)格,進(jìn)入二十一世紀(jì),我國(guó)線(xiàn)纜行業(yè)已發(fā)展成從業(yè)職工40萬(wàn)人,規(guī)模以上企業(yè)近5O00家,總銷(xiāo)售近200億美元的大行業(yè),按耗銅量計(jì),我國(guó)線(xiàn)纜行業(yè)已坐二望一,行業(yè)發(fā)展前景光明。由于國(guó)家重視基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),如城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造,信息高速公路的發(fā)展,通信事業(yè)的騰飛,用電設(shè)備的更新?lián)Q代和節(jié)能化的要求等。必將對(duì)電線(xiàn)電統(tǒng)的品種和水平不斷提出新的要求。目前,我國(guó)僅有30%的線(xiàn)統(tǒng)品種達(dá)到國(guó)際市場(chǎng)的接受和可參與競(jìng)爭(zhēng)的水平,還有70%的線(xiàn)纜品種急需提高產(chǎn)品水平和襠次,今后一個(gè)時(shí)期,需求不會(huì)有太大增長(zhǎng),但對(duì)品種和水平的需求

3、將是一個(gè)發(fā)展的旺盛期。二、材料綜述：從某種意義上講,電線(xiàn)電纜制造業(yè)是一個(gè)材料精加工和組裝的行業(yè)。1、材料用量巨大,線(xiàn)纜產(chǎn)品制造成本中,材料成本要占60%90%。2、 所用材料的類(lèi)別和種類(lèi)非常多。3、 材料的選用對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、制造工藝以及性能和使用壽命能起決定性的作用。4、 電線(xiàn)電纜的發(fā)展史表明,材料的開(kāi)發(fā)和性能的改進(jìn),都對(duì)電線(xiàn)電纜技術(shù)發(fā)展發(fā)生重大的影響。銅、鋁是傳統(tǒng)的導(dǎo)電材料,以石英為光導(dǎo)體的光纜滲入電纜行業(yè),給通信電統(tǒng)帶來(lái)了劃時(shí)代的革命。導(dǎo)電材料的發(fā)展對(duì)電線(xiàn)電纜的發(fā)展始終具有決定性的意義,預(yù)計(jì)近幾年研制的高溫金屬氧化超導(dǎo)和導(dǎo)電塑料的實(shí)用將對(duì)電線(xiàn)電纜的品種、工藝和結(jié)構(gòu)帶來(lái)深刻變化,導(dǎo)電塑料的問(wèn)

4、世將使電統(tǒng)的重量更輕、成本更低,另外,目前在新型產(chǎn)品中越來(lái)越多應(yīng)用的鋁合全、銅合金和包覆或涂覆的不同金屬導(dǎo)線(xiàn)，如銅包鋼線(xiàn)、鋁包鋼線(xiàn)、銅包鋁線(xiàn)、鍍銹鎘線(xiàn)和鍍鎳銅線(xiàn)等雙金屬導(dǎo)線(xiàn)。高分子聚合物絕緣材料應(yīng)用已引起電纜結(jié)構(gòu)與工藝的巨大變化。全塑市內(nèi)通信電統(tǒng)及塑料絕緣電力電統(tǒng)已逐漸替代了傳統(tǒng)的鉛包紙絕緣電纜,新的熱塑彈性體問(wèn)世及品種更多的“塑料合金”應(yīng)用，使電纜的品種和性能都有新的發(fā)展。未來(lái)的“塑料合金將是分子量達(dá)數(shù)萬(wàn)以上的高分子材料、分子量為數(shù)千的多功能基團(tuán)的材料和分子量為數(shù)百以下的普通有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物等三者之間的巧妙組合。它將具有更優(yōu)良的性能和更低的成本。目前已應(yīng)用的有彈性聚氯乙烯、輻照交聯(lián)聚乙烯等電

5、統(tǒng)料。氟硅高聚物在電線(xiàn)電纜上應(yīng)用,使它們的工作溫度提高到250左右,可制造出一大批柔軟的耐高溫電線(xiàn)電纜,隨著精細(xì)陶瓷的發(fā)展,將有望使線(xiàn)統(tǒng)產(chǎn)品的耐溫等級(jí)有更大的發(fā)展。電線(xiàn)電統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)相關(guān)材料的進(jìn)步，功能強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高、具有綠色環(huán)保概念的新材料,將支撐高性能電線(xiàn)電纜的發(fā)展，納米技術(shù)的應(yīng)用，為線(xiàn)纜行業(yè)展示了誘人的前景。各種以功能命名的電線(xiàn)電纜品種：高溫、阻燃、防蟻、稀土更是材料特性的體現(xiàn)。誰(shuí)采用新材料,誰(shuí)就可能開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品,占領(lǐng)新市場(chǎng)。同時(shí)也看到,市場(chǎng)的需求是線(xiàn)纜行業(yè)的指揮棒，它要求我們?nèi)パ芯渴袌?chǎng)、適應(yīng)市場(chǎng),因此以市場(chǎng)為導(dǎo)向,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是線(xiàn)纜生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展方向，加大技術(shù)創(chuàng)新，用新材料、新設(shè)備

6、來(lái)改造這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，增加競(jìng)爭(zhēng)力是線(xiàn)纜行業(yè)的唯一出路。三、材抖分類(lèi):電線(xiàn)電紈種類(lèi)和品種女多，性能各異，一種材料在電線(xiàn)電纜技術(shù)中往往有多種作用，為便于研究、選用，應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行必要的合理的分類(lèi)。1、按用途：導(dǎo)體材料、絕緣材料、護(hù)層材料。具有專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，可與電線(xiàn)電纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。2、按形態(tài)：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)。 3、按紐合形式：?jiǎn)我徊牧?，?fù)合材料。4、按來(lái)源：天然材料和合成材料。有利于材料的開(kāi)發(fā)和研制。5、按屬性：金屬材料、纖維材料、漆料、涂料、油料、橡膠、塑料以及無(wú)機(jī)材料等。有利于研究材料的特性與結(jié)構(gòu),便于開(kāi)發(fā)和采用新材料，并有利于按電纜性能進(jìn)行材料改性，同時(shí)便于組織生產(chǎn)，管理材料等。四、電線(xiàn)電纜的

7、結(jié)構(gòu)組成及對(duì)材料性能的要求：1、導(dǎo)體：是產(chǎn)品發(fā)揮其使用功能的主體構(gòu)件，是傳輸電力或傳遞信息的，即在導(dǎo)體上要通過(guò)電流和傳導(dǎo)電磁波，光纜則以傳輸光波的光導(dǎo)纖維為導(dǎo)體。對(duì)導(dǎo)體材料的性能要求是具有較高的導(dǎo)電率，這是基本前提，在滿(mǎn)足這一條件下，要求導(dǎo)體具有足夠的機(jī)械性能，耐化學(xué)穩(wěn)定性、不易氧化、同時(shí)要便于加工和焊接。2、絕緣層：防止電流的徑向泄漏，是導(dǎo)體起電絕緣作用的構(gòu)件，保證導(dǎo)體正常的傳輸功能，又確保外界和人身安全的重要構(gòu)件。導(dǎo)體與絕緣是構(gòu)成線(xiàn)纜產(chǎn)品必須具備的兩個(gè)基本構(gòu)件。至于僅有導(dǎo)體而沒(méi)有絕緣的品種，如LGJ，事實(shí)上，它必須依靠加上外部絕緣（對(duì)地距離、空間間距和絕緣子）組合才成為架空電線(xiàn)。對(duì)絕緣材料

8、的性能要求，具有優(yōu)異的電絕緣性能，用、tg、Eb等參數(shù)來(lái)表征。這些性能對(duì)不同電線(xiàn)電紈有不同側(cè)重,不能也不宜對(duì)不同用途，不同類(lèi)型的電線(xiàn)電統(tǒng)提出同一的要求。例如,高壓電統(tǒng)要求tg 非常小，Eb較高，高頻電纜則要求介電系數(shù)越小越好，而一般電線(xiàn)則要求要高。在滿(mǎn)足電絕緣性能的前提下，根據(jù)電紈的用途和使用條件分別提出對(duì)機(jī)械性能、物理、化學(xué)性能以及工藝性能的要求。例如,礦用電紈用絕緣材料就要求有較高的機(jī)械性能；柔軟耐卷曲，耐撕裂；耐磨；測(cè)井電纜就要求具有耐濕、耐油、耐熱等性能；海洋開(kāi)發(fā)電纜要求耐海水、耐鹽霧等。3、護(hù)層：是對(duì)產(chǎn)品整體特別是對(duì)絕緣起保護(hù)作用的構(gòu)件。由于絕緣材料要求優(yōu)良的電絕緣性能,所用材料純度

9、很高,雜質(zhì)含量極微，往往無(wú)法兼顧其對(duì)外界的保護(hù)能力，因此，對(duì)外界各種機(jī)械力的承受或抵抗,耐大氣環(huán)境、耐化學(xué)藥品、對(duì)生物或蟲(chóng)害防止，以及減少火災(zāi)危害等都必須由各種護(hù)層結(jié)構(gòu)來(lái)承擔(dān)。所以,護(hù)層是電線(xiàn)電統(tǒng)能在各種外部環(huán)境條件下長(zhǎng)期正常工作的保護(hù)性構(gòu)件。對(duì)護(hù)層材料的性能要求是材料耐受各種環(huán)境因素作用的能力，也就是耐各種環(huán)境因素的穩(wěn)定性,這個(gè)能力通稱(chēng)為老化性能。在滿(mǎn)足這個(gè)條件下再分別提出一些特殊要求和輔助要求。例如,對(duì)金屬材料的耐腐蝕性,塑料的耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性, 紐合護(hù)層的耐濕性等。4、屏蔽構(gòu)件：是一種將線(xiàn)纜產(chǎn)品中的電磁場(chǎng)與外界電磁場(chǎng)進(jìn)行隔離的構(gòu)件以及中高壓等級(jí)電纜中起電場(chǎng)均衡作用的梅件,又稱(chēng)“電磁踴離屏

10、”“電場(chǎng)均衡層”。多年來(lái),行業(yè)中習(xí)慣于把屏蔽層作為護(hù)層結(jié)構(gòu)的一部分,目前業(yè)內(nèi)認(rèn)為應(yīng)該單獨(dú)作為一個(gè)構(gòu)件。原因有三，一是功能不同，二是結(jié)構(gòu)多樣，三是近十幾年來(lái)，隨著信息傳遞系統(tǒng)中電線(xiàn)電纜的快速發(fā)展，以及大氣中存在的電磁波干擾源越來(lái)越多，促使屏蔽結(jié)構(gòu)的品種成倍增長(zhǎng)。對(duì)不同材料不同結(jié)構(gòu)提出不同的電阻要求。電線(xiàn)電纜制造企業(yè)的效益與材料的選用、生產(chǎn)管理中科學(xué)地節(jié)省材料緊密相關(guān)。由于材料對(duì)產(chǎn)品的性能起著非常關(guān)鏈的作用,也由于材料不但涉及的知識(shí)領(lǐng)域廣泛、品種繁多，而且同一名稱(chēng)的材料由于其基料的分子結(jié)構(gòu)不同,分子璧不同,混合料所用的配合劑不同,配比不同，因此有許多牌子和配方號(hào)。結(jié)果是各種牌號(hào)的材料工藝要求不同，

11、制成后的成品性能差異很大。所以要求生產(chǎn)工人必須熱悉本工序常用材料的特性,嚴(yán)格執(zhí)行工藝操作規(guī)程:要求檢驗(yàn)部門(mén)加強(qiáng)對(duì)進(jìn)廠材料和自己配制的材料嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)堡拄制,這是線(xiàn)紈制造廠對(duì)生產(chǎn)工人的一項(xiàng)嚴(yán)格要求。第二章 金屬材料金屬材料在電線(xiàn)電纜工業(yè)中應(yīng)用很廣泛。有色金屬作電線(xiàn)電纜的導(dǎo)線(xiàn)、屏蔽層等，黑色金屬用作電纜的鎧裝層、架空線(xiàn)的加強(qiáng)層等。用作導(dǎo)電材料的金屬，應(yīng)具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、足夠的機(jī)械強(qiáng)度、不易氧化、抗腐蝕、容易焊接、容易加工及資源豐富等條件。就導(dǎo)電性能而言，最好的是有色金屬，常用的是銅和鋁。為了適應(yīng)制造具有特殊性能的導(dǎo)體的需要，更合理地使用金屬，近年來(lái)發(fā)展了鋁合金、銅合金以及雙金屬導(dǎo)體。第一節(jié) 金屬材料

12、的結(jié)構(gòu)與性能一、金屬的結(jié)構(gòu)1、原子結(jié)構(gòu)：原子是由帶正電的原子核及圍繞原子核在封閉的軌道上旋轉(zhuǎn)的電子所組成。原子呈電中性。、原子核外電子的排布遵循以下三個(gè)原則：A、泡利不相容原理B、能量最低原理C、洪特規(guī)則。(2)、金屬最外層價(jià)電子的特點(diǎn)：A、價(jià)電子數(shù)較少；B、價(jià)電子與原子核結(jié)合力較弱，容易脫離原子核而成為“自由電子”。而這些電子與帶正電的原子核之間又起了膠合的作用，因此金屬具有塑性、光澤、不透明等一系列特性。2、固體金屬的結(jié)構(gòu):、金屬鍵：金屬固體是靠正離子與自由電子之間引力結(jié)合在一起的，金屬原子間的這種結(jié)合方式稱(chēng)為金屬鍵。對(duì)金屬鍵的兩種形象描述：“在金屬原子或離子間有是子氣在流動(dòng)?！薄敖饘匐x子

13、或原子沉浸在自由電子的海洋中?！睂?duì)金屬物理性能的描述：在一定的電位差下，自由電子作定向運(yùn)動(dòng)，使金屬顯示有良好的導(dǎo)電性：自由電子的運(yùn)動(dòng)又使金屬具有較大的導(dǎo)熱性；金屬內(nèi)原子面之間作相對(duì)位移時(shí)，正離子仍然同自由電子保持著結(jié)合鍵，使金屬具有較好的延展性；自由電子吸收可見(jiàn)光的能量使金屬具有不透明性。因吸收能量而激發(fā)的電子，當(dāng)回到原來(lái)的低能級(jí)時(shí)就發(fā)生輻射，使金屬具有光澤。、金屬的晶體結(jié)構(gòu)A、晶格：所有的固體金屬都是由結(jié)晶體集成的。在晶體中，質(zhì)點(diǎn)（原子、離子或分子）作有規(guī)則的排列，表現(xiàn)在相同的質(zhì)點(diǎn)在空間有周期性的重復(fù)出現(xiàn)，這些質(zhì)點(diǎn)在空間規(guī)則排列數(shù)學(xué)上稱(chēng)為空間點(diǎn)陣，物理上稱(chēng)為晶格。B、晶胞：在晶格中取一單位體

14、積,作為晶格的最小組成單位，稱(chēng)為晶胞。每一個(gè)晶格都是由大小、形狀和位向相同的晶胞重復(fù)而成。C、晶格常數(shù)：晶胞的尺寸及形狀表征參數(shù)。D、晶格的形式：、面心立方晶體：具有面心立方晶體的金屬：銅、鋁、銀、金、鉛、鎳等。、體心立方晶體：具有體心立方晶體的金屬：鎢、鈉、鉬等。(3)、密排六方晶休：具有密排六方晶體的金屬：鎂、鋅、鈹、鉻等。不管是那種晶體，晶體內(nèi)粒子排列得最緊密，這種結(jié)構(gòu)也就最穩(wěn)定，這就是晶體的最緊密排列原理，所謂排列的最緊密，也就是粒子間的空隙最少。金屬具有延展性是因?yàn)榻饘倬w內(nèi)平行的原子層受外力作用時(shí)可能性可以進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)。金屬晶體中堆集愈緊密，可以滑動(dòng)的平行面愈多，延展性越好。（3）

15、、晶體缺陷：在實(shí)際晶體中，或多或少地存在著偏離理想結(jié)構(gòu)的區(qū)域，稱(chēng)為晶體缺陷。晶體缺陷對(duì)金屬的許多性能有極其重要的影響，與晶體的凝固、固態(tài)相變、擴(kuò)散等過(guò)程有很大關(guān)系，特別是對(duì)塑性變形、強(qiáng)度和斷裂等起決定性的作用。在晶體中，缺陷并不是靜止的，穩(wěn)定不變地存在著，而是隨著各種條件的改變而不斷變動(dòng)，可以產(chǎn)生，發(fā)展、運(yùn)動(dòng)和交互作用，有時(shí)還會(huì)合并或消失。晶體缺陷按幾何形狀可分為點(diǎn)缺陷、線(xiàn)缺陷和面缺陷三種形式。3、合金的結(jié)構(gòu)：、合金的定義：由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素所組成的金屬材料，稱(chēng)為合金。一般說(shuō)來(lái)，合金的機(jī)械強(qiáng)度，耐用腐蝕性等比組成合金的金屬元素為好，而熔點(diǎn)往往低于成分金屬。、合金相的結(jié)

16、構(gòu)：A、 固溶體：溶質(zhì)原子溶入金屬溶劑中所組成的合金相稱(chēng)為固溶體。B、化合物：熔融狀態(tài)的金屬混合時(shí)，除有溶解作用外，往往有時(shí)還能互相形成化合物如果合金是由組成無(wú)素通過(guò)化學(xué)作用而形成的，且其成分是固定的，并可用簡(jiǎn)單的原子濃度比表示時(shí)，這種合金就稱(chēng)為金屬化合物。C、不能包括在固溶體和金屬化合物中的相，稱(chēng)為中間湘。二、金屬的性能：1、電性能：1）定義：金屬傳導(dǎo)電流的能力稱(chēng)為電性能。2）表征參數(shù)：體積電阻率：體積電阻率為單位長(zhǎng)度與單位截面積的導(dǎo)體金屬的電阻，在標(biāo)準(zhǔn)溫度為20時(shí)表示為20。體積電阻率常簡(jiǎn)稱(chēng)為材料的電阻率或電阻系數(shù)，是僅與材料有關(guān)的物理量，其單位為cm，mm2/m電導(dǎo)率：體積電阻率的倒數(shù)稱(chēng)

17、為電導(dǎo)率，單位s/m或m/（(mm2)。電導(dǎo)率百分值：為國(guó)際退火銅標(biāo)準(zhǔn)（IACS）元寶電阻率與相同單位的試樣電阻率之比值，用來(lái)表示材料的導(dǎo)電性能，直觀性較強(qiáng)。電導(dǎo)率百分值用%IACS表示。通常在已知20時(shí)的體積電阻率20后，電導(dǎo)率百分值按下式計(jì)算：%IACS= 3）影響因素：、溫度：金屬的導(dǎo)電隨溫度升高而下降。在一定溫度范圍內(nèi)（Ok熔點(diǎn)）符合以下線(xiàn)型關(guān)系：R=R01+(TT0)=01+(TTo)電阻溫度系數(shù),表示當(dāng)溫度變化1時(shí)，電阻或電阻率的變化量與標(biāo)準(zhǔn)溫度T0時(shí)的電阻或電阻率的比值。雜質(zhì)及合金元素：純金屬的導(dǎo)電能力一般都很高，當(dāng)制成合金時(shí)所加入的合金元素會(huì)導(dǎo)致晶格畸變，使電子運(yùn)動(dòng)增加障礙，也

18、引起電子波散射，從而使電阻增大；金屬中的雜質(zhì)會(huì)引起晶格畸變，雜質(zhì)對(duì)電子波的作用就象空氣中的塵埃對(duì)光的傳播作用一樣，引起散射。影響程度與雜質(zhì)的種類(lèi)、含量及分布狀態(tài)有關(guān)。冷變形：彈性變形時(shí)電阻的影響極小：塑性變形引起晶格畸變，使晶格畸變，使晶格中出現(xiàn)空穴、置換原子及位錯(cuò)，引起晶體彎曲等，造成電子波散射，使電阻增大。熱處理：退火可使晶格缺陷減輕，內(nèi)應(yīng)力基本消除，當(dāng)時(shí)效初期從過(guò)飽和固溶體中析出細(xì)小彌散的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)直徑約為510埃，接近于傳導(dǎo)電子波的波長(zhǎng)時(shí)，電子的散射增強(qiáng)，電阻增大，隨后析出的質(zhì)點(diǎn)逐漸聚集長(zhǎng)大，電子散射減弱，電阻就相應(yīng)下降，可低于原來(lái)的固溶體的電阻。金屬的表面狀態(tài)：當(dāng)金屬表面有污染或氧

19、化層以及附有水分、油漬時(shí)，電阻增大，在金屬表面鍍覆或包覆其它金屬保護(hù)層時(shí)電阻也有少許增大。2、導(dǎo)熱能1）定義：金屬材料在加熱或冷卻時(shí)傳導(dǎo)熱能的能力。2）熱函的定義：在等壓過(guò)程中將一個(gè)質(zhì)量為mkg的物體，從絕對(duì)零度升高到T的溫度所需的熱量稱(chēng)為熱函。Q=mcT3）比熱的定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量物質(zhì)升高1開(kāi)爾文所需的熱量。（J/kgk）。4）熱導(dǎo)率：厚1cm的物體兩面的溫度相差1時(shí)，每秒經(jīng)1cm2表面所通過(guò)的熱量即熱導(dǎo)率(w/(mk)。純金屬的熱導(dǎo)率大多隨溫度升高而減小，而合金的隨溫度的增高而加大。5）熱膨脹：指金屬材料受熱時(shí)，體積增大的一種性能。3、力學(xué)性能(1)定義：指金屬材料在載荷作用下抵抗變形和破壞的

20、能力。用強(qiáng)度來(lái)表示，金屬材料的強(qiáng)度越高，說(shuō)明它抵抗載荷作用的能力越大。(2)表征參數(shù)：1）彈性：金羼材料受外力作用時(shí)產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取捎后，變形即,消失并恢復(fù)其原狀的性能，稱(chēng)為彈性。外力去除后消失的變形稱(chēng)為彈性變形。這種變形越大，彈性越好。在彈性變形的范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比的關(guān)系稱(chēng)為虎克定律。材料在受力時(shí)抵抗彈性變形的能力由彈性模量E來(lái)表示。E值越大，材料在彈性變形范圍內(nèi)能夠承擔(dān)的外力就越大。材料所能保持彈性變形的最大應(yīng)力稱(chēng)為彈性極限。2）塑性：金屬材料在載荷作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)載荷去除后，仍能使變形保留下來(lái)的性能叫塑性。負(fù)荷去除后，能保留的這種永久變形叫塑形變形。它用長(zhǎng)度伸長(zhǎng)率和斷淅面收縮率

21、表示。斷裂伸長(zhǎng)率：金屬材料在拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷后，標(biāo)距的長(zhǎng)度與原始標(biāo)距的百分比。用表示。在電線(xiàn)電纜線(xiàn)材拉伸試驗(yàn)時(shí)，常簡(jiǎn)稱(chēng)為伸長(zhǎng)率，并采用定標(biāo)距試樣（即L0，通常取200mm或250mm），此時(shí)，伸長(zhǎng)率應(yīng)附以標(biāo)距數(shù)值的角注,例如200或250（%）來(lái)區(qū)分表示。并按下式計(jì)算：=100%伸長(zhǎng)率可以表示金屬材料的塑性大小，伸長(zhǎng)率越大，則金屬塑性越好，說(shuō)明金屬較柔軟,富于延展性。一般把5%的材料稱(chēng)為塑性材料，而把5%的材料稱(chēng)為脆性材料。3）抗拉強(qiáng)度定義：金屬在均勻的拉力作用下，逐漸拉細(xì)直至拉斷時(shí)所需的負(fù)載，稱(chēng)為拉斷力。拉斷力除以導(dǎo)體受力方向的垂直截面積所得的值稱(chēng)為抗拉強(qiáng)度。它表明單位截面積的金屬導(dǎo)線(xiàn)抵

22、抗位斷力的最大能力。b= 單位為N/m2（N/mm2或MPa）影響因素：A紅成金屬材料的元素本性和晶體類(lèi)型。B晶粒大小的影響：外形不規(guī)則而內(nèi)部原子排列規(guī)則的小晶體稱(chēng)晶粒，每個(gè)晶粒的位向不同使它們相遇時(shí)不能合為一體，晶粒取向，晶界的存在，晶粒的大小和形狀對(duì)抗拉強(qiáng)度有決定性的影響。一般情況，晶粒越細(xì)，單位體積的晶粒越多，金屬滑移由一個(gè)晶粒越過(guò)晶界，過(guò)渡到另一個(gè)晶粒，則必須施加更大的載荷。C 冷加工的影響；冷加工也稱(chēng)冷作變形，組織發(fā)生變形，晶粒變小，有些應(yīng)力缺陷消失，硬度和抗拉強(qiáng)度都有顯著提高，金屬變形量越大，強(qiáng)度提高的也就越大。D熱處理的影響：退火處理可使晶格畸變飲復(fù)，增大的強(qiáng)度可下降；淬火處理可

23、使強(qiáng)度增大。E 金屬材料幾何尺寸的影響：用不同尺寸的光滑試樣作拉伸試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)：同種金屬材料試樣，直徑增大，抗拉強(qiáng)度下降，而且還伴隨著塑性下降。這種現(xiàn)象稱(chēng)為尺寸效應(yīng)。F 金屬表面的缺陷，如裂紋、缺口等，也會(huì)使抗拉強(qiáng)度有所下降。4）韌性A定義：金屬材料在沖擊負(fù)荷作用一不致被破壞的性能，稱(chēng)為韌性或稱(chēng)沖擊韌度。為了表示金屬材料在動(dòng)負(fù)荷條件下的機(jī)械強(qiáng)度，一般要研究金屬的耐沖擊性。B表征參數(shù)：ak（W/m2）5）屈服：金屬材料承受載荷，當(dāng)載荷不再增加或緩慢增加時(shí)，仍然發(fā)生明顯塑性變形，這種現(xiàn)象稱(chēng)為“屈服”，呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料，在拉伸試驗(yàn)過(guò)程中，試樣在拉伸力不增加(保持恒定)仍繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)的應(yīng)力稱(chēng)為屈

24、服點(diǎn)，用s表示。工程上常規(guī)定以產(chǎn)生殘余塑性變形量為0.2%時(shí)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)。6）疲勞定義：金屬材料在變動(dòng)應(yīng)力長(zhǎng)期作用下所發(fā)生的破壞現(xiàn)象叫做疲勞。特點(diǎn)：金屬材料疲勞時(shí)，會(huì)產(chǎn)生裂紋。疲勞破壞有下列特點(diǎn)：A疲勞破壞通常沒(méi)出現(xiàn)顯著的塑性變形，與拉斷時(shí)明顯不同，在破壞之前沒(méi)有顯著的跡象，因此破壞比較突然。B疲勞破壞應(yīng)力較靜負(fù)荷下的屈服點(diǎn)，甚至較彈性極限強(qiáng)庹低得多，對(duì)于有色金屬材料，一般僅為屈服點(diǎn)的1/4左右。C疲勞破壞對(duì)應(yīng)力集中特別敏感，工作不境、金屬材料的形狀和表面狀態(tài)的微小變化,均有較大影響。參數(shù)：疲勞極限：金屬長(zhǎng)期以受無(wú)限多次反復(fù)負(fù)荷作用而不斷裂時(shí)所承受的最大應(yīng)力，稱(chēng)為疲勞極限。對(duì)于低、中碳鋼，

25、通常在經(jīng)受107周次應(yīng)力變動(dòng)而不斷裂的最大應(yīng)力值，即作為該材料的疲勞極限，對(duì)于有色金屬，往往需經(jīng)108周次或更多次的應(yīng)力循環(huán)后，才能確定其疲勞極限。7）蠕變：在一定溫度和一定應(yīng)力（彈性范圍內(nèi)）作用下，隨著時(shí)間的持續(xù)，金屬產(chǎn)生能恢復(fù)的變形，稱(chēng)為蠕變。一般的蠕變曲線(xiàn)，即蠕變伸長(zhǎng)量與持續(xù)時(shí)間的關(guān)系，呈拋物線(xiàn)，即伸長(zhǎng)隨時(shí)間越來(lái)越慢，最后趨向一定值。溫度越高，施加應(yīng)力越大，則蠕變速率越快。8）硬度(1)定義：金屬材料對(duì)接觸表面更硬物體的壓入和磨損引起塑性變形的抵抗能力稱(chēng)為硬度。硬度值的大小，不僅取決手金屬的成分和組織結(jié)構(gòu)。而且還取決于測(cè)量的方法和條件。它是彈性、塑性、塑性變形強(qiáng)化率、強(qiáng)度和韌性等一系列不

26、同物理量的綜合性能指標(biāo)。參數(shù)：A布氏硬度(HB)：布氏硬度是用一定直徑的鋼球，以規(guī)定負(fù)荷壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保荷時(shí)間后卸除負(fù)荷，然后測(cè)量試樣表面的壓痕直徑，據(jù)此計(jì)算壓痕的球形表面積。單位面積上所承受的力，稱(chēng)為布氏硬度值。B洛氏硬度(HR):C維氏硬度(HV)4抗蝕性：1）定義：金屬受周?chē)劫|(zhì)作用而引起損壞的現(xiàn)象稱(chēng)為金屬的腐蝕，金屬的耐腐蝕破壞的能力稱(chēng)為抗蝕性。2）類(lèi)型：化學(xué)腐蝕：金屬材料與媒質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用而引的損壞，稱(chēng)為化學(xué)腐蝕。常見(jiàn)的化學(xué)腐蝕是金屬的氧化。氧化膜的性質(zhì)及生成規(guī)律，對(duì)金屬的抗蝕性有很大影響。電化學(xué)腐蝕：金屬材料在與電解質(zhì)溶液相接觸時(shí)，有電流出現(xiàn)的腐蝕損壞稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕。在酸、

27、堿、鹽溶液和海水中發(fā)生的腐蝕，地下金屬電纜套的土壤腐蝕，金屬在潮濕空氣中的大氣腐蝕，均屬于電化學(xué)腐蝕。5工藝性能：金屬材料的工藝性能是指金屬材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的接受加工難易程度的性能。主要有鑄造性、可鍛性、焊接性以及切削加工性等。第二節(jié) 電纜常用金屬材料電線(xiàn)電纜常用金屬材料的種類(lèi)及其主要用途見(jiàn)下表。電線(xiàn)電纜常用金屬材料的種類(lèi)及用途金屬種類(lèi)材料形態(tài)銅及銅合金純銅電解銅銅線(xiàn)錠圓線(xiàn)型線(xiàn)帶(箔)料熔鑄銅線(xiàn)錠，上引法或浸涂法生產(chǎn)無(wú)氧銅桿、連鑄連軋機(jī)組生產(chǎn)光亮銅桿軋制銅桿及銅母線(xiàn)等裸絞線(xiàn)、絕緣電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電線(xiàn)芯及編織屏蔽層等電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電線(xiàn)芯、電車(chē)線(xiàn)、銅母線(xiàn)電纜的屏蔽層、同軸電纜外導(dǎo)體等銅合金圓線(xiàn)

28、型線(xiàn)帶材高強(qiáng)度電線(xiàn)的導(dǎo)電線(xiàn)芯、電磁線(xiàn)、架空線(xiàn)等電機(jī)換向器用梯排、電車(chē)線(xiàn)高壓充油電纜護(hù)層中的加強(qiáng)層鋁及鋁合金純鋁鋁錠鋁線(xiàn)錠圓鋁錠圓線(xiàn)型線(xiàn)帶（箔）料熔鑄鋁線(xiàn)錠等軋制鋁桿及鋁母線(xiàn)等擠制電纜鋁護(hù)套、鋁桿及型線(xiàn)架空輸電線(xiàn)、絕緣電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電線(xiàn)芯繞組線(xiàn)、鋁母線(xiàn)和電車(chē)線(xiàn)等電纜的屏蔽層、通信電纜綜合護(hù)層、同軸電纜外導(dǎo)體等鋁合金圓線(xiàn)型線(xiàn)架空輸電線(xiàn)及絕緣電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電線(xiàn)芯電車(chē)線(xiàn)、變壓器用換位導(dǎo)線(xiàn)鉛及鉛合金電力電纜及通信電纜的鉛包護(hù)層鋼鋼絲鋼芯鋁絞制的加強(qiáng)芯、電纜護(hù)層中編織或鎧裝層、特殊電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電電線(xiàn)芯加強(qiáng)材料等鋼帶電纜護(hù)層的鎧裝層、同軸電纜的外屏蔽、通信電纜的綜合護(hù)層錫制作鍍錫銅線(xiàn)銀制作鍍銀銅線(xiàn)鎳制作鍍鎳銅線(xiàn)

29、一、銅及銅合金 銅有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、并有一定的機(jī)械強(qiáng)度以及抗大氣腐蝕的性能，在冷態(tài)和熱態(tài)下有良好的壓力加工的工藝性，所以銅被廣泛地應(yīng)用于電線(xiàn)電纜工業(yè)中，大量用于制作電線(xiàn)電纜導(dǎo)電線(xiàn)芯；近幾年電線(xiàn)電纜行業(yè)每年用銅量多達(dá)90100萬(wàn)噸，且呈逐年增加的趨勢(shì)。銅是紫紅色金屬，常稱(chēng)紫銅。銅屬于重金屬，密度為8.89g/cm3，熔點(diǎn)為1084.5。銅具有下列特性：1、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性好。銅的導(dǎo)電性?xún)H次于銀，居第二位。銅的導(dǎo)熱性?xún)H次于金、銀居第三位。2、化學(xué)穩(wěn)定性高、抗蝕性好。3、無(wú)磁性。4、力學(xué)性能較好。銅的抗拉強(qiáng)度為200240MPa，屈服點(diǎn)為6070MPa，伸長(zhǎng)率可達(dá)50%。5、塑性好，易于加工。銅

30、具有很高的塑性變形能力，可采用壓延、擠壓和拉伸等壓力加工方法制成各種形狀和尺寸的制品。6、易于焊接：7、來(lái)源可靠，資源比較豐富。作為電線(xiàn)電纜導(dǎo)體材料，通常選用含銅量高于99，90%的工業(yè)純銅。為了提高電導(dǎo)率和改進(jìn)柔軟性，現(xiàn)已廣泛采用無(wú)氧銅。1陰極銅(俗稱(chēng)電解銅)陰極銅在電線(xiàn)電纜工業(yè)中作為初始原材料被大量應(yīng)用，它用手制造電工圓銅桿和電工用銅線(xiàn)錠。陰極銅要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T467-97要求，標(biāo)準(zhǔn)中將陰極銅分為高純陰極銅和標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。高純陰極銅和標(biāo)淮陰極銅其化學(xué)成分應(yīng)符合規(guī)定。電線(xiàn)電纜用陰極銅一般采用標(biāo)準(zhǔn)陰極銅。2電工用銅線(xiàn)錠.電工用銅線(xiàn)錠用于軋制銅桿或銅型材以作電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電線(xiàn)芯和型線(xiàn)，因而對(duì)其

31、純度和物理加工性能有一定的要求：電工用銅線(xiàn)錠必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T468要求，其化學(xué)成份必須符合規(guī)定。3電工圓銅桿電工圓銅桿用于拉制電線(xiàn)電纜導(dǎo)電線(xiàn)芯所用的圓銅線(xiàn)、型線(xiàn)，其必須符合GB/T3952要求。1、2級(jí)圓銅桿應(yīng)采用符合GB467規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)陰極銅制造。黑圓銅桿應(yīng)采用符合GB468規(guī)定的銅線(xiàn)錠或符合GB467規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)陰極銅制造。電工圓銅桿按表觀和含氧量特征分類(lèi)可分為無(wú)氧銅桿(TW)、光亮圓銅桿(TG)、黑圓銅桿(T)1)無(wú)氧圓銅桿的型號(hào)型號(hào)名稱(chēng)TW-11級(jí)無(wú)氧圓銅桿TW-22級(jí)無(wú)氧圓銅桿TWY-11級(jí)硬態(tài)無(wú)氧圓銅桿TWY-22級(jí)硬態(tài)無(wú)氧圓銅桿規(guī)格：無(wú)氧圓銅桿的規(guī)格應(yīng)符合GB3952的規(guī)定

32、，其范圍為6.719.0mm。技術(shù)要求：1無(wú)氧銅桿的尺寸偏差以及f值(圓銅桿垂直于軸線(xiàn)的同一截面的最大和最小直徑之差)應(yīng)符合規(guī)定。2抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率應(yīng)符合規(guī)定。含氧量：無(wú)氧銅桿的含氧量應(yīng)符合規(guī)定：TW1、TWY1含氧量不大于0.0010%TW2、TWY2含氧量不大于0.0020%2)光亮圓銅桿型號(hào)：TG1 1級(jí)光亮圓銅桿 TG2 2級(jí)光亮圓銅桿規(guī)格：光亮圓銅桿的規(guī)格應(yīng)符合GB3952.1的規(guī)定，其范圍為6.3522.0mm技術(shù)要求：1光亮圓銅桿的尺寸偏差以及f值要求同無(wú)氧銅桿2伸長(zhǎng)率TG1 伸長(zhǎng)率不小于40%TG2伸長(zhǎng)率不小于35%3電阻率TG1 電阻率不大小0.01707TG2 電阻率不大小

33、0.017241mm2/m其中含氧量為0.04510.0600%時(shí)，應(yīng)在圓銅桿標(biāo)簽上特別標(biāo)明。3）黑圓銅桿型號(hào)：T規(guī)格：符合GB3952.1的規(guī)定，其范潿為7.219.0mm技術(shù)要求：1尺寸偏差：同無(wú)氧銅桿2伸長(zhǎng)率：應(yīng)不小于30%3電阻率：黑圓銅桿20時(shí)的電阻率應(yīng)不大于0.017241mm2/m4）電工用銅線(xiàn)坯(GB/T3952-1998)5）電纜用銅帶：GB/T110916）銅及銅合金帶材：GB/T2059-2000，此標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)取代以下八個(gè)帶材標(biāo)準(zhǔn)。GB/T2059-1989純銅帶GB/T2060-2000黃銅帶GB/T2062-1989鋁青銅帶GB/T2066-1989錫青銅帶GB/T20

34、71-1989鋅白銅帶GB/T14594-1993無(wú)氧銅板和帶(部分)GB/T14595-1993白銅帶GB/T14596-1993青銅帶7）銅基雙金屬材料為了改善銅的性能（特別是提高耐蝕性和抗氧化能力）可以制成雙金屬線(xiàn)。銅基雙金屬材料多采用熱鍍和電鍍法，在一種金屬外連續(xù)被覆以一種保護(hù)金屬。最常用的銅基雙金屬材料是鍍錫和鍍銀銅線(xiàn)。鍍錫銅線(xiàn)耐蝕性好，焊接性好，常用于儀器儀表連接線(xiàn)。鍍銀銅線(xiàn)電導(dǎo)率高，抗氧化性強(qiáng)，易焊接，可用于耐高溫導(dǎo)線(xiàn)。8）銅合金目前由于高溫技術(shù)的發(fā)展，因而一些電機(jī)、電器中的導(dǎo)電材料，也要求在高溫下具有良好的強(qiáng)度和耐磨性，同時(shí)還要延長(zhǎng)銅制品的使用期，而達(dá)到節(jié)約用銅的目的。不論在高

35、溫或常溫下，要求導(dǎo)電材料均有良好的導(dǎo)電性能。目前銅合金在電纜生產(chǎn)中用于裸電線(xiàn)產(chǎn)品較多。(1) 銅合金：銅中加入少量銀可以顯著提高軟化溫度和耐蠕變能力，而電導(dǎo)率下降不多。電線(xiàn)電纜中使用的銀銅合金通常含銀量為0.1%0.2%，銀銅合金具有很好的耐磨性、電接觸性和耐蝕性，用以制成電車(chē)線(xiàn)的壽命比硬銅線(xiàn)高24倍。除電車(chē)線(xiàn)外還可以用于制造通信電纜線(xiàn)芯和其它高耐磨性導(dǎo)線(xiàn)。銀銅合金的抗拉強(qiáng)度為350450MPa，伸長(zhǎng)率為2%4%，硬度為95100HBS，電導(dǎo)率為96%IACS，退火溫度為280，在290時(shí)抗拉強(qiáng)度雖增加，但電導(dǎo)率下降，如含銀量為3.5%4.4%的銀銅合金經(jīng)冷加工后，抗拉強(qiáng)度可達(dá)850Mpa，電

36、導(dǎo)率降為80%IACS。(2)銅合金：銅中加入1%的鎘制成的鎘銅合金，通過(guò)冷拉具有較高的抗拉強(qiáng)度(600MPa)耐磨性，其硬度為100150HBS電導(dǎo)率為85%IACS。鎘銅用以制造大跨距架空導(dǎo)線(xiàn)、高強(qiáng)度絕緣導(dǎo)線(xiàn)、通信線(xiàn)、滑動(dòng)接觸導(dǎo)線(xiàn)等。(3)土銅合金：是在銅中加入鈰、鑭或混合稀土金屬的合金，可與銀銅相媲美，是一種較有前途的銅合金。銅中加入稀土元素，不僅可使晶粒細(xì)化，改善工藝性能，帶可以提高銅的耐熱性，同時(shí)具的較高的導(dǎo)電性。稀土銅合金抗拉強(qiáng)度為350456MPa，伸長(zhǎng)率為2%4%，電導(dǎo)率為96%IACS，硬度為95110HBS，退火溫度280，用于制造高耐磨、耐熱、高導(dǎo)電的電線(xiàn)。鈹銅合金：鈹銅

37、合金具有高的強(qiáng)度、硬度和彈性極限，并且還具有良好的耐蝕、耐磨、耐疲勞、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、無(wú)磁性以及受沖擊時(shí)不產(chǎn)生火花等特性。鈹銅在淬火狀態(tài)下有極高的塑性，易于加工成各種型材和復(fù)雜形狀的元件。鈹銅合金的抗拉強(qiáng)度為13001470MPa，伸長(zhǎng)率為1%2%，電導(dǎo)率為22%25%IACS，可用于垮度大的通訊和媒煙多的地區(qū)的架空線(xiàn)。二、鋁及鋁合金由于銅在工業(yè)生產(chǎn)中用途極為廣泛，而銅資源在世界上并不豐富，因而目前單靠作為導(dǎo)電材料已不能滿(mǎn)足日益發(fā)展的生產(chǎn)需要。因此，在二十世紀(jì)初，已開(kāi)始用鋁作為電氣材料。這是因?yàn)殇X的電導(dǎo)率僅次于金、銀銅，而鋁礦資源極為豐富。現(xiàn)在鋁及鋁合金在電線(xiàn)電纜工業(yè)中主要應(yīng)用于：架空線(xiàn)用鋁絞

38、線(xiàn)及鋼芯鋁絞線(xiàn)，絕緣電線(xiàn)電纜的鋁導(dǎo)電線(xiàn)芯；鋁型線(xiàn)以及電纜的鋁屏蔽層、鋁保護(hù)層；鋁塑綜合護(hù)層等。鋁是銀白色輕金屬。作為電線(xiàn)電纜導(dǎo)電線(xiàn)芯應(yīng)采用含鋁量99.5%以上的電工用鋁。導(dǎo)電用鋁的性能和主要特點(diǎn)是：1、導(dǎo)電性好，鋁的電導(dǎo)率約為銅的62%2、導(dǎo)熱性好。3、耐腐蝕性良好。鋁在大氣中極易與氧作用生成一層牢固致密的氧化膜，可防止鋁繼續(xù)氧化。因此，鋁在大氣環(huán)境中具有較好的耐蝕性。4、純鋁的力學(xué)強(qiáng)度一般。5、塑性好，可用壓力加工方法制成各種形狀的產(chǎn)品。6、密度小，價(jià)格便宜，來(lái)源可靠。鋁作為導(dǎo)電材料主要缺點(diǎn)就是抗拉強(qiáng)度低一些，焊接性差。工業(yè)用純鋁的物理性能,見(jiàn)表1所示。表1項(xiàng)目數(shù)值熔點(diǎn)（）658沸點(diǎn)（）18

39、00比重（密度）（20）（g/cm3）2.7線(xiàn)膨脹系數(shù)（1/）2.310-6抗拉強(qiáng)度（N/mm2）80-85（軟）伸長(zhǎng)率（%）32-40（軟）彈性模數(shù)（N/mm2）63000電阻率（mm2/m）（20）0.028264（硬）電導(dǎo)率（%IACS）61（硬）1、重熔用電工鋁錠：重熔用電工鋁錠可用于加工成電工圓鋁桿或鋁線(xiàn)錠后，再制造電線(xiàn)電纜導(dǎo)電線(xiàn)芯。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T12768-91化學(xué)成分：1） 重熔用電工鋁錠的化學(xué)成分應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2型號(hào)化 學(xué) 成 分 %Al不小于雜質(zhì)含量不大于SiFeCuV+Gr+Mn+Ti總合A199.70E99.700.080.200.0050.010.30A199

40、.65E99.650.10.250.010.010.352）釩、鉻、錳、鈦不做常規(guī)分析，但必須保證符合上表中有關(guān)條款的規(guī)定，需方有要求時(shí)可提供數(shù)據(jù)。3）鐵硅比不小于1.3外觀：電工鋁錠的外觀應(yīng)符合GB1196的規(guī)定。外形和重量：重熔用電工鋁錠外形幾何尺寸不作統(tǒng)一規(guī)定，但錠形應(yīng)符合GB1196-93的規(guī)定，每塊重為15（或20）2kg。標(biāo)志：每塊重熔用電工鋁錠應(yīng)標(biāo)明供方標(biāo)志、熔煉號(hào)和批號(hào)。按不同的牌號(hào)，重熔用電工鋁錠顏色標(biāo)志如下：A199.70E一道綠色豎線(xiàn)；A199.65E二道綠色豎線(xiàn)2、重熔用鋁錠:執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1196-93外觀：鋁錠應(yīng)呈現(xiàn)銀白色；鋁錠表面應(yīng)無(wú)飛邊、夾渣和較嚴(yán)重的氣孔。

41、錠重和錠型：每塊鋁錠重為1522kg。鋁錠錠型應(yīng)適合于保管、包裝、運(yùn)輸?shù)男枰?biāo)志及牌號(hào)：見(jiàn)表3 鋁錠牌號(hào)顏色標(biāo)志鋁錠牌號(hào)顏色標(biāo)志Al99.85二道紅色橫線(xiàn)Al99.60二道紅色豎線(xiàn)Al99.80一道紅色橫線(xiàn)Al99.50三道紅色豎線(xiàn)Al99.70一道紅色豎線(xiàn)Al99.00四道紅色豎線(xiàn)3、電工圓鋁桿：電工圓鋁桿是用于拉線(xiàn)、型鋁線(xiàn)和其他電工用鋁導(dǎo)體。電工圓鋁桿按材料化學(xué)成分分為純鋁電工圓鋁桿和稀土鋁電工圓鋁桿。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T3954-2001型號(hào)狀態(tài)和直徑：見(jiàn)表4 品種型號(hào)狀態(tài)直徑mm純鋁電工圓鋁桿A09.020.0A2、A4、A6、A8H112稀土鋁電工圓鋁桿RE-A0RE-A2、RE-A

42、4、RE-A6、RE-A8H112力學(xué)性能和電性能：電工圓鋁桿的力學(xué)性能和電性能應(yīng)符合表5 的規(guī)定。型號(hào)抗拉強(qiáng)度MPa伸長(zhǎng)率%不小于電阻率（20）NmA及RE-A60802527.55A2及RE-A2801101227.85A4及RE-A4951151028.01A6及RE-A6110130828.01A8及RE-A8120150628.01表面質(zhì)量：電工圓鋁桿應(yīng)圓整,尺寸均勻。電工圓鋁桿表面應(yīng)清潔，不應(yīng)有摺邊、錯(cuò)圓、裂絨、夾雜物、扭結(jié)等缺陷，及其他對(duì)使用有害的缺陷，允許有輕微的機(jī)械擦傷、斑疤、麻坑、起皮或飛邊等。4、護(hù)套用鋁及鋁帶：鋁的密度不到鉛的1/4，但強(qiáng)度卻幾乎是鉛的5倍。在導(dǎo)電、導(dǎo)熱

43、、屏蔽性能等方面，鋁比鉛好。鋁的熔點(diǎn)高達(dá)658，約為鉛的2倍。所以如果用熔融鋁來(lái)壓制鋁套，就會(huì)燙傷電纜的絕緣層，而且由于鋁是很活潑的金屬,在高溫下與鐵反應(yīng)將導(dǎo)致擠出機(jī)內(nèi)部的零件很快被侵蝕。這個(gè)難題直到上世紀(jì)50年代才得以解決。人們把鋁坯預(yù)熱到500左右的非熔融狀態(tài)，并且用很大的壓力(5000MPa)直接把鋁坯包在電纜線(xiàn)芯上，作為電纜的密封鋁套。與鉛套一樣,鋁套也具有完全的密封性,也可用作低絕緣電纜和護(hù)套。在其它性能方面，例如耐蠕變性和耐振動(dòng)疲勞特性，鋁套還優(yōu)于鉛護(hù)套。因此，在高落差和振動(dòng)場(chǎng)所使用時(shí)，無(wú)須采取特別措施。鋁的機(jī)械強(qiáng)度比鉛高，因此在自容式無(wú)油電纜和地下直接埋設(shè)的場(chǎng)合，無(wú)須用金屬鎧裝來(lái)

44、增強(qiáng)。鋁的電導(dǎo)率比鉛約高7倍，因此它不僅有良好摒決策和耐腐性，而且可以作為接地保護(hù)的第4芯。鋁護(hù)套厚度還可做得比鉛護(hù)套薄，便于運(yùn)輸和施工，價(jià)格也便宜。所以作為密封護(hù)套材料，以鋁代鉛是技術(shù)發(fā)展的方向。電線(xiàn)電纜生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)需要可按GB8544鋁及鋁合金帶材標(biāo)準(zhǔn)選用。5、鋁塑復(fù)合帶:鉗塑復(fù)合帶具有良好的防潮性、屏蔽性、耐蝕性和柔軟性：因而廣泛地用于制造通信電纜、光纜的屏蔽和擋潮層。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):YD/T723.2-94型式代號(hào)：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的產(chǎn)品型式代號(hào)，見(jiàn)表6產(chǎn)品名稱(chēng)型式代號(hào)聚乙烯單面鋁塑復(fù)合帶YL聚乙烯雙面鋁塑復(fù)合帶YLY共聚物型單面鋁塑復(fù)合帶EL共聚物型雙面鋁塑復(fù)合帶ELE規(guī)格：鋁塑復(fù)合帶的規(guī)格應(yīng)符

45、合表7規(guī)定型式代號(hào)鋁帶標(biāo)稱(chēng)厚度mm鋁塑復(fù)合標(biāo)稱(chēng)寬度mm鋁塑復(fù)合帶標(biāo)稱(chēng)長(zhǎng)度mYLYLYELELE0.10、0.15、0.20290按用戶(hù)要求1020120013004002030223060024002600技術(shù)要求：1)原材料：鋁塑復(fù)合帶用鋁帶應(yīng)符合GB8544規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用牌號(hào)L1、L2、L3，狀態(tài)M，厚度規(guī)格0.10、0.15、0.20mm的鋁帶，公差不大于8%；塑料層VL或YLY型鋁塑復(fù)合帶的塑料層應(yīng)當(dāng)用低密度聚乙烯樹(shù)脂制成，低密度聚乙烯樹(shù)脂應(yīng)符合GB11115規(guī)定，且宜采用優(yōu)級(jí)重膜料和優(yōu)級(jí)涂層料。制作時(shí)，允許在聚乙烯塑料層與鋁帶之間放置一層符合有關(guān)規(guī)定的共聚物樹(shù)脂：:EL或ELE

46、型鋁塑復(fù)合帶的塑料層通常用乙烯丙烯酸共聚物（EAA）和乙烯甲基丙烯酸共聚物（EMAA）等制成。2）外觀：鋁塑復(fù)合帶表面應(yīng)平整、光滑、均勻、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)折皺、無(wú)花斑、以及無(wú)其他機(jī)械操作缺陷；未分切的鋁膜復(fù)合帶側(cè)邊允許有2mm至5mm的塑料摸保護(hù)，側(cè)邊應(yīng)平整，無(wú)卷邊、缺口、毛刺等缺陷，層間錯(cuò)位不大于5mm；分切的鋁塑復(fù)合帶的側(cè)邊應(yīng)平整，側(cè)邊不平度不大于2mm，并且端面無(wú)卷邊、缺口、毛刺和其他機(jī)械損傷。拉出時(shí)，邊緣應(yīng)無(wú)明顯的波浪花形（俗稱(chēng)荷葉邊）。6、鋁合金: 鋁合金主要用作電線(xiàn)電纜的導(dǎo)體，與純鋁相比、一般具有較高的機(jī)械性能，耐熱性能也有一定的提高，但電導(dǎo)率略有下降，目前正在研究開(kāi)發(fā)高電導(dǎo)率的鋁合金，

47、因此導(dǎo)體用鋁合金在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中的應(yīng)用已日益廣泛，今后并將繼續(xù)向高強(qiáng)度，高電導(dǎo)率和耐熱方向發(fā)展。下面介紹三種常用的導(dǎo)電鋁合金。1）高強(qiáng)度的鋁合金：（1）)鋁鎂硅（AL-Mg-Si）合金 這是一種熱處理的鋁合金，各國(guó)均已廣泛使用，便其化學(xué)成分都不完全相同。鋁鎂合金其它高強(qiáng)度導(dǎo)電鋁合金在國(guó)外作為提高機(jī)械強(qiáng)度的導(dǎo)電鋁合金品種很多，例如：鋁鐵鈷，鋁鐵，鋁鎂銅鐵、鋁鎂銅硅等，使用于布電線(xiàn)、電磁線(xiàn)、通信線(xiàn)的導(dǎo)體以及母線(xiàn)等。2）耐熱鋁合金 這類(lèi)鋁合金近來(lái)開(kāi)發(fā)較多，例如:鋁鋯合金，特高耐熱合金（國(guó)外型號(hào)為UTAL），高電導(dǎo)耐熱鋁合金TAL及STAL。3）常用導(dǎo)電鋁合金的成分和性能應(yīng)符合表8規(guī)定表8 三、導(dǎo)體鍍

48、層用金屈:1錫：錫是銀白色咯帶藍(lán)色的金屬。我國(guó)錫貯量居世界第一位。是人類(lèi)使用錫最早的國(guó)家。錫的密度為7.30g/cm3，熔點(diǎn)230，電導(dǎo)率為15%IACS，居金屬中第18位。錫的抗拉強(qiáng)度較低，僅為17N/mm2，伸長(zhǎng)率為80%90%。在電線(xiàn)電纜生產(chǎn)中，錫多用于銅線(xiàn)和鋼絲的保護(hù)鍍層,其基本作用在于防止腐蝕。鍍錫銅線(xiàn)一般用于制造橡皮絕緣的電線(xiàn)電纜。橡皮中含有硫，硫和銅作用生成硫化銅，這樣會(huì)使橡皮變質(zhì)(發(fā)粘、老化)，使銅線(xiàn)芯電阻增加，力學(xué)強(qiáng)度下降。銅線(xiàn)鍍錫的目的就是為了避免這些現(xiàn)象發(fā)生、延長(zhǎng)電統(tǒng)使用壽命。錫在大氣條件下極其穩(wěn)定。錫是中性全屬，在強(qiáng)堿性和強(qiáng)酸性溶液中可迅速腐蝕而在稀堿溶液中腐蝕卻極微。

49、用于制造鍍錫線(xiàn)表面鍍錫層的電線(xiàn)電纜用錫應(yīng)符合GB/T728-1998。2鋅：鋅也是電線(xiàn)電纜工業(yè)常用的金屬之一。主要用于鋼絲、鋼帶的鍍層，用以防止鋼鐵材料的腐蝕。也可用于鐵導(dǎo)體防蝕層。鋅是藍(lán)自色金屬，密度為7.4g/cm，熔點(diǎn)420。鋅的電阻率為0.05911mm2/m，鋅的抗拉強(qiáng)度在冷加工時(shí)為12070N/mm2,退火時(shí)為70110N/mm2,伸長(zhǎng)率在冷加工時(shí)為10%20%，退火時(shí)為40%5o%。鋅具有相當(dāng)好的耐蝕性和力學(xué)性能，易于壓力加工，但有較大蠕變性。鋅的防腐蝕性是電線(xiàn)電纜應(yīng)用技術(shù)中最需要的一種性能，在干燥的大氣中或露天情況下，鋅的腐蝕極微。鋅在淡水中比較穩(wěn)定，在酸性和堿性鹽溶液中則會(huì)被

50、強(qiáng)烈腐蝕。鋅錠：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T470-19973銀：銀屬于貴金屬，具有自色光澤。除金之外，在所有金屬中銀的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性最高。在貴全屬中銀的密度較小，熔點(diǎn)較低,具有較好的耐蝕性和良好的塑性，極易拉制成極細(xì)的銀絲，很易于焊接。銀在電纜應(yīng)用技術(shù)中圭要用于鍍層和包覆層，如制造銀包銅線(xiàn)和鍍銀銅線(xiàn)等。它是制造耐高溫導(dǎo)體的優(yōu)良材料。鍍銀銅線(xiàn)一般用于制造電線(xiàn)電纜的導(dǎo)電線(xiàn)芯、編織層及其它電氣設(shè)備。銀的基本性能如下：1）導(dǎo)電性：銀的電導(dǎo)率最高，為108%IACS。電阻溫度系數(shù)為0.00411(0100)。銀中含有雜質(zhì)(如AS、SB、GA)時(shí)，電導(dǎo)率明顯下降。2）力學(xué)性能：銀的彈性模量為8050N/mm2。屈

51、服點(diǎn)加工態(tài)為310MN/m2，退火態(tài)為55MN/m2?？估瓘?qiáng)度(加工態(tài))為380N/mm2。伸長(zhǎng)率(加工態(tài))為3.5%，(退火態(tài))為435o%。3）化學(xué)穩(wěn)定性：在常溫下，銀在空氣中不氧化，但在臭氧存在時(shí)，則易被空氣氧化。在200以下時(shí)，銀能與氧生成氧化銀。超過(guò)200時(shí)，氧化銀就分解，溫度越高，分解越快，到400時(shí)明顯分解。因此在高溫下銀的氧化物不可能存在。在潮濕空氣中，銀易被硫磺或硫化氫腐蝕，生成黑色的硫化銀，使銀表面變黑。銀錠：執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB/T4135-1994四、電纜鎧裝用金屬：在裸電線(xiàn)產(chǎn)品是，為了彌補(bǔ)鋁強(qiáng)度較低的弱點(diǎn)，因而在某些產(chǎn)品要求強(qiáng)度高的場(chǎng)合下用鋼鐵材料來(lái)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。鋼芯鋁絞線(xiàn)就是

52、在鋁絞線(xiàn)中間增加一定數(shù)量的鋼絲線(xiàn)芯制成的。電纜護(hù)層是為了使電纜能適應(yīng)各種使用環(huán)境的要求所施加的保護(hù)覆蓋層，因?yàn)檎_設(shè)計(jì)、合理選用、精心制造電纜護(hù)層能保障電纜的安全運(yùn)行和延長(zhǎng)電纜的使用壽命。電纜護(hù)層一般可分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)套兩類(lèi)，外護(hù)套主要是增加電纜的強(qiáng)度在敷設(shè)和運(yùn)行中可以承受一定的外力作用，抵御可能遇到的機(jī)械操作和腐蝕或兼其他特種作用的保護(hù)覆蓋層以延長(zhǎng)電統(tǒng)的使用壽命。鋼帶和鋼絲是制造外護(hù)層常用的全屬材料。1、鋼帶：鎧裝電纜用鋼帶是經(jīng)螺旋狀繞包在電纜上作為鎧裝的鋼帶，起機(jī)械保護(hù)或電磁屏蔽作用，一般用冷軋低碳鋼帶。為提高電纜鎧裝鋼帶的防腐蝕性能，在國(guó)標(biāo)CB2952-89電纜外護(hù)層中，要求必須鍍鋅或涂

53、漆處理、聯(lián)鎖鎧裝用鋼帶應(yīng)鍍鋅。我國(guó)規(guī)定鎧裝用鋼帶的厚度為0.2、0.3、0.5、0.8、1.0mm五種規(guī)格，寬度為10、15、20、25、35、40、45、50、55、60mm11種規(guī)格，可根據(jù)鎧裝前的電纜直徑的大小來(lái)選用。鍍鋅鋼帶應(yīng)符合YB/T024-92的規(guī)定。一般鍍鋅鋼帶的鋅層重量莊不低于80g/m2,而聯(lián)鎖鎧裝用鍍鋅鋼帶鋅層重量應(yīng)不低于275g/m2。涂漆鋼帶應(yīng)符合YB/T024-92的規(guī)定，涂漆鋼帶的漆膜厚度(單面)應(yīng)不小于8mm。鋼塑復(fù)合帶應(yīng)符合CB2952.1-89中附錄B的規(guī)定。（一）鎧裝電纜用鋼帶：鎧裝電纜用鋼帶包括鎧裝電統(tǒng)用冷軋鋼帶、鍍鋅鋼帶和涂漆鋼帶。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：YB/T0

54、24-92技術(shù)要求：1）牌號(hào)和化學(xué)成分：鋼帶采用Q215軋制，其化學(xué)成分(熔煉分析)應(yīng)符合GB700的規(guī)定。根據(jù)需方要求，亦可采用Q195、Q235或其它牌號(hào)的鋼軋制。2）冷軋鋼帶：冷軋鋼帶以退火狀態(tài)交貨，拉強(qiáng)度應(yīng)不小于300MPa，伸長(zhǎng)率應(yīng)不小于20%。3）鎪鋅鋼帶：鋅層重量應(yīng)不小于表中規(guī)定。代號(hào)三點(diǎn)試器平均值三點(diǎn)試鹼最小值雙面雙面單面R20020017068R27s27523094R350350300120D808068A、鍍鋅鋼帶表面錟層應(yīng)均勻完整不得有鋅層剝落、裂紋、腐蝕和漏鍍；允許有個(gè)別的漏鍍點(diǎn)。B、熱鍍鋅鋼帶應(yīng)進(jìn)行硫酸銅溶液試驗(yàn)。試樣侵入溶液中60S后，表面不應(yīng)出現(xiàn)掛銅。C、鍍鋅鋼帶采用縱向試樣180的彎曲試驗(yàn)。彎曲處，鍍層不得有粉碎和剝落。4）涂漆鋼帶漆膜厚度(單面)應(yīng)不小于8mm。涂漆鋼帶表面漆膜應(yīng)均勻連續(xù)不得有漏涂；允許有輕微的流掛和擦傷。涂漆鋼帶應(yīng)能承受耐酸、耐堿、耐鹽和耐腐蝕試驗(yàn)。試驗(yàn)后，試樣的漆膜應(yīng)符合表中的規(guī)定。試液合格指標(biāo)5%鹽酸溶液漆膜完整。允許有不大于試樣總面積30%的漆膜剝落（表面小氣孔不計(jì)）3%氫氧化鈉溶液漆膜完整。允許有距試樣剪切邊不大于5mm漆膜剝落。5%氯化鈉溶液A、涂漆鋼帶應(yīng)能承受200的時(shí)熱試驗(yàn)。B、涂漆鋼帶應(yīng)能承受-20的時(shí)低溫試驗(yàn)。C、涂漆鋼帶應(yīng)能