TU3 C10200 oksygen-Fri kobber: renhet, konduktivitet og applikasjoner

Hva oksygen-fritt kobber er

Oksygenfritt-kobber er kobber som har blitt smeltet og støpt under forhold som holder oksygen ute av metallet, i stedet for kobber som har blitt deoksidert ved en reaktiv tilsetning. Skillet er viktig: seig-bekkobber inneholder oksygen som dispergerte oksidpartikler, og fosfor-deoksidert kobber inneholder oppløst fosfor, mens oksygen-fritt kobber ikke inneholder noen av delene i vesentlig grad. Resultatet er et metall med svært høy renhet som beholder høy ledningsevne, sveiser uten sprøhet og avgir svært lite gass ved oppvarming i vakuum.

TU3 er betegnelsen som brukes i det kinesiske smidde-kobbersystemet, og C10200 er den tilsvarende UNS-graden, vanligvis beskrevet som OF eller oksygen-fritt kobber med høy-ledningsevne. I praksis brukes de to betegnelsene om hverandre i kommersielle forespørsler, men renhets- og oksygengrensene som er angitt i de to systemene er ikke identiske, så kravene til standarden som er navngitt på bestillingen styrer det leverte materialet.

Sammensetningskrav og karaktersammenlikninger

To punkter bør leses nøye fra denne tabellen. Den første er at de kinesiske og amerikanske renhetsgrensene ikke stemmer overens med karakter for karakter: TU3 ved minimum 99,90 % er et trinn under C10200 ved minimum 99,95 % renhetsgrad, selv om de to ofte behandles som ekvivalenter. Den andre er at oksygen-fri er et utsagn om oksygeninnhold, ikke om elektrisk karakter alene; C10100 og C10200 er begge oksygen-frie, men C10100 setter en mye strammere grense for oksygen og summen av alle andre elementer.

De styrende dokumentene er GB/T 5231 for smidd kobber og kobberlegeringer i det kinesiske systemet, ASTM B152 for plate, plate, strip og valset stang og ASTM B170 for oksygen-fritt elektrolytisk kobber i det amerikanske systemet, med EN 1412 og de tilsvarende EN-produktstandardene som brukes for europeiske bestillinger.

Fysiske, elektriske og mekaniske egenskaper

Fordi metallet er så rent, styres dets mekaniske egenskaper nesten utelukkende av temperament i stedet for av legering. Mykt-glødet materiale er formbart og formbart; kaldt-bearbeidet temperament øker styrke og hardhet samtidig som det reduserer forlengelsen. Produktstandarden for den spesifikke formen og temperamentet gir minimum strekkfasthet, forlengelse og kornstørrelse, og sertifikatverdier bør kontrolleres mot den tabellen i stedet for mot generiske tall.

Hvorfor ledningsevne og lavt oksygen er viktig sammen

Oppløste urenheter sprer elektroner, så hvert element som finnes i fast løsning reduserer ledningsevnen. Sølv, som er den vanlige urenheten som ikke forringer ledningsevnen, regnes med kobberet. Oksygen er annerledes: i hardt-bek-kobber eksisterer det stort sett som oksidpartikler, og selv om disse partiklene også reduserer konduktiviteten litt, er det mer alvorlige problemet deres reaksjon med hydrogen ved forhøyet temperatur. Oksygenfritt-kobber fjerner begge problemene samtidig, og det er grunnen til at karakteren er spesifisert overalt hvor kobber må kombinere maksimal ledningsevne med sveising, lodding eller høy-temperaturvakuumservice.

Den lave utgasshastigheten er den andre konsekvensen av karakterens renhet og lave oksygeninnhold, og det er grunnen til at oksygen-fritt kobber brukes til vakuumkammerkomponenter, akselererende strukturer og elektron-enhetsdeler. I disse oppgavene må ikke materialet slippe ut gass i et evakuert rom, og kobber med lavt restgassinnhold er det praktiske valget.

Bearbeiding og fremstilling

Oksygenfritt-kobber er lett kaldbearbeidet ved å trekke, rulle, bøye og dyptrekke, med mellomgløding planlagt etter hvert som arbeidet-herder. Det kan loddes, loddes og sveises ved bruk av standard kobberprosesser, og det loddes spesielt rent fordi det ikke er noen oksidpartikler som kan reagere med ovnsatmosfæren. Utglødning utføres i en kontrollert eller reduserende atmosfære, og fordi kvaliteten ikke inneholder oksygen, er det ingen risiko for sprøhet som vil påvirke seig-bek kobber i samme ovn.

Overflatenes renhet er avgjørende i elektrisk og vakuumarbeid. Kobberoverflater oksiderer sakte ved romtemperatur og raskt når de varmes opp i luft, så deler som vil bli sammenføyd ved sveising, lodding eller diffusjonsbinding blir normalt rengjort og, der applikasjonen krever det, beskyttet eller behandlet umiddelbart. Håndteringsmerker, innebygd jern fra verktøy og fingeravtrykk er alle kilder til forurensning som bør fjernes før en vakuum- eller høy-ledningsfuge lukkes.

Søknader

Vakuum- og elektronenheter:vakuumkammerforinger og komponenter, akselererende strukturer, magnetron- og klystrondeler, sputtermål.

Elektriske ledere:samleskinne, bussrør, transformatorviklinger, koblingsutstyrsledere og høy-strømforbindelser.

Kraftoverføring og distribusjon:understasjonskomponenter og tunge-strømskjøter der leddmotstanden må holdes lav.

Solcelle- og batterianlegg:array- og invertertilkoblinger, og batteritabbing og busing-materiale.

Bølgeledere og radio-frekvenskomponenterhvor overflatekonduktivitet styrer ytelsen.

Glass-til-metalltetninger og loddede enhetersom krever et rent, oksygenfritt- underlag.

Sjekkliste for inspeksjon og bestilling

En oksygenfri-kobberordre bør angi karakteren etter både den kinesiske og UNS-betegnelsen der begge er relevante, produktformen, temperamentet, dimensjonene og toleransene, og standarden som materialet skal inspiseres mot. Inspeksjon dekker normalt den kjemiske analysen, inkludert summen av alle andre elementer, en oksygenbestemmelse, ledningsevnen, strekk- og forlengelsesegenskapene og kornstørrelsen; skjøter og vakuumdeler kan legge til heliumlekkasje eller ultralydundersøkelse på monteringsstadiet.

Den hyppigste bestillingsfeilen er å behandle de ulike oksygenfrie-kvalitetene som utskiftbare. Hvis applikasjonen krever renheten til TU1 eller de strengere oksygen- og urenhetergrensene på C10100, vil bestilling av TU3 eller C10200 levere et materiale som er -fritt for oksygen, men som ikke har den nødvendige renheten. Riktig karakter og riktig standard skal begge fremgå av henvendelsen, og attesten skal leses opp mot riktig tabell.

FAQ

Spørsmål: Er TU3 det samme som C10200?
De er de nærmeste ekvivalentene i sine respektive systemer, men renhetsgrensene er forskjellige: TU3 krever minimum 99,90 % kobber, mens C10200 krever 99,95 %. Standarden som er navngitt på ordren styrer.

Spørsmål: Hva er oksygeninnholdet i oksygen-fritt kobber?
Svært lave - ASTM-spesifikasjoner begrenser oksygen til 0,001 % for C10200 og 0,0005 % for C10100. Det lave oksygeninnholdet er det som hindrer hydrogensprøhet og begrenser utgassing.

Spørsmål: Hvorfor bruke oksygen-fritt kobber i stedet for hardt-bekkobber?
Tøfft-bekkobber inneholder oksidpartikler som reagerer med hydrogen ved høy temperatur og sprekker metallet. Oksygen-frie kobbersveisinger, lodde og vakuum-gløder uten den risikoen, samtidig som konduktiviteten holdes på 100 % IACS eller høyere.

Spørsmål: Hvor ledende er C10200 kobber?
Utglødd oksygenfritt-kobber når 100 % IACS eller litt over, sammen med en termisk ledningsevne på omtrent 390 W/(m·K), noe som plasserer det blant de mest ledende kommersielle metallene som er tilgjengelige.

Spørsmål: Kan oksygenfritt-kobber sveises?
Ja. Den er sveiset og loddet med standard kobberprosesser, og dens frihet fra oksidpartikler gjør det lettere å oppnå gode skjøter enn i hardt-kobber.

Spørsmål: Hvor brukes TU3 C10200 kobber?
I vakuum- og elektron--enhetskomponenter, høy-samleskinne- og lederdeler, elektriske skjøter, solcelle- og batteriforbindelser og loddede enheter som krever et rent, lite-oksygensubstrat.