Kemisk sammansättning och renhet av 99,97 % T1-syre-fri koppar
| Element | Krav | Typiskt värde |
|---|---|---|
| Koppar (Cu) | Större än eller lika med 99,97 % | 99.98-99.99% |
| Syre (O) | Mindre än eller lika med 0,002 % (20 ppm) | <15 ppm |
| Fosfor (P) | Mindre än eller lika med 0,002 % | <0.001% |
| Järn (Fe) | Mindre än eller lika med 0,004 % | <0.002% |
| Bly (Pb) | Mindre än eller lika med 0,003 % | <0.001% |
| Antimon (Sb) | Mindre än eller lika med 0,002 % | <0.001% |
| Arsenik (As) | Mindre än eller lika med 0,002 % | <0.001% |
| Vismut (Bi) | Mindre än eller lika med 0,001 % | <0.0005% |
| Totala föroreningar (exklusive syre) | Mindre än eller lika med 0,03 % | <0.02% |
Varje 0,01 % av föroreningarna minskar elektrisk och värmeledningsförmåga. Skillnaden på 0,07 % mellan T1 (99,97 %) och T2 (99,90 %) översätts till cirka 1 % högre konduktivitet och betydligt bättre svetsbarhet.
Elektrisk ledningsförmåga av T1-koppar med hög-renhet i IACS
T1-koppar har en elektrisk ledningsförmåga som är större än eller lika med 101 % IACS vid 20 grader.
| Elektrisk egendom | Värde |
|---|---|
| Konduktivitet (% IACS) | Större än eller lika med 101 % |
| Resistivitet vid 20 grader (Ω·mm²/m) | Mindre än eller lika med 0,01707 |
| Konduktivitet vid 100 grader | ~95 % IACS |
| Konduktivitet vid 200 grader | ~85 % IACS |
Hur T1 jämför med andra betyg:
| Kvalitet | Konduktivitet (% IACS) | Skillnad |
|---|---|---|
| T1 koppar | Större än eller lika med 101 % | Baslinje |
| T2 koppar | Större än eller lika med 100 % | -1% |
| ASTM C10200 | Större än eller lika med 100 % | -1% |
| ASTM C11000 | 100% | -1% |
| Rent silver | 105% | +4% |
| Aluminium 6061 | 61% | -40% |
För en samlingsskena som bär 1000 ampere genererar T1 cirka 1 % mindre värme än C11000. För de flesta applikationer är denna skillnad försumbar. För hög-strömställverk eller effektiva-kritiska system är det en verklig fördel.
Värmeledningsförmåga och värmeöverföring av syrefri-kopparkvalitet
T1-koppar har en värmeledningsförmåga på cirka 391 W/(m·K) vid 20 grader.
| Termisk egendom | Värde |
|---|---|
| Värmeledningsförmåga vid 20 grader | ~391 W/(m·K) |
| Värmeledningsförmåga vid 100 grader | ~385 W/(m·K) |
| Värmeledningsförmåga vid 200 grader | ~375 W/(m·K) |
| Termisk diffusivitet | ~115 mm²/s |
| Specifik värmekapacitet | 0.385 J/(g·K) |
Hur T1 kan jämföras med andra material:
| Material | Värmeledningsförmåga (W/(m·K)) |
|---|---|
| T1 koppar | ~391 |
| Silver | 429 |
| T2 koppar | ~385 |
| ASTM C11000 | ~385 |
| Aluminium 6061 | 167 |
| Mässing 70/30 | 120 |
| Rostfritt stål 304 | 15 |
Applikationer där termisk prestanda är viktig:Värmeväxlare, kylplattor, LED-kylflänsar, kraftelektronikkylning, kryogena överföringsledningar och radiatorkärnor.
Draghållfasthet och mekaniska egenskaper
Glödgat (mjukt) tillstånd - vanligast för formning och stämpling:
| Egendom | Värde |
|---|---|
| Draghållfasthet | 200 - 250 MPa (29 - 36 ksi) |
| Sträckgräns (0,2 % offset) | 40 - 60 MPa (6 - 9 ksi) |
| Förlängning (i 50 mm) | Större än eller lika med 30 % |
| Hårdhet (Vickers, HV) | 40 - 60 |
| Hårdhet (Rockwell F) | 40 - 55 |
Halvt-hårt skick - måttlig styrka med viss formbarhet:
| Egendom | Värde |
|---|---|
| Draghållfasthet | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Sträckgräns (0,2 % offset) | 150 - 200 MPa (22 - 29 ksi) |
| Förlängning (i 50 mm) | 10% - 20% |
| Hårdhet (Vickers, HV) | 70 - 90 |
Hårt (helt hårt) skick - maximal styrka, minsta duktilitet:
| Egendom | Värde |
|---|---|
| Draghållfasthet | 300 - 360 MPa (44 - 52 ksi) |
| Sträckgräns (0,2 % offset) | 250 - 300 MPa (36 - 44 ksi) |
| Förlängning (i 50 mm) | 2% - 6% |
| Hårdhet (Vickers, HV) | 90 - 110 |
Hur man väljer rätt temperament:
| Om du behöver... | Välja... |
|---|---|
| Djupteckning, komplex stämpling, snäva böjar | Glödgat |
| Allmän tillverkning, måttlig formning | Halv-hårt |
| Fjäderkontakter, strukturella samlingsskenor, maximal styvhet | Hård |
T1 Koppar Fysikaliska egenskaper
| Fysisk egendom | Värde |
|---|---|
| Densitet vid 20 grader | 8,94 g/cm³ (0,323 lb/in³) |
| Smältpunkt | 1083 grader (1981 grader F) |
| Specifik värmekapacitet vid 20 grader | 0.385 J/(g·K) |
| Termisk expansionskoefficient (20-300 grader) | 17.0 × 10⁻⁶ /K |
| Elasticitetsmodul (Youngs modul) | 115 - 130 GPa (16.7 - 18.9 msi) |
| styvhetsmodul (skjuvmodul) | 44 - 48 GPa |
| Poissons förhållande | 0.34 - 0.35 |
| Elektrisk resistivitet vid 20 grader | Mindre än eller lika med 0,01707 Ω·mm²/m |
| Termisk diffusivitet | ~115 mm²/s |
Praktiska konsekvenser:
Densitet 8,94 g/cm³:Ett ark på 1m x 1m x 1mm väger 8,94 kg. Använd detta för frakt- och strukturberäkningar.
Smältpunkt 1083 grader:Väl över lödtemperaturer (600-800 grader) och lödtemperaturer (200-400 grader). Ingen risk för smältning vid sammanfogning.
Termisk expansion 17 ppm/K:En 1m lång samlingsskena uppvärmd från 20 grader till 80 grader expanderar med ca 1 mm. Redogör för detta i monteringssystem.
Svetsbarhet och sammanfogningsspecifikationer för T1 koppar
T1 koppar har utmärkt svetsbarhet på grund av dess låga syrehalt.
| Sammanfogningsmetod | Lämplighet | Anteckningar |
|---|---|---|
| TIG-svetsning | Excellent | Inget flussmedel behövs, rena svetsar, ingen porositet |
| MIG-svetsning | Excellent | Använd deoxiderad fylltråd (ERCu) |
| Motståndssvetsning | Excellent | Konsekventa resultat, inga oxidationsproblem |
| Lödning | Excellent | Flyter bra, starka leder |
| Lödning | Excellent | Lätt att blöta, starka bindningar |
| Mekanisk sammanfogning | Excellent | Bultar, nitar, crimps allt fungerar |
Rekommenderade TIG-svetsparametrar för T1 kopparplåt:
| Tjocklek | Volfram storlek | Amperage (DCEN) | Fyllningsstav |
|---|---|---|---|
| 1 mm | 1,6 mm | 80-120 A | ERCu |
| 2 mm | 2,4 mm | 150-200 A | ERCu |
| 3 mm | 3,2 mm | 220-280 A | ERCu |
| 5 mm | 4,0 mm | 300-400 A | ERCu |
Varför T1 svetsar bättre än T2 eller C11000:Dessa kvaliteter innehåller 200-500 ppm syre. Under svetsning reagerar syre med väte för att bilda vattenånga, vilket skapar porositet i svetsen. T1 har nästan inget syre, så ingen porositet, ingen sprödhet, ingen sprickbildning.
Kryogen prestanda av t1 koppar vid låga temperaturer
T1-koppar fungerar utmärkt vid kryogena temperaturer och har ingen duktil-till-övergång.
Konduktivitet vid kryogena temperaturer:
| Temperatur | Konduktivitet (% IACS) | Anteckningar |
|---|---|---|
| 20 grader (rumstemperatur) | Större än eller lika med 101 % | Baslinje |
| -196 grader (flytande kväve) | ~300% | Ökar dramatiskt |
| -269 grader (flytande helium) | ~500% | Nära teoretiskt maximum |
Mekaniska egenskaper vid kryogena temperaturer:
| Temperatur | Draghållfasthet | Förlängning |
|---|---|---|
| 20 grader | 200-250 MPa | Större än eller lika med 30 % |
| -196 grader | ~400 MPa | ~40% |
| -269 grader | ~500 MPa | ~30% |
Varför T1 är att föredra för kryogena system:
Ingen duktil-till-spröd övergång (till skillnad från stål)
Styrkan ökar när temperaturen sjunker
Duktiliteten förblir hög
Värmeledningsförmågan blir extremt hög
Ingen sprödhet från föroreningar (renhet spelar roll vid låga temperaturer)
Applikationer:Överföringsledningar för flytande kväve, överföringsledningar för flytande helium, kryostatkomponenter, kylhuvuden för kryokylare, termiska remmar, supraledande magnetstöd, rymdbaserade-instrument.
Korrosionsbeständighet på 99,97% T1 ren koppar i olika miljöer
T1-koppar har utmärkt korrosionsbeständighet i många vanliga miljöer.
| Miljö | Korrosionsbeständighet | Anteckningar |
|---|---|---|
| Atmosfäriskt (lantligt) | Excellent | Bildar skyddande patina |
| Atmosfärisk (industriell) | Bra | Patina bildas, kan vara mörkare |
| Atmosfärisk (marin) | Rätt till bra | Kan hälla i saltspray |
| Färskt vatten | Excellent | Säker för dricksvatten |
| Destillerat vatten | Bra | Mycket låg korrosionshastighet |
| Havsvatten | Rättvis | Gropbildning och erosion möjlig |
| Neutrala saltlösningar | Bra | Liknar sötvatten |
| Icke-oxiderande syror | Rättvis | Beror på koncentration |
| Oxiderande syror (salpetersyra, koncentrerad svavelsyra) | Dålig | Rekommenderas inte |
| Ammoniak och ammoniumföreningar | Dålig | Orsakar spänningskorrosionssprickor |
Korrosionshastigheter som referens:
I lantlig atmosfär:<0.001 mm/year
I industriell atmosfär: 0,001-0,005 mm/år
I sötvatten: 0,002-0,005 mm/år
I havsvatten: 0,01-0,05 mm/år (med groprisk)
Dimensionstoleranser per GB/T 5231 för t1 kopparplåt och stång
Plåt- och plåttjocklekstoleranser (glödgade):
| Tjocklek (mm) | Tolerans (± mm) |
|---|---|
| 0.1 - 0.5 | 0.02 - 0.05 |
| 0.5 - 1.0 | 0.05 - 0.08 |
| 1.0 - 2.0 | 0.08 - 0.12 |
| 2.0 - 5.0 | 0.12 - 0.20 |
| 5.0 - 10.0 | 0.20 - 0.30 |
| 10.0 - 20.0 | 0.30 - 0.50 |
| 20.0 - 50.0 | 0.50 - 1.00 |
Diametertoleranser för rundstav:
| Diameter (mm) | Tolerans (± mm) |
|---|---|
| 1 - 10 | 0.03 - 0.08 |
| 10 - 30 | 0.08 - 0.15 |
| 30 - 60 | 0.15 - 0.25 |
| 60 - 100 | 0.25 - 0.40 |
Bandbreddstoleranser (slitskant):
| Bredd (mm) | Tolerans (± mm) |
|---|---|
| Upp till 100 | 0.10 - 0.20 |
| 100 - 300 | 0.20 - 0.40 |
| 300 - 600 | 0.40 - 0.80 |
T1 VS T2 Koppar
| Egendom | T1 koppar | T2 koppar | ASTM C10200 | ASTM C11000 |
|---|---|---|---|---|
| Minsta Cu (%) | 99.97 | 99.90 | 99.95 | 99.90 |
| Syrehalt (ppm) | <20 | 200-500 | <20 | 200-500 |
| Syre-fri? | Ja | Inga | Ja | Inga |
| Konduktivitet (% IACS) | Större än eller lika med 101 | Större än eller lika med 100 | Större än eller lika med 100 | 100 |
| Värmeledningsförmåga (W/m·K) | ~391 | ~385 | ~391 | ~385 |
| Draghållfasthet glödgat (MPa) | 200-250 | 200-250 | 200-250 | 200-250 |
| Förlängning glödgat (%) | Större än eller lika med 30 | Större än eller lika med 30 | Större än eller lika med 30 | Större än eller lika med 30 |
| Svetsbarhet | Excellent | Rättvis | Excellent | Dålig |
| Risk för väteförsprödning | Ingen | Hög | Ingen | Hög |
| Vakuumavgasning | Mycket låg | Måttlig | Mycket låg | Måttlig |
| Relativt pris | Högre | Lägre | Högsta | Låg |
Snabbvalsguide:
| Om du behöver... | Välja... |
|---|---|
| Syre-fri koppar | T1 eller C10200 |
| Högsta ledningsförmåga | T1 |
| Svetsbarhet | T1 eller C10200 |
| Lägsta kostnad för allmänt bruk | T2 eller C11000 |
| ASTM-certifierat material | C10200 eller C11000 |
| Kinesiskt material till bra pris | T1 för krävande, T2 för allmänt |
FAQ
1. Vilken är den elektriska ledningsförmågan för T1-koppar?
T1 koppar har elektrisk ledningsförmåga större än eller lika med 101% IACS vid 20 grader. Detta är högre än standard C11000 elektrolytisk koppar (100 % IACS) och jämförbart med andra syrefria-kopparar. Den höga konduktiviteten kommer från 99,97 % renhet och extremt låga föroreningsnivåer.
2. Vilken är värmeledningsförmågan för T1-koppar?
T1-koppar har en värmeledningsförmåga på cirka 391 W/(m·K) vid 20 grader. Detta är ett av de högsta värdena bland tekniska metaller, näst efter silver. Som jämförelse är aluminium 6061 167 W/(m·K) och rostfritt stål 304 är 15 W/(m·K).
3. Vad är draghållfastheten för T1-koppar?
Draghållfastheten beror på temperamentet. Glödgad T1 har 200-250 MPa (29-36 ksi). Halvhård har 250-300 MPa (36-44 ksi). Hård (full hård) har 300-360 MPa (44-52 ksi). De flesta T1-plåtar och remsor levereras glödgade om inget annat anges.
4. Är T1 koppar magnetisk?
Nej, T1-koppar är inte magnetiskt. Koppar är diamagnetisk, vilket betyder att det är mycket svagt stött bort av magnetfält. Av praktiska skäl är T1-koppar icke-magnetisk och kan användas i MRI-maskiner, känslig elektronisk utrustning och alla applikationer där magnetiskt material är förbjudet.
5. Vad är smältpunkten för T1 koppar?
T1 koppar smälter vid 1083 grader (1981 grader F). Detta är standard för ren koppar. Smältpunkten ligger långt över lödtemperaturer (600-800 grader) och lödtemperaturer (200-400 grader), så det finns ingen risk för smältning vid normala sammanfogningsprocesser.
6. Vilken densitet har T1 koppar?
T1-koppar har en densitet på 8,94 g/cm³ vid 20 grader (0,323 lb/in³). Ett ark på 1m x 1m x 1mm väger 8,94 kg. En 1m lång stav med 10 mm diameter väger cirka 0,7 kg. Använd dessa siffror för fraktberäkningar och strukturell design.
7. Kan T1 koppar värmebehandlas?
Nej, ren koppar som T1 kan inte värmebehandlas för förstärkning. Till skillnad från stål eller aluminiumlegeringar svarar ren koppar inte på värmebehandling. Styrka uppnås endast genom kallbearbetning (rullning, ritning). Glödgning mjukar upp materialet genom att ta bort effekterna av kallt arbete.
8. Vad är hårdheten för T1-koppar?
Hårdhet beror på temperament. Glödgad T1 har Vickers hårdhet på 40-60 HV. Halvhårt är 70-90 HV. Hård (full hård) är 90-110 HV. Som referens är glödgad T1 mycket mjuk och kan skrapas med en nagel. Hard T1 är betydligt styvare men ändå bearbetbar.
9. Korroderar T1 koppar?
T1-koppar har utmärkt korrosionsbeständighet i luft, sötvatten och neutrala saltlösningar. Det bildar en skyddande patina med tiden. Däremot korroderar det i starkt oxiderande syror (salpetersyra, koncentrerad svavelsyra), ammoniaklösningar och havsvatten (pitrisk). För de flesta inomhuselektriska applikationer är korrosion inget problem.
10. Vad är elasticitetsmodulen för T1 koppar?
Elasticitetsmodulen (Youngs modul) för T1 koppar är 115 -130 GPa (16,7-18,9 msi). Detta är standard för alla kopparkvaliteter. Det är ungefär en tredjedel av stålmodulen (200 GPa), vilket betyder att koppar är ungefär tre gånger mer flexibel än stål under samma belastning.
11. Vad är termisk expansionskoefficient för T1 koppar?
T1 koppar har en termisk expansionskoefficient på 17,0 × 10⁻⁶ /K från 20-300 grader. Det betyder att en 1 m lång kopparstång expanderar med 0,017 mm för varje 1 grads temperaturökning. För en 1m bar uppvärmning från 20 grader till 80 grader är expansionen ca 1 mm. Ta alltid hänsyn till termisk expansion vid långa samlingsskenor.
