Χαλκός χωρίς οξυγόνο: χαρακτηριστικά, οφέλη, εφαρμογές

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Ο χαλκός είναι ένα ορυκτό που υπάρχει στην ανθρώπινη ζωή για πολλές χιλιετίες. Στην αρχαιότητα, χρησιμοποιήθηκε κυρίως για την παραγωγή χαλκού σε κράμα με κασσίτερο. Στα λατινικά, το όνομά του είναι Cuprum. Του δόθηκε από το αρχαίο νησί της Κύπρου, το οποίο ήταν ένα από τα πρώτα μέρη όπου εξορύχθηκε χαλκός και τήχθηκε από ορυχεία.

Ιστορικό υπόβαθρο, χαρακτηρισμός χαλκού

Ο χαλκός ανήκει στην τάξη των βασικών χημικών στοιχείων. Στη φυσική του (καθαρή) μορφή, είναι ένα μέταλλο με κόκκινο-πορτοκαλί απόχρωση. Χρησιμοποιείται για την κατασκευή μιας πολύ μεγάλης γκάμα προϊόντων, που περιλαμβάνει ηλεκτρικά καλώδια, πιάτα, σωλήνες, καλοριφέρ αυτοκινήτου κ.λπ.

Πληροφορίες από αρχαιολόγους υποδηλώνουν ότι ο χαλκός άρχισε να χρησιμοποιείται πριν από δέκα χιλιάδες χρόνια. Έτσι το χάλκινο μενταγιόν, που ανακαλύφθηκε στις βόρειες περιοχές του σύγχρονου Ιράκ, κατασκευάστηκε γύρω στο 8700 π. Χ..

Ο χαλκός έχει υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα και επεξεργάζεται εύκολα τόσο ζεστό όσο και κρύο. Αυτή έχειπολύ υψηλή αντοχή στη διάβρωση. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο χαλκός δημιουργεί ένα πολύ λεπτό προστατευτικό στρώμα οξειδίου στην επιφάνειά του ως αποτέλεσμα της αντίδρασής του με το οξυγόνο.

Ο χαλκός έχει βρει ευρεία εφαρμογή στην παραγωγή ακουστικών, ηλεκτρικών και άλλων συρμάτων, που υπάρχει εκεί ως μέταλλο υψηλής καθαρότητας ή με μικρές προσθήκες αργύρου, αρσενικού, φωσφόρου, τελλουρίου, θείου.

Διαδικασία λήψης

Χαλκός υψηλής καθαρότητας χωρίς οξυγόνο παράγεται σε μια διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτρική διύλιση. Εγκαθίσταται στις καθόδους των ηλεκτρικών κυψελών, με αποτέλεσμα να έχει διαφορετικό όνομα - καθοδικός χαλκός. Η καθαρότητα φτάνει περίπου το 99,99%. Ένα τέτοιο μέταλλο ονομάζεται επίσης χαλκός χωρίς οξυγόνο, ο οποίος έχει υψηλό βαθμό καθαρισμού (OFC - Oxygen-Free Copper).

Ο λιωμένος καθαρός χαλκός χύνεται στη συνέχεια σε ειδικά καλούπια που έχουν τετράγωνα ή ορθογώνια τμήματα. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε κενό, απουσία οξυγόνου, το οποίο εμποδίζει τη διείσδυσή του στο λιωμένο μέταλλο. Η απουσία ακαθαρσιών οξυγόνου σε τέτοιου είδους χαλκό αυξάνει σημαντικά την ηλεκτρική αγωγιμότητα και την αντοχή του.

Καθαριότητα

Ο χαλκός OFC χωρίς οξυγόνο έχει διαφορετικούς βαθμούς καθαρισμού. Η καθαρότητα του μετάλλου υποδεικνύεται ως εξής: " N". Αντί για αστερίσκο (), εισάγεται ένας αριθμός που αποκαλύπτει πληροφορίες για τον αριθμό των εννέα μετά την υποδιαστολή. Έτσι, η μάρκα χαλκού χωρίς οξυγόνο OFC 6N αναφέρει ότι το καθαρό μέταλλο σε αυτό είναι 99,999999%. Το ποσό της ξένης ύλης είναι 0,000001%.

Η πρώτη παραγωγή χαλκού ποιότητας 6Ν πραγματοποιήθηκε το 1985 στην Ιαπωνία από τη Nippon Mining Co. Χαλκός υψηλής καθαρότητας χωρίς οξυγόνο τέθηκε σε μαζική παραγωγή το 1987. Οι κύριοι τομείς εφαρμογής ήταν τότε τα ακουστικά καλώδια, τα καλώδια διασύνδεσης δικτύου.

Επί του παρόντος, πολλοί κατασκευαστές στον κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της Ρωσικής Ομοσπονδίας, παράγουν τέτοιο καθαρό χαλκό.

Ορισμένες εταιρείες ισχυρίζονται ότι έχουν επιτύχει βαθμό καθαρισμού πάνω από 6 -7N, 8N, κ.λπ. Ωστόσο, πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι επί του παρόντος δεν υπάρχει ενότητα στον καθορισμό προτύπων για την καθαρότητα του χαλκού χωρίς οξυγόνο και την ποιότητά του. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η παρουσία τυχόν ακαθαρσιών απλά δεν λαμβάνεται υπόψη. Συνήθως, τέτοια ξένα εγκλείσματα περιλαμβάνουν ασήμι.

Μεταλλικές αρετές

Τα οφέλη OFC Copper Free Free περιλαμβάνουν:

• σε κενό, όταν θερμαίνεται, δεν σπάει ούτε γίνεται εύθραυστο.
• ικανότητα να αλλάζει εύκολα σχήμα κατά την ψυχρή παραμόρφωση (όταν εκτίθεται σε πίεση σε θερμοκρασία δωματίου ή κοντά σε αυτές);
• δεν αλλάζει χρώμα όταν υπό διαφορετικές συνθήκες;
• η μέση ηλεκτρική αντίσταση ενός τέτοιου μετάλλου είναι σταθερή;
• η αγωγιμότητα είναι πάντα υψηλή;
• αυτό το μέταλλο είναι ομοιογενές στη δομή του;
• επεξεργάζεται ελεύθερα με συγκόλληση και συγκόλληση.

Εφαρμογές

Λόγω των ιδιοτήτων και των ιδιοτήτων του, δεν περιέχει οξυγόνοο χαλκός έχει βρει εφαρμογή σε μια ποικιλία προϊόντων, συγκεκριμένα:

• περιελίξεις μετασχηματιστή γίνονται από αυτό;
• χρησιμοποιείται στην παραγωγή ομοαξονικών καλωδίων;
• χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά συστήματα και συσκευές;
• ένα βασικό μέταλλο σε υπεραγωγούς και γραμμικούς επιταχυντές;
• αποτελεί σημαντικό δομικό στοιχείο των τηλεπικοινωνιακών καλωδίων και καλωδίων που προορίζονται για λειτουργία κάτω από το νερό.
• Το είναι μέρος της καλωδίωσης του μετασχηματιστή ρεύματος.

Ο χαλκός χωρίς οξυγόνο χρησιμοποιείται επίσης στην τεχνολογία κενού. Είναι απαραίτητο στο σχεδιασμό συστημάτων διανομής κενού και ημιαγωγών.

Χρησιμοποιείται ευρέως στην κατασκευή προϊόντων για τη διαστημική βιομηχανία.

Μεταξύ άλλων περιοχών όπου χρησιμοποιείται χαλκός χωρίς οξυγόνο είναι: ραδιοηλεκτρονική, μικροηλεκτρονική, ραδιόφωνο και όργανα, πυρηνική ενέργεια, κοσμήματα και κατασκευαστικές βιομηχανίες.

Από αυτό κατασκευάζονται καλώδια και σωλήνες, σχεδιασμένα να λειτουργούν σε ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Ο χαλκός χωρίς οξυγόνο είναι η βάση για την κατασκευή ηλεκτροχημικών ανοδίων.

Εφαρμογές καθόδου χαλκού

Τα σύγχρονα προϊόντα καλωδίων που κατασκευάζονται με χαλκό χωρίς οξυγόνο είναι εξαιρετικά αγώγιμα. Αυτό καθιστά δυνατή τη διεξαγωγή ηλεκτρικών σημάτων υψηλού εύρους ζώνης με μικρότερες διατομές καλωδίων.

Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι τα χάλκινα καλώδια χωρίς οξυγόνο δεν έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως. Και όλα αυτά γιατίΤα καλώδια από αυτό το μέταλλο είναι ακριβά. Για να επιτύχουν τις επιθυμητές παραμέτρους, χρησιμοποιούν απλό χαλκό μεγάλης διαμέτρου, προτιμώντας να μην ξοδεύουν χρήματα σε ακριβά προϊόντα χαλκού χωρίς οξυγόνο.

Αλλά υπάρχουν και περιοχές όπου προτιμάται η υψηλή αγωγιμότητα σε συνδυασμό με μικρές διαμέτρους καλωδίων. Αυτό είναι απαραίτητο για να εξασφαλιστεί, μεταξύ άλλων, μια αισθητική εμφάνιση. Αυτοί οι τομείς περιλαμβάνουν την παραγωγή μουσικού εξοπλισμού, ακουστικών υψηλής ποιότητας, καθώς και εκείνων όπου πρέπει να αποκτήσετε συσκευές που αναπαράγουν υψηλής ποιότητας ήχους επαγγελματικού επιπέδου.

Όταν χρησιμοποιείται τέτοιος χαλκός, σημειώνονται τα πλεονεκτήματά του ως προς την αντίσταση στην εσωτερική διάβρωση. Λόγω αυτής της ιδιότητας, τα χάλκινα σύρματα χωρίς οξυγόνο δεν χάνουν τα χαρακτηριστικά τους με την πάροδο του χρόνου. Για το λόγο αυτό, τα καλώδια γεμάτα με αυτό το μέταλλο χρησιμοποιούνται σε περιβάλλοντα όπου υπάρχει υψηλή υγρασία.