無酸素銅とその用途

銅は銀に次いで最も導電性の高い材料であり、銅配線は同じサイズのアルミニウム線よりも 66% 導電性が高くなります。

8 AWG 銅線で同じ量の電流を転送するには、サイズが最大 25% 厚い 6 AWG アルミニウム導体が必要です。ただし、銅は腐食しやすく、酸素にさらされると緑色に変色することがあります。-この現象は古いペニー硬貨や自由の女神に見られます。

銅から酸素を除去することで、無酸素銅（OFC）が生成され、耐食性が劇的に向上します。{0} OFC を使用すると、より大きな電流が流れ、伝導効率が向上し、環境負荷が軽減されるなど、明らかな利点があります。

以下では、用途に合わせて適切に購入できるように、さまざまな無酸素銅グレードと、OFC を使用する利点と課題について詳しく説明します。{0}

無酸素銅-は、電解精製プロセスを経て、微量レベルの酸素を除くすべて（ほぼ 99.99%）が除去された銅素材です。酸素やその他の不純物を除去することにより、銅は優れた導電性を獲得し、腐食しにくくなります。

無酸素銅には 3 つのグレードがあり、以下に詳しく説明します。{0}

C10100: C10100 は OFE、つまり無酸素電子として指定されており、アニール条件下で 101% IACS の最小導電率定格を達成します。{1} C10100 は、高い延性、電気伝導性および熱伝導性が必要な用途に推奨されます。

C10200: C10200 は 99.95% 純度の銅です。材料に応力腐食割れに対する強い耐性が必要な場合に最適です。 C10100と同様に導電性、溶接性、はんだ付け性にも優れています。

C11000: C11000 は電解タフピッチ銅または ETP とも呼ばれます。純度 99.9% の銅ですが、ETP 銅には OFE 銅より多くの酸素が含まれており、OFE の酸素含有量は 10 ppm 未満であるのに対し、ETP には最低 150 ppm の酸素が含まれています。ただし、ETP は、その固有の製造品質により、最も一般的に使用されるグレードの銅です。

優れた導電性

OFC の製造中、銅は炭素で処理され、存在する酸素がすべて除去されます。純度が高く、酸素が存在しないため、同じサイズの導体に多くの電流を流すことができます。したがって、OFC は特にバッテリー ケーブル、誘導コイル、スペース ヒーターに使用されます。

高い熱容量

熱伝導率が高いため、OFC 単体銅線はアルミニウムなどの他の金属ほど早く加熱しません。そのため、熱強度や熱伝導率にも優れています。産業界は、誘導加熱炉などの高温用途でこれらの製品に大きく依存しています。-

優れた耐水素脆化性

無酸素銅は、湿った電気化学環境下で発生する水素脆化に対して優れた耐性を発揮します。{0}可鍛性、溶接性、無酸素水中での反応性の欠如により、フィンランドではカプセル化プラント内に核廃棄物を保管するために銅製のキャニスターも使用しています。-

優れた加工特性

すべての無酸素銅グレードは機械加工に適しており、優れた機械加工性評価は 20 です（100 は機械加工がより困難です）。優れた熱間加工性と冷間加工性-を備えています。-すべてのグレードは、はんだ付け、ろう付け、ガスシールドアーク溶接に最適です。ただし、スポット溶接やシーム溶接は推奨しておりません。

無酸素銅（OFC）-は、高度な精錬プロセスによって達成された、酸素レベルが 0.001% 未満の高純度銅合金です。-これには、炭素質ガスを含む直接変換技術や、酸素の吸収を防ぐための制御された環境が含まれます。

その結果、優れた電気伝導性と熱伝導性で知られる銅合金 C10100 および C10200 が生まれました。無酸素銅の主な特性は次のとおりです。{3}

高い導電性: 他の銅製品に見られる平均的な導電率よりも優れており、OFC は電気および電子用途に最適です。

高い熱伝導率: 放熱効果が高く、マイクロ波管やトランジスタ部品などの用途に不可欠です。

高い延性と加工性: 材料をさまざまな形状に簡単に成形できるため、真空シールやその他の複雑なコンポーネントに有利です。

耐水素脆化性: 標準的な銅とは異なり、OFC は高温で水素にさらされても脆くなることがないため、極低温用途に適しています。

無酸素銅グレードの中でも、C101 は、C101 の精錬と注入が無酸素環境で行われるため、処理方法の点で他のグレードとは異なります。-

製造の複雑さを考慮すると、C101 銅は最も高価なグレードです。したがって、無駄を最小限に抑えるために、特に切断プロセス中に C101 を慎重に使用することが不可欠です。

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