Физические свойства меди

Плотность. По международному стандарту по отожженной меди (International Annealed Copper Standard — IACS) плотность меди принята равной 8890 кг/м³ при температуре 20°С. Однако в зависимости от вида обработки и химического состава плотность меди может иметь небольшие отличия. Например, литая медь имеет плотность 8920 кг/м³. При холодной деформации отожженной меди уменьшается ее плотность.

При нагреве плотность меди заметно уменьшается, что видно на примере марки M1:

t,°С                  20       600     700     800     900    1000

γ, кг/м³            8890     8680   8610    8550   8470   8400

Электрические свойства. Высокая электропроводность меди является основным свойством, обусловливающим ее широкое применение. Электропроводность меди в твердом состоянии зависит в первую очередь от чистоты металла. Примеси и легирующие элементы умень­шают электропроводность меди (рис. 1 и 2) и повышают ее удельное электросопротивление (рис. 3).

Рис. 1. Влияние примесей на электропроводность бескислородной меди

Рис. 2. Влияние легирующих на электропроводность меди

Рис. 3. Влияние примесей малых концентраций легирующих элементов на электросопротивление меди

Медь электротехнического назначения является эталоном для сравне­ия электропроводности электрических проводников из разных металлов. При этом электропроводность  указывается в процентах от стандартного значения, принятого в IACS для отожженной меди. Стандартное (100%-е) значение удельной элект­ропроводности в IACS соответствует 58 МСм/м (1/58 Ом на каждый метр провода поперечным сечением в 1 мм²).

Наименьшее удельное электросопротивление ρ имеет медь, очищенная зонной плавкой, с минимальным количеством примесей (99,999% Cu) — 0,0I6610^-6 Ом*м, что соответствует электропроводности σ, составляющей 60,2 МСм/м. С повышением температуры удельное электросопротивление меди увеличивается. Например, удельное  электросопротивление меди марки M1 в твердом состоянии при температуре, близкой к температуре плавления, составляет 0,113х10^-6 Ом*м, а в жидком — 0,203х10^-6 Ом м.

Электрические свойства меди различных марок приведены в табл. 1.

Тепловые свойства. Удельная теплоемкость с меди заметно увеличивается с повышением температуры. В жидком состоянии в интервале температур перегрева при литье слитков удельная теплоемкость меди практически не зависит от температуры и может быть принята равной 545 Дж/(кгК).

Температурный коэффициент линейного расширения α меди незначительно зависит от химического состава. Ориентировочные значения α в диапазоне температур 200…1250К приведены в табл. 2.

 Теплопроводность меди λ существенно снижают примеси и легирующие элементы (рис. 4).

Рис. 4. Влияние содержания элементов на теплопроводность меди

Теплопроводность меди разных марок при 20°С составляет:

Марка           λ, Вт(м*К)

М00б…………. 395

М0б…………… 390

M1……………. 385

М2р…………… 335

Повышение температуры меди приводит к уменьшению ее теплопроводности (табл. 3.).

Влияние температуры на физические свойства меди на примере М0 показано в табл. 4.

Табл. 5. Физические свойства меди