Inverkan av grundämnen på kopparegenskaper
Det är oundvikligt att spårämnen kommer in i koppar. På grund av grundämnenas olika egenskaper kanske de inte löser sig i koppar, har en spårmängd av fast lösning, en stor mängd fast lösning eller oändlig ömsesidig löslighet. Den fasta lösligheten minskar drastiskt när temperaturen sjunker, och det finns komplexa fasförändringar i den fasta fasen. etc., så påverkan på kopparegenskaper varierar kraftigt.
väte
Vätets beteende i koppar är ett ämne som studeras. Väte och koppar bildar inte hydrider. Lösligheten av väte i flytande och fast koppar ökar när temperaturen ökar, speciellt i flytande koppar, som har en stor löslighet. , under stelning kommer porer att bildas i kopparn, vilket resulterar i sprödhet och ytavskalning av kopparprodukterna;
I fast koppar finns väte i ett protontillstånd. Väteelektronerna fyller S-skiktets omloppsbana av kopparatomer för att bilda en protonfast lösning. Även om väte har liten effekt på koppars prestanda, är väte skadligt för koppar och kopparlegeringar. Syrehaltig koppar kommer att producera sprickor när den glödgas i väte, vilket kallas "vätesjukdom". Anledningen är att Cu2O+H2 ⇌ 2Cu+H2O-reaktionen inträffar, och den genererade vattenångan kommer att orsaka porer och sprickor;
Olika grundämnen har olika effekter på lösligheten av väte i koppar. Grundämnen som Ni och Mn ökar lösligheten, medan element som P och Si minskar lösligheten av väte i koppar. Vätgasen i satsen kan kontrolleras genom att reducera smälttiden och justera sammansättningen. innehåll täcks smältytan med träkol för att minska vätehalten i koppar.
syre
Syre är oundvikligt i produktionsprocessen av koppar, och dess inflytande är också mycket viktigt. Syre är sällan fast löst i koppar. Det är {{0}}.06 % vid 1065 grader och 0,002 % (viktförhållande) vid 600 grader; syre depolariseras i koppar. Förutom att de är mindre lättupplösta i fast lösning, existerar de alla i form av Cu2O. Kopparoxider är inte fast lösliga i koppar och uppvisar en Cu+Cu2O eutektisk struktur, fördelad vid korngränserna. Den eutektiska reaktionen är: L innehållande syre 0,39% 1065 grader innehållande syre 0,01%+Cu2O, syrehalten i hypoeutektisk koppar är proportionell mot mängden eutektisk koppar, och syrehalten i koppar kan bestämmas exakt genom att jämföra den med standardbilder under ett mikroskop.
Effekten av syre på egenskaperna hos koppar och legeringar är komplex. Spårmängder av syre har liten effekt på den elektriska ledningsförmågan och de mekaniska egenskaperna hos koppar. Industriell koppar har hög elektrisk ledningsförmåga. Anledningen är att syre, som rengöringsmedel, kan ta bort många grundämnen från koppar. Skadliga föroreningar kommer in i slaggen i form av oxider, särskilt de som kan ta bort arsenik, antimon, vismut och andra element. Konduktiviteten hos koppar som innehåller en liten mängd syre kan nå 100-103% ± ACS. Högren koppar som 6N koppar under kryogena förhållanden. Resistansvärdet är ganska lågt.
Syrehalten i koppar som används i elektriska vakuumkomponenter bör kontrolleras strikt. Anledningen är att elektriska vakuumanordningar måste tätas i väte. Närvaron av syre i koppar kommer att orsaka vätesjukdom och orsaka skada på enhetens högvakuummiljö. Därför bör koppar som används i elektriska vakuumkomponenter vara syrefri koppar, kinesiska nationella standarder föreskriver att syrehalten i syrefri koppar är mindre än 20 ppm, och den amerikanska ASTM-standarden föreskriver att syrehalten är 3 ppm. För att kontrollera syrehalten bör högkvalitativa elektrolytiska kopparråvaror väljas vid produktion av syrefri koppar. I smältningsprocessen används en reducerande atmosfär för att förbättra yttäckningen av den smälta poolen, och träkol används vanligtvis för skydd;
När koppar och kopparlegeringar smälts bör deoxidation i allmänhet utföras. Desoxidationsmedel inkluderar fosfor, bor, magnesium, etc., som tillsätts i form av masterlegeringar. Fosfor är det mest effektiva deoxidationsmedlet, men den kvarvarande mängden fosfor bör kontrolleras strikt eftersom det kraftigt kan minska ledningsförmågan hos koppar och legeringar.
fosfor
Den fasta koppar-fosfor-binärfasen visar att det finns en eutektisk reaktion vid 714 grader: L8,4%→ 1,75%+Cu3P. När temperaturen sjunker, minskar mängden fast lösning av fosfor i koppar snabbt. Vid 300 grader är det 0,6%, 0,4% vid 200 grader; fosfor löst i koppar minskar avsevärt dess ledningsförmåga. Konduktiviteten för den mjuka tejpen innehållande P0,014% är 94% IACS, och konduktiviteten för den mjuka tejpen innehållande P0,14% är endast 45,2%;
Fosfor är den mest effektiva och billigaste deoxidatorn. Närvaron av spårmängder av fosfor kan förbättra smältans flytande, förbättra svetsprestandan, korrosionsbeständigheten och mjukningsbeständigheten hos koppar och legeringar, så fosfor är värdefulla tillsatselement av koppar och legeringar, fosforkopparlegering som innehåller P{{1 }}.015-0.04 %, används i stor utsträckning vid produktion av byggnadsvattenledningar, kyl- och luftkonditioneringsvärmeledningar och sjövattenrör för fartyg;
Plåtar och remsor av kopparlegering med låg fosforhalt används ofta inom elektronik- och kemisk industri. Kopparlegeringar med låg fosforhalt används också i stor utsträckning i kopparremsor med integrerade kretsar. Fosfor-kopparlegeringar med eutektisk sammansättning är utmärkta svetsmaterial. Kopparlegeringar med hög fosforhalt används i Den har superplasticitet mellan 580-620 grader och kan varmsträngsprutas till φ3-φ5 mm svetstråd. Det är ett viktigt material för svetsning av koppar och kopparlegeringar, stål och koppardelar.
Andra metallelements inverkan på koppar
Magnesium, litium och kalcium är begränsat lösliga i koppar, och mangan och koppar är oändligt lösliga i varandra. Dessa fyra element kan alla användas som deoxidationsmedel för koppar; mangan kan förbättra styrkan hos koppar. Kopparlegeringar med låg manganhalt har hög hållfasthet och korrosionsbeständighet och används inom kemiteknik. Det används i många applikationer. Mangan-koppar har mycket få motståndstemperatursystem och är en utmärkt motståndslegering. På grund av den allotropiska omvandlingen är fasomvandlingen av koppar-manganlegering i fast tillstånd mycket komplicerad. I den fasta fasen har den amplitudmodulationsnedbrytning, kristallomvandling och andra processer. , har vibrations- och brusreducerande egenskaper och är ett utmärkt dämpande kompositmaterial.
Sällsynta jordartsmetaller representerade av cerium är nästan inte fastlösliga i koppar. Deras roll i koppar är att metamorfosera och rena. De kan avsvavla och deoxidera, och kan bilda föreningar med hög smältpunkt med föroreningar med låg smältpunkt för att eliminera skadliga effekter och förbättra prestandan hos koppar och legeringar. Plasticitet, tillsats av sällsynta jordartsmetaller till det övre gjuttrådsämnet kan förbättra plasticiteten och minska kallbearbetningssprickor.
