Sauerstofffreies Kupfer: Eigenschaften, Vorteile, Anwendungen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Kupfer ist ein Mineral, das seit vielen Jahrtausenden im menschlichen Leben präsent ist. In der Antike wurde es hauptsächlich zur Herstellung von mit Zinn legierter Bronze verwendet. Der lateinische Name lautet Cuprum. Es wurde ihm von der antiken Insel Zypern geschenkt, die einer der ersten Orte war, an denen Kupfer abgebaut und in Minen geschmolzen wurde.

Historischer Hintergrund, Charakterisierung von Kupfer

Kupfer gehört zur Ordnung der chemischen Grundelemente. In seiner natürlichen (reinen) Form ist es ein Metall mit einem rot-orangen Farbton. Es wird zur Herstellung einer sehr großen Produktpalette verwendet, darunter elektrische Kabel, Geschirr, Rohre, Autokühler usw.

Informationen von Archäologen deuten darauf hin, dass Kupfer vor mehr als zehntausend Jahren verwendet wurde. Der Kupferanhänger, der in den nördlichen Regionen des modernen Irak entdeckt wurde, wurde also um 8700 v. Chr. hergestellt.

Kupfer hat eine hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit und lässt sich sowohl heiß als auch k alt gut verarbeiten. Sie hatsehr hohe Korrosionsbeständigkeit. Dies liegt daran, dass Kupfer durch die Reaktion mit Sauerstoff eine sehr dünne oxidische Schutzschicht auf seiner Oberfläche bildet.

Kupfer hat eine breite Anwendung bei der Herstellung von akustischen, elektrischen und anderen Drähten gefunden, die dort als Metall von hoher Reinheit oder mit geringen Zusätzen von Silber, Arsen, Phosphor, Tellur, Schwefel vorliegen.

Prozess empfangen

Hochreines, sauerstofffreies Kupfer wird in einem Prozess hergestellt, der als elektrische Raffination bezeichnet wird. Es setzt sich auf den Kathoden von elektrischen Zellen ab, weshalb es einen anderen Namen hat - Kathodenkupfer. Die Reinheit erreicht etwa 99,99 %. Ein solches Metall wird auch als sauerstofffreies Kupfer bezeichnet, das einen hohen Reinheitsgrad aufweist (OFC - Oxygen-Free Copper).

Geschmolzenes reines Kupfer wird anschließend in spezielle Formen mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt gegossen. Dieser Vorgang findet im Vakuum unter Ausschluss von Sauerstoff statt, der ein Eindringen in das geschmolzene Metall verhindert. Das Fehlen von Sauerstoffverunreinigungen in solchem Kupfer erhöht seine elektrische Leitfähigkeit und Festigkeit erheblich.

Sauberkeit

Sauerstofffreies OFC-Kupfer hat unterschiedliche Reinigungsgrade. Die Reinheit des Metalls wird wie folgt angegeben: „ N“. Anstelle eines Sternchens () wird eine Zahl eingefügt, die Aufschluss über die Anzahl der Neunen nach dem Komma gibt. So berichtet die Marke des sauerstofffreien Kupfers OFC 6N, dass das reine Metall darin 99,999999 % beträgt. Die Menge an Fremdkörpern beträgt 0,000001%.

Die erste Produktion von Kupfer in 6N-Qualität wurde 1985 in Japan von Nippon Mining Co. Hochreines sauerstofffreies Kupfer ging 1987 in die Massenproduktion. Die Hauptanwendungsgebiete waren damals Akustikdrähte, Verbindungskabel für Netzwerke.

Gegenwärtig produzieren ziemlich viele Hersteller auf der ganzen Welt, einschließlich der Russischen Föderation, solches reines Kupfer.

Einige Unternehmen behaupten, einen Reinigungsgrad von über 6 -7N, 8N usw. erreicht zu haben. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass es derzeit keine einheitliche Festlegung von Standards für die Reinheit von sauerstofffreiem Kupfer gibt und seine Qualität. In einigen Fällen wird das Vorhandensein von Verunreinigungen einfach nicht berücksichtigt. Typischerweise enth alten solche Fremdeinschlüsse Silber.

Metal Tugenden

Sauerstofffreies Kupfer OFC Vorteile umfassen:

• im Vakuum, beim Erhitzen bricht oder versprödet es nicht;
• kann während der K altverformung leicht seine Form ändern (wenn es Druck bei Raumtemperatur oder in deren Nähe ausgesetzt wird);
• ändert die Farbe nicht unter verschiedenen Bedingungen;
• der durchschnittliche elektrische Widerstand eines solchen Metalls ist konstant;
• Leitfähigkeit ist immer hoch;
• dieses Metall ist in seiner Struktur homogen;
• frei verarbeitbar durch Löten und Schweißen.

Bewerbungen

Aufgrund seiner Qualitäten und Eigenschaften sauerstofffreiKupfer hat Anwendung in einer Vielzahl von Produkten gefunden, nämlich:

• Transformatorwicklungen werden daraus hergestellt;
• wird bei der Herstellung von Koaxialkabeln verwendet;
• verwendet in elektronischen Systemen und Geräten;
• ein essentielles Metall in Supraleitern und Linearbeschleunigern;
• sie ist ein wichtiges Strukturelement von Telekommunikationsdrähten und -kabeln, die für den Betrieb unter Wasser bestimmt sind;
• ist Teil der Stromwandlerverkabelung.

Sauerstofffreies Kupfer wird auch in der Vakuumtechnik eingesetzt. Es ist unentbehrlich beim Design von Vakuumverteilungssystemen und Halbleitern.

Es wird häufig bei der Herstellung von Produkten für die Raumfahrtindustrie verwendet.

Unter anderen Bereichen, in denen sauerstofffreies Kupfer verwendet wird, sind: Funkelektronik, Mikroelektronik, Radio und Instrumentierung, Kernenergie, Schmuck- und Bauindustrie.

Daraus werden Drähte und Rohre hergestellt, die für den Betrieb in starken elektromagnetischen Feldern ausgelegt sind. Sauerstofffreies Kupfer ist die Basis für die Herstellung von elektrochemischen Anoden.

Kupferkathodenanwendungen

Moderne Kabelprodukte aus sauerstofffreiem Kupfer sind hoch leitfähig. Dadurch ist es möglich, elektrische Signale hoher Bandbreite mit kleineren Aderquerschnitten zu übertragen.

Es ist jedoch erwähnenswert, dass sauerstofffreie Kupferkabel nicht weit verbreitet sind. Und das alles nur weilDrähte aus diesem Metall sind teuer. Um die gewünschten Parameter zu erreichen, verwenden sie einfaches Kupfer mit großem Durchmesser und ziehen es vor, kein Geld für teure sauerstofffreie Kupferprodukte auszugeben.

Aber es gibt auch Bereiche, in denen eine hohe Leitfähigkeit in Kombination mit kleinen Drahtdurchmessern bevorzugt wird. Dies ist unter anderem notwendig, um ein ästhetisches Erscheinungsbild zu gewährleisten. Zu diesen Bereichen gehören die Produktion von Musikgeräten, hochwertigen Kopfhörern sowie solche, in denen Sie Geräte benötigen, die hochwertige Klänge auf professionellem Niveau wiedergeben.

Bei der Verwendung von solchem Kupfer werden seine Vorteile bei der Beständigkeit gegen innere Korrosion festgestellt. Aufgrund dieser Eigenschaft verlieren sauerstofffreie Kupferdrähte ihre Eigenschaften im Laufe der Zeit nicht. Aus diesem Grund werden mit diesem Metall gefüllte Kabel in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit eingesetzt.