銅線的冶(yě)煉
作者: 來源: 日期:2017-07-17 15:06:39 人氣:1257
銅以其良好的導電(diàn)和導熱能(néng)力成為(wéi)電子和電力(lì)工業(yè)領域裏的(de)首選和主要材料。為了達到所要求(qiú)的性能標準,使用的(de)幾乎都是高純度的銅(tóng)。這篇文章主要(yào)討論了這樣做的原因,同時還特(tè)別關注了一些根本的冶煉原則。其目的是要針對過去十年銅線領域裏的相關發展展(zhǎn)開進一步的討論。
1.導體要求: 近年來在解釋貴(guì)重金(jīn)屬(即銅、銀和金)的電子屬性上已經取得了巨大的進步。這些元素顯示出了(le)很高的導電性能,因為它們的導電電子對(duì)於電(diàn)場的運動幾乎沒有什麽抵抗力。銅(tóng)尤其是一種優良的導(dǎo)體,因為最外圍的電子之間有很大的自由空間,以致於不會發生任何碰撞。而它的電阻率則與這(zhè)寬大的空間成反(fǎn)比。
有幾種導(dǎo)電(diàn)金屬都比銅輕,但是輸送同樣多的電流,它們所要求的橫截麵更大,所以如果要求(qiú)節約空間的話,這(zhè)些金屬是不可取的。(例如:在一些小(xiǎo)型電力馬達)。所以當(dāng)超重成為問(wèn)題時,人們就(jiù)開始使用鋁。銅具有商業(yè)應用所需要的最好的性能特征,因此銀就因為(wéi)它昂貴的價格而不被(bèi)采用。
2.應用: 銅是以其純淨形式(shì)而不是合金形式(shì)而具有最廣泛(fàn)用途(tú)的稀有(yǒu)金屬之一。大約有五十多種不同(tóng)的鍛壓(yā)合金中銅的最小(xiǎo)含(hán)量是 99.3%,雖然隻有一小部(bù)分在工業上用作電導體。這些低合金中最常用的是電解韌銅,它由這純度的金屬構成,這種金屬可與氧在100-650ppm的範圍內(nèi)結成合金(jīn)。但是在氫氣環境中人們(men)建議不要使(shǐ)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,要麽使用無氧銅,要麽就使用無氧電子銅。 含銀銅中電源電(diàn)壓器中的應用相當有限,因為它在溫度提高時具有較高的強(qiáng)度和較弱的抵抗力(lì)。
3.銅棒和銅線的生產: 二十世紀七十年代以前,幾乎所有的銅都是通過分批法(fǎ)生產的,分批(pī)法的具體步驟是:將熔化銅澆(jiāo)注並凝(níng)固成為叫做“線錠”的特種鑄塊,然後在稍微受到限製的保護氛圍將棒再加(jiā)熱,而後在通過(guò)熱壓法(fǎ)在(zài)空(kōng)氣中將這一鑄造的樹形(xíng)結構分解(jiě)成(chéng)棒的形式(shì)。接下來,就將其投放在(zài)10%的硫酸裏來清除上(shàng)麵的氧化物,通過將一端對接在另一端而形成較長的線圈(quān)。現在,實際上所有(yǒu)的銅棒都是通過連續(xù)鑄造和軋製程序製成的(de)。連續鑄造(zào)的好處是:較(jiào)小的雜質微分離、減少了表麵的銅(tóng)氧化物顆粒、在與軋輥接觸(chù)的過程中鋼含量減少、幾乎(hū)避(bì)免了所(suǒ)有的焊縫、降低了整(zhěng)個加工(gōng)成本。
刻意地將氧和銅製成合金,作為溶解氫和硫磺的淨化劑,從而在熔化中形成(chéng)H2O和SO2這兩種氣體。如果氧成(chéng)分有一定控製(zhì)的話,那麽就會形成小型汽泡,在合適的條件下,這些汽泡會抵(dǐ)消(xiāo)從液態向固態轉(zhuǎn)變過程(chéng)中約4%的收縮(suō)量。如(rú)果所形成的毛孔不十分大的話,它們完全可以在熱壓期(qī)間被消除(chú)掉。