ما هو النحاس C11000 وC10100؟
C11000 وC10100 عبارة عن درجات من النحاس المطاوع غير المخلوط المحددة بأرقام UNS وتغطيها مواصفات ASTM وASME مثل ASTM B152 للألواح والصفائح والشرائط، وASTM B75 للأنابيب غير الملحومة، وASTM B187 للقضبان والقضبان والقضبان، وASTM B111 لأنبوب المكثف والمبادل الحراري. لا يحتوي أي من الصفين على إضافة صناعة السبائك المتعمدة؛ يكمن الاختلاف في كيفية تكرير النحاس وكمية الأكسجين المتبقية في المعدن.
C11000، والذي يُطلق عليه أيضًا النحاس ذو درجة التحليل الكهربائي القوية (ETP)، هو النحاس الكهربائي القياسي عالي التوصيل. يبقى محتوى صغير ومتعمد من الأكسجين في الذوبان، عادة من 0.02% إلى 0.04% ويقتصر على حد أقصى قدره 0.06%. يوجد الأكسجين على شكل جزيئات دقيقة من أكسيد النحاسوز منتشرة في مصفوفة النحاس وهو غير ضار في الخدمة العادية. يعد Annealed C11000 بمثابة التنفيذ العملي لمعيار النحاس الملدن الدولي، لذلك تم تصنيفه بنسبة 100% IACS.
C10100، والذي يُسمى أيضًا النحاس الإلكتروني الخالي من الأكسجين (OFE)-، هو منتج أكثر دقة. تم تحديد النحاس بالإضافة إلى الفضة بنسبة 99.99% كحد أدنى والأكسجين بنسبة 0.0005% (5 جزء في المليون) كحد أقصى، مما يرفع الموصلية الملدنة إلى 101% IACS ويزيل أي احتمال لتقصف الهيدروجين. ولذلك فإن C10100 هو الدرجة المفضلة للإلكترونيات الفراغية وللأجزاء التي يجب أن تكون ملحومة أو ملدنة في أجواء مخفضة بشدة.
مقارنة التركيب الكيميائي
| عنصر | C11000 (إي تي بي) | C10100 (أوف) |
|---|---|---|
| النحاس + حج،٪ دقيقة | 99.90 | 99.99 |
| الأكسجين،٪ كحد أقصى | 0.06 | 0.0005 |
| القصدير،٪ كحد أقصى | 0.002 | يقتصر على مستوى جزء في المليون |
| الزنك،٪ كحد أقصى | 0.005 | يقتصر على مستوى جزء في المليون |
| الرصاص،٪ كحد أقصى | 0.005 | يقتصر على مستوى جزء في المليون |
| الحديد،٪ كحد أقصى | 0.005 | يقتصر على مستوى جزء في المليون |
| العناصر المتبقية الأخرى | 0.10 المجموع | الحدود الفردية بالإضافة إلى الحد الأقصى للمبلغ |
نظرًا لأن C10100 يقيد كل عنصر متبقي إلى الأجزاء المنخفضة -لكل -نطاق مليون، فإن المعيار يحدد كلاً من الحد الأقصى الفردي والحد الأقصى لإجمالي الشوائب المحددة. يعتبر C11000 أقل تقييدًا، وهو بالضبط ما يجعله اقتصاديًا للخدمة الكهربائية العامة.
الخصائص الفيزيائية والكهربائية والميكانيكية
| ملكية | C11000 (إي تي بي) | C10100 (أوف) |
|---|---|---|
| كثافة | 8.89 إلى 8.94 جم/سم3 | 8.94 جم/سم3 |
| نقطة الانصهار | 1083 درجة | 1083 درجة |
| الموصلية الكهربائية، صلب | 100% IACS دقيقة | 101% IACS دقيقة |
| حجم المقاومة عند 20 درجة | حوالي 1.7241 ميكروأوم·سم | حوالي 1.7071 ميكروأوم·سم |
| الموصلية الحرارية | حوالي 390 واط/م·ك | حوالي 390 واط/م·ك |
| معامل المرونة | 110 إلى 130 جيجا باسكال | 110 إلى 130 جيجا باسكال |
| صلب قوة الشد | حوالي 220 ميجا باسكال | حوالي 220 ميجا باسكال |
| استطالة صلب | حوالي 45% | حوالي 45% |
في الحالة الملدنة بالكامل، تتصرف الدرجتان بشكل متطابق تقريبًا في الشد والانحناء والسحب العميق. بمجرد العمل على البارد، يتصلب كلاهما بسرعة، لذا فإن تعيين المزاج أكثر أهمية بالنسبة للنتيجة الميكانيكية من الاختيار بينهما. والفجوة الهندسية المهمة هي فرق الموصلية بنسبة واحد-في المائة مع سلوك الهيدروجين الموضح أدناه.
إرشادات الاختيار عن طريق التطبيق
تم تحديد C11000 لوصلات قضبان التوصيل والقضبان، وأسلاك الكابلات والمغناطيس، ولفائف المحولات والمحركات، وملامسات المفاتيح الكهربائية، وشرائط الاتصال، والأنبوب غير الملحوم، والألواح المعمارية. إنه يوفر أفضل توازن بين التوصيل والتكلفة عندما لا يكون الأكسجين مصدر قلق للخدمة.
يتم تحديد C10100 عندما يشكل الأكسجين المتبقي بحد ذاته خطرًا: الأنابيب الإلكترونية وأجهزة التفريغ، وتجويف الموجات الدقيقة، والمسرعات والمثبتات المغناطيسية فائقة التوصيل، وموصلات الموجات الدقيقة والترددات اللاسلكية -المتطورة، وأي مكون سيتم لحامه أو لحامه أو تلدينه في جو فرن يحتوي على الهيدروجين-. وفي تلك الرسوم، لا يمكن استبدال C11000 بأي ثمن، لأن أكسيد النحاسوز يتفاعل مع الهيدروجين.
عندما يقع المتطلب بين الاثنين، توفر درجة الموصلية العالية-المزيلة للأكسدة للفوسفور-مثل C12200 التحرر من التقصف الهيدروجيني بموصلية تصل إلى 85% تقريبًا من IACS وتكلفة مادة أقل من النحاس OFE.
معالجة الملاحظات والانضمام إليها
تخفيف الأجواء:يجب عدم تسخين C11000 إلى ما يزيد عن 370 درجة تقريبًا في الهيدروجين أو في جو مخفض بشدة. يشكل أكسيد النحاسوز بالإضافة إلى الهيدروجين بخارًا داخل المعدن، مما ينتج عنه فراغات داخلية وتكسير بين البلورات يُعرف باسم التقصف الهيدروجيني. C10100 محصن ضد هذه الآلية.
الصلب:يتم إعادة بلورة كلا الصفين بين حوالي 400 درجة و 650 درجة؛ استخدم جوًا محايدًا أو مؤكسدًا قليلاً لـ C11000 وجوًا جافًا وخاليًا من الأكسجين-لـ C10100.
الانضمام:يعد اللحام والنحاس أمرًا مباشرًا في كلا الصفين. اللحام بالمقاومة يعمل بشكل جيد. يتطلب اللحام الاندماجي لـ C11000 حشوًا منزوع الأكسدة وغازًا واقيًا خاليًا من الهيدروجين.
بالقطع:استخدم أدوات حادة وعالية التقطيع وسرعة قطع كبيرة وتزييتًا جيدًا لأن النحاس مادة لزجة ويوصل الحرارة بعيدًا عن حافة القطع.
تَحَقّق:يتم عادةً تأكيد الموصلية عن طريق قياس المقاومة على عينة عينة، ويتم تأكيد الحالة المزاجية عن طريق اختبار الشد أو الصلابة أو حجم الحبوب اعتمادًا على شكل المنتج.
التعليمات
س: هل C11000 هو نفس النحاس C10100؟
كلا. كلاهما نحاس غير مخلوط، لكن C11000 يحتوي على ما يصل إلى 0.06% من الأكسجين بينما يقتصر C10100 على 0.0005% من الأكسجين و99.99% كحد أدنى من النحاس بالإضافة إلى الفضة.
س: ما هي الدرجة التي لديها الموصلية الكهربائية أعلى؟
تم تصنيف C10100 الملدن بنسبة 101% كحد أدنى لـ IACS، مقابل 100% كحد أدنى لـ IACS للصلب C11000. الفرق صغير ولكنه حاسم في الإلكترونيات الدقيقة.
س: هل C11000 عرضة للتقصف الهيدروجيني؟
نعم. نظرًا لمحتوى أكسيد النحاسوز، فإنه يمكن أن يتشقق عند تسخينه بدرجة تزيد عن 370 درجة تقريبًا في جو غني بالهيدروجين-، لذلك يجب أن تستخدم عمليات التفريغ أو فرن الهيدروجين C10100 أو درجة إزالة الأكسدة من الفوسفور-.
س: هل يمكن لحام C11000؟
يمكن لحامها بالنحاس ولحامها ولحامها بالمقاومة دون صعوبة. يكون اللحام بالصهر ممكنًا باستخدام حشو النحاس غير المؤكسد وغاز التدريع الخالي من الهيدروجين-، ولكن كفاءة الوصلة أقل مما هي عليه في المعدن الأساسي الملدن.
س: هل يستحق C10100 التكلفة الإضافية؟
فقط عندما تتطلب المواصفات - أجهزة تفريغ، أو أجهزة ميكروويف، أو مجموعات ملحومة بالهيدروجين-، أو النسبة المئوية الأخيرة من الموصلية. بالنسبة لقضبان التوصيل والأنابيب والأعمال الكهربائية العامة، يعد C11000 هو الخيار الاقتصادي.
س: ما هي المعايير التي تشمل هذه الدرجات؟
يغطي ASTM B152 وASTM B187 وASME SB-152 المنتجات المسطحة والقضبان، ويغطي ASTM B75 وASTM B111 الأنابيب غير الملحومة وأنبوب المبادل الحراري، ويغطي EN 13601 قضبان وقضبان النحاس للاستخدام الكهربائي.
