Korkea puhtaus kupari on pehmeä, muokattava ja pallokeinen metalli, jolla on erittäin korkea lämmön ja sähkönjohtavuus. Puhtaan kuparin vasta paljaalla pinnalla on punertavan oranssi väri. Kuparia käytetään lämmön ja sähkön johtimena rakennusmateriaalina ja eri metalliseosten, kuten koruissa käytettyjen sterlinghopean, ainesosana, Cupronickel käytti merilaitteiden ja kolikoiden ja Constantanin, jota käytettiin venymittarissa ja lämpöparissa lämpötilan mittaamiseksi. Korkean puhtauden kuparin lopullinen lujuus on noin 210 MPa ja satolujuus 33 MPa, mikä rajoittaa sen käytettävyyttä teollisissa sovelluksissa. Mutta samoin kuin muissa seoksissa kuparia voidaan vahvistaa. Tärkein vahvistusmekanismi on seostaminen Cu-pohjaisissa seoksissa.
Kupariseokset ovat kupariin perustuvia seoksia, joissa tärkeimmät seostuselementit ovat Zn, SN, Si, Al, Ni. Cu-pohjaiset seokset muodostavat enimmäkseen substituutioita kiinteitä liuottoja, joille liuenneen aineen tai epäpuhtauden atomit korvaavat tai korvaavat isäntätomien. Useat liuenneen aineen ja liuotintomien piirteet määrittävät asteen, missä entiset liukenee jälkimmäiseen. Ne ilmaistaan Hume - nyrkkisääntöinä. Kategorioihin on ryhmitelty jopa 400 erilaista kuparin ja kupariseoskoostumusta: kupari, korkea kupariseos, messinki, pronssit, kuparikkelit, kupari - Nickel - Zinc (nikkeli hopea), lyijykupari ja erityiset seokset. Lisäksi rajoitettu määrä kupariseoksia voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä.; Näin ollen näiden mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi on käytettävä kylmää työ- ja\/tai kiinteän liuoksen seostamista.
Kuparin ominaisuudet
Kupari on pehmeä, kova, taipuisa ja muokattava materiaali. Nämä ominaisuudet tekevät kuparista erittäin sopivan putken muodostamiseen, langan piirtämiseen, pyörittämiseen ja syvään piirtämiseen. Muita kuparin ja sen seosten esittämiä avainominaisuuksia ovat:
Erinomainen lämmönjohtavuus. Kuparin lämmönjohtavuusluokitus on 60% korkeampi kuin alumiini, joten se pystyy paremmin vähentämään lämmön kuumia pisteitä sähköjohdotusjärjestelmissä. Metallien sähkö- ja lämmönjohtavuus on peräisin siitä, että niiden ulommat elektronit ovat delecalisoituja.
Erinomainen sähkönjohtavuus. Kuparin johtavuus on 97% hopeaa. Paljon alhaisempien kustannustensa ja suuremman runsauden vuoksi kupari on perinteisesti ollut sähkönsiirtosovelluksissa käytetty vakiomateriaali. Alumiinia käytetään kuitenkin yleensä korkeajännitekonvolekkeissa, koska sillä on noin puolet vertailukelpoisen vastuskuparikaapelin painosta ja alhaisemmista kustannuksista. Tietyssä lämpötilassa metallien lämpö- ja sähköjohto on verrannollinen, mutta lämpötilan nostaminen lisää lämmönjohtavuutta vähentäen samalla sähkönjohtavuutta. Tämä käyttäytyminen määritetään Wiedemann - Franz -laissa.
Hyvä korroosionkestävyys. Kupari ei reagoi veden kanssa, mutta se reagoi hitaasti ilmakehän hapen kanssa muodostaen kerroksen ruskeanmusta kuparioksidia, joka toisin kuin kosteassa ilmassa raudassa oleva ruoste suojaa alla olevaa metallia lisäkorroosiolta (passivointi). Kupari -nikkeli -seokset, alumiini messinki ja alumiini osoittavat erinomaisen vastustuskyvyn suolaveden korroosiolle.
Hyvä biokestävyyskestävyys
Hyvä konettavuus. Kuparin koneistus on mahdollista, vaikka seokset ovat edullisia hyvälle konettavuudelle monimutkaisten osien luomisessa.
Mekaanisten ja sähköisten ominaisuuksien pidättäminen kryogeenisissä lämpötiloissa
Diagneettinen
Kuparin ja kupariseosten käyttö
Historiallisesti kuparin seostaminen toisella metallilla, esimerkiksi tinalla pronssin valmistamiseksi, harjoitettiin ensimmäisen kerran noin 4000 vuotta kuparin sulatuksen löytämisen jälkeen ja noin 2000 vuotta sen jälkeen, kun "luonnollinen pronssi" oli tullut yleiseen käyttöön. Muinainen sivilisaatio on määritelty olevan pronssikaudella joko tuottamalla pronssia sulattamalla oman kuparinsa ja seostamalla tina-, arseenia tai muita metalleja. Kuparin tärkeimmät sovellukset ovat sähkölanka (60%), katto ja putkisto (20%) ja teollisuuskoneet (15%). Kuparia käytetään enimmäkseen puhtaana metallina, mutta kun vaaditaan suurempaa kovuutta, se laitetaan sellaisiin seoksiin kuin messinki ja pronssi (5% kokonaiskäytöstä). Kupari- ja kuparipohjaisia seoksia, mukaan lukien messinkiä (Cu-Zn) ja pronsseja (Cu-SN), käytetään laajasti erilaisissa teollisuus- ja yhteiskunnallisissa sovelluksissa. Joitakin messinkiseosten yleisiä käyttötarkoituksia ovat pukukorut, lukot, saranat, vaihteet, laakerit, ampumatarvikkeet, autoteollisuuden jäähdyttimet, soittimet, elektroniset pakkaukset ja kolikot. Pronssia tai pronssisia seoksia ja seoksia käytettiin kolikoihin pidemmän ajanjakson aikana. käytetään edelleen laajalti nykyään jousissa, laakereissa, holkeissa, autovaihteistojen lentäjälaakereissa ja vastaavissa varusteissa, ja se on erityisen yleinen pienten sähkömoottorien laakereissa. Messinki ja pronssi ovat yleisiä tekniikan materiaaleja modernissa arkkitehtuurissa ja niitä käytetään pääasiassa katto- ja julkisivun verhoamiseen niiden visuaalisen ulkonäön vuoksi.
Elektrolyyttinen kouru (ETP) kupari
Elektrolyyttinen kova sävelkorkeuskupari, uns c11 0 0 0, on puhdas kupari (korkeintaan 0,0355% epäpuhtauksista), joka on puhdistettu elektrolyyttisen puhdistusprosessin avulla ja se on eniten käytetty kuparin luokka ympäri maailmaa. ETP: n johtavuus on 100% IACS ja sen on oltava 99,9% puhdasta. Sen happipitoisuus on 0,02% - 0,04% (tyypillinen). Sähköjohdotus on kupariteollisuuden tärkein markkinat. Tähän sisältyy rakenteelliset virranjohdot, virranjakelukaapeli, laitejohto, viestintäkaapeli, autojen johdin ja kaapeli sekä magneettirangan. Noin puolet kaikista louhetuista kuparista käytetään sähköjohto- ja kaapelinjohtimiin. Puhtaalla kuparilla on kaikkien kaupallisten metallin paras sähkö- ja lämmönjohtavuus. Kuparin johtavuus on 97% hopeaa. Paljon alhaisempien kustannustensa ja suuremman runsauden vuoksi kupari on perinteisesti ollut sähkönsiirtosovelluksissa käytetty vakiomateriaali.
Messinki
Messinki on yleinen termi monille kuparisynkkiseoksille. Messinki voidaan seosta sinkillä eri mittasuhteissa, mikä johtaa materiaaliin, jolla on mekaaninen, korroosio ja lämpöominaisuudet. Lisääntyneet sinkkimäärät tarjoavat materiaalin parannettuun lujuuteen ja ulottuvuuteen. Messingit, joiden kuparisisältö on yli 63%, ovat kaikkein kupariseoksen ulottuvin ja ne muotoilevat monimutkaisten kylmien muodostumistoimintojen avulla. Messingillä on korkeampi muokattavuus kuin pronssilla tai sinkillä. Suhteellisen matala messinki- ja sen juoksevuus tekevät siitä suhteellisen helpon materiaalin valettuksi. Messinki voi vaihdella pintaväri punaisesta keltaiseen kultaiseen hopeaan sinkkipitoisuudesta riippuen. Joitakin messinkiseosten yleisiä käyttötarkoituksia ovat pukukorut, lukot, saranat, vaihteet, laakerit, letkun kytkimet, ampumatarvikkeet, autoteollisuuden jäähdyttimet, soittimet, elektroniset pakkaukset ja kolikot. Messinki ja pronssi ovat yleisiä tekniikan materiaaleja modernissa arkkitehtuurissa ja niitä käytetään pääasiassa katto- ja julkisivun verhoamiseen niiden visuaalisen ulkonäön vuoksi.
Esimerkiksi UNS C26000 -kasetus messinkiseos (70\/30) on keltaisesta messinkisarjasta, jolla on korkein taipuisuus. Kasetin messingit ovat enimmäkseen kylmiä muodostettuja ja ne voidaan myös helposti koneistaa, mikä on välttämätöntä patruunoiden tekemisessä. Sitä voidaan käyttää jäähdyttimen ytimissä ja säiliöissä, taskulamppukuorissa, lamppuvalaisimissa, kiinnikkeissä, lukoissa, saranoissa, ampumatarvikkeissa tai putkistotarvikkeissa.
Pronssi
Bronssit ovat kuparipohjaisten seoksien perhe, joka on perinteisesti seosta tinalla, mutta ne voivat viitata kuparin ja muiden elementtien seoksiin (esim. Alumiini, pii ja nikkeli). Bronssit ovat jonkin verran voimakkaampia kuin messinki, mutta niillä on silti korkea korroosionkestävyys. Yleensä niitä käytetään, kun korroosionkestävyyden lisäksi vaaditaan hyviä vetolujuuksia. Esimerkiksi Beryllium Copper saavuttaa suurimman lujuuden (1 400 MPa) minkä tahansa kuparipohjaisen seoksen.
Historiallisesti kuparin seostaminen toisella metallilla, esimerkiksi tinalla pronssin valmistamiseksi, harjoitettiin ensimmäisen kerran noin 4000 vuotta kuparin sulatuksen löytämisen jälkeen ja noin 2000 vuotta sen jälkeen, kun "luonnollinen pronssi" oli tullut yleiseen käyttöön. Muinainen sivilisaatio on määritelty olevan pronssikaudella joko tuottamalla pronssia sulattamalla oman kuparinsa ja seostamalla tina-, arseenia tai muita metalleja. Pronssia tai pronssisia seoksia ja seoksia käytettiin kolikoihin pidemmän ajanjakson aikana. käytetään edelleen laajalti nykyään jousissa, laakereissa, holkeissa, autovaihteistojen lentäjälaakereissa ja vastaavissa varusteissa, ja se on erityisen yleinen pienten sähkömoottorien laakereissa. Messinki ja pronssi ovat yleisiä tekniikan materiaaleja modernissa arkkitehtuurissa ja niitä käytetään pääasiassa katto- ja julkisivun verhoamiseen niiden visuaalisen ulkonäön vuoksi.
