순수 구리의 특성에 대한 산소 함량의 영향

산소는 순수 구리에서 가장 흔하고 영향력 있는 불순물 원소 중 하나입니다. 매우 낮은 농도의 산소라도 구리의 물리적, 기계적, 전기적, 열적 및 가공 특성을 크게 변화시킬 수 있습니다. 산업 생산에서 산소 함량은 일반적으로 응용 시나리오에 따라 엄격하게 제어되며 그 영향은 주로 다음 측면에 반영됩니다.

산소와 구리로 형성된 산화구리는 구리 매트릭스보다 저항률이 훨씬 높은 반도체 화합물입니다. 산소가 구리에 고용체 형태로 용해되거나 결정립계에 산화구리 입자로 침전되면 자유전자의 이동을 방해하고 전자 산란을 증가시켜 전기 전도도를 감소시킵니다. 일반적으로 산소 함량이 증가함에 따라 구리의 전도성은 점차 감소합니다. 케이블, 전선, 모터 및 변압기에 사용되는 고전도 구리의 경우-산소 함량은 엄격하게 제한되어야 하며 일반적으로 10ppm 미만으로 제어되어야 합니다. 그렇지 않으면 전기 제품의 전송 효율과 에너지 소비에 직접적인 영향을 미칩니다.

둘째, 산소 함량은 순수 구리의 열전도도를 결정합니다. 

전도성과 마찬가지로 산소와 산화구리의 존재는 결정 내 열 흐름의 전파를 방해합니다. 산소 함량이 높으면 구리의 열전도율이 감소하여 방열판, 열교환기, 전자 포장 재료와 같은 방열 부품에 적합하지 않게 됩니다. 이와 대조적으로, 저-산소 또는 무산소- 구리는 열 전도성이 매우 높으며 열을 빠르게 방출할 수 있으며 이는 고성능 전자 및 전기 장비에 필수적인 것입니다.-

셋째, 산소는 순수 구리의 기계적 특성, 특히 가소성과 인성에 중요한 영향을 미칩니다. 

산소 함량이 낮을 때에도 구리는 우수한 연성과 전성을 유지하여 스탬핑, 드로잉, 굽힘 및 기타 냉간 가공에 적합합니다. 그러나 산소가 일정 범위를 초과하면 결정립계에 산화구리 개재물과 취성상이 많이 형성되어 구리의 가소성과 충격인성이 크게 저하된다. 이러한 구리는 가공 중에 입계 균열이 발생하기 쉽고 표면에 균열 및 오렌지 껍질 결함이 발생하기 쉽습니다. 동시에 구리의 강도와 경도는 산소가 증가함에 따라 약간 증가하지만 이는 가소성을 희생하여 심층 가공에 도움이 되지 않습니다.

넷째, 산소 함량은 순수 구리의 용접 성능과 열간 가공성에 직접적인 영향을 미치며, 이는 산업 공정에서 가장 우려되는 문제 중 하나이기도 합니다. 

산소를 많이 함유한 구리는 용접이나 브레이징 중에 수소 취성을 일으키기 매우 쉽습니다. 용접 분위기 중의 수소나 플럭스는 고온에서 산화구리와 반응하여 수증기를 생성합니다. 소재 내부에 다량의 수증기 기포가 축적되어 미세-균열과 기공이 발생하여 접합 강도와 기밀성이 심각하게 저하됩니다. 따라서 고{4}}산소동은 안정적으로 용접하기 어렵고 열간압연, 열간 단조 및 기타 열처리 중에 균열이 발생하기 쉽습니다. 이에 반해 무산소동 또는 저-산소동은 용접성능이 뛰어나 진공장치, 도파관, 정밀용접 부품 등에 널리 사용됩니다.

산화구리 개재물은 부식 개시점이 되기 쉬우며 습하고 산성이거나 오염된 환경에서 공식 부식 및 입계 부식과 같은 국부 부식을 가속화합니다. 산소 함량이 높은 재료는 전기 도금, 연마 및 기타 표면 처리 중에 매끄럽고 밝은 표면을 얻기가 더 어렵고 얼룩, 구멍 및 코팅 접착력이 저하되기 쉽습니다.

산소 함량이 5ppm 미만인 무{0}동은 전도성, 열전도도, 가소성 및 용접 성능이 가장 뛰어나며 고급 전자제품, 항공우주 및 통신 분야에 사용됩니다.- 저-산소 구리는 적당한 가격과 성능으로 인해 일상적인 전선, 케이블 및 하드웨어에 널리 사용됩니다. 고-산소 구리는 일부 주조 부품과 같이 가공 및 전도성 요구 사항이 낮은 경우에만 사용됩니다.

산소는 순동의 양날 원소입니다.- 과도한 산소는 전기 전도성, 열 전도성, 가소성, 용접 성능 및 내식성을 손상시키며, 초-산소는 고성능 구리를 보장하는 열쇠입니다.- 생산 및 응용 분야에서 산소 함량을 정확하게 제어하는 ​​것은 순수 구리 재료의 비용, 성능 및 서비스 수명의 균형을 맞추는 중요한 수단입니다.