% IACS คืออะไร และแปลงเป็น MS/m อย่างไร
คำตอบสั้น
% IACS คือค่าการนำไฟฟ้าของโลหะเทียบกับทองแดงอบอ่อนมาตรฐาน ซึ่งกำหนดให้เท่ากับ 100% IACS หรือ 58.0 MS/m ที่ 20 °C แปลงเป็น MS/m ได้โดยคูณด้วย 0.58 เช่น C17510 ที่ 45–60% IACS เท่ากับประมาณ 26–35 MS/m
ในใบเสนอราคาและเอกสารคุณสมบัติของทองแดงผสม ค่าการนำไฟฟ้ามักเขียนเป็น % IACS แทนหน่วย SI เพราะอ่านง่ายและเทียบกันได้ทันที บทความนี้อธิบายที่มาของหน่วย วิธีแปลง และวิธีใช้ตัวเลขนี้ตอนเลือกวัสดุ
% IACS มาจากไหน
IACS ย่อมาจาก International Annealed Copper Standard เป็นมาตรฐานที่กำหนดค่าความต้านทานไฟฟ้าของ “ทองแดงอบอ่อนมาตรฐาน” ไว้ที่ 1.7241 µΩ·cm ที่ 20 °C แล้วเรียกค่าการนำไฟฟ้าของทองแดงนี้ว่า 100% IACS โลหะอื่นจึงบอกค่าเป็นเปอร์เซ็นต์เทียบกับทองแดงมาตรฐานนี้ เช่น 50% IACS หมายถึงนำไฟฟ้าได้ครึ่งหนึ่งของทองแดงมาตรฐาน
สูตรแปลงหน่วย
| ต้องการ | สูตร |
|---|---|
| % IACS → MS/m | MS/m = % IACS × 0.58 |
| MS/m → % IACS | % IACS = MS/m ÷ 0.58 |
| % IACS → ความต้านทานไฟฟ้า (µΩ·cm) | ρ = 172.41 ÷ % IACS |
ตัวอย่าง: วัสดุ 30% IACS มีค่าการนำไฟฟ้า 30 × 0.58 = 17.4 MS/m และมีความต้านทานไฟฟ้า 172.41 ÷ 30 ≈ 5.75 µΩ·cm
ตารางเทียบทองแดงผสมยอดนิยม
| เกรด | % IACS (ผู้ผลิตระบุ) | ≈ MS/m (แปลงหน่วยโดย Material Thailand) |
|---|---|---|
| ทองแดงอบอ่อนมาตรฐาน | 100 | 58.0 |
| C17510 (Alloy 3) | 45–60 | 26.1–34.8 |
| C17200 (Alloy 25) | 25–30 | 14.5–17.4 |
ค่าของ C17200 และ C17510 มาจากเอกสารของ Materion ค่าจริงขึ้นกับสภาพ temper และการบ่มแข็ง ควรตรวจกับใบรับรองของล็อตที่ซื้อทุกครั้ง
ใช้ % IACS เลือกวัสดุอย่างไร
- งานที่มีกระแสไหลผ่านตลอดเวลา เช่น บัสบาร์และคอนเนคเตอร์กระแสสูง ให้เริ่มจากวัสดุ % IACS สูง เพราะความร้อนจากความต้านทานจะน้อยกว่า
- งานสปริงหรือคอนแทคที่ต้องกดซ้ำ การนำไฟฟ้าปานกลางมักยอมรับได้ ถ้าแลกกับความแข็งแรงและความต้านทานการคลายตัวที่สูงกว่า นี่คือเหตุผลที่ C17200 ยังเป็นตัวเลือกหลักของคอนแทคสปริง
- งานระบายความร้อน เช่น insert แม่พิมพ์ ค่าการนำไฟฟ้ามักไปทางเดียวกับการนำความร้อน เกรดที่ % IACS สูงจึงมักระบายความร้อนได้ดีกว่าด้วย แต่ควรดูค่า W/m·K จากผู้ผลิตประกอบเสมอ
ข้อควรระวังเวลาอ่านสเปก
- ค่า % IACS เปลี่ยนตามอุณหภูมิ ค่ามาตรฐานอ้างอิงที่ 20 °C
- เอกสารบางฉบับให้ค่าเป็นช่วง เพราะ temper ต่างกันให้ผลต่างกัน ให้ระบุ temper ที่ต้องการตอนขอใบเสนอราคา
- อย่าเทียบ % IACS ข้ามหน่วยโดยไม่แปลง เอกสารจากยุโรปมักใช้ MS/m หรือ m/Ω·mm² (ค่าตัวเลขเท่ากับ MS/m)
ถ้าต้องการเทียบเกรดข้ามมาตรฐาน ดูตารางเกรดวัสดุและชื่อเทียบเท่า
คำถามที่พบบ่อย
100% IACS เท่ากับกี่ MS/m
100% IACS เท่ากับ 58.0 MS/m (เมกะซีเมนส์ต่อเมตร) ที่อุณหภูมิ 20 °C ตามนิยามของมาตรฐานทองแดงอบอ่อนสากล
โลหะนำไฟฟ้าเกิน 100% IACS ได้ไหม
ได้ ทองแดงบริสุทธิ์สูงในปัจจุบันมักวัดได้เกิน 100% IACS เล็กน้อย และเงินบริสุทธิ์นำไฟฟ้าได้สูงกว่าทองแดง เพราะมาตรฐาน 100% ถูกกำหนดจากทองแดงในอดีต ไม่ใช่ขีดจำกัดทางฟิสิกส์
ทำไมทองแดงผสมจึงนำไฟฟ้าต่ำกว่าทองแดงบริสุทธิ์
ธาตุผสม เช่น เบริลเลียม นิกเกิล หรือดีบุก ไปรบกวนการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในโครงสร้างผลึก โลหะจึงแข็งแรงขึ้นแต่การนำไฟฟ้าลดลง การเลือกเกรดจึงเป็นการชั่งน้ำหนักระหว่างสองคุณสมบัตินี้
แหล่งอ้างอิง
- IEC 60028 International standard of resistance for copper
- Materion — ข้อมูลทองแดงเบริลเลียม C17200 และ C17510