铜包铝线应用前景小论
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第一页为封面自己添加目录摘要 (1)一、浅谈铜包铝的物理性能浅谈铜包铝的物理性能 (1)二、铜包铝线的应用场合铜包铝线的应用场合 (1)三、国外铜包铝线的发展状况国外铜包铝线的发展状况 (2)四、国内铜包铝的发展状况国内铜包铝的发展状况 (3)五、铜包铝的制造方法1 电镀法 (5)2 轧辊压接法 (6)3 静液挤压法 (6)4 包覆焊接拉拔法 (6)六、铜包铝线回收技术铜包铝线回收技术 (6)七、铜包钢、铝包钢等金属复合材料在电线电缆中的应用铜包钢、铝包钢等金属复合材料在电线电缆中的应用 (7)参考文献 (8)铜包铝线应用前景小论摘要：为了响应国家节材环保的号召，为了实现电子产品摩尔定律（每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上），为了实现电子产品越来越来好价格却越来越便宜的要求，电子企业一直都在探索节材降成本的方法。
其中之一就是使用铜包铝线来替代原有的纯铜线关键字一.浅谈铜包铝的物理性能铜包铝是一种金属复合材料，在一根线材上发挥两种金属材料性能，铜包铝线将铜的优良导电性和铝比重轻的优点结合在一起，形成一种轻型导电材料。
按美国ASTMB566-1993（2002年再次确认）以及我国电子行业相关标准，通常铜包铝中铜有种观点认为,铝导体的电阻率比铜导体的电阻率大,则用铝金属材料作为电力电缆的导体,在传输过程中能量损耗就应该会比铜材料大.根据国家推荐标准,在20℃时,某一铜导体截面的直流电阻值与对应大两个规格的铝导体直流电阻值相当,也就是说,从传输过程中的能量损失考虑,某一铜导体电力电缆完全可以由对应大两个规格的铝导体电缆所替代,它们的载流量是相当的.另外,从电缆造价上看,在同等载流量的情况下,铝导体电缆的金属导体原材料成本较铜导体电缆低得多,大约为其四分之一左右.在铜价如此高的情况下,无论是电缆使用者还是设计单位,在保证载流量相同的情况下,选择铝芯电缆是完全可行的,这样不仅使电缆生产企业能够回避风险,有利于行业的健康发展,同时对抑制铜价的上涨也会起到一定的作用.业内人士认为,电线电缆行业采用铜包铝线也是一种缓解目前企业压力的好办法.铝线外面包一层铜经拉制而成的双金属线,由于具有比重小,传输性能好等优点,特别适用于做射频同轴电缆的内导体,与纯铜线相比,其密度为纯铜40%左右，而传输特性优于纯铜线,是最理想的射频同轴电缆分支线内导体,假设我国电线电缆行业实现了以铝代铜,可节约大量有限的铜资源.二.铜包铝线的应用场合欧美的美国、英国等国家早在20世纪60年代就开始研究和应用铜包铝材料，日本等国家也一直开发相关材料，并进入了实用阶段，使铜包铝成为继铜、铝后的第三种导体。
由于铝表面极容易氧化，产生氧化膜又极难除去造成接触电阻大和不能焊锡焊接，严重影响了铝代铜的普及率，而铜包铝的开发成功，开创了铝代铜的转机。
早在开发初期，铜包铝在国外仅使用在建筑电线的布线以及广播电视通讯的高频电缆和屏蔽线上。
由于铜包铝导体材料生产的产业化，目前国内已可以满足逐步实现大批量的产能，加之铜包铝具有重量轻、相对成本低、价格稳定等优点，克服了铜成本高、价格大起大落等弊端，其应用范围越来越广，已逐步大量应用在电动机、变压器的漆包线、母线、电线电缆上，而且深受广大用户和制造商的欢迎。
铜包铝作为导体，与铜、铝一样，理论上可应用在很多场合，例如：（1）铜包铝扁线或母线可用于电力与电器工业，例如汇流排。
（2）音频、高频、视频用线，例如CATV导线与屏蔽线。
（3）各种电动机、整流器绕组线、变压器绕组线。
（4）工程用电线电缆导线。
（5）电力电缆用导体等等但是真正最佳使用场合是音频、高频、视频用线领域，另外有些工程机械电线电缆中也得到广泛应用。
三.国外铜包铝线的发展状况在西方发达国家，铜包铝的开发应用已有30多年，但是应用量似乎并没有扩大应用。
英国西蒙公司认为，铜包铝在电线电缆行业中应用量很少。
在欧美国家，铜包铝主要应用在通信领域，特别是高频领域中做导电芯与屏蔽用。
在大容量特种导体例如铜包铝扁线、铜包铝母线、纸包扁线（母线）也会得到应用。
在美国Rea公司的特种电缆工程部中应用了这些电缆，但是单一品种的数量很少。
美国保险商试验室（UL）标准中允许铜包铝作电力线缆的导体，美国UL-1581-2001电线电缆和软线参考标准、UL44-2001热固性材料绝缘电线电缆标准、UL83-2003热塑性塑料绝缘电线电缆标准、UL1072-2003中压电力电缆安全标准中均规定，可以使用铜包铝作导体材料。
但要求“铜包铝与铝芯在冶金学上结合，应占据实心导体的截面或绞合导体的每根金属线（单线）的截面10%或以上，且应同心包覆铝线。
铜包铝的厚度不得小于实心导体或金属单线直径的2.5%，采用显微镜观察圆绞合或圆实心导体经过抛光的正截面进行测定”。
在UL83-2003标准中同时写出：“在加拿大和墨西哥，铜包铝不得用于热塑性绝缘电线电缆，美国同意使用，需符合附录E要求”。
在标志的导体规格处标注：“AL（CU-CLAD）”、“ALUM（COOPPER-CLAD”或“COPPER CLAD ALUM”等字标，并在包装标志上还应出现下列说明：（1）“铜包铝只能用于标作与铝导体连接用的设备。
铜包铝与标作与铜和铝导体连用的压线连接器接线”。
（2）对于3.31-5.26mm2（12-10AWG）实心铜包铝导体，“可用于允许与铜导体连接用接线螺丝、压接板和插入式弹簧型接连机构”。
（3）如果电线连接器中发生任何组合铜包铝、铜和铝导体的物理性接触，该连接器应标作这类混合用途的类型，且该接头只限用于干燥场所。
本人理解，从标志来看，美国UL83标准中，把铜包铝归属到铝导体一类中，它改善了铝导体的连接性能。
美国GC公司对铜包铝导线的连接部位的可靠性得出的结论是：能和铜线同一方法连接。
UL还对10AWG和12AWG的铝导线由于连接不良引起的事故进行了研究，而铜包铝不存在这个问题。
美国UL还制定了铜包铝的导体标准（UL1561-2001）。
英国BICC公司经过对电缆以及连接的通电负荷长达七年的研究，经过1000万小时的反复试验，结果显示：铜包铝在经济、技术上可与铜线竞争，且价格稳定。
在美国的ASTM标准中对铜包铝导线的构造和特性作了详细的规定；美国的TI公司还把铜比例为10%的铜包铝作为导线标准。
日本的电线株式会社把铜包铝是否作为电线电缆的导电材料进行了大量的调查和研究。
研究试验的内容包括：（1）对铜包铝的导体结构（铜的比例10～15%的线径和厚度关系）：（2）物理机械性能；（3）表面特性，尤其是铝的接触电阻特别大，而铜包铝与铜一样优良。
同时还对其弯曲刚性、反复弯曲、反复卷绕等进行试验。
电线株式会社还对连接器和配线器具的连接进行了大量的研究：（1）对接触电阻的试验；（2）通电热循环试验。
与铜接头的连接研究：（1）选用尺寸范围的使用；（2）二次压接的效果；（3）对各种接头及接线器的适合性。
日本的电线株式会社历经了数年的实用性研究证明，铜包铝具有；（1）连接容易；（2）连接可靠；（3）质量轻；（4）绕性好；（5）经济，具有与铜线同样安全可靠。
四.国内铜包铝的发展状况铜包铝线是指以铝芯线为主体，外面镀一定比例铜层的电线。
这种电线的主要功能是传输信号，可以用作同轴电缆用导体及电气装备中电线电缆导体，如家用音响的连接线。
但是，由于铝的导电率只有铜的2/3，这样的电线一旦使用，电线的温度就会上升，带来一定的安全隐患，用于地下及封闭工程危险性更大。
所以国家标准规定，凡是用作传输电能的电线电缆，必须用不镀金属或镀金属的退火铜线作导体，禁止用铝线（包括铜包铝线）作导体。
我国线缆行业本来就是微利企业，面对铜价的巨幅波动，在以“闭口合同”形式为主的国内线缆贸易中抵抗风险的能力极低。
铜占线缆制造企业成本的70%以上。
面对国际铜价上涨这个不可抗拒的外因，自主创新寻找原料替代品降低成本似乎就成为了企业自救的唯一可行的方法。
于是铜包铝的研发与应用再次成为近期线缆企业纷纷讨论与研究的热点。
早在20世纪60年代，欧美一些国家就开始研究和应用铜包铝材料，并最早制定了导体标准。
铜包铝线在欧美现已进入使用化阶段，广泛应用于建筑布电线和高频同轴线上，占领了电话、电视、电子、建筑行业。
上世纪80年代末90年代初，我国一些出口电线电缆的导体要求使用铜包铝，但国内还没有一家铜包铝材料生产企业。
在此情况下，国内除了需要向国外进口铜包铝材料外，也开始着手研发试制铜包铝材料的生产设备。
大连铁道学院戴维康教授等人就是铜包铝最早的研发者之一。
但是几年下来一直未取得实质性进展。
1999年10月，戴教授又与大连的吴运忠博士、丁纪洲高工等人合作，利用国外的旧设备生产出了中国造的铜包铝材料，不仅数量没有超过200吨，而且产品合格率仅为70%。
随后，广东一厂家试制出了第一台铜包铝生产设备，但是由于产量、质量、资金等原因，最终未形成生产能力。
2001年10月，中国第一台铜包铝生产线在大连诞生。
接着，西安也出现了类似的生产线。
2005年以前，国内真正开始生产铜包铝材料的生产线企业只有两家，而形成定型的，批量规模的只有大连的一家。
全国能够投入正常生产的生产线不到50条，年生产能力不到2万吨。
上世纪90年代初在人们试图采用铜包铝时，由于难以试制成功，不得不采用以铝代铜。
铝作为导体材料，固然有很多优点，但也有其固有的缺点：容易氧化，接触电阻大，不能用焊锡焊接，比铜易腐蚀，导致铝代铜的时代逐步被铜所替代。
在21世纪的今天，国内铜包铝材料生产设备和工艺已趋于成熟，而且早在2000年信息产业部也制订了产业标准。
较早开发试制铜包铝导线生产线的大连、西安等几家企业终于有了商机。
他们投入了大量的人力、物力和财力，加大设备的开发力度。
至今，国内形成生产能力的铜包铝设备制造厂有五六家，已形成生产导线的能力生产线近200条，按每条生产线的生产能力每班为700千克计算，年生产能力不过万吨。
铜包铝主要的生产厂家分布在辽宁的大连、江苏的常州和苏州、上海、浙江、广东一带。
我国一些电线电缆企业经过不断进行尝试，不但在借鉴国内外现有成果的基础上进行了大量的研究和试验，取得了大量的数据，同时还对导体的界面，导体在各种有害、腐蚀溶液中，在用焊锡焊接的接头上，在耐高温中，在拉拔、退火工艺上进行了大量的研究，还对其在工频下的交流电阻、载流量、集肤效应、邻近效应等进行了大量的运算，同时还对铜包铝的回收利用作了大量的试验和研究。
得出的结论是，在与国外研究结果的结论一致的同时，进一步确认在与铜导体直流电阻相同的条件下：（1）其导体间和与接线端子的热循环指标要比铜好；（2）其交流电阻、电流载流量要比铜好，从而线损也要比铜低；（3）其与锡可焊性与铜相同；（4）其接触电阻与铜相同；（5）其电阻率可通过导体截面和铜含量以及复合导体来解决。
