بله ، آلومینیوم به طور فزاینده ای به عنوان یک جایگزین مقرون به صرفه برای مس در کاربردهای الکتریکی خاص مورد استفاده قرار می گیرد ، اگرچه با معاملات تجاری که نیاز به مهندسی دقیق و نوآوری مواد دارند. در اینجا یک تفکیک دقیق وجود دارد:
1 مزایای آلومینیوم
LOWER COST: آلومینیوم به طور قابل توجهی ارزان تر از مس است (حدود 1\/3 قیمت وزن) ، و آن را برای زیرساخت های در مقیاس بزرگ جذاب می کند.
light Lighter وزن: چگالی آلومینیوم 30 ٪ از مس است و هزینه های پشتیبانی ساختاری را در خطوط برق سربار کاهش می دهد.
adructivity aducate: در حالی که آلومینیوم 61 ٪ ~ برق را به طور مؤثر به عنوان مس انجام می دهد ، چگالی پایین تر آن به طراحان این امکان را می دهد تا با استفاده از هادی های ضخیم تر بدون مجازات های وزن بیش از حد جبران کنند.
2 برنامه های موجود
خطوط انتقال قدرت: آلومینیوم (که اغلب با استحکام آلیاژ می شود) به دلیل سبک بودن و راندمان هزینه ، بر انتقال ولتاژ بالا حاکم است.
components قطعات: تسلا و سایر خودروسازان از سیم کشی آلومینیومی در بسته های باتری و موتورها برای کاهش وزن وسایل نقلیه و جبران تقاضای مس استفاده می کنند.
systems سیستم های انرژی قابل جوش : مزارع خورشیدی و توربین های بادی به طور فزاینده ای از آلومینیوم برای اتوبوس و کابل کشی برای کاهش هزینه ها استفاده می کنند.
3 چالش ها و راه حل ها
اکسیداسیون و خرابی اتصال: آلومینیوم به راحتی اکسید می شود و مقاومت در اتصالات را افزایش می دهد. راه حل های مدرن عبارتند از:
anti-oxidant Wastes: برای جلوگیری از خوردگی برای اتصالات اعمال می شود.
اتصالات خاص: برای ایجاد انبساط حرارتی آلومینیوم و مقاومت در برابر خزش طراحی شده است.
Alloying: آلیاژهای آلومینیوم (به عنوان مثال ، سری AA {0}}}) ثبات مکانیکی را بهبود می بخشد و خطرات شل شدن را با گذشت زمان کاهش می دهد.
"هدایت LLOWER : برای مطابقت با ظرفیت فعلی مس ، به هادی های بزرگتر نیاز دارد ، که ممکن است استفاده در برنامه های محدود شده با فضا را محدود کند.
4 نوآوری های نوظهور
adudens Composite: مس آلومینیوم پوشیده از آلومینیوم یا هیبریدهای آلومینیوم تقویت شده با کربن ، هدایت و هزینه را متعادل می کند.
coations : پوشش های نانومواد می توانند هدایت و دوام سطح آلومینیوم را تقویت کنند.
Alluminum -HIGH-SURY: پیشرفت در پالایش ممکن است هدایت نزدیک به سطح مس را بهبود بخشد.
5 تأثیرات اقتصادی و زیست محیطی
cost پس انداز: مبادله به آلومینیوم می تواند هزینه های مواد را 50-70 ٪ در برنامه های مناسب کاهش دهد.
pustitailability : آلومینیوم بسیار قابل بازیافت است (برخلاف مس ، که کمی با بازیافت تخریب می شود) ، با اهداف اقتصاد دایره ای هماهنگ است.
6 محدودیت ها
برای همه برنامه ها: نه مدارهای با چگالی بالا (به عنوان مثال ، میکروالکترونیک) به دلیل محدودیت های فضا هنوز به مس نیاز دارند.
نگرانی های امنیتی: سیم کشی آلومینیومی ضعیف نصب شده می تواند بیش از حد گرم شود و نیاز به پایبندی دقیق به کدهای مدرن (به عنوان مثال ، ماده 310.14 NEC برای آلیاژها).
conclusion
آلومینیوم در حال حاضر جایگزین مس در سیستم های برقی در مقیاس بزرگ ، حساس به وزن و مقرون به صرفه است. با پیشرفت در آلیاژها ، اتصالات و مواد ترکیبی ، نقش آن احتمالاً بیشتر گسترش می یابد. با این حال ، مهندسان باید برای هر برنامه کاربردی ، هزینه های رسانایی ، ایمنی و چرخه عمر را با دقت ارزیابی کنند. این تغییر نشان دهنده یک روند گسترده تر به سمت کارآیی مواد در دوره انتقال انرژی است.
