Happiton kupari: ominaisuudet, edut, sovellukset

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Kupari on mineraali, joka on ollut läsnä ihmiselämässä vuosituhansien ajan. Muinaisina aikoina sitä käytettiin pääasiassa tinaan seostetun pronssin valmistukseen. Latinaksi sen nimi on Cuprum. Sen antoi hänelle muinainen Kyproksen saari, joka oli yksi ensimmäisistä paikoista, joissa kuparia louhittiin ja sulatettiin kaivoksista.

Historiallista taustaa, kuparin luonnehdinta

Kupari kuuluu kemiallisten perusalkuaineiden luokkaan. Luonnollisessa (puhtaassa) muodossaan se on metallia, jossa on punaoranssin sävy. Siitä valmistetaan erittäin laaja valikoima tuotteita, mukaan lukien sähköjohdot, astiat, putket, auton jäähdyttimet jne.

Arkeologien tiedot viittaavat siihen, että kuparia alettiin käyttää yli kymmenentuhatta vuotta sitten. Joten nykyisen Irakin pohjoisilta alueilta löydetty kupaririipus valmistettiin noin vuonna 8700 eaa.

Kuparilla on korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus, ja se on helppo käsitellä sekä kuumana että kylmänä. Hänellä onerittäin korkea korroosionkestävyys. Tämä johtuu siitä, että kupari muodostaa pinnalle erittäin ohuen oksidisuojakerroksen reagoidessaan hapen kanssa.

Kupari on löytänyt laajan sovelluksen akustisten, sähköisten ja muiden johtojen valmistuksessa, jotka ovat siellä erittäin puhtaana metallina tai joissa on pieniä lisäyksiä hopeaa, arseenia, fosforia, telluuria, rikkiä.

Vastaanottoprosessi

Erittäin puhdistettua hapetonta kuparia valmistetaan prosessissa, jota kutsutaan sähköjalostukseksi. Se asettuu sähkökennojen katodille, minkä seurauksena sillä on eri nimi - katodikupari. Puhtaus saavuttaa noin 99,99 %. Tällaista metallia kutsutaan myös hapettomaksi kupariksi, jolla on korkea puhdistusaste (OFC - Oxygen-Free Copper).

Sula puhdas kupari kaadetaan tämän jälkeen erityisiin muotteihin, joissa on neliön tai suorakaiteen muotoiset osat. Tämä prosessi tapahtuu tyhjiössä hapen puuttuessa, mikä estää sen tunkeutumisen sulaan metalliin. Happiepäpuhtauksien puuttuminen tällaisessa kuparissa lisää merkittävästi sen sähkönjohtavuutta ja lujuutta.

puhtaus

Happettoman OFC-kuparin puhdistusaste on erilainen. Metallin puhtaus ilmoitetaan seuraavasti: " N". Asteriskin () sijaan lisätään numero, joka paljastaa desimaalipilkun jälkeisen yhdeksänluvun. Siten happivapaan kuparin OFC 6N -merkki ilmoittaa, että sen puhdas metalli on 99,999999%. Vieraiden aineiden määrä on 0,000001%.

Ensimmäinen 6N-laatuisen kuparin tuotanto suoritettiin vuonna 1985 Japanissa Nippon Mining Co:n toimesta. Erittäin puhdistettu hapeton kupari otettiin massatuotantoon vuonna 1987. Pääasialliset käyttöalueet olivat silloin akustiset johdot, verkkokaapelit.

Tällä hetkellä monet valmistajat maailmassa, myös Venäjän federaatio, valmistavat tällaista puhdasta kuparia.

Jotkut yritykset väittävät saavuttaneensa yli 6 -7N, 8N jne. puhdistusasteen. On kuitenkin pidettävä mielessä, että hapettoman kuparin puhtautta koskevien standardien määrittelyssä ei ole tällä hetkellä yhtenäisyyttä. ja sen laatu. Joissakin tapauksissa epäpuhtauksien läsnäoloa ei yksinkertaisesti oteta huomioon. Tyypillisesti tällaisiin vieraisiin inkluusioihin kuuluu hopea.

Metallin hyveet

Oxygen Free Copper OFC -etuja ovat:

• tyhjiössä, kuumennettaessa se ei hajoa tai haurastu;
• pystyy helposti muuttamaan muotoaan kylmän muodonmuutoksen aikana (kun paine altistuu huoneenlämmössä tai niiden lähellä);
• ei muuta väriä eri olosuhteissa;
• sellaisen metallin keskimääräinen sähkövastus on vakio;
• johtavuus on aina korkea;
• tämä metalli on rakenteeltaan homogeeninen;
• käsitelty vapaasti juottamalla ja hitsaamalla.

Sovellukset

Omien ominaisuuksiensa ja ominaisuuksiensa ansiosta hapetonkupari on löytänyt käyttöä useissa tuotteissa, nimittäin:

• siitä valmistetaan muuntajan käämit;
• käytetään koaksiaalikaapeleiden valmistuksessa;
• käytetään elektronisissa järjestelmissä ja laitteissa;
• olennainen metalli suprajohtimissa ja lineaarisissa kiihdyttimissä;
• hän on tärkeä rakenteellinen osa tietoliikennejohtoja ja -kaapeleita, jotka on tarkoitettu käytettäväksi veden alla;
• on osa virtamuuntajan johdotusta.

Happitonta kuparia käytetään myös tyhjiöteknologiassa. Se on välttämätön tyhjiöjakelujärjestelmien ja puolijohteiden suunnittelussa.

Käytetään laajasti avaruusteollisuuden tuotteiden valmistuksessa.

Muiden alojen, joilla hapetonta kuparia käytetään, ovat: radioelektroniikka, mikroelektroniikka, radio ja instrumentointi, ydinenergia, koru- ja rakennusteollisuus.

Siitä valmistetaan johdot ja putket, jotka on suunniteltu toimimaan vahvoissa sähkömagneettisissa kentissä. Happiton kupari on sähkökemiallisten anodien valmistuksen perusta.

Kuparikatodisovellukset

Happivapaasta kuparista valmistetut nykyaikaiset kaapelituotteet johtavat erittäin hyvin. Tämä mahdollistaa suuren kaistanleveyden sähköisten signaalien välittämisen pienemmillä johdinpoikkileikkauksilla.

On kuitenkin syytä huomata, että hapettomia kuparikaapeleita ei ole käytetty laaj alti. Ja kaikki siksitästä metallista tehdyt johdot ovat kalliita. Haluttujen parametrien saavuttamiseksi he käyttävät yksinkertaista kuparia, jolla on suuri halkaisija, eivätkä halua käyttää rahaa kalliisiin hapettomiin kuparituotteisiin.

Mutta on myös alueita, joilla korkea johtavuus yhdistettynä pieniin lankojen halkaisijaan on parempi. Tämä on tarpeen muun muassa esteettisen ulkonäön varmistamiseksi. Näitä alueita ovat muun muassa musiikkilaitteiden, laadukkaiden kuulokkeiden tuotanto sekä ne, joissa tarvitaan laitteita, jotka toistavat korkealaatuisia ammattitason ääniä.

Tällaista kuparia käytettäessä havaitaan sen edut sisäisen korroosionkestävyyden suhteen. Tämän ominaisuuden ansiosta hapettomat kuparilangat eivät menetä ominaisuuksiaan ajan myötä. Tästä syystä tällä metallilla täytettyjä kaapeleita käytetään ympäristöissä, joissa on korkea kosteus.