Бескислородная медь - Википедия - Oxygen-free copper

В CuOFP капсула, используемая как упаковка для отработанное ядерное топливо утилизация в КБС-3 концепция (шведская версия)

Бескислородная медь (OFC) или же бескислородная высокая теплопроводность (OFHC) медь - группа кованых с высокой проводимостью. медь сплавы, которые были электролитически очищенный снизить уровень кислород до 0,001% или ниже.[1][2]

Технические характеристики

Бескислородная медь обычно указывается в соответствии с ASTM /UNS база данных.[3] База данных UNS включает множество различных составов электрическая медь с высокой проводимостью. Из них три широко используются, а два считаются бескислородными.

  • C10100 - также известный как бескислородная электроника (OFE). Это медь чистотой 99,99% с содержанием кислорода 0,0005%. Достигается минимум 101% МАКО рейтинг проводимости. Эта медь доводится до окончательной формы в тщательно регулируемой бескислородной среде. Серебро (Ag) считается примесью в химической спецификации OFE. Это также самый дорогой из трех перечисленных здесь сортов.
  • C10200 - также известный как бескислородный (OF). Хотя OF считается бескислородным, его рейтинг проводимости не лучше, чем у более распространенного сорта ETP, указанного ниже. Он имеет содержание кислорода 0,001%, чистоту 99,95% и минимальную проводимость 100% IACS. Для определения процента чистоты содержание серебра (Ag) учитывается как медь (Cu).
  • C11000 - также известный как Electrolytic-Tough-Pitch (ETP). Это самая распространенная медь. Он универсален для электрических применений. ETP имеет минимальный рейтинг проводимости 100% IACS и должен иметь чистоту 99,9%. Он содержит от 0,02% до 0,04% кислорода (типичное значение). Большая часть проданных сегодня ETP будет соответствовать или превышать 101% спецификации IACS. Как и в случае меди OF, содержание серебра (Ag) учитывается как медь (Cu) для целей чистоты.

Бескислородная высокая теплопроводность

Бескислородная высокая теплопроводность (OFHC) медь широко используется в криогеника. OFHC производится путем прямого преобразования выбранных очищенных катоды и отливки в тщательно контролируемых условиях, чтобы предотвратить загрязнение чистого бескислородного металла при обработке. Метод производства меди OFHC обеспечивает очень высокое качество металла с содержанием меди 99,99%. При таком небольшом содержании посторонних элементов свойства элементарной меди проявляются в высокой степени. Эти характеристики высокие пластичность, высоко электрические и теплопроводность, высоко сила удара, хороший слизняк сопротивление, легкость сварка, и низкий относительная волатильность под высокий вакуум.[4]

Стандарты

Электропроводность обычно указывается относительно 1913 г. Международный стандарт отожженной меди из 5.8×107 S /м. Достижения в процессе рафинирования теперь позволяют получать медь OF и ETP, которая может соответствовать или превышать 101% этого стандарта. (Сверхчистая медь имеет проводимость 5.865×107 См / м, 102,75% IACS.) Обратите внимание, что котлы OF и ETP имеют одинаковые требования к проводимости.[5]

Кислород играет полезную роль в улучшении проводимости меди. Во время медной плавка В процессе процесса кислород намеренно вводят в расплав для удаления примесей, которые в противном случае ухудшили бы проводимость.[6]

Существуют передовые процессы очистки, такие как Процесс Чохральского чем можно использовать для снижения уровня примесей ниже спецификации C10100 за счет уменьшения плотности зерен меди.[7][8][9][10] В настоящее время нет классификаций UNS / ASTM для этих специальных котлов, и данные о проводимости этих котлов по IACS недоступны.

Промышленное применение

Для промышленного применения бескислородная медь ценится больше за химическую чистоту, чем за ее электропроводность. Медь марки OF / OFE используется для плазменного напыления (распыление ) процессы, в том числе производство полупроводники и сверхпроводник компоненты, а также в устройствах высокого вакуума, таких как ускорители частиц. В любом из этих приложений выделение кислорода или других примесей может вызвать нежелательные химические реакции с другими материалами в окружающей среде.[11]

Использование в домашнем аудио

Высококачественный провод динамика промышленность продает бескислородную медь как обладающую повышенной проводимостью или другими электрическими свойствами, которые предположительно благоприятны для звуковой сигнал коробка передач. Фактически, характеристики электропроводности для обычного бескислородного (OF) котла C11000 (ETP) и более дорогого C10200 идентичны;[12] и даже более дорогой C10100 имеет только на один процент более высокую проводимость, что несущественно для аудио приложений.[12]

OFC, тем не менее, продается как для аудио, так и для видеосигналов в системах воспроизведения звука и домашний кинотеатр.[12]

Бескислородная фосфорсодержащая медь

Котлы с высокой электропроводностью отличаются от котлов, раскисленных добавлением фосфор в процессе плавки. Бескислородная фосфорсодержащая медь (CuOFP) обычно используется для структурных и термических применений, где медный материал будет подвергаться воздействию температур, достаточно высоких, чтобы вызвать хрупкость водорода или точнее паровое охрупчивание. Примеры включают сварка /пайка стержни и теплообменник трубки.[13]

Медные сплавы, содержащие кислород в качестве примеси (в виде остаточных оксидов, присутствующих в металлической матрице), могут охрупчиваться при воздействии горячих водород. Водород диффундирует через медь и реагирует с включениями Cu2О, образуя H2O (воды ), который затем образует пузырьки водяного пара под давлением на границы зерен. Этот процесс может привести к тому, что зерна оттолкнутся друг от друга и известен как паровое охрупчивание (потому что пар возникает не потому, что проблема связана с воздействием пара).

CuOFP был выбран в качестве коррозионно-стойкого материала для внешней упаковки отработанное ядерное топливо в КБС-3 в Швеции и Финляндии разработана концепция утилизации высокоактивные радиоактивные отходы в кристаллических породах.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Инновации: Введение в медь: типы меди». Copper.org. 2010-08-25. Архивировано из оригинал на 2007-11-02. Получено 2011-07-05.
  2. ^ «Стандартное обозначение ASTM для деформируемой и литой меди и медных сплавов». Ресурсы: стандарты и свойства. Copper.org. 2010-08-25. Получено 2011-07-05.
  3. ^ «Стандартное обозначение ASTM для деформируемой и литой меди и медных сплавов: Введение». Copper.org. 2010-08-25. Получено 2011-07-05.
  4. ^ «Бескислородная медь». Anchorbronze.com. Получено 2011-07-05.
  5. ^ «Инновации в меди: электротехника и металлургия меди: сплавы с высоким содержанием меди». Copper.org. 2010-08-25. Архивировано из оригинал на 2008-10-10. Получено 2011-07-05.
  6. ^ «Инновации: Металлургия медной проволоки». Copper.org. 2010-08-25. Архивировано из оригинал на 2007-11-27. Получено 2011-07-05.
  7. ^ Таннер, Б. К. (1972). «Совершенство монокристаллов меди, выращенных Чохральским». Журнал роста кристаллов. 16 (1): 86–87. Дои:10.1016/0022-0248(72)90094-2.
  8. ^ Акита, H .; Sampar, D. S .; Фиоре, Н. Ф. (1973). «Контроль субструктуры путем контроля кристаллизации в кристаллах Cu». Металлургические операции. 4 (6): 15935–15937. Дои:10.1007 / BF02668013.
  9. ^ Като, Масанори (1995). «Производство меди сверхвысокой чистоты для перспективных применений». JOM. 47 (12): 44–46. Дои:10.1007 / BF03221340.
  10. ^ Исохара. «Характеристики нашего 9N-Cu (99.9999999%)» (PDF). ACROTEC Высокочистые металлы. Получено 21 мая 2016.
  11. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2007-09-29. Получено 2007-05-26.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  12. ^ а б c Рассел, Роджер. «Проволока спикера - История». Получено 25 августа, 2011.
  13. ^ «Медь с высокой проводимостью для электротехники». Ассоциация развития меди. 2016-02-01. Получено 2016-02-11.