铜和铝的区别

铜和铝典型性能比较     

从上表中可以看出，就导电性和强度而言，高导电性铜优于铝。铜的唯一缺点是其密度：对于给定的电流和温度升高，铝导体会更轻，尽管如此；在封闭系统中横截面将更大。然而，空间因素比重量更重要。

即使在露天系统中，支撑母线的重量也不是必然是决定性因素，母线中产生的非电磁应力通常比其重量产生的应力更为严重。

电流输送设备，特别是重型设备，允许使用大尺寸导体，空间考虑可能很重要。应认识到，在比铝允许的更高的工作温度下使用铜，允许使用比在较低温度下所需的更小、更轻的铜截面。  

铜吸收高负荷条件下产生的电磁和热应力的能力也为安全性提供了相当大的因素。在评估材料时，必须考虑其他因素，例如相对柔软的铝的增加的支撑成本，以及较大表面积的绝缘成本。  

对于低压柜来说，空间、绝缘要求不高的情况，铝合金异形母线是个不错的选择。散热面积大，重量轻，安装方便。

 

从已公布的蠕变数据可以看出，高导电性铝在环境温度下，如果受到严重应力，则表现出显著的蠕变。在相同的应力下，只有在 150℃ 的温度下，高导电率铜的蠕变率相似，这比母线的通常额定温度高。  

如果允许更高的应力或温度，则可以成功地使用含少量（约 0.1% ）银的铜。随着银含量的增加，铜 - 银合金的抗蠕变和抗软化性增加。  

在使用高导电铝和铜的条件下，无论是退火（或焊接）还是半硬，铜的疲劳强度大约是铝的两倍。这为机械或热循环引发的失效提供了充足的强度储备。  

与铝相比，铜的硬度更高，在安装和使用过程中都能更好地抵抗机械损伤。在长期施加高接触压力的情况下，由于冷金属流动，也不太可能在夹紧接头中出现问题。与相同尺寸的铝导体相比，其更高的弹性模量赋予其更大的梁刚度。在使用条件下遇到的温度变化要求设计中允许一定的灵活性。较低的铜线性膨胀系数降低了所需的柔性程度。  

因为铜比铝更不容易形成高电阻表面氧化膜。高质量的机械触头更容易制造铜内导体，焊接接头也很容易制造。开关触点和类似零件几乎总是由铜或铜合金制成。因此，这些部件所连接的母线使用铜可避免不同金属之间的接触以及与之相关的固有连接和腐蚀问题。  

铜的较高熔点和导热性降低了因使用中的热点或意外闪络而造成损坏的可能性。如果发生电弧，铜母线比铝母线更不可能支撑电弧。铜可以在较小的间隔上自熄电弧，并且这种自熄电流高于母线电流。这种行为与蒸发铜所需的热量比蒸发铝大得多有关。  

铜在氧化过程中释放的热量比铝少得多，因此，在电弧意外对准的情况下，维持燃烧的可能性要小得多。在这种情况下，铝氧化释放的大量热量足以蒸发比最初氧化的金属更多的金属。蒸发的铝本身可以快速氧化，从而维持反应。以这种方式产生的多余热量加热附近的材料，包括母线本身、空气和任何支撑装置。随着母线和空气温度的升高，蒸发和氧化速率增加，从而加速整个过程。随着空气温度的增加，空气膨胀并推动热氧化物颗粒。汇流条可能会达到其熔点，从而进一步增加氧化速率，并为推进提供热液体。而其他材料（如木板）可能会升高至其点燃温度。铜母线的使用使这些危险变得更加明显。因此，对于内部电弧，铝母线似乎更加可怕。

最后，铜是一种经济的导体材料。它以最低的维护成本提供长期可靠的服务。并且当最终更换设备时，铜将具有较高的回收价值。由于铜的许多优点，尽管试图替代，但铜仍在世界范围内被用作电导体材料。