Vplyv obsahu kyslíka na vlastnosti čistej medi
Kyslík je jedným z najbežnejších a najvplyvnejších nečistôt v čistej medi. Dokonca aj veľmi nízke koncentrácie kyslíka môžu výrazne zmeniť fyzikálne, mechanické, elektrické, tepelné a spracovateľské vlastnosti medi. V priemyselnej výrobe je obsah kyslíka zvyčajne prísne kontrolovaný podľa aplikačných scenárov a jeho vplyv sa odráža najmä v nasledujúcich aspektoch.
Po prvé, kyslík má zjavný vplyv na elektrickú vodivosť čistej medi.
Oxid medi tvorený kyslíkom a meďou je polovodičová zlúčenina s oveľa vyšším odporom ako medená matrica. Keď sa kyslík rozpustí v medi vo forme tuhého roztoku alebo sa vyzráža ako častice oxidu medi na hraniciach zŕn, bude to brániť pohybu voľných elektrónov, zvyšovať rozptyl elektrónov a tým znižovať elektrickú vodivosť. Všeobecne povedané, so zvyšujúcim sa obsahom kyslíka sa vodivosť medi postupne znižuje. V prípade medi s vysokou-vodivosťou používanou v kábloch, drôtoch, motoroch a transformátoroch musí byť obsah kyslíka prísne obmedzený, zvyčajne pod 10 ppm, inak priamo ovplyvní účinnosť prenosu a spotrebu energie elektrických produktov.
Po druhé, obsah kyslíka určuje tepelnú vodivosť čistej medi.
Podobne ako pri vodivosti bude existencia kyslíka a oxidu medi interferovať s šírením tepelného toku v kryštáli. Vysoký obsah kyslíka znižuje tepelnú vodivosť medi, takže je menej vhodná pre komponenty na odvádzanie tepla, ako sú chladiče, výmenníky tepla a elektronické obalové materiály. Naproti tomu meď s nízkym -kyslíkom alebo -bezkyslíkom má mimoriadne vysokú tepelnú vodivosť a dokáže rýchlo odovzdávať teplo, čo je nevyhnutné pre-výkonné elektronické a elektrické zariadenia.
Po tretie, kyslík má rozhodujúci vplyv na mechanické vlastnosti čistej medi, najmä plasticitu a húževnatosť.
Keď je obsah kyslíka nízky, meď si stále zachováva dobrú ťažnosť a kujnosť, vhodnú na razenie, ťahanie, ohýbanie a iné spracovanie za studena. Keď však kyslík prekročí určitý rozsah, na hraniciach zŕn sa vytvorí veľké množstvo inklúzií oxidu medi a krehkých fáz, čo výrazne znižuje plasticitu a rázovú húževnatosť medi. Takáto meď je náchylná na medzikryštalické lomy počas spracovania a povrch je náchylný na praskliny a defekty pomarančovej kôry. Pevnosť a tvrdosť medi sa zároveň s nárastom kyslíka mierne zvýši, ale je to na úkor plasticity, ktorá neprospieva hĺbkovému spracovaniu.
Po štvrté, obsah kyslíka priamo ovplyvňuje výkon zvárania a spracovateľnosť čistej medi za tepla, čo je tiež jeden z najobávanejších problémov pri priemyselnom spracovaní.
Meď s vysokým obsahom kyslíka veľmi ľahko spôsobuje vodíkové skrehnutie počas zvárania alebo spájkovania. Vodík vo zváracej atmosfére alebo tavive reaguje s oxidom medi pri vysokej teplote za vzniku vodnej pary. Vo vnútri materiálu sa hromadí veľké množstvo bublín vodnej pary, čo vedie k mikro-trhlinám a pórom, ktoré vážne znižujú pevnosť spoja a vzduchotesnosť. Preto sa meď s vysokým-kyslíkom ťažko spoľahlivo zvára a je tiež náchylná na praskanie počas valcovania za tepla, kovania za tepla a iných tepelných spracovaní. Naproti tomu meď -bez obsahu kyslíka alebo meď s nízkym -kyslíkom má vynikajúci zvárací výkon a široko sa používa vo vákuových zariadeniach, vlnovodov a presných zváracích dielov.
Okrem toho kyslík ovplyvňuje aj odolnosť voči korózii a kvalitu povrchu čistej medi.
Inklúzie oxidu medi sa ľahko stanú iniciačnými bodmi korózie, čo urýchľuje lokálnu koróziu, ako je bodová korózia a medzikryštalická korózia vo vlhkom, kyslom alebo znečistenom prostredí. Materiály s vysokým obsahom kyslíka je tiež ťažšie získať hladký a lesklý povrch počas galvanizácie, leštenia a iných povrchových úprav a sú náchylné na škvrny, jamky a slabú priľnavosť náterov.
V priemyselnej klasifikácii sa čistá meď podľa obsahu kyslíka často delí na -bezkyslíkatú meď (OF-Cu), nízko-kyslíkatú meď a vysoko-kyslíkatú meď.
Bezkyslíková-meď s obsahom kyslíka nižším ako 5 ppm má najlepšiu vodivosť, tepelnú vodivosť, plasticitu a zvárací výkon a používa sa v špičkovej-elektronike, letectve a komunikácii. Meď s nízkym-kyslíkom sa vo veľkej miere používa v každodenných drôtoch, kábloch a hardvéri kvôli jej nízkej cene a výkonu. Meď s vysokým-kyslíkom sa používa iba v prípadoch s nízkymi požiadavkami na spracovanie a vodivosť, ako sú niektoré časti odliatkov.
V súhrne
Kyslík je dvojitý -prvok v čistej medi. Nadmerný kyslík poškodí elektrickú vodivosť, tepelnú vodivosť, plasticitu, zvárací výkon a odolnosť proti korózii, zatiaľ čo ultra{2}}nízky obsah kyslíka je kľúčom k zaisteniu-výkonnej medi. Pri výrobe a aplikácii je presná kontrola obsahu kyslíka dôležitým prostriedkom na vyváženie nákladov, výkonu a životnosti čistých medených materiálov.
