铜线

自 1820 年代发明电磁铁和电报以来，铜就一直用于电线。 1876 年电话的发明进一步推动了对铜线作为电导体的需求。

铜是许多类别电线中的电导体。 铜线用于发电、输电、配电、电信、电子电路和无数种电气设备。 铜及其合金也用于制造电触点。 建筑物中的电线是铜工业最重要的市场。 大约一半的开采铜用于制造电线和电缆导体。

电导率衡量材料传输电荷的能力。这是电气布线系统中的基本属性。在所有非贵金属中，铜的导电率最高：20°C 时，铜的电阻率 = 16.78 nΩ•m。

固态金属理论有助于解释铜异常高的导电性。在铜原子中，最外层的 4s 能带或导带仅填充了一半，因此许多电子能够携带电流。当对铜线施加电场时，电子向正电端的传导加速，从而产生电流。

这些电子通过与杂质原子、空位、晶格离子和缺陷碰撞而遇到阻力。碰撞之间行进的平均距离，定义为平均自由程，与金属的电阻率成反比。铜的独特之处在于其较长的平均自由程（室温下约为 100 个原子间距）。这意味着自由程随着铜冷却而迅速增加。

由于其优异的导电性，退火铜成为所有其他电导体的国际标准。1913 年，国际电工委员会在其国际退火铜标准中将商业纯铜的电导率定义为 100 % IACS = 58.0 MS/m，在 20 °C 时下降 0.393%/°C。由于商业纯度在上个世纪有所提高，建筑电线中使用的铜导体通常略微超过 100 %  IACS 标准。

用于电气应用的主要铜等级是电解韧铜 (ETP) 铜（CW004A 或 ASTM 编号 C11040）。 这种铜的纯度至少为 99.90%，导电率至少为 101% IACS。 ETP 铜含有少量氧气（0.02 至 0.04%）。 如果高导电铜需要焊接或钎焊或在还原气氛中使用，则可以使用特纯无氧铜（CW008A 或 ASTM 编号 C10100）； 它的导电性提高了约 1%（即达到至少 101% IACS）。

几种导电金属的密度低于铜，但需要更大的横截面来承载相同的电流，并且在空间有限是主要要求时可能无法使用。铝的导电率是铜的 61%。 对于相同的载流能力，铝导体的横截面积必须比铜大 56%。 增加铝线厚度的需要限制了它在许多应用中的使用，例如在小型电机和汽车中。 然而，在架空电力传输电缆等一些应用中，铝占主导地位，铜很少使用。

银是一种贵金属，是唯 一一种导电率高于铜的金属。 在 IACS 等级上，银的电导率是退火铜的 106%，在 20°C 时银的电阻率 = 15.9 nΩ•m。 银的高成本及其低抗拉强度限制了它在特殊应用中的使用，例如接头电镀和滑动接触面，以及用于频率高于 30 MHz 的高质量同轴电缆中的导体电镀

抗拉强度衡量将绳索、电线或结构梁等物体拉到断裂点所需的力。 材料的抗拉强度是它在断裂前所能承受的xxx拉伸应力。

与铝（典型导体合金为 100 N/mm2）相比，铜具有更高的抗拉强度（退火后为 200-250 N/mm2），这是铜在建筑行业得到广泛应用的另一个原因。 铜的高强度可抵抗拉伸、颈缩、蠕变、刻痕和断裂，从而防止故障和服务中断。 对于同等载流能力的导体，铜比铝重得多，因此高抗拉强度被其增加的重量所抵消。

延展性是材料在拉伸应力下变形的能力。