銅線的冶煉
作者: 來源: 日(rì)期:2017-07-17 15:06:39 人氣:1000
銅以其良好的導電(diàn)和導熱能力成為電子和電力工業領域裏的首選和主要材料。為了達到所要求的性能(néng)標準,使用的幾乎都是高純度的銅。這篇文章主要討論了這樣做的原因,同時還(hái)特別關注了一些根本的冶煉原(yuán)則。其目的是要針對過去十年銅線領域裏的相(xiàng)關發展展開進一步的討(tǎo)論。
1.導體要求: 近年來(lái)在解釋貴重金(jīn)屬(即銅、銀和金(jīn))的電子屬性上已經取得了巨大的進步。這些元素顯示出了很高的導電性能,因(yīn)為它們的導電電子對於電場的運動幾乎沒有什麽抵抗力。銅尤其是一種優良的導體,因為最外圍的電子之(zhī)間有很大的自由空間,以致(zhì)於不會發生任何碰(pèng)撞。而它的電阻率則與這寬大的空(kōng)間(jiān)成反比。
有幾(jǐ)種導電金屬都比銅輕,但是輸送同樣多的電流,它(tā)們所要求的橫截麵更大,所以如(rú)果要求節約空間的話,這些金屬是不可取的。(例如:在一(yī)些(xiē)小型電力馬(mǎ)達)。所以當超重成(chéng)為問題時,人們就(jiù)開始使用鋁。銅具有商業應用所需要的(de)最好(hǎo)的性能特征,因此銀就因為它昂貴的價格(gé)而不被采(cǎi)用。
2.應用: 銅(tóng)是以其純淨形(xíng)式而不是合金形式(shì)而具有最廣泛用途的稀有金屬(shǔ)之一。大約有五十多種不同的鍛壓合(hé)金中銅的最小含(hán)量是 99.3%,雖然隻有一(yī)小部分(fèn)在工業上用作電導體。這些低合金中最常用的是電解韌銅,它(tā)由這純度(dù)的金屬構成,這種金屬可與氧在(zài)100-650ppm的範圍內結成合金(jīn)。但是(shì)在氫(qīng)氣(qì)環境中人們建(jiàn)議不要使用ETP銅,因為當它暴露於這些溫度時會受到氫脆(cuì)裂的影響。在這樣的環境下,要(yào)麽使用(yòng)無氧銅,要麽就使用無氧電子銅。 含(hán)銀銅中電(diàn)源電壓器(qì)中(zhōng)的應用相當有限(xiàn),因為它在溫度提(tí)高時具有較高的強度和較(jiào)弱的抵抗力。
3.銅棒和銅線的(de)生產: 二十世紀七(qī)十年代以前,幾乎(hū)所有的銅都是通(tōng)過分批法生產的,分批法的具體步驟是:將熔化銅澆注並凝固成為叫做“線(xiàn)錠”的特種鑄(zhù)塊,然後在稍微受到限製的保護氛(fēn)圍將棒再加熱,而後在通過熱壓法在空氣中將這一鑄(zhù)造的樹形(xíng)結構分解成棒的形式。接下來,就將其投放在10%的硫酸裏來(lái)清除上麵的氧化物,通過將一端對接在另一端而形成較長的線圈。現在,實際上所有的銅(tóng)棒都是通過連續鑄(zhù)造(zào)和軋(zhá)製程序製成的。連續鑄造的好處是:較小的雜質微分離(lí)、減少了表麵的銅(tóng)氧化(huà)物(wù)顆粒、在與軋輥接觸的過程(chéng)中(zhōng)鋼含量減少、幾乎避免了所有的焊縫、降低了整個加工成本。
刻意地將氧和銅製成合(hé)金,作為溶解氫和硫磺的淨化劑(jì),從而在熔化中形成H2O和SO2這(zhè)兩種氣體。如果氧成分有一定控製的話,那麽就會形成小型汽泡,在合適的條件下,這些(xiē)汽泡會抵消從液態向固態轉變過程中約4%的收縮量。如果所形成的毛孔不十分大的話,它們完全可以在熱壓期間被消除掉。