ทองแดงปราศจากออกซิเจน: คุณสมบัติ ประโยชน์ การใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ทองแดงเป็นแร่ที่มีชีวิตมนุษย์มานับพันปี ในสมัยโบราณ ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตทองแดงที่เจือด้วยดีบุก ในภาษาละติน มีชื่อว่า Cuprum เกาะโบราณแห่งไซปรัสมอบให้เขา ซึ่งเป็นหนึ่งในสถานที่แรกๆ ที่มีการขุดและถลุงทองแดงจากเหมือง

ประวัติความเป็นมา ลักษณะของทองแดง

ทองแดงเป็นองค์ประกอบทางเคมีพื้นฐาน ในรูปแบบธรรมชาติ (บริสุทธิ์) เป็นโลหะที่มีโทนสีส้มแดง ใช้สำหรับผลิตสินค้าจำนวนมาก ซึ่งรวมถึงสายไฟ จาน ท่อ หม้อน้ำรถยนต์ ฯลฯ

ข้อมูลจากนักโบราณคดีชี้ว่าทองแดงเริ่มมีการใช้งานเมื่อกว่าหมื่นปีที่แล้ว ดังนั้นจี้ทองแดงที่ค้นพบในพื้นที่ภาคเหนือของอิรักสมัยใหม่จึงถูกสร้างขึ้นเมื่อประมาณ 8700 ปีก่อนคริสตกาล

ทองแดงมีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าสูง แปรรูปได้ทั้งร้อนและเย็น เธอมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงมาก เนื่องจากทองแดงสร้างชั้นป้องกันออกไซด์บางมากบนพื้นผิวอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยากับออกซิเจน

ทองแดงพบการใช้งานอย่างกว้างขวางในการผลิตสายอะคูสติก ไฟฟ้า และสายอื่นๆ ปรากฏเป็นโลหะที่มีความบริสุทธิ์สูงหรือเติมเงิน สารหนู ฟอสฟอรัส เทลลูเรียม และกำมะถันเล็กน้อย

ขั้นตอนการรับ

ทองแดงที่ปราศจากออกซิเจนบริสุทธิ์สูงถูกผลิตขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่าการกลั่นด้วยไฟฟ้า มันตั้งอยู่บนแคโทดของเซลล์ไฟฟ้าซึ่งมีชื่อแตกต่างกัน - แคโทดทองแดง ความบริสุทธิ์ถึงประมาณ 99.99% โลหะดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่าทองแดงปราศจากออกซิเจนซึ่งมีการทำให้บริสุทธิ์ในระดับสูง (OFC - ทองแดงปราศจากออกซิเจน)

ต่อมาเททองแดงบริสุทธิ์ที่หลอมเหลวลงในแม่พิมพ์พิเศษที่มีส่วนสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสุญญากาศ โดยที่ไม่มีออกซิเจน ซึ่งจะป้องกันการแทรกซึมเข้าไปในโลหะหลอมเหลว การไม่มีออกซิเจนเจือปนในทองแดงดังกล่าวจะเพิ่มการนำไฟฟ้าและความแข็งแรงอย่างมีนัยสำคัญ

ความสะอาด

ทองแดง OFC ที่ปราศจากออกซิเจนมีระดับการทำให้บริสุทธิ์ต่างกัน ความบริสุทธิ์ของโลหะแสดงดังนี้: " N" แทนที่จะเป็นเครื่องหมายดอกจัน () จะมีการใส่ตัวเลขที่แสดงข้อมูลเกี่ยวกับจำนวนเก้าหลังจุดทศนิยม ดังนั้นแบรนด์ของทองแดงที่ปราศจากออกซิเจน OFC 6N รายงานว่าโลหะบริสุทธิ์ในนั้นคือ 99.999999% ปริมาณสิ่งแปลกปลอมคือ 0.000001%.

การผลิตทองแดงคุณภาพ 6N ครั้งแรกดำเนินการในปี 1985 ในญี่ปุ่นโดย Nippon Mining Co. ทองแดงที่ปราศจากออกซิเจนบริสุทธิ์สูงเข้าสู่การผลิตจำนวนมากในปี 1987 พื้นที่หลักของการใช้งานคือสายสัญญาณเสียง สายเคเบิลเครือข่ายที่เชื่อมต่อกัน

ปัจจุบันผู้ผลิตค่อนข้างมากในโลก รวมทั้งสหพันธรัฐรัสเซีย ผลิตทองแดงบริสุทธิ์เช่นนี้

บางบริษัทอ้างว่าพวกเขาได้รับระดับการทำให้บริสุทธิ์ที่สูงกว่า 6 -7N, 8N เป็นต้น แต่ควรระลึกไว้เสมอว่าในปัจจุบันไม่มีความเป็นเอกภาพในการกำหนดมาตรฐานสำหรับความบริสุทธิ์ของทองแดงที่ปราศจากออกซิเจน และคุณภาพของมัน ในบางกรณี การมีอยู่ของสิ่งเจือปนก็ไม่ได้นำมาพิจารณา โดยทั่วไปแล้ว สิ่งเจือปนจากต่างประเทศดังกล่าวจะรวมถึงเงิน

คุณธรรมโลหะ

Oxygen Free Copper ประโยชน์ของ OFC ได้แก่:

• ในสุญญากาศเมื่อถูกความร้อนจะไม่แตกหรือเปราะ;
• สามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ง่ายในระหว่างการเสียรูปแบบเย็น (เมื่อสัมผัสกับแรงกดที่อุณหภูมิห้องหรือใกล้กับพวกมัน);
• ไม่เปลี่ยนสีเมื่ออยู่ภายใต้เงื่อนไขที่ต่างกัน
• ความต้านทานไฟฟ้าเฉลี่ยของโลหะดังกล่าวเป็นค่าคงที่
• การนำไฟฟ้าสูงเสมอ
• โลหะนี้มีโครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกัน
• แปรรูปอย่างอิสระด้วยการประสานและการเชื่อม

แอพพลิเคชั่น

เนื่องจากคุณภาพและคุณสมบัติ ปราศจากออกซิเจนcopper พบการประยุกต์ในผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย ได้แก่

• ขดลวดหม้อแปลงทำมาจากมัน;
• ใช้ในการผลิตสายโคแอกเชียล
• ใช้ในระบบและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
• โลหะสำคัญในตัวนำยิ่งยวดและตัวเร่งเชิงเส้น
• เธอเป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของสายไฟและสายเคเบิลโทรคมนาคมสำหรับใช้งานใต้น้ำ
• เป็นส่วนหนึ่งของการเดินสายหม้อแปลงกระแส

ทองแดงปราศจากออกซิเจนยังใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศอีกด้วย ที่ขาดไม่ได้ในการออกแบบระบบจำหน่ายสุญญากาศและเซมิคอนดักเตอร์

มันถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตผลิตภัณฑ์สำหรับอุตสาหกรรมอวกาศ

ในพื้นที่อื่นๆ ที่ใช้ทองแดงปราศจากออกซิเจน ได้แก่ วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ วิทยุและเครื่องมือวัด พลังงานนิวเคลียร์ อุตสาหกรรมอัญมณีและการก่อสร้าง

ลวดและท่อทำมาจากมัน ออกแบบมาเพื่อทำงานในสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง ทองแดงปราศจากออกซิเจนเป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตแอโนดไฟฟ้าเคมี

แอปพลิเคชั่นทองแดงแคโทด

ผลิตภัณฑ์เคเบิลสมัยใหม่ที่ผลิตจากทองแดงปลอดออกซิเจนสามารถนำไฟฟ้าได้สูง ทำให้สามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าที่มีแบนด์วิดธ์สูงด้วยส่วนตัดขวางของสายไฟที่เล็กกว่า

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าสายทองแดงที่ปราศจากออกซิเจนยังไม่ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย และทั้งหมดเป็นเพราะลวดที่ทำจากโลหะนี้มีราคาแพง เพื่อให้ได้ค่าพารามิเตอร์ที่ต้องการ พวกเขาใช้ทองแดงธรรมดาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ โดยไม่ต้องการใช้เงินกับผลิตภัณฑ์ทองแดงที่ปราศจากออกซิเจนราคาแพง

แต่ยังมีพื้นที่ที่ต้องการการนำไฟฟ้าสูงรวมกับเส้นลวดขนาดเล็กเป็นที่ต้องการ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีรูปลักษณ์ที่สวยงาม พื้นที่เหล่านี้รวมถึงการผลิตเครื่องดนตรี หูฟังคุณภาพสูง และส่วนที่คุณต้องการเพื่อให้ได้อุปกรณ์ที่สร้างเสียงคุณภาพสูงระดับมืออาชีพ

เมื่อใช้ทองแดงดังกล่าว จะสังเกตเห็นข้อดีในการต้านทานการกัดกร่อนภายใน ด้วยคุณสมบัตินี้ ลวดทองแดงที่ปราศจากออกซิเจนจึงไม่สูญเสียคุณสมบัติเมื่อเวลาผ่านไป ด้วยเหตุนี้ สายเคเบิลที่ทำด้วยโลหะนี้จึงถูกใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง