Утицај елемената на својства бакра
Неизбежно је да елементи у траговима уђу у бакар. Због различитих карактеристика елемената, они се можда не растварају у бакру, имају трагове чврстог раствора, велику количину чврстог раствора или бесконачну међусобну растворљивост. Растворљивост чврсте супстанце драстично опада како температура опада, а у чврстој фази долази до сложених фазних промена. итд., тако да утицај на својства бакра веома варира.
водоник
Понашање водоника у бакру је предмет који се проучава. Водоник и бакар не формирају хидриде. Растворљивост водоника у течном и чврстом бакру расте са порастом температуре, посебно у течном бакру, који има велику растворљивост. , током очвршћавања, у бакру ће се формирати поре, што ће резултирати крхкошћу и површинским љуштењем производа од бакра;
У чврстом бакру, водоник постоји у протонском стању. Електрони водоника испуњавају орбиту С-слоја атома бакра да би формирали чврсти раствор протона. Иако водоник има мали утицај на перформансе бакра, водоник је штетан за бакар и легуре бакра. Бакар који садржи кисеоник ће произвести пукотине када се жари у водонику, што се назива "болест водоника". Разлог је тај што долази до реакције Цу2О+Х2 ⇌ 2Цу+Х2О, а створена водена пара ће изазвати поре и пукотине;
Различити елементи имају различите ефекте на растворљивост водоника у бакру. Елементи као што су Ни и Мн повећавају растворљивост, док елементи као што су П и Си смањују растворљивост водоника у бакру. Водоник у пуњењу може се контролисати смањењем времена топљења и подешавањем састава. садржаја, површина растопа је прекривена угљем да би се смањио садржај водоника у бакру.
кисеоник
Кисеоник је неизбежан у процесу производње бакра, а његов утицај је такође веома важан. Кисеоник је ретко чврст растворен у бакру. То је {{0}}.06% на 1065 степени и 0,002% (тежински однос) на 600 степени; кисеоник је деполаризован у бакру. Осим што се теже растварају у чврстом раствору, сви они постоје у облику Цу2О. Оксиди бакра нису чврсто растворљиви у бакру и представљају Цу+Цу2О еутектичку структуру, распоређену на границама зрна. Еутектичка реакција је: Л који садржи кисеоник 0,39% 1065 степени садржи кисеоник 0,01%+Цу2О, садржај кисеоника у хипоеутектичком бакру је пропорционалан количини еутектика, а садржај кисеоника у бакру може се тачно одредити упоређивањем са стандардним сликама испод микроскоп.
Утицај кисеоника на својства бакра и легура је сложен. Количине кисеоника у траговима имају мали утицај на електричну проводљивост и механичка својства бакра. Индустријски бакар има високу електричну проводљивост. Разлог је тај што кисеоник, као детерџент, може уклонити многе елементе из бакра. Штетне нечистоће улазе у шљаку у облику оксида, посебно оних који могу да уклоне арсен, антимон, бизмут и друге елементе. Проводљивост бакра који садржи малу количину кисеоника може да достигне 100-103% ± АЦС. Бакар високе чистоће као што је 6Н бакар у криогеним условима Вредност отпора је прилично ниска.
Садржај кисеоника у бакру који се користи у електричним компонентама вакуума треба строго контролисати. Разлог је тај што електрични вакуум уређаји морају бити запечаћени водоником. Присуство кисеоника у бакру ће изазвати болест водоника и оштетити окружење високог вакуума уређаја. Према томе, бакар који се користи у електричним вакуумским компонентама треба да буде бакар без кисеоника, кинески национални стандарди предвиђају да је садржај кисеоника у бакру без кисеоника мањи од 20ппм, а амерички АСТМ стандард предвиђа да је садржај кисеоника 3ппм. Да би се контролисао садржај кисеоника, у производњи бакра без кисеоника треба изабрати висококвалитетне електролитичке бакарне сировине. У процесу топљења је усвојена редукујућа атмосфера да би се побољшала покривеност површине растопљеног базена, а дрвени угаљ се генерално користи за заштиту;
Када се бакар и легуре бакра топе, генерално треба извршити деоксидацију. Деоксидизатори укључују фосфор, бор, магнезијум итд., који се додају у облику матичних легура. Фосфор је најефикаснији деоксидатор, али заосталу количину фосфора треба строго контролисати јер може снажно смањити проводљивост бакра и легура.
фосфор
Чврста материја бинарне фазе бакар-фосфор показује да постоји еутектичка реакција на 714 степени: Л8,4%→ 1,75%+Цу3П. Како температура пада, количина чврстог раствора фосфора у бакру се брзо смањује. На 300 степена, то је 0,6%, 0,4% на 200 степени; фосфор растворен у бакру значајно смањује његову проводљивост. Проводљивост мекане траке која садржи П0,014% је 94% ИАЦС, а проводљивост мекане траке која садржи П0,14% је само 45,2%;
Фосфор је најефикаснији и најјефтинији деоксидант. Присуство фосфора у траговима може побољшати флуидност растопа, побољшати перформансе заваривања, отпорност на корозију и отпорност на омекшавање бакра и легура, тако да је фосфор вредни адитивни елементи бакра и легура, легура фосфора бакра која садржи П{{1 }}.015-0.04%, широко се користи у производњи водоводних цеви за зграде, топлотних цеви за хлађење и климатизацију и бродских цеви за морску воду;
Плоче и траке од легуре бакра са ниским садржајем фосфора се широко користе у електронској и хемијској индустрији. Легуре бакра са ниским садржајем фосфора се такође широко користе у бакарним тракама са оловним оквиром интегрисаног кола. Легуре фосфора и бакра са еутектичким саставом су одлични материјали за заваривање. Легуре бакра са високим садржајем фосфора се користе у. Има суперпластичност између 580-620 степена и може се вруће екструдирати у φ3-φ5 мм жицу за заваривање. Важан је материјал за заваривање бакра и легура бакра, челика и бакарних делова.
Утицај осталих металних елемената на бакар
Магнезијум, литијум и калцијум су ограничено растворљиви у бакру, а манган и бакар су бесконачно растворљиви један у другом. Сва ова четири елемента могу се користити као деоксидатори за бакар; манган може побољшати снагу бакра. Легуре бакра са ниским садржајем мангана имају високу чврстоћу и отпорност на корозију и користе се у хемијском инжењерству. Користи се у многим апликацијама. Манган-бакар има врло мало отпорних температурних система и одлична је легура отпорности. Због алотропске трансформације, фазна трансформација легуре бакра-мангана у чврстом стању је веома компликована. У чврстој фази има разградњу амплитудне модулације, трансформацију кристала и друге процесе. , има својства смањења вибрација и буке, и одличан је композитни материјал за пригушивање.
Ретки земни елементи представљени церијумом скоро да нису растворљиви у чврстом стању у бакру. Њихова улога у бакру је метаморфоза и пречишћавање. Они могу да десумпоризују и деоксидишу, и могу да формирају једињења високе тачке топљења са нечистоћама ниске тачке топљења како би елиминисали штетне ефекте и побољшали перформансе бакра и легура. Пластичност, додавањем реткоземних елемената у горњи део жице за ливење може побољшати пластичност и смањити пукотине при хладном раду.
