1.電導率及載流量

表2詳細列出了銅、鋁以及AA8030鋁合金的獨特特性。對比數(shù)據(jù)揭示，即便在硬態(tài)下，鋁電纜的導電性能依然可觀，其導電率約為61IACS，而AA8030合金電纜的這一數(shù)值略高，為61.8IACS。相比之下，退火態(tài)的銅電纜展現(xiàn)出 的導電性，達到了100IACS。值得注意的是，盡管鋁合金電纜的截面積擴大至銅芯的1.5倍，即增長1—2個規(guī)格，仍能保持與銅芯相當?shù)碾娏鞒休d能力和電壓損耗，盡管尺寸有所增加，如電纜半徑增大約22%，然而通過鋁合金的緊密壓制技術(shù)，壓緊率可達95%以上，這意味著使用鋁合金電纜不會占用額外的布線空間。

在確保電氣性能一致的前提下，同樣長度的鋁合金電纜重量僅是銅芯的45.6%，這顯著降低了安裝成本，并減少了設備和電纜的磨損程度。這種輕質(zhì)特性使得鋁合金電纜在經(jīng)濟效益上更具優(yōu)勢^[2]。

表1 AA8030 導體材料

表2 鋁、銅、AA8030鋁合金的性能對比

2.蠕變性能

為優(yōu)化鋁電纜的功能特性，科研團隊研發(fā)了一種新型的AA8030鋁合金，巧妙地融合了銅、鐵、鎂等金屬元素。其中，銅元素的添加顯著提升了鋁合金在高溫條件下的電導穩(wěn)定性能；鐵元素的引入則顯著提升了材料的抗蠕變能力，使其性能提升了驚人的300%，與銅芯電纜的抗老化表現(xiàn)相當，從而降低了因蠕變引發(fā)接頭松動及接觸電阻升高的風險。鎂元素的貢獻在于，盡管在同等界面應力下，它促使鋁合金的接觸點更為堅固，從而提高了整體的抗拉強度。

這款鋁合金電纜采用了先進的熱處理技術(shù)，特別設計的退火工藝有效地抑制了其在受熱和壓力作用下的“蠕變”現(xiàn)象。與傳統(tǒng)鋁電纜相比，它的蠕變程度僅為其1/15，甚至接近于銅電纜的蠕變特性，從而確保了更長久的可靠性和穩(wěn)定性。

3.機械性能

由于AA8030鋁合金的獨特合金配方和精密制造技術(shù)，其電纜展現(xiàn)出 的柔韌特性。相比之下，常規(guī)銅芯電纜的彎曲半徑需達到電纜直徑的10至20倍，而AA8030鋁合金電纜的這一參數(shù)顯著降低，只需7倍直徑。這種優(yōu)越的柔韌性使得AA8030在安裝過程中更為便捷，便于終端接駁。

從表2中的數(shù)據(jù)我們可以觀察到，AA8030鋁合金的密度僅為銅的30.4%，在維持同等電性能的同時，鋁合金電纜的截面積可以擴大到銅電纜的150%。這意味著使用鋁合金電纜，重量僅相當于銅電纜的45.6%，這無疑突顯了其輕量化且承載能力強的特點。尤其在大型建筑如體育館或展覽館的布線中，這種優(yōu)勢尤為明顯。從工程應用和實際操作的角度來看，AA8030鋁合金電纜的機械性能超越了銅纜，提供了更為 和便捷的解決方案^[3]。

圖1 鋁合金電纜導體絞合工藝

4.連接性能

連接難題曾是阻礙鋁電纜廣泛應用的關(guān)鍵因素，然而鋁合金電纜的出現(xiàn)顯著提升了這一情況。相較于傳統(tǒng)鋁電纜，其合金配方顯著提升了連接性能，尤其在彈性方面，鋁合金電纜的恢復力比銅電纜低約40%，這使得電纜終端的緊密對接更為容易，進而增強了整體連接的穩(wěn)固性。鋁合金電纜還展現(xiàn)出 的抗蠕變特性，即使在極端條件下如火災，長時間過載或過熱，也能保持其連接穩(wěn)定性高于銅芯電纜。

隨著GB/T 14315—2008《電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》的正式實施，這一標準為鋁合金電纜與銅質(zhì)系統(tǒng)間的無縫銜接提供了堅實的規(guī)范支持。標準中詳盡列舉的銅鋁過渡端子測試報告顯示，鋁合金電纜的實際連接穩(wěn)定性甚至超越了銅電纜，證實了其在實際應用中的優(yōu)越性能。

5.防腐性能

鋁合金的 抗腐蝕特性源于其表面在常溫下與大氣互動時產(chǎn)生的自我保護氧化層，這層氧化膜如同一道堅固的屏障，有效抵御了內(nèi)部金屬的進一步銹蝕。相反，銅不具備此類自我防護機制，使其在面對腐蝕時顯得較為脆弱。腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生往往與金屬間的電化學反應有關(guān)，當不同電位的金屬在濕潤環(huán)境下結(jié)合，腐蝕的進程加速。為了防止這種情況，采取潤滑劑、抗氧化劑和保護涂層是常見的策略。特別是在堿性土壤和部分酸性土壤條件下，鋁合金電纜直埋時需配備絕緣層或模壓護套以應對腐蝕威脅。

綜合考量鋁合金電纜的導電效率、高載流能力、穩(wěn)定的蠕變性能、出色的機械性能以及其獨特的防腐能力，我們不難發(fā)現(xiàn)，它在工程實踐中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢，并已經(jīng)深入到住宅建筑、商業(yè)設施、工業(yè)制造和軍事應用等多個領(lǐng)域， 了廣泛應用^[4]。

在 電線電纜行業(yè)中，中國的市場份額已超越美國，傲視群雄，位居首位，緊隨汽車制造業(yè)之后，成為機械電工行業(yè)的關(guān)鍵支柱。據(jù) 統(tǒng)計局2020年的報告，該行業(yè)年度銷售額達到了12166.95億元，實現(xiàn)了6.18%的增長。國際研究機構(gòu)Market Research Re—Ports預測，到2026年，中國電線電纜的生產(chǎn)能力有望突破1.1億公里，產(chǎn)值將突破1.6萬億元大關(guān)。

2021年，我國電線電纜行業(yè)的銅消耗量驚人，超過500萬噸，占據(jù)了國內(nèi)銅消耗總量的六成以上。另一方面，電纜制造所需的鋁大約為230萬噸，其中大部分，約180萬噸，用于電網(wǎng)的架空線路，占比高達78%，而電纜內(nèi)部的鋁用量僅占50萬噸。鑒于我國銅資源相對稀缺且價格高昂，"鋁代銅"策略已成為行業(yè)關(guān)注的焦點。在美國，鋁合金電纜技術(shù)的應用已有40多年的歷程，而在中國，其接受度也在逐步提升。預計未來，鋁合金電線電纜的鋁需求將達到約300萬噸。這一趨勢下，電線電纜行業(yè)推廣“鋁代銅”，蘊含著巨大的市場潛力。假設鋁合金電纜的使用比例能達到北美市場的80%，那么到2020年，這將催生一個額外300萬噸原鋁的市場需求。這一轉(zhuǎn)變對于推動“鋁代銅”戰(zhàn)略以及帶動鋁消費量的提升具有決定性的影響力。