Efecte dels elements sobre les propietats del coure
És inevitable que els oligoelements entrin al coure. A causa de les diferents característiques dels elements, és possible que no es dissolguin en coure, tinguin traces de solució sòlida, una gran quantitat de solució sòlida o solubilitat mútua infinita. La solubilitat del sòlid disminueix dràsticament a mesura que disminueix la temperatura, i hi ha canvis de fase complexos en la fase sòlida. etc., de manera que l'impacte sobre les propietats del coure varia molt.
hidrogen
El comportament de l'hidrogen en el coure és un tema que s'està estudiant. L'hidrogen i el coure no formen hidrurs. La solubilitat de l'hidrogen en coure líquid i sòlid augmenta a mesura que augmenta la temperatura, especialment en coure líquid, que té una gran solubilitat. , durant la solidificació, es formaran porus al coure, donant lloc a fragilitat i pelat superficial dels productes de coure;
En el coure sòlid, l'hidrogen existeix en estat de protons. Els electrons de l'hidrogen omplen l'òrbita de la capa S dels àtoms de coure per formar una solució sòlida de protons. Tot i que l'hidrogen té poc efecte sobre el rendiment del coure, l'hidrogen és perjudicial per al coure i els aliatges de coure. El coure que conté oxigen produirà esquerdes quan es recuit a l'hidrogen, que s'anomena "malaltia de l'hidrogen". El motiu és que es produeix la reacció Cu2O+H2 ⇌ 2Cu+H2O, i el vapor d'aigua generat provocarà porus i esquerdes;
Diversos elements tenen diferents efectes sobre la solubilitat de l'hidrogen en el coure. Elements com Ni i Mn augmenten la solubilitat, mentre que elements com P i Si redueixen la solubilitat de l'hidrogen en el coure. L'hidrogen de la càrrega es pot controlar reduint el temps de fosa i ajustant la composició. contingut, la superfície de fusió es cobreix amb carbó vegetal per reduir el contingut d'hidrogen del coure.
oxigen
L'oxigen és inevitable en el procés de producció del coure, i la seva influència també és molt important. L'oxigen rarament és sòlid dissolt en coure. És {{0}}.06% a 1065 graus i 0,002% (relació de pes) a 600 graus; l'oxigen es despolaritza al coure. Excepte per ser dissolts amb menys facilitat en solució sòlida, tots existeixen en forma de Cu2O. Els òxids de coure no són sòlidament solubles en coure i presenten una estructura eutèctica Cu+Cu2O, distribuïda als límits del gra. La reacció eutèctica és: L que conté oxigen 0,39% 1065 graus que conté oxigen 0,01% + Cu2O, el contingut d'oxigen en coure hipoeutèctic és proporcional a la quantitat d'eutèctic, i el contingut d'oxigen en coure es pot determinar amb precisió comparant-lo amb imatges estàndard sota un microscopi.
L'efecte de l'oxigen sobre les propietats del coure i els aliatges és complex. Les traces d'oxigen tenen poc efecte sobre la conductivitat elèctrica i les propietats mecàniques del coure. El coure industrial té una alta conductivitat elèctrica. El motiu és que l'oxigen, com a detergent, pot eliminar molts elements del coure. Les impureses nocives entren a l'escòria en forma d'òxids, especialment aquells que poden eliminar l'arsènic, l'antimoni, el bismut i altres elements. La conductivitat del coure que conté una petita quantitat d'oxigen pot arribar al 100-103% ± ACS. Coure d'alta puresa com el coure 6N en condicions criogèniques El valor de resistència és bastant baix.
El contingut d'oxigen del coure utilitzat en components elèctrics de buit s'ha de controlar estrictament. El motiu és que els dispositius elèctrics de buit s'han de segellar amb hidrogen. La presència d'oxigen al coure provocarà malalties de l'hidrogen i danyà l'entorn d'alt buit del dispositiu. Per tant, el coure utilitzat en components elèctrics de buit hauria de ser coure sense oxigen, les normes nacionals xineses estipulen que el contingut d'oxigen en el coure sense oxigen és inferior a 20 ppm, i la norma americana ASTM estableix que el contingut d'oxigen és de 3 ppm. Per controlar el contingut d'oxigen, s'han de seleccionar matèries primeres de coure electrolític d'alta qualitat en la producció de coure sense oxigen. En el procés de fosa s'adopta una atmosfera reductora per millorar la cobertura de la superfície de la piscina fosa, i generalment s'utilitza carbó vegetal per a la protecció;
Quan es fonen coure i aliatges de coure, generalment s'ha de dur a terme la desoxidació. Els desoxidants inclouen fòsfor, bor, magnesi, etc., que s'afegeixen en forma d'aliatges mestres. El fòsfor és el desoxidant més eficaç, però la quantitat residual de fòsfor s'ha de controlar estrictament perquè pot reduir fortament la conductivitat del coure i els aliatges.
fòsfor
El sòlid en fase binària coure-fòsfor mostra que hi ha una reacció eutèctica a 714 graus: L8,4% → 1,75% + Cu3P. A mesura que disminueix la temperatura, la quantitat de solució sòlida de fòsfor en coure disminueix ràpidament. A 300 graus, és 0,6%, 0,4% a 200 graus; el fòsfor dissolt en coure redueix significativament la seva conductivitat. La conductivitat de la cinta tova que conté P0,014% és del 94% IACS i la conductivitat de la cinta tova que conté P0,14% és només del 45,2%;
El fòsfor és el desoxidant més eficaç i de baix cost. La presència de traces de fòsfor pot millorar la fluïdesa de la fosa, millorar el rendiment de la soldadura, la resistència a la corrosió i la resistència al suavització del coure i els aliatges, de manera que el fòsfor és Elements additius valuosos de coure i aliatges, aliatge de coure fòsfor que conté P{{1 }}.015-0.04%, s'utilitza àmpliament en la producció de canonades d'aigua de construcció, canonades de calor de refrigeració i aire condicionat i canonades d'aigua de mar de vaixells;
Les plaques i tires d'aliatge de coure amb baix contingut en fòsfor s'utilitzen àmpliament a la indústria electrònica i química. Els aliatges de coure amb baix contingut en fòsfor també s'utilitzen àmpliament en tires de coure de marc de plom de circuit integrat. Els aliatges de fòsfor i coure amb composició eutèctica són excel·lents materials de soldadura. Els aliatges de coure rics en fòsfor s'utilitzen en Té una superplasticitat entre 580-620 graus i es pot extruir en calent en filferro de soldadura φ{3-φ5 mm. És un material important per soldar coure i aliatges de coure, acer i peces de coure.
La influència d'altres elements metàl·lics sobre el coure
El magnesi, el liti i el calci són limitadament solubles en coure, i el manganès i el coure són infinitament solubles entre si. Tots aquests quatre elements es poden utilitzar com a desoxidants del coure; El manganès pot millorar la força del coure. Els aliatges de coure baix en manganès tenen una alta resistència i resistència a la corrosió i s'utilitzen en enginyeria química. S'utilitza en moltes aplicacions. El manganès-coure té molt pocs sistemes de resistència a la temperatura i és un aliatge de resistència excel·lent. A causa de la transformació al·lotròpica, la transformació de fase de l'aliatge de coure-manganès en estat sòlid és molt complicada. En la fase sòlida, té descomposició de modulació d'amplitud, transformació de cristalls i altres processos. , té propietats de reducció de vibracions i soroll, i és un excel·lent material compost amortidor.
Els elements de terres rares representats pel ceri gairebé no són sòlids solubles en coure. El seu paper en el coure és metamorfosar i purificar. Poden desulfurar i desoxidar, i poden formar compostos d'alt punt de fusió amb impureses de baix punt de fusió per eliminar els efectes nocius i millorar el rendiment del coure i els aliatges. La plasticitat, afegint elements de terres rares a la part superior en blanc de filferro de fosa pot millorar la plasticitat i reduir les esquerdes de treball en fred.
