
根本区别:体积电导率与表面电导率
铜包钢(CCS)和纯铜之间的选择是均匀元素和优化复合材料之间的经典工程权衡。
纯铜 是电导率基准(~100%IACS),在直流和低频下通过其整个横截面高效导电。
铜包钢具有包覆铜层的高强度钢芯。其整体直流电导率(30-70%IACS)低于纯铜,但在高频下变化很大。
游戏规则的改变者:高频和趋肤效应
趋肤效应导致交流电流在高频下集中在导体表面附近。趋肤深度变得非常小(例如,在1 GHz下约为0.0021 mm)。
这就是铜包钢存在的原因。在高频下,电流几乎完全在铜包层内流动。如果包层比趋肤深度厚,CCS的高频交流电阻几乎与实心铜导体的交流电阻相同。钢芯承载的电流很小,在最小的电气损失下提供了巨大的机械强度。
直接对比
下表总结了两种材料在关键参数上的主要差异和对比。
| 特性 | 纯铜 | 铜包钢 | 实际意义 |
|---|---|---|---|
| 直流/低频电导率 | 优秀(~100%IACS) | 良好至一般(30-70%IACS) | 两者都可用于电力传输、直流母线和低频磁性材料。 |
| 高频交流电导率 | 优秀 | 可比较的(当趋肤深度<覆层时) | 衰减小于铜制铜轴电缆(频率大于5MHz时),频率大于1000MHz时,
其衰减是铜制线的二分之一 在高频影响下,铜包钢线比纯铜线辐射的功率更大。 |
| 抗拉强度 | 低于400兆帕 | 1300兆帕 | 纯铜线在施工和使用过程中经常断裂,使用寿命大大缩短。 |
| 重量 (克/立方厘米) | 8.9 | 7.9 | 导电率为 40% 的铜包钢的比重为 8.20 g/cm³,导电率为 20% 的铜包钢的比重为 7.9 g/cm³。 |
| 材料成本 | 高昂 | 低 | 40%导电率的铜包钢含铜量为34.7%,以钢节铜,节约成本,节约稀缺的铜资源。 |
由应用驱动的结论

铜包钢在哪些方面表现出色:
在射频与微波系统(同轴电缆中心导体、天线单元、射线)中,铜包钢通常是最佳选择。它提供了必要的机械完整性(用于张力、风荷载、冰上安装),而不会牺牲射频性能。其在毫米波频率的优质同轴电缆中的使用充分证明了这一点。
纯铜的优点:
在低频功率应用、大电流母线和音频设备中,电流使用全导体横截面,纯铜的优异体电导率最大限度地减少了能量损失和发热。
总结:关于优化的方面
纯铜 是绝对、大体积电导率的冠军。在追求极致电效率的场景中,请优先选用它。
铜包钢是优化的、特定于应用中的性能冠军。它战略性地牺牲了一些体积导电性,以获得卓越的强度、减轻的重量和更低的成本,同时在高频下保持优异的表面导电性。选择不是关于“更好”的材料,而是关于为您的特定电气、机械和经济要求提供更好的工程解决方案。